O que é um torno?
Um torno é uma máquina-ferramenta que utiliza principalmente uma ferramenta de torneamento para girar uma peça de trabalho. Além disso, brocas, alargadores, machos, matrizes de rosca e serrilhados também podem ser utilizados no torno para processamento específico.
Tornos são utilizados predominantemente para usinar eixos, discos, luvas e outras peças com superfícies rotativas. Eles são o tipo de máquina-ferramenta mais comumente usado em oficinas de fabricação e reparo de máquinas.
Pois bem, depois de popularizar a ciência, deve-se discutir o tema “Mãe da Máquina” – a vida passada e presente do torno.
O protótipo do torno
O primeiro protótipo de máquina-ferramenta, o torno, foi criado por nossos ancestrais há aproximadamente 2.000 anos para facilitar o trabalho com ferramentas.
Durante o século XIII, o desenvolvimento de máquinas-ferramentas continuou e tornou-se necessário encontrar métodos alternativos de operação, uma vez que não era mais viável pendurá-las em uma árvore. Isso levou à criação do “torno de pedal”, que usava um pedal para girar o virabrequim e acionar o volante. Este, por sua vez, alimentava o fuso, fazendo-o girar, e também era 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 documentou as tecnologias da dinastia Ming e da dinastia anterior, demonstrando o significado da “sabedoria dos antigos”.
O livro também descreveu a estrutura de uma retificadora, que empregava um princípio semelhante ao da máquina medieval europeia operada com o pé. Esta máquina usava o método do pedal para girar uma placa de metal e utilizava areia e água para moldar o jade.
Estrutura de uma retificadora de Tian GOng Kai Cvocê
de Tian GOng Kai Cvocê
Esse processo é semelhante às técnicas modernas de usinagem, como a mandrilamento, onde uma ferramenta especializada, chamada balança romana, é usada para remover pequenas quantidades de material do jade interno. É notável considerar o nível de habilidade e conhecimento dos antigos artesãos.
de Tian GOng Kai Cvocê
O nascimento das máquinas-ferramentas
Em 1774, o inventor britânico Wilkinson criou a primeira mandriladora verdadeira do mundo, a mandriladora de barril.
A mandriladora de cano 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 vazamento de Wattner, que atendia às especificações exigidas para a máquina a vapor de Watt.
Para acomodar a perfuração de cilindros maiores, ele construiu uma mandriladora de cilindros movida a uma roda d'água no mesmo ano, o que contribuiu muito para o avanço das máquinas a vapor.
A mandriladora de cilindros de Wilkinson, projetada para forjar cilindros maiores, marcou um ponto de viragem na evolução das máquinas-ferramentas. A partir de então, a máquina-ferramenta passou a ser movida por uma máquina a vapor por meio de um virabrequim. A assistência mútua entre a máquina-ferramenta e a máquina a vapor facilitou o seu desenvolvimento simultâneo e inaugurou uma era dinâmica de revolução industrial.
O nascimento e a popularização do protótipo de torno moderno
É importante mencionar Henry Maudslay, o inventor britânico conhecido como o “Pai do Torno”. Maudslay está para o torno assim como James Watt está para a máquina a vapor.
Em 1797, Maudslay criou o primeiro torno rosqueador do mundo, que apresentava um parafuso e uma haste polida. Este torno moderno, equipado com um porta-ferramentas deslizante, podia produzir roscas de vários passos.
Torno Maudslay 1797
Maudslay continuou a refinar o torno e, em 1800, fez uma melhoria significativa ao substituir a estrutura triangular da barra de ferro por uma base sólida de ferro fundido e a roda intermediária por pares de engrenagens intercambiáveis.
Isso permitiu a produção de roscas de diversos passos sem a necessidade de troca do parafuso. Este protótipo do torno moderno, conhecido como torno de estrutura de ferramentas que marcou época, desempenhou um papel crucial na Revolução Industrial inglesa.
Torno Maudslay 1800
Para ser mais preciso, Maudslay não inventou o torno, mas sim reinventou-o com base no trabalho dos seus antecessores e adicionou 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 hoje.
O rápido desenvolvimento de todos os tipos de máquinas-ferramentas
No século XIX, com o crescimento de diversas indústrias, aumentou a demanda por diversos tipos de máquinas-ferramenta. 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 pórtico Roberts
Para aprimorar ainda mais a mecanização e a automação, em 1845, Fitch, dos Estados Unidos, criou o torno torre. Em 1848, tornos rotativos foram introduzidos nos Estados Unidos e, em 1873, Spencer, dos Estados Unidos, desenvolveu um torno automático de fuso único. Isto foi rapidamente seguido pela invenção de um torno automático de três fusos.
No início do século 20, tornos com caixas de engrenagens movidas por um único motor tornaram-se disponíveis.
Máquinas-ferramentas Spencer
Em 1900, a empresa americana Norton utilizou esmeril e corindo para produzir um rebolo grande e largo, bem como uma esmeril robusta e resistente. Isto marcou um grande passo no desenvolvimento de retificadoras e elevou a tecnologia de fabricação de máquinas a um novo nível de precisão.
A Revolução Industrial foi um período de crescimento e desenvolvimento explosivos. Durante esse período, as máquinas-ferramentas evoluíram e melhoraram constantemente 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 para ferramentas de alta velocidade e o uso generalizado de motores elétricos, as máquinas-ferramentas passaram por outra atualização que marcou época, passando da energia a vapor para a energia elétrica. Isto demonstra o progresso notável que a humanidade tem feito ao longo de centenas de anos, passando da energia humana para a energia hídrica, para a energia a vapor e, finalmente, para a energia 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 demandas das indústrias de munições, automóveis e outras indústrias de máquinas.
No final da década de 1940, para aumentar a produtividade de peças de trabalho de pequenos lotes, foram introduzidos tornos equipados com dispositivos de perfilamento hidráulico. Ao mesmo tempo, também foram desenvolvidos tornos multiferramentas.
Máquina-ferramenta elétrica após a Segunda Guerra Mundial
Em meados da década de 1950, foram desenvolvidos tornos controlados por programa equipados com cartões perfurados, placas de trava e mostradores. O uso da tecnologia CNC em tornos começou na década de 1960 e na década de 1970, os microprocessadores foram diretamente integrados às máquinas CNC, avançando ainda mais a popularização e o rápido desenvolvimento das máquinas-ferramentas CNC, que continuaram a evoluir até os dias atuais.
Primeiras máquinas-ferramentas CNC
A evolução dos tornos chineses: dos tornos de correia aos tornos de cinco eixos
Por razões históricas, a China perdeu as três primeiras revoluções industriais. O verdadeiro desenvolvimento dos tornos chineses começou após o estabelecimento da República Popular da China. No início da nova China, a indústria de fabricação de equipamentos, incluindo máquinas-ferramentas, era quase inexistente.
Através dos esforços incansáveis dos trabalhadores, o primeiro lote de máquinas-ferramentas da China foi produzido com sucesso sob condições desafiadoras de pobreza e falta de recursos.
Em 1949, o primeiro torno da Nova China, um torno de correia de seis pés, foi finalmente fabricado na fábrica nº 1 de máquinas-ferramenta de Shenyang.
Os trabalhadores na foto estão operando um torno de correia
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 subsequentes.
Oficina de usinagem 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 de produção principais que ficaram conhecidas como os “Dezoito Arhats” na indústria de máquinas-ferramenta. Com o apoio técnico da União Soviética, estas “Dezoito Fábricas Arhat” desenvolveram continuamente novas máquinas-ferramentas.
Por exemplo, depois que a fábrica de máquinas-ferramenta nº 1 de Shenyang produziu o primeiro torno na Nova China em 1949, ela 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 sucesso uma nova retificadora cilíndrica. Em 1956, a Ji'er Machine Tool produziu em massa uma plaina e uma prensa de fricção espiral (a fábrica já havia desenvolvido a primeira grande plaina e a primeira grande prensa mecânica da China em 1953 e 1955, respectivamente).
No verão de 1958, a primeira fresadora CNC da Nova China foi finalmente desenvolvida – a X53K1. Foi criada em conjunto pela Universidade de Tsinghua e pela Primeira Fábrica de Máquinas-Ferramenta de Pequim e também foi a primeira máquina CNC da Ásia.
A primeira fresadora CNC da Nova China finalmente nasceu – X53K1
O desenvolvimento bem-sucedido do X53K1 marcou um grande salto na história da indústria de máquinas da China e sinalizou uma mudança do trabalho manual para a usinagem baseada na tecnologia. No entanto, devido a bloqueios tecnológicos estrangeiros e limitações nacionais, a tecnologia CNC da China não avançou significativamente durante quase 30 anos.
Após a implementação de reformas e abertura, a China experimentou um ressurgimento no desenvolvimento da indústria de máquinas-ferramenta, e os tipos e modelos de máquinas-ferramenta tornaram-se cada vez mais diversificados. Até o momento, uma ampla gama de tornos, incluindo verticais, horizontais, multieixos, carros CNC, compostos de torneamento e fresamento e muito mais, foram desenvolvidos.
Em 2012, a Shenyang Machine Tool Company desenvolveu e projetou de forma independente o primeiro “sistema CNC i5” com recursos de inteligência de rede e o trouxe ao mercado com sucesso. Isto marcou o fim da dependência da China das importações de sistemas de máquinas-ferramenta CNC de alta qualidade.
Hoje, 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 crescente desenvolvimento dos tornos CNC tornou-os uma tendência na indústria. No entanto, espera-se que os tornos convencionais ainda existam por um determinado período de tempo, pois são mais econômicos e economizam tempo para pedidos de pequenos volumes.
A transição para uma transformação inteligente de substituições de máquinas para “dominar o mundo” levará um tempo relativamente longo para ser concluída. No entanto, a eventual eliminação dos tornos convencionais do mercado é inevitável.
