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Método para ensaios de Método para ensaios de
avaliação de usinabilidade avaliação de usinabilidade
de materiais metálicos de materiais metálicos
utilizando torno CNC e torno utilizando torno CNC e torno
convencionalconvencional
Francisco dos Reis FaustinoFrancisco dos Reis Faustino
Jovinilo de Oliveira Santos
Izabel Fernanda Machado
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EstruturaEstrutura
Introdução Processos de usinagem Ensaios de força de corte
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IntroduçãoIntrodução
Processos de usinagem
– Remoção de material para a produção de um
determinado componente ou peça
• Obtenção das formas finais
• Bom acabamento superficial
– Tipos
• Torneamento
• Fresamento
• Aplainamento
• Furação
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FuraçãoFuração
Uma ferramenta (broca) de dois
gumes executa uma cavidade
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FresamentoFresamento
A ferramenta (rabo de andorinha) de vários gumes e executa movimento de giro, enquanto é pressionada contra a peça
A peça movimenta-se (alimentação) durante o processo
A superfície usinada resultante pode ter diferentes formas, planas e curvas
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TorneamentoTorneamento
A matéria prima (tarugo) tem inicialmente a forma cilíndrica
A forma final é cônica ou cilíndrica
Na operação de corte a ferramenta executa movimento de translação, enquanto a peça gira em torno de seu próprio eixo
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Porta-ferramentas instrumentado
Torno CNC com sistema de aquisição de dados
EquipamentosEquipamentos
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EquipamentosEquipamentos
Exemplo de medidas de esforços de corte e de avanço
Força de avanço (N)Força de avanço (N)
Força de corte (N)Força de corte (N)
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EquipamentosEquipamentos
Rugosímetro portátil
Torno mecânico convencional
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Rugosidade superficialRugosidade superficial
Mesmos parâmetros de usinagem – Vc = 90 m/min
-4
-2
0
2
4
6
0 200 400 600 800 1000
x [um]
y [
um
]
-4-3-2-10123456
0 200 400 600 800 1000
x [um]
y [u
m]
AISI 303 AISI 304
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Corpos-de-provaCorpos-de-prova
Comprimento – 150 mm
Sobremetal – fixação na placa e
contraponta
Comprimento– 100 mm
Sobremetal – fixação na placa e
contraponta
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Corpos-de-prova ensaiadosCorpos-de-prova ensaiados
Corpo de prova bruto
(a) (b)
(c)
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Torneamento cilíndrico Torneamento cilíndrico externoexterno
Processo (torno mecânico)
– Verificar o paralelismo da ferramenta
– Fixar manualmente o CP na placa
– Passar o relógio comparador no CP
– Iniciar o torneamento
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Torneamento cilíndrico Torneamento cilíndrico externoexterno
Processo (torno CNC)
– Referenciar os eixos “x” e “z” da máquina,
indicando os pontos “zero” de ambos os eixos
– Fixar o corpo-de-prova na placa e na ponta
giratória
– Referenciar o ponto zero da peça nos eixos
“x” e “z”
– Carregar o programa para a operação
– Iniciar a operação (comando automático)
x
z
y
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Movimentos da peça e da Movimentos da peça e da ferramentaferramenta
Corte – Força o material da peça
a escoar sobre a face da ferramenta, proporcionando a formação de cavaco
Avanço– Combinado ao movimento
de corte, proporciona remoção contínua do cavaco e conseqüente formação de uma superfície usinada
Movimento resultante de corte– Resulta dos movimentos
de corte e de avanço
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Material removido do tarugo
para obtenção de uma peça
com forma e dimensões
definidas
CavacoCavaco
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Tipos de cavacoTipos de cavaco
Indesejáveis (cavacos longos)– Oferecem risco ao operador– Obstruem o local de trabalho– Danificam a ferramenta– Prejudicam o acabamento
superficial da peça– Dificultam o manuseio e
armazenagem– Aumentam a força de corte e
temperatura – Reduzem a vida da ferramenta
Bons– Ocupam pouco volume– Não obstruem o local
de trabalho
– São removidos facilmente
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ConclusõesConclusões
O torno CNC apresenta-se vantajoso,
em função de sua precisão e
repetibilidade na usinagem.
O torno CNC apresenta melhor
qualidade da usinagem.
O torno convencional, é essencial ao
desbaste primário, que antecede a
preparação os corpos-de-prova.
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CONCLUSÕESCONCLUSÕES
Feitos os ensaios, usando-se torno convencionale torno CNC, concluiu-se que:
o torno CNC apresenta-se vantajoso, em função de sua precisão e repetibilidade na usinagem;
o torno CNC apresenta melhor qualidade da usinagem; quanto ao torno convencional, é essencial ao desbaste
primário, que antecede a preparação dos corpos de prova.