Aulas-Usinagem Convencional II

7/31/2019 Aulas-Usinagem Convencional II

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Faculdade de Tecnologia SENAI Belo Horizonte

Ps-graduao: Gesto em Processos Metalrgicos

Prof.: William Xavier dAlcntara

NCLEO DE COMPETNCIAS ESPECFICASTECNOLOGIA DA USINAGEM


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Direo dos movimentos de corte, de avano e efetivo, no torneamento


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B) Movimentos que no tomam partedireta na formao do cavaco:

Movimento de aproximao; Movimento de ajuste; Movimento de correo;

Movimento de recuo.


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DIREO DOS MOVIMENTOS

Direo de corte: direo instantnea domovimento de corte:

Direo de avano: direo instantnea domovimento de avano;

Direo efetiva do movimento de corte;


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Direo dos movimentos de corte, de avano e efetivo no fresamento discordante


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PERCURSO DA FERRAMENTA

Deve-se distinguir o percurso de corte, opercurso de avanoe o percurso efetivode corte.


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Percurso de corte (lc) - o espao percorridosobre a pea pelo ponto de refernciadaaresta cortante, segundo a direo de corte;Percurso de avano (lf) - o espaopercorrido pela ferramenta, segundo a direode avano.Percurso efetivo de corte (Ie) - o espaopercorrido pelo ponto de refernciada aresta

cortante, segundo a direo efetiva de corte


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Fresamento tangencial com fresa cilndrica. Percurso de corte lc, percurso efetivo decorte Ie; percurso de avano lf (Os dentes 1 e 2 mostram o movimento da fresa).


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VELOCIDADES

Velocidade de corte (vc

) - a velocidadeinstantnea do ponto de refernciada arestacortante, segundo a direo a sentido de corte.Velocidade de avano (vf) - a velocidade

instantnea da ferramentasegundo a direo esentido de avano.Velocidade efetiva de corte (ve)- a

velocidade instantnea do ponto de refernciada aresta cortante, segundo a direo efetiva decorte.


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Avano (f)- o percurso de avanoem cadavolta ou em cada curso.Profundidade ou largura de corte (ap) - aprofundidade ou largura de penetrao daaresta principal de corte, medida numa direo

perpendicular ao plano de trabalho.Espessura de penetrao (e) - deimportncia predominante no fresamento e naretificao. a espessura de corte em cadacurso ou revoluo, medida no plano detrabalho numa direo perpendicular direode avano.


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Fresamento tangencial. Largura de corteap; espessura de penetrao e

Fresamento frontal. Profundidade de corteap; espessura de penetrao e.


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Aplainamento. Profundidade decorte ap; avano f=fc.

Retificao frontal. Profundidade decorte ap; espessura de penetrao e.


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Brochamento


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Retificao plana tangencial. Largura decorte ap; espessura de penetrao e. Furao. Largura de corte ap=d/2.


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CONSIDERAES SOBRE A Vc

Os valores da Vc so encontradas emtabelas fornecidas pelos fabricantes deferramentas de corte;

Os valores de rpm e gpm so ajustadosnas mquinas-ferramentas antes do incioda usinagem. Em mquinas CNC osvalores da Vc tem variao contnua;

A Vc parmetro de corte mais influentena vida das ferramentas.


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Fatores que influenciam na Vc

Tipo de material da ferramenta;

Tipo de material a ser usinado; Condies de refrigerao; Condies da mquina-ferramenta


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CONSIDERAES SOBRE O AVANO (f) :

o parmetro mais influente na qualidade doacabamento superficial da pea; Para ferramentas multicortantes (fresas), distingui-

se o avano por dente fz e o valor de f (f = fz .z;onde z= nmero de dentes);

Os valores de f ou fz so fornecidos peloscatlogos de fabricantes de ferramenta de corte;

Geralmente: Vf


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PLANOS EM UMA FERRAMENTA DE CORTE

Plano de Referncia (Pr): passa pelo ponto de corte escolhido

e perpendicular direo de corte. No torneamento esteplano paralelo ao plano de apoio da ferramenta; Plano de Trabalho (Pf): passa pelo ponto de corte contm asdirees de avano e de corte; Plano de Corte:

*Principal (Ps): passa pelo ponto de corte escolhido, tangente aresta principal de corte e perpendicular ao planode referncia da ferramenta;

*Secundrio (Ps'): Plano que passando pelo ponto decorte escolhido, tangente aresta secundria de corte e

perpendicular ao plano de referncia da ferramenta. Plano Ortogonal (ou Plano de Medida) (Po): Plano quepassando pelo ponto de referncia da aresta de corte perpendicular aos planos de referncia e ao plano de corte daferramenta;


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Planos do Sistema de

Referncia da Ferramenta


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GEOMETRIA DAS FERRAMENTAS DECORTE

A geometria da ferramenta de corteexerce influncia, juntamente com outros

fatores, a usinagem dos metais. necessrio, portanto, definir a ferramentaatravs dos ngulos da cunha para

cortar o material.


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Princpio da Cunha Cortante


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Somente o ngulo de cunha no garanteque o material seja cortado com sucesso,outros ngulos tambm assumem papel

importante e esto relacionados com aposio da ferramenta em relao a pea.Eles so os ngulos de folga(), e de

sada().


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Definio da geometria de corte nofresamento tangencial


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= ( capa ) ngulo de posio = ( epsolon) ngulo de ponta = ( alfa) ngulo de folga

= (beta) ngulo da cunha = (gama) ngulo de sada


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Cunha de corte

a cunha formada pelas superfcies desada e de folga da ferramenta.Atravs do movimento relativo entre peae ferramenta, formam-se os cavacossobre a cunha de corte.


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Superfcie de Sada (A): a superfcie dacunha de corte sobre o qual o cavaco desliza.Superfcie de folga (A): a superfcie dacunha de corte, que determina a folga entre a

ferramenta e a superfcie de usinagem.Distinguem-se a superfcie principal de folgaA e a superfcie secundria de folga A.


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Torneamento. Superfcie principal e lateral de corte


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Arestas de corte: so as arestas da cunha decorte formadas pelas superfcies de sada e de

folga. Deve-se distinguir a aresta principal decorte S e a aresta secundria de corte S.Ponta de corte: parte da cunha de corte ondese encontram a aresta principal e a aresta

secundria de corte.Ponto de corte escolhido: ponto destinado determinao dos planos e ngulos da cunhade corte, ou seja, as definies se referem aum ponto da ferramenta, dito ponto de corteescolhido ou Ponto de Referncia.


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ngulo de sada (): ngulo entre a superfcie desada e o plano de referncia da ferramenta.

Influi decisivamente na fora e na potncianecessria ao corte, no acabamento superficial e nocalor gerado; Quanto maior for o ngulo menor ser o trabalho

de dobramento do cavaco; O ngulo depende principalmente de :- Resistncia do material da ferramenta e da pea ausinar;- quantidade de calor gerado pelo corte;- velocidade de avano.


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O ngulo negativo muito usado paracorte de materiais de difcil usinabilidade eem cortes interrompidos, com oinconveniente da necessidade de maiorfora de e potncias de usinagem e maior

calor gerado pela ferramenta, geralmente ongulo est entre 10 e 30. O ngulo de sada pode ser positivo, nulo

ou negativo.


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ngulo de sada () para uma ferramenta detorno


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O ngulo deve ser:

Maior para materiais que oferecempouca resistncia ao corte. Se (ngulode sada) aumenta, o (ngulo de cunhada ferramenta) diminui; Menor (e as vezes at negativo) paramateriais mais duros e comirregularidades na superfcie. Se o ngulo diminui, o (ngulo de cunha daferramenta) aumenta;


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ngulo de cunha da ferramenta()

ngulo formado entre a superfcie da sada e a defolga

WWW.CIMM.COM.BR


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ngulo de folga (): ngulo entre a superfcie defolga e o plano de corte (Ps - plano que contm a

aresta de corte e perpendicular ao plano dereferncia, veja a Figura 3.8 ). O (ngulo de folga)possui as seguintes funes e caractersticas:

Evitar o atrito entre a pea e a superfcie de folgada ferramenta;Se pequeno ( o ngulo aumenta): a cunhano penetra convenientemente no material, a

ferramenta perde o corte rapidamente, h grandegerao de calor que prejudica o acabamentosuperficial;


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Se grande (o ngulo diminui) : acunha da ferramenta perde resistncia,

podendo soltar pequenas lascas ouquebrar; depende principalmente da resistncia

do material da ferramenta e da pea ausinar.Geralmente o ngulo esta entre 2 e

14.


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ngulos de folga (), de cunha () e de sada ()


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ngulos de folga (), de cunha () e desada () na fresa


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NGULOS MEDIDOS NO PLANO DEREFERNCIA (Pr)

ngulo de posio ( ): ngulo entre o plano de corte(Ps) e o plano de trabalho (Pf). O ngulo de posiopossui as seguintes funes e caractersticas: Influi na direo de sada do cavaco;Se diminui, o ngulo de ponta () aumenta,aumentando a resistncia da ferramenta e a capacidadede dissipao de calor;

O controle de reduz as vibraes, uma vez que asforas de corte esto relacionadas com este ngulo.Geralmente o ngulo est entre 30 e 90;


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ngulo de ponta (): ngulo entre os

planos principal de corte (Ps) e o secundrio(Ps);

ngulo de posio secundria ():ngulo entre o plano secundrio de corte(Ps) e o plano de trabalho.


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ngulos medidos no plano de referncia (Pr) , e .

NGULOS MEDIDOS NO PLANO DE CORTE (P )


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NGULOS MEDIDOS NO PLANO DE CORTE (Ps)

ngulo de inclinao (): ngulo entre aaresta de corte e o plano de referncia.Funes do ngulo : controlar a direo de sada do cavaco; proteger a quina da ferramenta contraimpactos; atenuar vibraes;geralmente (ngulo de inclinao) temum valor de4 a 4.


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Quando a ponta da ferramenta for:* mais baixa em relao a aresta de corte serpositivo (usado nos trabalhos em desbastenos cortes interrompidos nos materiais duros)*mais alta em relao a aresta de corte ser

negativo (usado na usinagem de materiais macios,de baixa dureza);*da mesma altura da aresta de corte ser nulo

(usado na usinagem de materiais duros, exige menorpotncia no corte).


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ngulo de inclinao

S O OS C COS


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ESTUDO DOS CAVACOS

Cavaco o material removido do tarugo(Billet) durante o processo de usinagem,cujo objetivo obter uma pea com formae/ou dimenses e/ou acabamento

definidas.

E d i d f


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Etapas de mecanismo de formaode cavaco

1 - Recalque, devido a penetrao da ferramenta na pea;2 - O material recalcado sofre deformao plstica, que

aumenta progressivamente, at que tenses cisalhantesse tornem suficientemente grandes para que o

deslizamento comece;3 - Ruptura parcial ou completa, na regio de

cisalhamento, dando origem aos diversos tipos decavacos;

4 - Movimento sobre a superfcie de sada da ferramenta.

Ti d


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Tipos de cavacos

Cisalhado (segmentado); De ruptura (descontnuo); Contnuo; Cavaco contnuo com aresta postia de

corte (APC)

Ti d


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Tipos de cavaco

M i d F d


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Mecanismo de Formao doCavaco

CAVACO CONTNUO


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CAVACO CONTNUO

Mecanismo de Formao: O cavaco formadocontinuamente, devido a ductilidade do materiale a alta velocidade de corte;

Acabamento Superficial: Como a fora decorte varia muito pouco devido a contnua

formao do cavaco, a qualidade superficial muita boa.

CAVACO CISALHADO


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CAVACO CISALHADO

Mecanismo de Formao: O material fissura no ponto maissolicitado. Ocorre ruptura parcial ou total do cavaco. A soldagemdos diversos pedaos (de cavaco) devida a alta presso etemperatura desenvolvida na regio. O que difere um cavacocisalhado de um contnuo (aparentemente), que somente o

primeiro apresenta um serilhado nas bordas. Acabamento Superficial: A qualidade superficial inferior a obtida

com cavaco contnuo, devido a variao da fora de corte. Tal foracresce com a formao do cavaco e diminui bruscamente com suaruptura, gerando fortes vibraes que resultamn uma superfcie com

ondulaes.

CAVACO DE RUPTURA


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CAVACO DE RUPTURA(ARRANCADO)

Mecanismo de Formao: Este cavaco produzido nausinagem de materiais frgeis como o ferro fundido,bronze duro e lato. O cavaco rompe em pequenossegmentos devido a presena de grafita (FoFo),

produzindo uma descontinuidade na microestrutura.

Acabamento Superficial: Devido a descontinuidade na

microestrutura produzida pela grafita ( no caso doFoFo), o cavaco rompe em forma de concha gerandouma superfcie com qualidade superficial inferior.

Q t f


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Quanto forma, os cavacos soclassificados como:

Em fita;

Helicoidal; Espiral; Em lasca ou pedaos.

Formas de ca acos prod idos na


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Formas de cavacos produzidos nausinagem dos metais

a) Em fita;b) Helicoidal;c) Espiral;d) Em lasca ou pedaos

C t


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Cavaco contnuo

a) Em fita b)transio c) Cisalhado

C d


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Cavacos arrancados

Figuras d e e mostram cavacos arrancados, em pedaos, obtidos nausinagem de ferro fundido.


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Efeitos indesejveis dos cavacos do tipo


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Efeitos indesejveis dos cavacos do tipocontnuos (em fita):

Pode ocasionar acidentes, visto que eles se enrolam emtorno da pea, da ferramenta ou dos componentes damquina;

Dificulta a refrigerao direcionada, desperdiando o

fluido de corte; Dificulta o transporte (manuseio), ocupa muito volume; Ele prejudica o corte, no sentido de poder afetar, o

acabamento, as foras de corte e a vida til das

ferramentas.

Fatores que influenciam a forma do


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Fatores que influenciam a forma docavaco:

1 - O material da pea (principalfator);

2- vc (velocidade de corte);3 - f (avano);

4 - (ngulo de sada);

Influncia dos parmetros de corte na


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Influncia dos parmetros de corte naformao do cavaco.


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Apesar das condies de corte poderemser controladas para evitar ou pelo menosreduzir a tendncia de formao de

cavacos longos em fita. O mtodo maisefetivo, no entanto, para produzir cavacoscurtos o uso de quebra-cavacos.

Tipos mais comuns de quebra cavacos


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Tipos mais comuns de quebra-cavacos

) Quebra-cavaco fixado mecanicamente;b) Quebra-cavaco usinado diretamente naferramenta; c) Quebra-cavaco em pastilha

sinterizada.ab

c

a) Quebra-cavaco

fixado mecanicamente;

b) Quebra-cavacousinado diretamente na

ferramenta;.

c) Quebra-cavaco em

pastilha sinterizada

Vantagens do uso de quebra


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Vantagens do uso de quebra-cavacos:

Reduo de transferncia de calor para aferramenta por reduzir o contato entre o cavaco

e ferramenta; Maior facilidade de remoo dos cavacos; Menor riscos de acidentes para o operador; Obstruo menor ao direcionamento do fluido

de corte sobre a aresta de corte da ferramenta.

TEMPERATURA DE CORTE


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TEMPERATURA DE CORTE

Principais causas do aumento detemperatura no corte:

- Deformao da raiz do cavaco- Atrito entre pea e ferramenta- Atrito entre cavaco e ferramenta

Principais fontes de Dissipao de


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Principais fontes de Dissipao deCalor na usinagem

Cavaco

PeaFerramentaMeio ambiente


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Os valores das propores variam com:

- O tipo de usinagem: torneamento,fresamento, brochamento, etc.;

- O material da ferramenta e da pea;- A forma da ferramenta;- As condies de usinagem.

FORA DE USINAGEM


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FORA DE USINAGEM

A fora de usinagem F se decompe em:

- Fora de corte Fc;- Fora de avano Ff ;- Fora passiva Fp,

O conhecimento da fora de usinagem


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O conhecimento da fora de usinagemF necessrio para:

Para o projeto de uma mquina ferramenta(dimensionamento das estruturas,acionamentos, fixaes, etc.);

Para a determinao das condies de corte emcondies de trabalho; Para a avaliao da preciso de uma mquina

ferramenta, em certas condies de trabalho

(deformao da ferramenta, mquina e pea); Para a explicao de mecanismos de desgaste.

O


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Os componentes da fora de usinagem(Fc, Ff e Fp) diminuem com o aumento da

velocidade de corte vc devido diminuioda resistncia do material com o aumentoda temperatura.

Os componentes da fora de usinagemaumentam com o aumento daprofundidade de corte ap de uma forma

proporcional (s vale para ap maior que oraio de quina).


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POTNCIA DE USINAGEM


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POTNCIA DE USINAGEM A potncia de cortePc a potncia disponvel no gume da ferramenta

e consumida na operao de remoo de cavacos. ela que interessano clculo de foras e presses especficas de corte. A potncia de acionamento Pa a potncia fornecida pelo motor

mquina-ferramenta. Ela difere da potncia de corte pelas perdas queocorrem por atrito nos mancais, engrenagens, sistemas de lubrificao e

refrigerao, sistema de avano, etc. A potncia de avano, embora seja uma parcela utilizada na operaode corte, muito pequena em relao potncia de corte, sendo maisprtico reuni-la no grupo das perdas.

A potncia em vazio Po a potncia consumida pela mquina-

ferramenta ligada, com o mecanismo de avano funcionando, pormsem que tenha lugar qualquer operao de corte.


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A fora principal de corte Fc a base para o

clculo da potncia de usinagem. No caso dotorneamento, pode-se estabelecer a seguinterelao entre a fora de corte e a rea da seode usinagem:

onde, kc a presso especfica de corte em[N/mm2].

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