TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO FUNDAMENTOS DA USINAGEM: FORMAÇÃO DE CAVACOS, TIPOS E FORMAS DE CAVACOS

Transcrição

1 TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO FUNDAMENTOS DA USINAGEM: FORMAÇÃO DE CAVACOS, TIPOS E FORMAS DE CAVACOS

2 Peça Torneada

3

4

5 Operações de Torneamento

6 Operações de Torneamento

7 Operações de Torneamento

8 Operações de Aplainamento

9 Operações de Furação

10 Operações de Furação

11 Operações de Furação

12 Operações de Furação

13 Operações de Furação

14 Operações de Furação

15 Operações de Alargamento

16 Operações de Rebaixamento

17 Operações de Mandrilamento

18 Peça Fresada

19 Operações de Fresamento

20 Operações de Fresamento

21 Operações de Serramento

22 Operações de Roscamento

23 Operações de Roscamento

24 Outras Operações

25 Operação de Retificação

26 Operação de Retificação

27 Operação de Retificação

28 Outras Operações

29 Operação de torneamento

30 Operação de torneamento

31 Operação de torneamento

32 Operação de faceamento

33 Operação de abertura de canal

34 Formação do Cavaco: Fatores que influenciam

35 Corte ortogonal e corte oblíquo.

36 Parâmetros do corte ortogonal

37 Formação do Cavaco No início do corte ponta da cunha da ferramenta penetra no material da peça e, com isso, uma pequena porção do material (ainda solidária à peça) é recalcada (resultante de deformações elásticas e plásticas) contra a superfície de saída da ferramenta.

38 Formação do Cavaco Esta deformação plástica aumenta progressivamente, até que as tensões de cisalhamento se tornem suficientemente grandes, de modo a se iniciar um deslizamento (sem que haja perda de coesão) entre a porção de material recalcada e a peça.

39 Formação do Cavaco Continuando a penetração da ferramenta, haverá uma ruptura (por cisalhamento) parcial ou completa do cavaco, acompanhando o plano de cisalhamento e dependendo da ductilidade do material e das condições de usinagem.

40 Formação do Cavaco Devido ao movimento relativo entre a ferramenta e a peça, inicia-se um escorregamento da porção do material deformada e cisalhada (cavaco) sobre a superfície de saída da ferramenta. Enquanto isso, nova porção do material está se formando e cisalhando, a qual ir também escorregar sobre a superfície de saída da ferramenta, repetindo o fenômeno.

41 Na região de formação de cavaco a deformação plástica pode ser dividida em 3 regiões:

42 Na peça ocorre cisalhamento (a), passando para cavaco em (b).

43 Deformação plástica na região de cisalhamento na usinagem de materiais frágeis pode levar à separação do material na região por cisalhamento.

44 Se o material tiver uma capacidade de deformação maior a separação só ocorre diante do gume na região (e).

45 Solicitação de tração + Pressão vertical sobre a ferramenta em combinação com as temperaturas elevadas deformações na camada superficial da superfície (c) e na superfície (d).

46 No deslizamento sobre a superfície da ferramenta se formam superfícies que também sofrem deformações plásticas complementares Encruamento

47 Formação do Cavaco Fenômeno periódico Recalque Saída Ruptura Deslizamento Para cada lamela

48 Um dos modelos de formação do cavaco

49 Cavacos gerados no acabamento e no desbaste

50 Dispositivos Quick-Stop Desenvolvido para provocar a interrupção do corte durante a formação do cavaco deixando, dessa forma, a superfície do cavaco com sua constituição íntegra durante sua formação.

51 Formação do Cavaco

52 Cavaco formado na figura acima cavaco em forma de fita. Outras formas de cavaco cavaco em lamela, cisalhado e arrancado.

53 Acabamento Superficial: Como a força de corte varia muito pouco devido à contínua formação do cavaco a qualidade superficial é muita boa. Classificação dos Cavacos quanto ao Tipo Cavaco Contínuo: Características: lamelas justapostas numa disposição contínua lado de baixo geralmente suave Formação do cavaco: fluxo contínuo do material elementos do cavaco não se separam em zonas de cisalhamento Condições de formação: alta velocidade de corte grandes ângulos de usinagem

54 Cavaco Lamelar (ou de Cisalhamento): Características: superfície fortemente indentada Formação do cavaco: fluxo não contínuo do material são levemente deformados no plano de cisalhamento e novamente soldados Condições de formação: materiais com baixa ductilidade descontinuidade é causada por irregularidades no material, vibrações, ângulo de saída pequeno, elevada profundidade de corte, baixa velocidade de corte. Acabamento Superficial: inferior à obtida com cavaco contínuo, devido à variação da força de corte força cresce com a formação do cavaco e diminui bruscamente com sua ruptura, gerando fortes vibrações e uma superfície com ondulações.

55 Cavaco de Ruptura: Características: - fragmentos arrancados de peças usinadas Formação do cavaco: fluxo não contínuo do material completa desintegração do cavaco Condições de formação: materiais com baixa ductilidade (frágeis) condições desfavoráveis de usinagem (ângulo de saída com valores muito baixos, nulos ou negativos) Acabamento Superficial: o cavaco rompe em forma de concha gerando uma superfície com qualidade superficial inferior

56 Classificação dos Cavacos quanto à Forma (a) Cavaco em fita (b) Cavaco helicoidal (c) Cavaco espiral (d) Cavaco em lascas ou pedaços

57 Inconveniências do cavaco contínuo (em fita) Pode ocasionar acidentes, visto que eles se enrolam em torno da peça, da ferramenta ou dos componentes da máquina; Possíveis danos à ferramenta e à peça; Dificulta a refrigeração direcionada, desperdiçando o fluido de corte; Dificulta o transporte e manuseio, devido ao grande volume que ele ocupa; Prejudica o corte, podendo afetar o acabamento, as forças de corte e a vida útil das ferramentas.

58 Inconveniências do cavaco contínuo (em fita)

59 Diversas formas de cavaco

60 Classificação dos cavacos quanto à forma e utilização

61 Classificação dos cavacos quanto à forma e utilização

62 - Influência do f e do a p na forma dos cavacos

63 - Influência do f e do a p na forma dos cavacos

64 - Influência do ângulo de saída na forma dos cavacos

65 - Influência da profundidade de corte e do ângulo de posição na forma dos cavacos

66 - Diferentes quebras de cavacos

67 - Usinagem de materiais frágeis com ângulo positivo segudo Astakhov

68 - Usinagem de materiais frágeis com ângulo negativo segudo Astakhov

69 - Vídeos: Video 1 Video 2 Video 3

70 - Quebra-cavacos Apesar das condições de corte poderem ser escolhidas para evitar ou pelo menos reduzir a tendência de formação de cavacos longos em fita (contínuo ou cisalhado), até o momento, o método mais efetivo e popular para produzir cavacos curtos é o uso de dispositivos que promovem a quebra mecânica deles, que são os quebra-cavacos.

71 - Tipos de Quebra-cavacos (a) Quebra-cavaco fixado mecanicamente; (b) Quebra-cavaco usinado diretamente na ferramenta; (c) Quebra-cavaco em pastilha sinterizada.

72 - Quebra-cavacos

73 - Diferentes geometrias de Quebracavacos

74 - Diferentes Quebra-cavacos postiços

75 - Vantagem do uso de Quebra-cavacos Redução de transferência de calor para a ferramenta por reduzir o contato entre o cavaco e ferramenta; Maior facilidade de remoção dos cavacos; Menor riscos de acidentes para o operador; Obstrução menor ao direcionamento do fluido de corte sobre o gume de corte da ferramenta.

76 - Vídeos sobre quebra-cavacos: Video 1 Video 2

77 Gume Postiço

78 Gume Postiço Gume postiço massa mais ou menos estacionária de metal, soldada na face da ferramenta (superfície de saída). Formado devido a um forte atrito entre o cavaco e a ferramenta produz o arrancamento de pequenas partículas de material da ferramenta.

79 Gume Postiço Gume postiço eventualmente quebra e é levado pelo cavaco e/ou deposita-se aleatoriamente na superfície da peça Gume postiço aumenta artificialmente o raio de quina da ferramenta Produz um péssimo acabamento da superfície da peça usinada Apesar de ser geralmente indesejado, um fino e estável gume postiço pode reduzir o desgaste e proteger a face da ferramenta Para reduzir a probabilidade do gume postiço: Reduzir a profundidade de corte; Aumentar a velocidade de corte; Aumentar o ângulo de saída; Usar uma ferramenta afiada; Usar um fluido de corte eficaz.

80 Fator de Recalque

81 Fator de Recalque Fator de recalque = comprimento de corte / comprimento do cavaco

82 Fator de Recalque onde: m = peso do cavaco (g); f = avanço (mm); a p = profundidade de corte [mm]; ρ = peso específico do material [g/mm 3 ]; l = comprimento do cavaco [mm].

83 Fator de Recalque Grande importância na teoria da usinagem orienta sobre fatores de usinabilidade como: pressão específica do cavaco sobre a ferramenta; volume de cavaco produzido por unidade de potência; temperatura; quanto o cavaco se deformou. Exemplo: Torneamento de cobre com ferramenta de MD condições: V c = 69 m/min, f=0,06 mm/rot, a p =1,6 mm, γ=4,5, h = 7; Sob as mesmas condições de usinagem, mas com ferramenta de diamante h = 1,8;