Teoria prática da Usinagem. Janaina Fracaro de Souza 2017

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1 Teoria prática da Usinagem Janaina Fracaro de Souza 2017 /1

2 O Contexto Produtivo da Ferramentaria

3 Contexto A tarefa de uma ferramentaria é fornecer recursos de produção para as fábricas; Um molde ou uma matriz é um recurso sempre adaptado para uma tarefa específica e sua produção é unitária; Devido a complexidade intrínseca destes produtos, torna-se uma tarefa difícil para a Ferramentaria manterse no mercado;

4 Contexto Dependendo da área do setor de produção considerada, os custos com ferramentas (moldes ou matrizes) podem representar até 30% do custo total de produção; Um dos fatores decisivos de sucesso para um produto é o tempo de lançamento no mercado. Atrasar o tempo de lançamento pode representar uma perda de 25% a 60% do retorno esperado;

5 Caso da indústria automobilística...

6 Caso da indústria automobilística... No setor automotivo, por exemplo, algumas empresas planejam 24 meses como meta, desde a aceitação da concepção do produto até o lançamento; Um estudo do WZL (Laboratorium für Werkzeugmaschinen und Betriebslehre RWTH/Aachen) indicou um tempo de entrega de uma matriz (capô de automóvel) superior a 18 meses (1997). O tempo total de lançamento poderá ser diminuído, se a eficiência na fabricação de moldes e matrizes for otimizada

7 A indústria automobilística é a principal cliente do setor de moldes e matrizes;

8 Processos usados na produção convencional de moldes e matrizes 1. projeto do molde/matriz, incluindo transferência e modificações da geometria; 2. geração da trajetória da ferramenta; 3. usinagem de desbaste do molde ou de um eletrodo para EDM; 4. usinagem de acabamento, incluindo pré-acabamento quando necessário e EDM; 5. acabamento manual, incluindo polimento manual e automatizado; 6. teste da ferramenta (try-out).

9 Fluxo de Trabalho para Fabricação de uma Matriz Recebimento CAM Usinagem 3D Conclusão Usinagem 2D Polimento Modelagem Esquadrejamento Tryout Embarque

10 Custo total de uma ferramenta C t C const. C mat. C fab. C pd. C mont. C teste Cconst.= custo de projeto (CAE/CAD); Cmat.= custo de material e tratamentos térmicos empregados; Cfab.= custo de fabricação (depende diretamente da complexidade da superfície e do material da peça); Cpd.= custo com elementos padronizados; Cmont.= custo de montagem e ajustagem; Cteste= custo de teste de ferramenta.

11 Custo total de uma ferramenta Torna-se fundamental a otimização de: Parâmetros de usinagem; Ferramentas de corte; Dispositivos de fixação e máquinas-ferramentas; Introdução de novos materiais com melhor usinabilidade.

12 Tempo de fabricação de uma ferramenta A indústria de moldes americana constatou um consumo: 8 a 16% do tempo para o desbaste 27 a 39% para o pré-acabamento 13 a 23% para o acabamento Estima-se que no Brasil, o tempo de acabamento manual costuma ser de 40 a 50% do tempo total de usinagem

13 O aumento da eficiência de fabricação está diretamente relacionado: ao aumento da velocidade individual de cada processo; à otimização dos tempos secundários; e à racionalização da seqüência do processo.

14 MATERIAL DA PEÇA fixação manuseio PEÇA FERRAMENTA Material da ferramenta Características especiais TECNOLOGIA DE USINAGEM Geometria da ferramenta Segurança controle CNC controle CAD/CAM Estratégia Controle e monitoramento PROCESSO Fuso de alta frequência Fixação dos suportes da ferramenta Motores MÁQUINA- FERRAMENTA Base da máquina Construção de baixo peso Sistema de fluido refrigerante

15 Teoria de fresamento O fresamento é o corte de metais com uma ferramenta rotativa de múltiplas arestas de corte que executa movimentos programados sobre uma peça em quase todos os sentidos

16 Operações de fresamento Desbaste de aços Acabamento/perfilamento de aços Desbaste de Alumínio

17 Principais tipos de fresamento

18 Principais tipos de fresamento Faceamento Fresamento de Cantos à 90 Fresamento de Perfis Fresamento de cavidades Fresamento de canais Tornofresamento

19 Principais tipos de fresamento Fresamento de roscas Cortes Fresamento com altos avanços Fresamento de mergulho Fresamento em rampa Interpolação Helicoidal

20 Principais tipos de fresamento Interpolação Circular Fresamento trocoidal

21 Principais tipos de fresamento Fresamento trocoidal

22 Definições de fresamento n = Velocidade do fuso, rpm (rotações por minuto) Este é um valor específico da ferramenta n v c = Velocidade de corte (m/min) Este é um valor específico da máquina. Indica a velocidade superficial na qual a aresta trabalha na peça. D c = Diâmetro da fresa (mm) V c n. D c n v c (rpm) (m/min)

23 Definições de fresamento f z = Avanço por dente (mm/dente) f z É a distância linear percorrida pela ferramenta enquanto um determinado dente está em processo de corte. z = Número de dentes É o número de dentes da fresa, que varia bastante e serve para determinar o avanço da mesa n z= 6 z c = Número efetivo de dentes É o número de dentes da fresa, que realmente executa a operação.

24 Definições de fresamento f n = Avanço por rotação = ( f z x z) (mm/rotação) É uma valor auxiliar que indica o quanto a ferramenta se desloca durante a rotação f n V f = Avanço da mesa (mm /min) É a velocidade de avanço da ferramenta em relação a peça em unidade de dsitância por tempo em função do avanço por dente e do número de dentes da fresa n V f = f z x z x n = f n x n

25 Definições de fresamento a e = profundidade de corte radial (mm) (largura fresada) É a largura da peça que está sob a ação do diâmetro da ferramenta a p = profundidade de corte axial (mm) É a distância que a ferramenta penetra na superfície não usinada

26 Definições de fresamento h ex = espessura máxima do cavaco valor recomendado pelo fabricante (mm) É o mais importante indicador de limitação de uma ferramenta. f z h ex h m = espessura média do cavaco (mm) É um valor importante para determinar a força de corte específica e depois para os cálculos de potência. h m a e

27 Definições de fresamento Q = taxa de remoção (cm 3 /min) É o volume de material removido em um certo período de tempo. Q ap. ae. Vf 1000 t c = tempo de corte (min) É o comprimento de usinagem dividido pelo avanço da mesa. k c = força de corte específica (N/mm 2 ) É um fator de cálculo de potência lenvando-se em conta o material em questão e relacionada a uma determinada espessura de corte. t c l v m Material kc (N/mm 2 ) Aço baixa liga Aço Inoxidável Ferro Fundido f

28 Definições de fresamento P c = potência e eficiência η (kw) São valores específicos de uma máquina-ferramenta em que a potência útil pode ser calculada para garantir que a máquina possa trabalhar com a fresa em questão. Se a potência for nominal e a máquina for nova, considere uma perda de 15%. Se a potência for a efetiva então considere a fornecida. P c F c. V c

29 Definições de fresamento k r = ângulo de posição (graus) Ângulo principal da aresta de corte da fresa, é o mais importante fator de influência na direção da força de corte e espessura do cavaco. <

30 A seleção da geometria da pastilha foi reduzida a três áreas práticas de diferentes efeitos na operação de corte Aplicação Leve Aplicação Média Aplicação Pesada Aresta de corte positiva Usinagem leve Baixas forças de corte Baixa potência da máquina Faixas de avanço baixas Geometria de uso geral Faixas de avanço médias Operações de usinagem média ao desbaste leve Aresta de corte reforçada Usinagem pesada Alta segurança da aresta Faixas de avanço elevadas

31 Definições de fresamento u = passo da fresa É a distância entre um ponto da aresta de corte para o mesmo ponto da aresta seguinte. Os diferentes passos influenciam na estabilidade da operação, consumo de potência e adequação do material da peça;

32 Definições de fresamento Um passo diferencial significa um espaçamento desigual entre os dentes da fresa. Trata-se de um meio bastante eficaz de se opor às tendências de vibração

33 Fatores que influenciam na escolha do número de dentes da fresa Material da peça: materiais de cavacos longos exigem um espaço maior entre dentes; Tamanho da peça: é bom sempre manter no mínimo dois dentes simultâneamente no corte; Estabilidade do sistema máquina-fresa-dispositivo de fixação-peça;

34 Fatores que influenciam na escolha do número de dentes da fresa Acabamento superficial desejado: quanto menor o avanço por dente e, consequentemente, quanto maior o número de dentes para um determinado avanço por volta, melhor o acabamento superficial da peça. f n = f z x z R f 2 z 8r

35 As fresas geralmente são classificadas em: Passo largo Passo Médio Passo fino

36 Características do passo largo (poucos dente) Número reduzido de pastilhas..em geral tem passo diferencial para melhor produtividade quando a estabilidade e potência forem limitadas Máquinas pequenas / potência (HP) limitada. Usada para desbaste pesado de materiais que formam cavacos longos, principalmente aço, devido ao grande bolsão de armazenamento de cavaco na frente de cada dente; O grande volume de cavaco encontrará espaço à frente do dente até que o dente saia da peça em cada rotação; Como a frequência de entrada dos dentes na peça não é constante, consegue-se evitar o fenômeno da ressonância. Consomem menor potência para mesma taxa de remoção de material.

37 Características do passo fino (número grande de dentes) Alto número de pastilhas para produtividade máxima sob condições estáveis. Materiais com cavacos curtos Materiais resistentes ao calor. Usada para o acabamento de aços ou materiais que formam cavacos longos; Como o volume de cavaco gerado por dente é pequeno não de tem problema com o alojamento de cavaco no bolsão à frente do dente; Para se conseguir bom acabamento na peça é necessário que se utilize um pequeno avanço por dente (fz). Então, para que a Vf não seja muito pequena e o tempo de corte muito alto, é interessante que se tenha muitos dentes na fresa.

38 Características do passo fino (número grande de dentes) A usinagem de FoFo, uma fresa com muitos dentes pode ser utilizada mesmo no desbaste médio, já que não se tem dificuldades em armazenar cavaco no bolsão à frente dos dentes; Adequado para o fresamento de materiais em que a velocidade de corte tenha que ser mantida em baixos níveis, como é o caso das ligas de titânio. O número alto de dentes compensa a baixa rotação da fresa e, assim, pode-se ter uma velocidade de avanço não muito pequena. V c n. D c Vf f z. n. z

39 Características do passo médio (número intermediário de dentes) Objetivos gerais. Adequada para produção combinada. Máquinas pequenas a médias. Geralmente a primeira escolha. Usada em desbaste médio de aços ou materiais que formam cavacos longos e no desbaste pesado de ferro fundido.

40 Escolha de condições de usinagem Avanço Para a escolha do avanço em uma operação de fresamento, vários fatores devem ser levados em consideração: Tipo de fresa Material da ferramenta Acabamento da superfície Potência da máquina Etc.

41 Escolha de condições de usinagem Avanço por dente O avanço não é diretamente proporcional a potência consumida. F c k c. b. h (1 mc) F c k c. a p. f (1 mc)

42 Cálculo da força de corte (Fc) F c k c1.1. a p. f (1 mc) b= a p [mm] h= f [mm] b= largura de corte [mm] h= espessura de corte [mm] kc = força específica de corte

43 Para ângulo de posição = (90º) f z senc 1 a p b sen c 2 h f kr = 90 a p Para kr = 90 : Em que: b= a p [mm] h= f [mm] F c k. a. c1.1 p f (1 mc) b= largura de corte [mm] a p = profundidade de corte axial [mm] kr = c= ângulo de posição do gume [ ] h= espessura de corte [mm]

44 Escolha de condições de usinagem Avanço por dente O aumento do avanço por dente (fz) aumenta a espessura do cavaco (h). h m s 360 D f z a e Mantendo-se o mesmo volume de cavaco removido na unidade do tempo (Q), o aumento do (fz) e redução da (ap) acarreta um decréscimo da potência consumida Q ae ap v 1000 f Vf f z. n. z Q a p. a. f. n. z e z 1000

45 EXERCÍCIO: Potência de corte despendida pela máquina no desbaste de um aço 1020 com uma fresa de 20 mm, z = 2 e n = 4000 rpm F c P F V k. b. h (1 mc) c. c c c Q a p. a. f. n. z e z 1000 K c1.1 b (ap) (mm) h (fz) (mm/dente) 1-mc Fc (N) Vc (m/min) Pc (kw) Q (cm 3 /min) ,25 0, ,5 0,83 Para Q=constante aumenta o (fz) e reduz o a p, o qual influencia mais na potência

46 Potência de corte despendida pela máquina no desbaste de um aço 1020 com uma fresa de 20 mm, z = 2, a e = 12 mm e n = 4000 rpm F c k c1.1. b. h Vf f z. n. z (1 mc) P c F c. V c Q a p. a. f. n. z e z 1000 kc b (ap) (mm) h (fz) (mm/dente) 1-mc Fc (N) Vc (m/min) Pc (kw) Q (cm 3 /min) ,25 0, , ,5 0, ,5 96 Para Q=constante aumenta o (fz) e reduz o a p, o qual influencia mais na potência. z = constante e Vf dobra com o aumento do fz

47 Conclusão É preferível a realização de um maior número de passes, com alta velocidade de avanço (vf), do que o aumento da profundidade de corte axial (ap). Essa estratégia vem de encontro com a otimização da superfície para as etapas de pré-acabamento e acabamento, respectivamente. Com uma menor profundidade de corte axial (ap), a altura dos degraus é menor, provocando menores oscilações da força de corte (Fc) e desvios da haste da ferramenta.

48 Cálculo de z C - É o número efetivo de dentes da fresa, que realmente executa a operação Qual é o valor de Zc? Em que: fs = ângulo de penetração no corte z = número de dentes da fresa Zc = 1,44

49 Cálculo de z C A força de corte depende do número de dentes em contato com a peça. Se zc não for um número inteiro, significa que, enquanto a fresa gira, o número de dentes em contato oscila entre dois valores inteiros. Assim a força de corte também oscila.

50 O ângulo de penetração no corte (f s ) é função da relação de sobreposição da profundidade de corte radial com o diâmetro da ferramenta de corte (ae/d) Cálculo do ângulo de penetração no corte (f s ) para fresamento frontal

51 O ângulo de penetração no corte (f s ) é função da relação de sobreposição da profundidade de corte radial com o diâmetro da ferramenta de corte (ae/d) Cálculo do ângulo de penetração (f s ) no fresamento periférico

52 Escolha de condições de usinagem Avanço por dente Assim, mantendo-se Vf e n constantes, uma fresa com poucos dentes consome menos potência que uma fresa muitos dentes, já que utiliza um avanço por dente maior. Vf f z. n. z Reduz o número de dentes Aumenta o avanço por dente

53 Seleção de passos de fresa L M H kw Ferros fundidos Ligas resistentes ao calor

54 Sentido do Fresamento Concordante e Discordante No fresamento concordante, as pastilhas começam seu corte com uma espessura de cavaco grande. No fresamento discordante (fresamento convencional), a espessura do cavaco começa em zero e aumenta.

55 Sentido do Fresamento Concordante e Discordante No fresamento discordante temos grandes forças de corte que tendem a afastar a fresa e a peça uma da outra. As forças tendem a levantar a peça da mesa. A pastilha tem que penetrar e entrar em contato com uma superfície encruada causada pela pastilha anterior por deformação plástica. No fresamento concordante é mínima a possibilidade de encruamento por deformação plástica. A grande espessura de cavaco é vantajosa e as forças de corte tendem a empurrar a peça contra a fresa, mantendo a pastilha no corte.

56 Sentido do Fresamento Concordante e Discordante O fresamento concordante tem certas exigências no caso em que as forças tendem a empurrar a fresa enquanto seguram a peça. Isso exige que a máquina resolva o problema de variação do avanço da mesa, através da eliminação da folga. Quando a fresa penetra na peça o avanço aumenta sem querer, o que pode resultar em uma espessura excessiva do cavaco e quebra da aresta de corte. Nesses casos, deve-se optar pelo fresamento discordante.

57 Direção do fresamento O fresamento concordante é preferível sempre que a máquinaferramenta, dispositivo de fixação e a peça permitirem

58 Avanço por dente (f z ) e espessura máxima de cavaco (h ex ) f z h ex a e f z = avanço por dente valor da máquina (mm/dente) h ex = espessura de cavaco máxima valor da pastilha (mm/dente) h m

59 Avaliação da espessura máxima do cavaco f z 0.18 h ex 0.18 a e = 50% Dc

60 Tomada de decisão a e a e E se a e for menor do que 1/2 do diâmetro da fresa?

61 Avaliação da espessura máxima do cavaco f z 0.18 a e = 3.0 mm ou 12%Dc

62 A decisão a e f z > 50% x D c = h ex espessura do cavaco a e < 50% x D c f z > h ex espessura do cavaco

63 Diâmetro e posição da fresa A seleção do diâmetro da fresa normalmente é feita em função da largura da peça, levando-se também em conta a potência disponível na máquina. Existem 3 tipos básicos de situações envolvendo a relação fresa/peça: 1) Largura da peça é igual ao diâmetro da fresa: resultando em cavacos finos na entrada e saída; 2) Diâmetro da fresa é um pouco superior a largura da peça; 3) Diâmetro é bem maior que a largura do corte, com o eixo da fresa bem fora da largura da fresa.

64 Diâmetro e posição da fresa A seleção do diâmetro da fresa normalmente é feita em função da largura da peça, levando-se também em conta a potência disponível na máquina Recomenda-se o diâmetro da fresa ser 20% a 50% maior do que a largura de peça 100 regra de 2/3 (p. ex.: fresa de 150 mm) 2/3 em corte (100 mm) 1/3 fora do corte (50 mm)

65 Posição da fresa Mova a fresa ligeiramente para fora do centro a fim de evitar vibrações No meio da peça a fresa gera uma espessura de cavaco única com força de corte alta na entrada e na saída, causando vibração.

66 Posição da fresa As forças radiais de igual magnitude terão variações de sentido na medida em que as arestas de corte entrar e saem do corte. O fuso da máquina pode vibrar e se danificar, as pastilhas podem quebrar e o acabamento superficial pode ser prejudicado.

67 Considerações sobre a entrada e a saída Sempre que uma das pastilhas da fresa entra em um corte, a aresta de corte é submetida a uma carga-choque, que depende da seção transversal do cavaco, do material da peça e do tipo de corte. A linha de centro da fresa está fora da largura da peça. A linha de centro da fresa está alinhada com a aresta da peça. A linha de centro da fresa está dentro da largura da peça.

68 Considerações sobre a entrada e a saída A linha de centro da fresa está fora da largura da peça e o impacto na entrada é absorvido pela ponta mais externa da pastilha, significando que a cargachoque inicial é absorvida pela parte mais sensível da ferramenta. A fresa também sai do corte com esta ponta por último, significando que as forças de corte estão agindo na extremidade mais externa até a pastilha sair de repente da peça.

69 Considerações sobre a entrada e a saída A linha de centro da fresa está alinhada com a aresta da peça. A pastilha sai do corte quando a espessura do cavaco está no máximo, com carga-choque alta na entrada e saida.

70 Considerações sobre a entrada e a saída A linha de centro da fresa está dentro da largura da peça. O impacto inicial na entrada do corte é depois absorvido ao longo da aresta de corte, longe da extremidade sensível

71 Considerações sobre a entrada e a saída Um força de tração momentânea é criada ao longo da parte frontal da pastilha, enquanto o cavaco sai, quase sempre dando origem a uma rebarba na peça. Esta força de tração coloca em risco a segurança da aresta de corte.

72 Considerações sobre a entrada e a saída No caso em que a fresa tem seu centro fora da largura da peça o corte começa com a parte mais extrema da pastilha tocando a peça (ângulo de entrada positivo), o que pode causar a quebra da aresta. Se o centro da fresa está dentro da largura da peça, o contato inicial é feito com a parte interior da pastilha, onde a seção para resistir ao choque é maior (ângulo de entrada negativo)

73 Considerações sobre a entrada e a saída

74 Ângulo de posição (k r ) É o ângulo entre a aresta de corte principal da pastilha e o corpo da fresa. A espessura do cavaco, as forças de corte e a vida útil da ferramenta são afetadas especialmente pelo ângulo de posição

75 Ângulo de posição Diminuindo-se o ângulo de posição, reduz-se a espessura do cavaco para uma determinada faixa de avanço e essa redução na espessura do cavaco aumenta a quantidade de material em uma parte maior da aresta. Kr = 90 Kr = 45 Kr = < 90 h m sin kr.180. ae. f ae. D c.arcsin D Para: a e D c c z 0,1

76 Ângulo de posição Um ângulo de posição menor também resulta em uma entrada/saída mais gradual no corte, reduzindo a pressão radial e protegendo a aresta de corte. Entretanto, as força axiais maiores aumentam a pressão na peça.

77 Forças de corte e ângulo de posição Ângulo de posição 90 Ângulo de posição 45 Fresas com pastilhas redondas

78 Ângulo de posição É recomendável usar uma fresa com ângulo de posição menor, devido as seguintes razões: 1. A saída dos cavacos se torna mais difícel; 2. A grande força radial em relação à pequena força axial resulta num esforço desfavorável do eixo eixo-árvore da fresadora, significando maior tendência à vibrações. O eixo árvore de uma fresadora tem sua maior resistência no sentido axial.

79 Forças de corte Para maiores balanços recomenda-se ângulos de posição menores. Ângulo de posição de 90 é indicado para máquinas com fusos fracos

80 Ângulo de posição 3. As pontas das arestas cortantes são mais fracas do que as pontas com ângulos de posição menores. Ângulo de ponta da fresa tem que ser menor que 90, a fim de evitar o atrito excessivo da aresta secundária com a peça.

81 Forças de corte < 90 Ângulos de posição a 90 são recomendados para peças com pouca rigidez no sentido axial. Exemplo de paredes finas. Peças frágeis

82 Ângulo de posição = (90º) f z Peças de paredes finas Peças com dispositivos de fixação fracos Cantos a 90 graus f z = h ex (a e > 50% x D c )

83 Ângulo de posição = (45º) f z Melhor divisão dos esforços hex Primeira escolha para uso geral Vibrações reduzidas em ferramenta com balanço longo D ap Efeito de cavacos mais finos permite o aumento da produtividade f z = 1.41 x h ex ( Compensação para ângulo de posição ) => Espessura mais fina

84 Ângulo de posição = (Circular) % da carga de cavaco 75% 50% 25% Aresta de corte mais robusta com indexações múltiplas Fresa para uso geral Aumento do efeito de afinamento dos cavacos para ligas resistentes ao calor h ex = Depende de a p Em pastilhas redondas, a carga de cavaco e o ângulo de posição variam com a profundidade de corte

85 Aproximação da compensação do ângulo de posição para fresas com pastilhas redondas ic % de a pmax Kr =45 75% de a pmax Kr =38 50% de a pmax Kr =30 25% de a pmax Kr =45 f z h sin ex k r ic é o tamanho da pastilha

86 Compensação do ângulo de posição 0 grau = f z = h ex x graus = f z = h ex x 1.41 Redonda = Depende do a p

87 Largura fresada e velocidade de corte Largura fresada pequena - tempo longo para resfriamento Largura fresada grande - tempo curto para resfriamento ~30 180

88 Escolha da ferramenta para fresamento Baixo Estabilidade da operação Passo da fresa Alto Passo largo Passo extra fino Usinagem Leve Resistência ao desgaste Condições de usinagem/classes Usinagem Pesada Tenacidade Condições boas Condições difíceis

89 Seleção das classes de pastilha e condições de usinagem Boas condições Profundidade de corte 25% ou menos que a pmax Balanço abaixo de duas vezes o diâmetro da fresa Cortes contínuos Usinagem com ou sem refrigeração Condições difíceis Profundidade de corte 50% ou mais que a pmax Balanço acima de três vezes o diâmetro da fresa Cortes interrompidos Usinagem com ou sem refrigeração

90 Tipo de aplicação a p > 75% a pmax 25% <a p < 75% a pmax a p < 25% a pmax

91 Cálculo dos dados de corte Necessário n (rpm) Fornecido v c (Velocidade de corte)

92 Cálculo dos dados de corte Exemplo no faceamento de aço HB 180 Fornecido v c = 225 m/min f z = 0,21mm z n = 5 D c = 125 mm a p = 4 mm a e = 85 mm kr = 45 4 Necessário n (rpm) v f (mm/min) 85 Classe da pastilha: P Faceamento

93 Cálculo dos dados de corte rpm a partir da velocidade de corte v c fornecida = 225 m/min n = v c x 1000 x D c n = 225 x ,14 x 125 = 575 rpm

94 Cálculo dos dados de corte Fornecido Necessário v c = 225 m/min 575 rpm f z = 0,21 mm v f (mm/min) z n = 5 D c = 125 mm a p = 4 mm a e = 85 mm

95 Cálculo dos dados de corte Fornecido n (rpm) v f (Mesa de avanço) Necessário v c (Velocidade de corte) f z (Avanço por Dente)

96 Cálculo dos dados de corte Mesa de avanço v f = n x f z x z n v f = 575 x 0.21 x 5 = 600 mm/min

97 Cálculo dos dados de corte Fornecido n (rpm) v f (Mesa de avanço) Q (cm 3 /min) Necessário v c (Velocidade de corte) f z (Avanço por Dente) v f (Mesa de avanço)

98 Cálculo da taxa de remoção Q = a p x a e x v f 1000 cm 3 /min Q = 4 x 85 x 600 = 204 cm 3 /min 1000

99 Cálculo dos dados de corte Fornecido Calculado v c = 225 m/min 574 rpm f z = 0,21 mm 600 mm/min z c = cm 3 /min D c = 125 mm a p = 4 mm a e = 85 mm

100 Cálculo do consumo de potência líquida faceamento 45º de aços Fornecido D c = 125 mm a p = 4 mm a e = 85 mm v f f z = 600 mm = 0,21 mm/dente Qual a necessidade de potência (kw)?

101 Cálculo do consumo de potência em kw P c a e. a. V. K p f a e /D c = 85/125 = 0,7 Para uma penetração de 70% K = 6.4

102 Cálculo do consumo de potência P c = a p x a e x v f x K P c = 4 x 85 x 600 x = 13.0 kw

103 Calcule o avanço da mesa, v f Exercício: Fresamento de cantos a 90 graus com o ângulo de posição de 90. Calcule o avanço da mesa. Fornecido Material: aço D c V c = 63 mm = 250m/min zn = 5 f z = 0,15 n Vc D c n 1263 rpm.63 V f , mm/ min

104 Calcule o avanço da mesa, v f Exercício: Faceamento com pastilhas redondas. Calcule o avanço da mesa % de a pmax Kr =45 75% de a pmax Kr =38 50% de a pmax Kr =30 25% de a pmax Kr =45 Fornecido Material: aço D c = 109 mm Vc = 283 m/min a e = 85 mm = 4 mm a p zn = 6 h ex = 0,17 mm D e D c ic 2 ( ic 2ap) 2 D e D e é o diâmetro de corte máximo para uma profundidade de corte específica

105 Calcule o avanço da mesa, v f Exercício: Faceamento com pastilhas redondas. Calcule o avanço da mesa % de a pmax Kr =45 75% de a pmax Kr =38 50% de a pmax Kr =30 25% de a pmax Kr = D e (16 2.4) 123mm n 732 rpm f z 0.34mm/ dente sin 30 V f mm/ min

106 Exercício: Para a operação de fresamento faceamento geral determine: Fornecido Material: 1045 Kc 1.1 =2000N/mm 2 Peça: 60 x 100 x 30 (l x c x h) Máquina nova: 16 kw a p = 4 mm Dados de catálogo a pmax = 6 mm zn = 6 f z = 0,21 Vc = 250 m/min k r = 90 Qual é o diâmetro recomendado? Seria ideal usar uma fresa com passo fino? Qual é a condição deste fresamento? Leve, médio ou pesado? Qual o avanço da mesa? A máquina suporta essa operação de usinagem?

107 Exercício: Para a operação de fresamento faceamento geral determine: Qual é o diâmetro recomendado? O diâmetro é escolhido com base na largura da peça. 2/3 em corte (60 mm) 1/3 fora do corte (30 mm) O diâmetro recomendado é 90 mm Qual é a condição deste fresamento? Leve, médio ou pesado? Médio, porque a p <75% do a pmax. Seria ideal usar uma fresa com passo fino? Não é recomendado porque o cavaco do aço não é curto e, além disso, por tratá-se de desbaste, é necessário ter espaço entre os dentes para o cavaco não acumular na ponta da ferramenta.

108 Exercício: Para a operação de fresamento faceamento geral determine: Qual é o avanço da mesa? Para D 90mm n 884 c.90 rpm V f 884.0, mm/ min

109 A máquina suporta essa operação de usinagem? P c F c. V c Fc =? Vc = 250m/min η = 85% F c k. b. c1.1 h (1 mc) kc 1.1 = 2000 b = a p = 4mm h = f z = 0,21mm (1-mc)=0,83 F ,21 0, N c P c 11kW ,85 SIM