Departamento de Engenharia Mecânica Graduação em Engenharia Aeronáutica

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1 Lista de Exercícios Departamento de Engenharia Mecânica Graduação em Engenharia Aeronáutica Disciplina SEM0534: Processos de Fabricação Mecânica 1 o semestre de 2010 Prof. Associado Renato Goulart Jasinevicius 1. Dada operação de torneamento cilíndrico utilizando as seguintes condições de corte: ap = 3 mm; f = 0,2 mm/revolução; n = 700 rpm; Di = 100 mm; l c = 200 mm; χ = 60 o ; calcule: a) Velocidade de corte (vc); b) Velocidade de avanço (vf); c) Espessura nominal de corte (h); d) Largura de corte (b); e) Taxa de remoção (Q) f) Tempo de usinagem ou de corte (tc). g) Potência de Corte e potência no motor 2. Dada operação de torneamento cilíndrico utilizando as seguintes condições de corte: Vc = 250 m/min; ap = 4 mm; vf = 1.59 mm/min; D = 150 mm; t c = 1.57 min; χ = 75 o ; calcule: h) Comprimento de corte (l c ); i) Avanço (f); j) Rotação da peça (n); k) Largura de corte (b); l) Taxa de remoção (Q) 3. Dada operação de Fresamento de canal (Figura) em aço P20 utilizando as seguintes condições de corte: ap = 3 mm; vf= 1829 mm/min mm/dente; n = 3000 rpm; e uma fresa com as seguintes dimensões D = 20 mm; Z= 3 dentes. Calcule: m) Avanço por dente (fz); n) Largura de contato (ae); o) Taxa de remoção (Q) p) velocidade de corte (vc). q) Potência de corte 4. Dada operação de Fresamento em centro de usinagem CNC em aço ABNT 1035 utilizando as seguintes condições de corte: ap = 16 mm; ae = 3 mm; vf= 780 mm/min; fz = 0,17 mm/dente; uma fresa de topo com as seguintes dimensões D = 40 mm; Z= 4 dentes Ferramenta inteiriça de MD. Calcule:

2 a) Rotação n (rpm); b) Velocidade de corte (vc); c) Taxa de remoção (Q) d) Potência de corte 5. Defina de acordo com a Norma e informe o efeito durante o corte dos seguintes ângulos: a) de saída ( γ); b) de folga (α); c) de posição (χ); d) de ponta (ε); e) de inclinação (λ). 6. Definir de acordo com a Norma: a) superfície de saída, b) superfície principal de folga; c) superfície secundária de folga; d) aresta principal e secundária de corte. 7. Descreva o mecanismo de formação do cavaco. 8. Cite quais os tipos mais comuns de cavacos. Qual relação entre o tipo de cavaco e as propriedades do material? 9. Qual tipo de cavaco oferece maiores vantagens? Quais? Discuta a formação dos três tipos de cavaco (continuo, de cisalhamento e de ruptura) sob os seguintes aspectos: a) Forma do cavaco, b) Material da peça c) Geometria da ferramenta d) Condições de usinagem. 10. Descreva a variação da distribuição da energia de corte com a velocidade de corte considerando Ferramenta/Peça/Cavaco. 11. Para que categoria de material é aplicado os quebra-cavacos? Como atua o quebra cavaco em ferramentas de corte? Quais as vantagens da sua utilização? 12. Qual relação entre o tamanho de grão e a tenacidade do Metal Duro? 13. Explique por que a pressão específica de corte diminui com o aumento do avanço mas muito pouco com o aumento da profundidade de corte. 14. )Para uma seleção criteriosa do material da ferramenta, diversos fatores podem ser considerados. A) Identifique e explique quatro propriedades desejáveis para o material da ferramenta. B) Faça uma ponderação entre os fatores citados abaixo relacionando-os com as principais propriedades do material da ferramenta. Material a ser usinado

3 Processo de Usinagem Condição da Máquina Operatriz Condições de usinagem Forma e dimensão da Ferramenta Custo do material da ferrramenta Condições de usinagem 15) Identifique e explique as propriedades desejáveis para o material da ferramenta. 16) O aumento no conteúdo de cobalto tem quais efeitos sobre ferramentas de MD (WC-Co) em termos de suas propriedades e adequação a aplicações? 17) Escreva em ordem crescente de dureza os materiais mais utilizados para ferramenta de corte. 18) Em uma determinada oficina utiliza-se um número limitado de MD de determinados graus em suas operações. Estes graus são listados abaixo através da composição química: Grau %WC %Co %TiC A) qual graduação deveria ser usaas para uma operação de torneamento em acabamento de aço não temperado? B) Qual graduação deveria ser usada para fresamento em desbaste de alumínio? C) Qual grau deveria ser usado para torneamento em acabamento de ferro fundido? Para cada caso justifique sua resposta. 18 Numa operação de usinagem, dados: avanço 0,25 mm/volta; ângulo de posição 90º ; ângulo de cisalhamento 35º ; ângulo de saída 18º ; velocidade de corte 97 m/min; calcular: a) grau de deformação do cavaco; b) velocidade do cavaco; c) espessura média do cavaco. 19) Dados: Operação: Torneamento Condições : avanço: f = 0,3 mm/volta; velocidade de corte: vc= 80 m/min Ferramenta: ângulo de saída γ = 10º, ângulo de posição: χ r = 30º Cavaco: espessura do cavaco = 0,5 mm Calcular: a) O grau de recalque Rc, b) O grau de deformação ε 0 c) A velocidade do cavaco Vca

4 20) Sabe-se que o aumento da velocidade de corte, do avanço e/ou da profundidade de corte gera aumento da temperatura de usinagem. Todavia, o aumento da velocidade de corte ou do avanço implica em aumento da produtividade. Quais as alternativas para se atenuar o efeito destrutivo da temperatura sobre a ferramenta. 21) Numa operação de furação em cheio (Furo cego) com lubrificante, tem-se ferro fundido cinzento com broca Metal Duro (K-20) diâmetro 8,5 mm, onde profundidade do furo é de 40 mm, velocidade de avanço 524 mm/min, velocidade de corte de 70 m/min, ângulo de ponta 120º, avanço f = 0,2 mm/volta, e rendimento de 0,9. Calcular o momento de torção e a potência fornecida pelo motor segundo Kienzle. Sabendo-se que a peça em questão necessita de 10 furos, qual o tempo total de corte/peça? 22) Numa operação de furação em cheio com lubrificante, tem-se Aço ABNT 1069 com broca aço rápido diâmetro 40 mm, ângulo de ponta 130º, avanço f = 0,33mm/volta e rendimento de 0,75. Calcular o momento de torção e a potência fornecida pelo motor segundo Kronemberg e Kienzle. 23) De acordo com a figura abaixo, assuma que o diâmetro (D) da fresa é de 100 mm, comprimento de corte (lc) 500 mm e profundidade axial (profundidade de usinagem) ap 5 mm; v f velocidade de avanço da mesa é de 931 mm/min, avanço por dente fz é de 0,19 mm/dente. A fresa possui 14 insertos e o material da peça é Ferro Fundido Cinzento perlítico. Calcule a rotação, taxa de remoção de material, o tempo de corte para desbaste da face compreendida pela área da peça (lc x lm) e estime a potência de corte exigida (ks 1 =1100 N/mm 2, mc=z = 0,28 e rendimento 0,9). Largura de contato para FoFo ae = 0.75D Considere hm = fz. fz lm =145 vf vf l ap ae D lc l 24) Dado uma ferramenta de metal duro recoberta onde os parâmetros da fórmula de Taylor são y = 0,267 e C = 400 para usinagem de um determinado aço. Encontre a

5 porcentagem de AUMENTO na vida ferramenta quando a velocidade de corte é reduzida de 10% 25) O gráfico abaixo mostra as curvas de desgaste de flanco em função do tempo (vida da ferramenta) para diversas velocidades de corte. Determine os parâmetros y e C, respectivamente, da equação de Taylor para ferramenta em questão, usando como critério para fim de vida da ferramenta VB = 0,4 mm.