data: faculdade notas de aulas fev/2013 senai (práticas ... · mecanismo de formação: o cavaco...

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SENAI

“Roberto Simonsen”

NOTAS DE AULAS

(Práticas de Oficina)

Data: Fev/2013

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Disciplina: Manutenção Mecânica

Semestre: 3°

Prof. L.C.Simei Página 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).

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Onde:

Fc = Força de corte;

Ff = Força de avanço;

Fp = Força de avanço;

Fc e Ff ~ 250 a 400 N/mm² - aços de construção mecânica;

Fc e Ff ~1100 N/mm² - materiais de difícil usinabilidade.

Subdivisão do trabalho efetivo na usinagem.

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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.

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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.

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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.


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.

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O que difere um cavaco cisalhado de um contínuo (aparentemente), é que somente o primeiro

apresenta um serilhado nas bordas.


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


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.


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.

2. Formas dos Cavacos.

Indesejáveis (cavacos longos)

Oferecem risco ao operador;

Obstruem o local de trabalho;

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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.

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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.

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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

http://www.cimm.com.br/portal/noticia/material_didatico/3648#cavacocisalhado

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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.

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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.

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Seqüência do Processo de Corte.

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