Alguma vez se interrogou sobre a fascinante história por detrás do torno, uma máquina-ferramenta que revolucionou o fabrico? Nesta cativante publicação do blogue, vamos levá-lo numa viagem através do tempo, explorando a notável evolução do torno e o seu profundo impacto em várias indústrias. Desde os seus humildes começos até à sofisticação dos dias de hoje, descubra como esta ferramenta versátil moldou o nosso mundo e continua a desempenhar um papel vital na maquinagem de precisão.
Um torno é uma máquina-ferramenta versátil que gira principalmente uma peça de trabalho em torno de um eixo de rotação para efetuar várias operações de maquinagem. A ferramenta de corte principal, normalmente uma ferramenta de torneamento de ponto único, permanece relativamente estacionária enquanto molda a peça de trabalho em rotação. Para além do torneamento, os tornos podem acomodar uma vasta gama de ferramentas de corte e acessórios, incluindo brocas, alargadores, machos, matrizes de rosca e ferramentas de serrilha, permitindo diversos processos de maquinagem.
Os tornos são predominantemente utilizados para produzir peças cilíndricas com elevada precisão, tais como veios, fusos, pinos e mangas. São excelentes na criação de características externas e internas em superfícies rotativas, incluindo perfis rectos, cónicos e contornados. Devido à sua versatilidade e papel fundamental na produção de peças, os tornos são muitas vezes referidos como a "mãe das máquinas-ferramentas" e são omnipresentes em instalações de fabrico, oficinas mecânicas e centros de reparação em várias indústrias.
A evolução da tecnologia do torno, desde as antigas versões manuais até às modernas máquinas CNC (Controlo Numérico Computadorizado), reflecte a progressão mais ampla do fabrico industrial. Esta história rica e o desenvolvimento contínuo sublinham a importância crítica do torno na formação do passado, presente e futuro da maquinagem de precisão e da produção industrial.
O primeiro protótipo de máquina-ferramenta, o torno, foi criado pelos nossos antepassados há cerca de 2000 anos para facilitar o trabalho com ferramentas.
Durante o século XIII, o desenvolvimento das máquinas-ferramentas prosseguiu e tornou-se necessário encontrar métodos alternativos de funcionamento, uma vez que já não era possível pendurá-las numa árvore. Foi assim que surgiu o "torno de pedal", que utilizava um pedal para fazer rodar a cambota e acionar o volante. Este, por sua vez, accionava o fuso, fazendo-o girar, e era também conhecido como torno de barra flexível.
Durante o mesmo período na China, a dinastia Ming publicou um livro notável chamado "Tian Gong Kai Wu", que documentava as tecnologias da dinastia Ming e da dinastia anterior, demonstrando o significado de "a sabedoria dos antigos".
O livro descrevia também a estrutura de uma máquina de moer, que empregava um princípio semelhante ao da máquina medieval europeia accionada por pedal. Esta máquina usava o método do pedal para rodar uma placa de metal e utilizava areia e água para moldar o jade.
Estrutura de uma máquina de moagem de Tian Gong Kai Wu
de Tian Gong Kai Wu
Este processo é semelhante às técnicas de maquinação modernas, como a perfuração, em que uma ferramenta especializada, denominada "steelyard", é utilizada para remover pequenas quantidades de material do interior do jade. É notável considerar o nível de habilidade e perícia dos antigos artesãos.
de Tian Gong Kai Wu
Em 1774, o inventor britânico Wilkinson criou a primeira verdadeira máquina de furar do mundo, a barrel boring machine.
O barril máquina de perfuração inventada por Wilkinson foi inicialmente utilizada para forjar armas de fogo. Em 1775, Wilkinson utilizou o cilindro perfurado por esta máquina para construir uma nova versão do cilindro com fugas de Wattner, que cumpria as especificações necessárias para a máquina a vapor de Watt.
Para permitir a perfuração de cilindros maiores, construiu no mesmo ano uma máquina de perfuração de cilindros accionada por uma roda de água, que contribuiu grandemente para o avanço das máquinas a vapor.
A máquina de furar cilindros de Wilkinson, concebida para forjar cilindros maiores, marcou um ponto de viragem na evolução das máquinas-ferramentas. A partir de então, a máquina-ferramenta passou a ser accionada por um motor a vapor através da utilização de uma cambota. A assistência mútua entre a máquina-ferramenta e o motor a vapor facilitou o seu desenvolvimento simultâneo e deu início a uma era dinâmica de revolução industrial.
É importante mencionar Henry Maudslay, o inventor britânico conhecido como o "Pai do Torno". Maudslay é para o torno o que James Watt é para a máquina a vapor.
Em 1797, Maudslay criou o primeiro torno de corte de roscas do mundo, equipado com um parafuso e uma haste polida. Este torno moderno, equipado com uma coluna de ferramentas deslizante, podia produzir roscas de diferentes passos.
Torno Maudslay 1797
Maudslay continuou a aperfeiçoar o torno e, em 1800, introduziu uma melhoria significativa ao substituir a estrutura triangular de barras de ferro por uma base sólida de ferro fundido e a roda de roldana por pares de engrenagens intermutáveis.
Isto permitiu a produção de roscas de diferentes passos sem necessidade de mudar o parafuso. Este protótipo do torno moderno, conhecido como o torno de quadro de ferramentas que marcou época, desempenhou um papel crucial na Revolução Industrial inglesa.
Torno Maudslay 1800
Para ser exato, Maudslay não inventou o torno, mas reinventou-o com base no trabalho dos seus antecessores e acrescentou a capacidade de corte automático. No entanto, foi a reimaginação de Maudslay que tornou o torno amplamente popular e deu origem ao torno tal como o conhecemos atualmente.
O rápido desenvolvimento de todas as tipos de máquinas-ferramentas
No século XIX, com o crescimento de várias indústrias, a procura de vários tipos de máquinas-ferramentas aumentou. Em 1817, Roberts criou o torno de pórtico e, em 1818, Whitney, dos Estados Unidos, inventou a primeira fresadora de uso geral do mundo.
Torno de pórtico Roberts
Para melhorar ainda mais a mecanização e a automatização, em 1845, Fitch, dos Estados Unidos, criou o torno de torre. Em 1848, os tornos rotativos foram introduzidos nos Estados Unidos e, em 1873, Spencer, dos Estados Unidos, desenvolveu um torno automático de um só fuso. A isto seguiu-se rapidamente a invenção de um torno automático de três fusos.
No início do século XX, começaram a estar disponíveis tornos com caixas de velocidades accionadas por um único motor.
Máquinas-ferramentas Spencer
Em 1900, a empresa americana Norton utilizou o esmeril e o corindo para produzir uma mó grande e larga, bem como uma mó robusta e resistente. Este facto marcou um importante passo em frente no desenvolvimento das mós e elevou a tecnologia de fabrico de máquinas a um novo nível de precisão.
A Revolução Industrial foi um período de crescimento e desenvolvimento explosivos. Durante este período, as máquinas-ferramentas estavam constantemente a evoluir e a melhorar para aumentar a eficiência da indústria e da produção. Os inventores destas máquinas-ferramentas desempenharam um papel crucial na formação do mundo.
Com o advento do aço-ferramenta de alta velocidade e a utilização generalizada de motores eléctricos, as máquinas-ferramentas passaram por mais uma atualização que marcou uma época, passando da energia a vapor para a energia eléctrica. Isto demonstra o progresso notável que a humanidade fez ao longo de centenas de anos, passando da força humana, para a força da água, para a força do vapor e, finalmente, para a força eléctrica.
1910, antigo torno britânico
Após a Primeira Guerra Mundial, o desenvolvimento de vários tornos automáticos de alta eficiência e tornos especializados acelerou rapidamente devido às exigências das indústrias de munições, automóveis e outras máquinas.
No final dos anos 40, para aumentar a produtividade das peças de pequenas dimensões, foram introduzidos tornos equipados com dispositivos hidráulicos de perfilagem. Ao mesmo tempo, foram também desenvolvidos tornos multi-ferramentas.
Máquina-ferramenta eléctrica após a Segunda Guerra Mundial
Em meados da década de 1950, foram desenvolvidos tornos controlados por programas, equipados com cartões perfurados, placas de fecho e mostradores. A utilização da tecnologia CNC em tornos começou na década de 1960 e, na década de 1970, os microprocessadores foram diretamente integrados nas máquinas CNC, promovendo ainda mais a popularização e o rápido desenvolvimento da tecnologia CNC. Máquina CNC ferramentas, que tem continuado a evoluir até aos dias de hoje.
A evolução da Tornos chineses: Dos tornos de cinta aos tornos de cinco eixos
Devido a razões históricas, a China não participou nas três primeiras revoluções industriais. O verdadeiro desenvolvimento dos tornos chineses começou após a criação da República Popular da China. No início da nova China, a indústria de fabrico de equipamento, incluindo máquinas-ferramentas, era quase inexistente.
Graças aos esforços incansáveis dos trabalhadores, o primeiro lote de máquinas-ferramentas da China foi produzido com êxito em condições difíceis de pobreza e falta de recursos.
Em 1949, o primeiro torno da Nova China, um torno de cinta de seis pés, foi finalmente fabricado na Fábrica de Máquinas-Ferramenta n.º 1 de Shenyang.
Os trabalhadores da fotografia estão a operar um torno de cinta
A chegada deste lote de máquinas-ferramentas e a subsequente produção em massa apoiaram significativamente a industrialização do país e resultaram em muitas maravilhas de produção posteriores.
Oficina de maquinagem da fábrica de máquinas-ferramenta Shenyang No.1
Durante o período do "Primeiro Plano Quinquenal", o governo renovou algumas fábricas de reparação de máquinas e criou novas empresas, identificando 18 empresas-chave de produção que ficaram conhecidas como os "Dezoito Arhats" no indústria das máquinas-ferramentas. Com o apoio técnico da União Soviética, estas "Dezoito Fábricas Arhat" desenvolveram continuamente novas máquinas-ferramentas.
Por exemplo, depois de a fábrica de máquinas-ferramenta Shenyang n.º 1 ter produzido o primeiro torno na Nova China em 1949, desenvolveu o primeiro torno horizontal C620-1 da China em 1955 e iniciou a produção em massa.
No mesmo ano, a fábrica de máquinas-ferramenta de Dalian começou a produzir uma nova máquina-ferramenta, uma pá universal, e a fábrica de máquinas-ferramenta de Xangai produziu com êxito uma nova rectificadora cilíndrica. Em 1956, a Ji'er Machine Tool produziu em massa uma plaina e uma prensa de fricção em espiral (a fábrica tinha anteriormente desenvolvido a primeira plaina de grandes dimensões e a primeira prensa de grandes dimensões da China). prensa mecânica em 1953 e 1955, respetivamente).
No verão de 1958, foi finalmente desenvolvida a primeira fresadora CNC da Nova China - a X53K1. Foi criada conjuntamente pela Universidade de Tsinghua e pela Beijing First Machine Tool Factory e foi também a primeira máquina CNC da Ásia.
Nasceu finalmente a primeira fresadora CNC da China - X53K1
O desenvolvimento bem sucedido do X53K1 marcou um grande salto na história da indústria de maquinaria da China e assinalou uma mudança do trabalho manual para a maquinaria orientada para a tecnologia. No entanto, devido a bloqueios de tecnologia estrangeira e a limitações internas, a tecnologia CNC da China não avançou significativamente durante quase 30 anos.
Após a implementação das reformas e da abertura, a China registou um ressurgimento do desenvolvimento da indústria de máquinas-ferramenta, e os tipos e modelos de máquinas-ferramenta tornaram-se cada vez mais diversificados. Até à data, foi desenvolvida uma vasta gama de tornos, incluindo verticais, horizontais, multi-eixos, carros CNC, compostos de torneamento e fresagem, entre outros.
Em 2012, a Shenyang Machine Tool Company desenvolveu e concebeu de forma independente o primeiro "i5 Sistema CNC" com capacidades de inteligência de rede e introduziu-a com êxito no mercado. Este facto marcou o fim da dependência da China das importações de sistemas de máquinas-ferramentas CNC de alta qualidade.
Atualmente, a China é o maior mercado mundial de máquinas-ferramenta há oito anos consecutivos e é o único país do mundo a produzir todas as categorias de máquinas-ferramenta.
O desenvolvimento crescente dos tornos CNC transformou-os na tendência do sector. No entanto, espera-se que os tornos convencionais continuem a existir durante um certo período de tempo, uma vez que são mais económicos e poupam tempo para encomendas de pequeno volume.
A transição para uma transformação inteligente das substituições de máquinas para "dominar o mundo" levará um tempo relativamente longo para ser concluída. No entanto, a eliminação progressiva dos tornos convencionais do mercado é inevitável.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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