NOTAS DE AULAS (Práticas de Oficina)

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1 Módulo: Processo de Fabricação PROCESSOS DE USINAGEM CONVENCIONAIS VI. Solicitações na cunha de corte. Conseqüência dos esforços na de Ferramenta Força de usinagem= f(condições de corte (f, vc, ap), geometria da ferramenta (,, ), desgaste da ferramenta). Prof. L.C.Simei Página 1

2 Onde: Fc = Força de corte; Ff = Força de avanço; Fp = Força de avanço; Fc e Ff ~ 50 a 400 N/mm² - aços de construção mecânica; Fc e Ff ~1100 N/mm² - materiais de difícil usinabilidade. Subdivisão do trabalho efetivo na usinagem. Prof. L.C.Simei Página

3 VII. Estudo da Formação do Cavaco. Cavaco é o material removido do tarugo durante o processo de usinagem, cujo objetivo é obter uma peça com forma e dimensões definidas. Para um melhor entendimento podemos fazer uma analogia com o ato de apontar um lápis, onde: Lápis é o tarugo; Lamina do apontador é a ferramenta de corte; Material removido é o cavaco. Prof. L.C.Simei Página 3

4 Os diferentes aspectos do cavaco nas operações de usinagem são apresentados, seguindo-se a ordem abaixo: 1. Formação do Cavaco Aspecto da Formação do Cavaco. Prof. L.C.Simei Página 4

5 Classificação Dependo das condições de corte e características do material usinado podem-se considerar dois atributos específicos para o cavaco. A. Cavaco Contínuo. Mecanismo de Formação: O cavaco é formado continuamente, devido a ductilidade do material e a alta velocidade de corte. Acabamento Superficial: Como a força de corte varia muito pouco devido a contínua formação do cavaco, a qualidade superficial é muita boa. B. Cavaco Cisalhado. Mecanismo de Formação: O material fissura no ponto mais solicitado. Ocorre ruptura parcial ou total do cavaco. A soldagem dos diversos pedaços (de cavaco) é devida a alta pressão e temperatura desenvolvida na região. Prof. L.C.Simei Página 5

6 O que difere um cavaco cisalhado de um contínuo (aparentemente), é que somente o primeiro apresenta um serilhado nas bordas. Acabamento Superficial: A qualidade superficial é inferior a obtida com cavaco contínuo, devido a variação da força de corte. Tal força cresce com a formação do cavaco e diminui bruscamente com sua ruptura, gerando fortes vibrações que resultam numa superfície com ondulosidade. C. Cavaco Arrancado Mecanismo de Formação: Este cavaco é produzido na usinagem de materiais frágeis como o ferro fundido. O cavaco rompe em pequenos segmentos devido a presença de grafita, produzindo uma descontinuidade na microestrutura. Acabamento Superficial: Devido a descontinuidade na microestrutura produzida pela grafita (no caso do FoFo), o cavaco rompe em forma de concha gerando uma superfície com qualidade superficial inferior.. Formas dos Cavacos. Indesejáveis (cavacos longos) Oferecem risco ao operador; Obstruem o local de trabalho; Prof. L.C.Simei Página 6

7 Podem danificar tanto a ferramenta quanto prejudicar o acabamento superficial da peça; Dificultam o manuseio e a armazenagem; Causa aumento da força de corte e da temperatura com conseqüente redução da vida da ferramenta. Bons Ocupam pouco volume; Não obstruem o local de trabalho; São removidos facilmente. Tabela com a Classificação dos Principais Cavacos Formados pelo Processo de Usinagem. 3. Fatores que Influenciam os diferentes tipos e formas de cavaco O quebra cavaco (alteração na face da ferramenta) é usado principalmente para reduzir o tamanho de cavacos longos, com o objetivo de: Evitar o "enrolamento" do cavaco na ferramenta; Diminuir o tempo de contato do cavaco com a ferramenta e desta maneira reduzir a transferência de calor. Prof. L.C.Simei Página 7

8 A. Fluido de Corte A forma do cavaco é alterada pelo uso de fluido de corte devido os seguintes fatores: Diminuição da resistência ao escoamento causada pelo atrito. Deflexão do cavaco causada pela injeção de fluido. Encruamento do cavaco devido a ação do fluido de corte. Prof. L.C.Simei Página 8

9 B. Condições de Corte Grande avanço (f) produz alta concentração de material na zona de cisalhamento, aumentando a resistência ao corte, gerando flutuações na força de corte, produzindo conseqüentemente cavaco cisalhado. C. Geometria da Ferramenta Ângulo de Saída Prof. L.C.Simei Página 9

10 Usando um ângulo de saída de 5o em A, obtemos um processo pouco contínuo devido a alta flutuação da força de corte. Tal flutuação é gerada pela fragmentação do cavaco causada pelo alto valor da componente da força total que passa pelo plano de cisalhamento. Em B, o ângulo de saída assume um valor de 15o, resultando num processo mais contínuo. Isto ocorre devido a redução na flutuação da força total causada pela diminuição da sua componente que passa pelo plano de cisalhamento. Abaixo, será usado o material HSTR onde os ângulos são de: C=5, D=10 e E=15o Raio de Quina Quina arredondada provoca dobramento transversal e longitudinal do cavaco 4. Geração de Calor e Distribuição de Temperaturas Durante o processo de corte é gerado calor que se transmite através das partes envolvidas, a saber : peça, ferramenta e cavaco. A maior porção do calor transmite-se para o cavaco. Na figura observa-se um exemplo dos percentuais de calor e sua distribuição, assim como as curvas de distribuição de temperatura. Prof. L.C.Simei Página 10

11 Estes parametros dependem das condições de corte, tipo de material da peça, da ferramenta, e geometria do cavaco. Entretanto os valores totais dos parâmetros mantém-se dentro desta ordem de grandeza para a maioria das situações de corte, podendo portanto serem considerados como padrões indicativos. 5. Dinâmica do Corte. Penetração da cunha no material deformação elástica e plástica Escoamento após ultrapassar a tensão de cisalhamento máxima do Material. Prof. L.C.Simei Página 11

12 Seqüência do Processo de Corte. Prof. L.C.Simei Página 1

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