Conceitos Iniciais De Usinagem

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul

Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia Mecânica e Mecatrônica

USINAGEM I

Conceitos Iniciais

Bibliografia „

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Diniz, A.E.; Marcondes, F.C.; Coppini, N.L. Tecnologia da Usinagem dos Materiais, Artliber Editora, São Paulo, 2000, 2ª ed. Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6162 – Conceitos da Técnica de Usinagem – Movimentos e Relações Geométricas. http:\\www.cimm.com.br

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Usinagem Os processos de usinagem começaram a ser desenvolvidos quando o homem descobriu que podia transformar movimentos lineares em movimentos de rotação e realizar deteminadas tarefas com maior precisão e menor esforço físico.

Definições

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Processo Mecânico de Usinagem Entende-se como o processo mecânico que mediante a remoção de cavaco por determinada ferramenta, visa conferir a uma peça, a forma, as dimensões, ou o acabamento especificados, ou ainda uma combinação qualquer destes três itens.

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Cavaco Porção de material removida da peça pela ferramenta, podendo apresentar forma geométrica regular ou irregular.

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Definições „

Ferramenta de Usinagem Ferramenta constituída de arestas remoção do cavaco.

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cortantes, destinadas à

Ferramenta Mono-cortante

Caracteriza-se por possuir apenas uma superfície de corte, ou de saída.

Ferramenta Multi-cortante Possui mais de uma superfície de corte.

Tipos de Operações de Usinagem

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Desbaste Operação de usinagem anterior ao acabamento, que visa obter dimensões próximas às dimensões finais da peça.

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Acabamento Operação de usinagem destinada a obter na peça as dimensões finais, um acabamento especificado, ou ambos.

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Movimentos de Usinagem Tipos de movimentos Para atender ao propósito de uma máquinaferramenta é necessário que se realizem movimentos relativos entre a peça e a ferramenta. Por convenção, os movimentos ocorrem supondose a peça parada, sendo portanto, todo o movimento realizado pela ferramenta. Os movimentos relativos entre peça e ferramenta podem ser classificados como ativos ou passivos. Sendo considerados movimentos ativos, aqueles que provocam remoção de material.

Movimentos Ativos „

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Movimento de Corte – Movimento entre a ferramenta e a peça que, sem a ocorrência concomitante do movimento de avanço, provoca a remoção do cavaco, durante uma única rotação do curso da ferramenta. Movimento de Avanço – Movimento entre a ferramenta e a peça que, juntamente com o movimento de corte, possibilita uma remoção contínua do cavaco, durante várias rotações ou cursos da ferramenta. Movimento Efefivo de Corte – Movimento resultante dos movimentos de avanço e de corte, realizados simultaneamente.

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Movimentos Ativos - Torneamento

Movimentos Ativos - Furação

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Movimentos Ativos - Fresamento

Movimentos Passivos „

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Movimento de Ajuste – Pré-determinação da camada de material a ser retirada (não ocorre em operações de sangramento, furação e brochamento). Movimento de Correção – Utilizado para compensar alterações de posicionamento ocasionadas por desgastes e deformações inerentes ao processo de usinagem. Movimento de Aproximação – Movimento no qual a ferramenta é aproximada da peça antes do inicio da usinagem. Movimento de Recuo – Movimento de afastamento da ferramenta da peça, após o final da operação.

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Determinação dos Movimentos A todos os movimentos relativos entre peça e ferramenta estão associadas direções, sentidos, velocidades e percursos. „

Direções: direções instantâneas

„ Sentidos: Considerando a peça parada e a ferramenta realizando o movimento.

Velocidade: Mede a rapidez com a qual o movimento se desenvolve. „

Percurso: Medido na direção do movimento durante um tempo determinado de evolução do processo. „

Determinação dos Movimentos Aos movimentos definidos anteriormente, correspondem as seguintes grandezas:

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Direção efetiva, velocidade efetiva (ve) e percurso efetivo (Ie)

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Direção de corte, velocidade de corte (vc) e percurso de corte (Ic)

„

Direção de avanço , velocidade de avanço (vf) e percurso de avanço(If)

„

Direção de ajuste , velocidade de ajuste (vz) e percurso de ajuste (Iz)

„ Direção de correção, velocidade de correção (vn) e percurso de correção (In) „ Direção de aproximação, velocidade de aproximação (va) e percurso de aproximação (Ia) „

Direção de recuo, velocidade de recuo (vr) e percurso de recuo (Ir)

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Percursos - Fresamento

Velocidade de Corte A velocidade de corte é a velocidade tangencial instantânea resultante da rotação da ferramenta em torno da peça, para operações de usinagem como torneamento, furação e fresamento, onde os movimentos de corte e de avanço ocorrem concomitantemente. Neste caso:

π .d .n Vc = 1000

Vc Æ velocidade de corte (m/min) d Æ diâmetro da ferramenta (mm) n Æ rotação da ferramenta (rpm)

Para operações do tipo aplainamento e brochamento, onde os movimentos de corte e de avanço não ocorrem concomitantemente, a velocidade de corte é o resultado do deslocamento da ferramenta diante da peça, considerado no tempo.

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Velocidade de Corte Características que influem na especificação da velocidade de corte: „

Material da peça

Maior velocidades). „

Dureza

Æ

Maior

Aquecimento

(necessidade

de

menores

Material da ferramenta Materiais mais resistentes suportam maiores velocidades de corte.

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Seção da peça formas delgadas (torneamento fino) Æ maiores velocidades. formas espessas (desbaste) Æ menores velocidades.

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Refrigeração

„

Modelo construtivo da máquina.

Velocidade de Corte - Exercícios 1.

2.

Qual o número de rotações por minuto de uma peça de 125 mm de diâmetro sendo torneada a uma velocidade de 20 m/min?

Qual deve ser a relação entre os diâmetros dos seguintes materiais a serem usinados: Material 1 Æ σR = 50 Kgf / mm2 Material 2 Æ σR = 70 Kgf / mm2 Considerando que as velocidades de corte dos dois tornos são iguais e que o número de rotações utilizado no primeiro é três vezes superior ao utilizado no segundo.

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Velocidade de Avanço A velocidade de avanço, para operações em que os movimentos de corte e de avanço ocorrem concomitantemente (torneamento,etc.), é o produto entre o avanço e a rotação da ferramenta. Vf Æ velocidade de avanço (mm/volta)

1000.Vc V f = f .n = .f π .d

f Æ avanço (mm/volta) d Æ diâmetro da ferramenta (mm) n Æ rotação da ferramenta (rpm)

Para operações do tipo aplainamento a velocidade de avanço é dada diretamente em quantidade de deslocamento por curso.

Tempo de Corte (tempos ativos) O tempo de Corte (tc) resume a totalidade dos tempos ativos, pois representa o tempo em que os movimentos de corte ou de avanço estão efetivamente ocorrendo. Para uma operação de torneamento cilíndrico, o tempo de corte pode se calculado como:

tc =

If Vf

=

If f .n

=

π .d .I f 1000. f .Vc

Em operações nas quais a rotação não é constante ou quando a trajetória da ferramenta é complexa o tempo de corte deve ser calculado através da integração da relação dIf/dVf. Os tempos passivos normalmente são estimados através do estudo dos movimentos e cronometragem, para determinada situação.

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Conceitos Auxiliares Ângulo da direção de avanço (ϕ) – ângulo formado entre a direção de avanço e a direção de corte, podendo ser constante (furação, torneamento) ou variar continuamente (fresamento). „

Ângulo da direção efetiva (η) – ângulo formado entre a direção efetiva e a direção de corte. „

Estes ângulos obedecem a seguinte relação:

tgη =

sen ϕ

Vc + cos ϕ Vf

„ Plano de trabalho (Pfe) – plano imaginário contendo as direções de corte e de avanço, passando por um ponto escolhido sobre a aresta de corte. Sobre este plano acontecem os movimentos ativos. „ Plano de medida (PD) – plano perpendicular à direção de corte, passando pelo ponto de referência da aresta de corte.

Conceitos Auxiliares Superfícies definidas sobre a peça Superfície a usinar – é a superfície da peça antes da operação de usinagem. „

Superfície em usinagem – é a superfície que está sendo gerada pela ferramenta. Caso diferentes arestas de corte atuem simultaneamente, mais de uma superfície pode ser gerada. „

Superfície usinada – aquela superfície gerada pelo processo de usinagem „

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Conceitos Auxiliares

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