fundamentos da usinagem dos materiais

FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS MATERIAIS

Prof. Dr. Sandro Cardoso Santos CEFET-MG Prof. Dr. Wisley Falco Sales PUC Minas Agosto de 2004

Fundamentos da Usinagem dos Materiais

Sumrio

Captulo 1 Introduo Captulo 2 Grandezas Fsicas no Processo de Corte Captulo 3 Geometria das Ferramentas de Corte

1 15 24

Captulo 4 Formao do Cavaco e Interface Cavaco-ferramenta

36

Captulo 5 Fora e Potncia de Corte

62

Captulo 6 Temperatura de Usinagem

72

Captulo 7 Materiais para Ferramentas de Corte

87

Captulo 8 Revestimentos para Ferramentas de Corte ------------------------------ 127

Captulo 9 Avarias, Desgaste e Mecanismos de Desgaste da Ferramenta

157

Captulo 10 - Vida da Ferramenta e Quantificao do Desgaste

168

Captulo 11 - Fluidos de Corte: Fundamentos, Aplicaes e Tendncias

176

Captulo 12 Integridade Superficial

212

Captulo 13 Usinabilidade dos Metais

232

Captulo 14 Referncias Consultadas

262

Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

Fundamentos da Usinagem dos Materiais Introduo

Captulo 1

Introduo

O contedo deste livro aborda, como tema principal, os processos de fabricao por usinagem. Antes, porm, de chegar etapa de fabricao, o produto passa pelas fases de estudo e elaborao. Neste captulo so apresentadas as etapas da produo de peas usinadas tendo como ponto de partida os principais tpicos referentes METODOLOGIA DE ELABORAO DO PROJETO e em seguida feita uma explanao a respeito dos processos de fabricao, com nfase para o foco deste trabalho, que o estudo da USINAGEM.

1.1 - Metodologia de Elaborao de Projeto

No final da dcada de 1990, um novo termo surge para descrever uma nova era de incertezas especulativas e produtivas que atingiram o mundo: a Globalizao. Nesse cenrio especulativo, grandes indstrias e at mesmo pases tornam-se vtimas de ataques sua imagem e integridade financeira. Observando esses aspectos, as indstrias produtoras de bens de consumo passam a necessitar cada vez mais de metodologias capazes de administrar de forma efetiva a criao e fabricao de novos produtos, visando sempre atender ou superar as expectativas do consumidor. S assim conseguiro disponibilizar seus novos produtos com rapidez, em um mercado altamente competitivo. O projeto de um componente ou sistema apresenta particularidades mas, medida que um projeto iniciado e desenvolvido, observa-se uma seqncia de eventos, em ordem cronolgica que formam um modelo, que na maioria dos casos comum a vrios projetos (Back, 1983). A metodologia de carter geral pode ser dividida em quatro fases principais:Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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1a Fase - Estudo de viabilidade: Durante esta fase so estudadas as necessidades do mercado. Procura-se determinar as caractersticas necessrias ao produto que garantam a sua aceitao pelos consumidores. Alm disso, so determinadas as necessidades econmico financeiras para a sua produo e a alocao de recursos que sero utilizados no decorrer de todo o processo. Nessa fase so levantadas as primeiras solues do problema proposto. 2a Fase - Avaliao do produto: As concepes apresentadas na fase anterior sero avaliadas segundo critrios estabelecidos. Nessa fase surgiro novas concepes e melhorias para as j estabelecidas. Com a sua concluso a soluo principal para o problema estar definida, podendo ainda apresentar conjuntamente um pequeno nmero de solues alternativas. 3a Fase - Detalhamento do produto: O produto delimitado na segunda fase ser detalhado, as solues propostas so avaliadas e se o projeto apresentar chances reais de sucesso ser encaminhado para a execuo. 4a Fase - Execuo do produto: As etapas necessrias a produo do projeto especificado so realizadas. Produes de pilotos, pr-srie e produo em srie ocorrem de acordo com a realidade do mercado e caractersticas do produto. Na Figura 1.1 apresentado o modelo para a primeira fase do desenvolvimento de projetos. O fluxograma pode ser dividido em trs grupos principais: levantamento das necessidades, conceituao e anlise de viabilidade. O termo conceituao entendido como a determinao de solues viveis para as necessidades encontradas na anlise do mercado (Ertas e Jones, 1994). Existem vrias tcnicas desenvolvidas para se atingir um nmero de solues viveis e com chances de tornarem-se produtos de sucesso. Ullman (1992) sugere duas tcnicas de grande importncia para conceber solues para o problema em questo: Decomposio Funcional e Determinao de Solues a partir das Funes. Existe uma diversidade de mtodos propostos para conceber solues como: brainstorming (Ullman, 1992; Back, 1983; Ertas e Jones, 1994), mtodo morfolgico, inverso, analogia, fantasia, empatia, sinergia, tcnica da caixa preta (Asimow, 1968), solues dos usurios,Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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servios, competidores e outras firmas (Urban, 1993), patentes, livros de referncia e revistas especializadas, consultas a especialistas (Ullman, 1992), entre outros.

Informaes gerais Informaes de mercado Anlise de necessidades Possveis compradores no

Experincia tecnolgica no

Viabilidade fsica Fisicamente realizvel ? sim Solues construtivas Viabilidade econmica Modelos de custo no Lucro ?

Teste de princpios

Vlidos ? sim Explorar sistemas envolvidos Proposies tcnicas Relevantes Completas ? no Solues alternativas Solues propostas

Fatores econmicos

Informaes tecnolgicas

sim Viabilidade financeira no

sim Fontes de investimento

Criatividade

Existe capital ? sim

Plausveis ? sim

no

Conjunto de solues possveis

2a Fase : Projeto preliminar

Figura 1.1 Primeira Fase - Estudo de Viabilidade.

De posse de um conjunto de solues para as necessidades determinadas, deve-se filtrar e avaliar essas solues por meio de um estudo de viabilidade fsica, econmica e financeira (Back, 1983). O objetivo do estudo de viabilidade basicamente assegurar que o projeto, ao entrar na fase de detalhamento, ser aceitvel tanto do ponto de vista tcnico quanto econmico. Esse estudo ir sugerir alteraes para as solues encontradas, adequando-as aos aspectos j referidos. Viabilidade Fsica: Uma soluo ser a primeira vista: fisicamente vivel, funcional sob condies ou aparentemente invivel (Ullman, 1992). Sendo necessrio um estudo detalhado para garantir a sua determinao. Essa avaliao feita segundo critrios tcnicos estudados pelo engenheiro em sua formao. Uma soluo podeSandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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ser aparentemente invivel quando ao primeiro contato do observador, baseado na sua experincia, verificada a impossibilidade de funcionamento ou execuo. Porm, isso no suficiente para determinar a falncia de uma idia. necessrio determinar o porqu da sua inexeqibilidade fsica. Acima de tudo, deve-se evitar rejeitar uma idia pelo fato de ela implicar em inovao tcnica, pois existe uma tendncia natural em preferir o tradicional inovao (Ullman, 1992). Uma soluo pode ser funcional sob condies quando para sua realizao necessrio o cumprimento de uma condio especfica, por exemplo, a soluo funcionar se for implementado um avano tecnolgico especfico. E finalmente, a soluo fisicamente vivel aquela que aps estudos detalhados, sugestes de modificaes e melhorias no apresenta problemas construtivos ou conceituais.

Viabilidade econmica: Um objeto para ser tpico adequado de um projeto de engenharia deve passar em um teste de compensao econmica, isto , deve ser de suficiente valor para compensar o esforo (Asimow, 1968). Valor tem uma conotao que singularmente pessoal. A nica medida objetiva encontra-se no mercado. Quando se pode aplicar este instrumento de medida, os resultados podem ser quantitativamente estimados e expressos em termos de dinheiro. Caso contrrio, os valores permanecem subjetivos. Segundo Buarque (1989), o projetista deve estar preparado e capacitado a avaliar os estados econmicos do produtor, distribuidor e consumidor, pois cada um deles possui interesses especficos e a adaptao do projeto a suas necessidades ir fornecer uma soluo com provvel viabilidade econmica.

Viabilidade financeira: Um projeto pode apresentar mritos sob todos os pontos de vista e ser de um grande valor econmico, mas sua realizao necessita de recursos econmicos no disponveis (Asimow, 1968). O projeto deve ser examinado com relao a sua viabilidade financeira, antes que sejam feitas despesas substanciais com o seu trabalho. Pode ser que algumas das solues propostas acarretem mais demanda financeira que outras; algumas podem exigir maiores recursos financeiros do que os disponveis e devem ser, por conseguinte, abandonadas.Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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1.1.1 - Projeto Preliminar Na Figura 1.2 apresentada a morfologia do projeto preliminar. Essa fase inicia-se com um conjunto de solues teis que foram desenvolvidas no estudo de viabilidade.

Estudo da viabilidade Experincia do grupo Seleo da melhor soluo Primeira soluo

Recursos matemticos no

Otimizao dos parmetros

Adequados ? sim Valores dos parmetros

Melhor ? sim Formulao do modelo matemtico Dados da simulao Vlidos Suficientes ? sim Recursos matemticos

no Testar processo e prever desempenho Dados dos testes no Aceitveis ? no Simplificao sim Experincia Testes de laboratrio

Recursos matemticos

Anlise de sensibilidade e compatibilidade das variveis Sensibilidade identificada sim Grau de sensibilidade das variveis no

no

Melhor mais barato ? sim Projeto melhorado

3a Fase: Projeto detalhado

Figura 1.2 Segunda Fase - Projeto Preliminar.

O objetivo de um projeto preliminar estabelecer qual das alternativas propostas apresenta a melhor concepo para o projeto. Cada uma das solues alternativas fica sujeita anlise em ordem de grandeza, at que a evidncia indique que uma delas inferior a algumas ou superior a todas as outras. A soluo escolhida submetida a exames mais detalhados. Os estudos de sntese so iniciados para estabelecer, numa primeira aproximao, a extenso da faixa dentro da qual os principais parmetros do projeto devem ser controlados (Back, 1983; Asimow, 1968).Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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Em seguida, empreendem-se estudos do tipo projetivo, dirigido para as questes de como a soluo se comporta com o tempo. As condies scio-econmicas, tais como o gosto do consumidor, a oferta do competidor e a disponibilidade de matriasprimas podem ser modificadas; o estudo da arte tcnica pode progredir (Back, 1983). O tempo, muito provavelmente, reduzir a qualidade do produto. O problema saber com que rapidez a razo de obsolescncia ou desgaste deve ser aceita como uma das consideraes importantes de um projeto. Finalmente, os aspectos crticos do projeto devem ser verificados, a fim de se validar a concepo para o mesmo e de se fornecer as informaes essenciais para suas fases posteriores.

1.1.2 - Projeto Detalhado A fase do projeto detalhado comea com a concepo desenvolvida no projeto preliminar. Seu objetivo fornecer as descries de engenharia de um projeto frutfero e verificado. Sua morfologia apresentada na Figura 1.3.


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Projeto preliminar Tecnologia Especificao de subsistemas Subsistemas

Tecnologia

Desenho de conjunto de montagem no

Completos ? sim Desenhos de montagem

Adequados ? sim Especificar componentes Lista de componentes

no Normas e padronizao Conjunto de desenhos no Aceitveis ? no Liberar para fabricao no no sim Administrao Experincia em desenho, normas e padronizao

Tecnologia

Satisfatria ? sim Tecnologia Descrio das partes

Adequado ? sim Desenho para fabricao

Possveis ? sim Conjunto de desenhos de partes ou peas

Prximas Fases

Figura 1.3 - Terceira Fase - Projeto Detalhado.

Com a concepo para o projeto em mente e as informaes preliminares em mo, consegue-se, provisoriamente, uma sntese geral. Nessa fase estabelece-se um programa do projeto a ser elaborado (Back, 1983). Com esse programa como base, o projeto detalhado ou especificaes dos componentes so efetuados. Capacidades so determinadas exatamente, dimenses so calculadas, o desgaste considerado, partes so detalhadas, etc. Assim todos os componentes so sintetizados, testados e modificados de acordo com o requerido e a mquina ou sistema torna-se inteiramente desenvolvido, completamente detalhado e claramente descrito, ou seja, chega-se a um produto fabricvel.


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1.2 - Planejamento da Produo (Execuo do Produto)

Enquanto as fases anteriores situavam-se praticamente na esfera de um engenheiro projetista, grande parte da fase presente tem sua responsabilidade compartilhada com outros setores da administrao. Uma nova srie de experincias tcnicas, concernente a projetos de ferramentas e engenharia de produo, entram em jogo; o grupo projetista original, contudo, deve continuar representando seu papel de liderana. A deciso sobre a produo envolve, freqentemente, um compromisso econmico de grandes propores. O grau de confiana no sucesso do produto deve ser elevado, a fim de apoiar uma deciso definida. A fase do planejamento de produo envolve muitas pessoas que modificaro, em forma e detalhe, de acordo com a indstria. Back (1983) sugere a seguinte lista tpica de indstrias de produo em massa para as atividades de planejamento de produo:

1. Planejamento detalhado dos processos de fabricao de acordo com as exigncias de todas as partes, submontagens e montagem final; 2. Projeto de ferramentas e gabaritos; 3. Planejamento, especificao e projeto de nova produo e mesmo de novas instalaes da fbrica; 4. Planejamento do sistema de controle da qualidade; 5. Planejamento para o pessoal da produo; 6. Planejamento do controle de produo; 7. Planejamento do sistema de fluxo de informaes; 8. Planejamento financeiro.


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1.3 - Fabricao do Produto

Depois de realizadas as diversas etapas do projeto, descritas de maneira sucinta anteriormente, surge a necessidade de FABRICAR o produto. Mas, o que se entende por processos de fabricao?

Fabricar conferir a uma pea a forma desejada e estabelecida no projeto.

Mas, como fabricar? A fabricao consiste em transformar a matria prima em produto acabado. O conjunto de procedimentos empregados nessa transformao denominado processo de fabricao. Na representao esquemtica da Figura 1.4 mostrado um exemplo de processo de fabricao.

MATRIA PRIMA

PRODUTO ACABADO OU SEMI-ACABADO PROCESSO DE FABRICAO

Figura 1.4 - Representao esquemtica de um processo de fabricao. Cada processo de fabricao apresenta caractersticas peculiares que o distingue dos demais. Assim, a fundio caracterizada pela fuso de um metal que vazado em um molde; a soldagem, pela juno de peas por meio da adio de metal fundido nas junes; a conformao, pela deformao plstica como meio de obter a geometria do produto; a metalurgia do p, pela prensagem e aquecimento de partculas misturadas a um aglomerante; a injeo, pela fuso de plsticos ou metaisSandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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de baixo ponto de fuso que so conduzidos a alta presso ao interior de um molde e assim por diante. O que caracteriza o processo de usinagem que a transformao da matria prima em produto se d pela remoo de material na forma de cavacos. A usinagem dividida em duas categorias de acordo com a energia empregada para remover o material. Na usinagem tradicional (ou convencional) o material removido por cisalhamento devido ao da ferramenta de corte. Como exemplos de processos tradicionais de usinagem tem-se o torneamento, fresamento, furao, alargamento, rosqueamento, retificao, brochamento, etc, Os processos no tradicionais (ou no convencionais) empregam outras modalidades de energia para remover o material como ultra-som, laser, plasma, fluxo abrasivo, reaes qumicas ou eletroqumicas, feixe de eltrons, etc. A usinagem convencional representa uma parcela significativa entre os processos de fabricao. Pode-se tomar como exemplo a fabricao de um automvel. Se considerarmos os seus principais componentes, poderemos fazer uma longa lista de itens que so usinados em alguma etapa da fabricao.

Produzir a forma desejada, partindo de outra forma inicial como matria prima, pode ser realizado por diversas maneiras. Na Figura 1.5 so mostrados os diversos processos de fabricao atualmente desenvolvidos.


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Convencional

Torneam ento Fresam ento Furao A largam ento Mandrilam ento Brocham ento Roscam ento Serram ento Outros Eletroeroso Eletroqum ica Jato A brasivo Jato de gua Jato de gua A brasivo Ultra-som Fluxo Abrasivo Laser Plasm a Feixe de Eltrons Outros

ComRem oo de Cavaco

Usinagem No Convencional

A brasivos

Retificao Brunim ento Lapidao Lixam ento Outros

Processos de Fabricao

Fundio

Molde de A reia Cera Perdida Funduo Sob Presso Outros

Soldagem

SemRem oo de Cavaco

Eletrodo Revestido Resistncia A Subm rco erso Laser MIG/MA G TIG

Conform ao

Lam inao Extruso Conform ao Forjam ento Trefilao Outros

PrototipagemRpida

Estereolitografia Sinterizao a Laser seletivo Modelagempor Deposio de Fundido Lam inao de Objetos Im presso Tridim ensional

Figura 1.5 Principais processos de fabricao.


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O foco principal deste livro o estudo dos processos de fabricao por usinagem, com nfase nos fenmenos relacionados remoo dos materiais por cisalhamento e nos processos de usinagem propriamente ditos.

1.4 - Corte dos Metais ou Processos de Usinagem

No existe uma definio clara para a usinagem usinagem, mas a mais aceita a que considera Usinagem como os processos de fabricao em que h retirada de material da pea na forma de cavaco. Entende-se por cavaco a poro de material que removida da pea. Outros processos de fabricao tambm retiram material da pea como a estampagem, a retificao, entre outros, mas o modo com que o material retirado da pea apresenta algumas diferenas em relao usinagem. Como exemplo, na usinagem tem-se ferramentas com formas e quantidades definidas atuando sobre a pea, enquanto na retificao o nmero de ferramentas (gros abrasivos) atuantes muito grande. Alm disso, eles esto aleatoriamente distribudos sobre a superfcie do rebolo e nesse caso, a retificao enquadrada como um processo abrasivo, assim como o brunimento e a lapidao. Portanto, classifica-se a usinagem como: PROCESSOS DE FABRICAO EM QUE UMA PORO DE MATERIAL REMOVIDA DA PEA, POR CISALHAMENTO, NA FORMA DE CAVACO.

1.4.1 - Evoluo da Usinagem (www.cimm.com.br)

No Perodo Paleoltico, as facas, pontas de lanas e machados eram fabricados com lascas de grandes pedras. No Perodo Neoltico, os artefatos eram obtidos com o desgaste e polimento da pedra (Princpio da Retificao).

Com o passar do tempo, o homem passa a usar metais na fabricao de ferramentas e armas no fim da pr-histria. Os primeiros metais a serem conhecidosSandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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foram o cobre e o ouro e em escala menor, o estanho. O ferro foi o ltimo metal que o homem passou a utilizar na fabricao de seus instrumentos. Com a pancada de uma cunha manual surgiu o cinzel, movimentando esta ferramenta para frente e para trs, aplicando-se presso surgiu a serra. Um grande avano nesse perodo foi a transformao do movimento de translao em movimento de rotao (com sentido de rotao invertido a cada ciclo). Este princpio foi aplicado em um dispositivo denominado furao de corda puxada, conforme mostrado na Figura 1.6.

Figura 1.6 Mecanismo de corda puxada.

No sculo 19 o trabalho do ferreiro era muito lento. Surgem ento as mquinas movidas a vapor (energia esta transmitida atravs da oficina por meio de eixos, correias e roldanas). Mais tarde o vapor seria substitudo pela energia eltrica. A introduo de suporte mecnico no torno um outro exemplo de um grande avano no processo de fabricao. O suporte eliminou a necessidade de segurar as ferramentas com as mos, diminuindo portanto o risco de acidentes. Porm, foram durante os perodos de guerra que ocorreram considerveis progressos das mquinas destinadas fabricao. O marco deste progresso foi o surgimento de partes intercambiveis, principalmente no final do sculo XVIII. Com o advento do motor de combusto interna, na fabricao dos blocos de cilindros e de outros componentes, necessitou-se de uma acuracidade dimensional,Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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at ento sem precedentes na indstria mecnica, o que levou a enormes desafios no desenvolvimento da usinagem dos metais. Esses motores eram fabricados com materiais relativamente fceis de serem usinados, como o ferro fundido cinzento, o lato e o bronze, com ferramentas de ao carbono endurecido (Trent e Wright, 1999). Antes disso, at meados do sculo XVIII, o principal material utilizado em engenharia era a madeira, cujos os problemas na usinagem so bem diferentes daqueles impostos pelos metais. Com a industrializao, os processos artesanais foram substitudos gradativamente por processos onde o homem pouco interferia, surgindo ento mquinas mais complexas. A engenharia avanou significativamente nos ltimos 100 anos, principalmente as tecnologias de novos materiais. Nos ltimos tempos, a usinagem tambm evoluiu, como resultado do desenvolvimento das mquinas-ferramentas, ferramentas de corte e fluidos de corte. Hoje, entre todos os processos de fabricao, a usinagem o mais difundido, mesmo sendo bastante imprevisvel e apresentando enormes dificuldades no seu modelamento, devido enorme quantidade de variveis envolvidas. Atualmente novas tecnologias foram incorporadas s linhas de produo, onde mquinas operatrizes fazem parte direta ou indiretamente, de sistemas como o CAD/CAM (Computer Aided Design / Computer Aided Manufacturing), HSM (High Speed Machining), FMS (Flexible Manufacturing Systems), CBS (Computer Business Systems) e CIM (Computer Integrated Manufacturing). Todas tm em comum a automatizao, visando minimizar falhas operacionais e aperfeioar as vrias etapas do processo produtivo (De Sousa, 1998).


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Fundamentos da Usinagem dos Materiais Grandezas Fsicas no Processo de Corte

Captulo 2 Grandezas Fsicas no Processo de CorteNo captulo anterior foi apresentado o conceito de usinagem como o processo de fabricao em que a transformao da matria-prima em produto se d pela remoo de material em forma de cavacos. A remoo do cavaco s possvel devido a uma srie de movimentos relativos entre a ferramenta e a pea. O estudo desses movimentos est inserido dentro do tpico denominado grandezas fsicas no processo de corte que trata ainda das velocidades, percursos e das grandezas relacionadas ao cavaco. As definies aqui apresentadas so transcries da Norma ABNT NBR 6162/1989, Movimentos e Relaes Geomtricas na Usinagem dos Metais Terminologia, que foi criada com o objetivo de padronizar a nomenclatura dessas grandezas. 2.1 - Movimentos So movimentos relativos entre a pea, considerada esttica e a aresta de corte da ferramenta. So distintos dois tipos de movimento: movimentos que fazem parte da retirada de cavaco e os movimentos que no tomam parte na retirada de cavaco. As definies referem-se a um ponto genrico da aresta de corte. Os movimentos que tomam parte direta na formao de cavaco so: Movimento de corte: movimento entre a pea e a ferramenta que, sem o movimento de avano, origina uma nica retirada de cavaco. Movimento de avano: movimento que, associado ao movimento de corte, promove a retirada contnua de cavaco. Movimento efetivo: movimento resultante dos movimentos de corte e avano.

Os movimentos que no tomam parte direta na formao do cavaco so:


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Movimento de aproximao: movimento entre a pea e a ferramenta com o qual a ferramenta se aproxima da pea, antes do incio da usinagem. Movimento de ajuste: movimento entre a pea e a ferramenta com o qual determinada a espessura de material da pea a ser retirada (ajuste da profundidade de corte).

Movimento de correo: movimento para compensar o desgaste da ferramenta. Movimento de recuo: movimento com o qual a ferramenta afastada da pea aps a usinagem.

2.2 - Direes dos Movimentos So as direes em que ocorrem os movimentos de corte, avano e efetivo. Dessa forma: Direo de corte: direo instantnea do movimento de corte. Direo de avano: direo instantnea do movimento de avano. Direo efetiva: direo instantnea do movimento efetivo de corte.

As direes dos movimentos de corte no processo de torneamento so mostradas na Figura 2.1 .Movimento de efetivove vc

Movimento de corte

vf

Movimento de avano

Figura 2.1 - Direes dos movimentos de corte, avano e efetivo no torneamento.Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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2.3 - Percursos da Ferramenta na Pea Percurso de corte Lc: o espao percorrido pelo ponto de referncia da aresta de corte da ferramenta sobre a pea, segundo a direo de corte. Percurso de avano Lf: o espao percorrido pelo ponto de referncia da aresta de corte da ferramenta sobre a pea, segundo a direo de avano. Nos casos em que haja movimento de avano principal e avano lateral, devem-se distinguir as componentes do percurso de avano. Percurso efetivo Le: o espao percorrido pelo ponto de referncia da aresta de corte da ferramenta sobre a pea, segundo a direo efetiva de corte. Definies anlogas so vlidas para os movimentos que no tomam parte diretamente na formao do cavaco. 2.4 - Velocidades Velocidade de corte vc: a velocidade instantnea do ponto de referncia da aresta de corte da ferramenta, segundo a direo e sentido de corte. Velocidade de avano vf: a velocidade instantnea do ponto de referncia da aresta de corte da ferramenta, segundo a direo e sentido de avano. Velocidade de efetiva de corte ve: a velocidade instantnea do ponto de referncia da aresta de corte da ferramenta, segundo a direo e sentido efetivo de corte. 2.5 - Conceitos Auxiliares Plano de trabalho Pfe: o plano que contem as direes de corte e de avano e passa pelo ponto de referncia da aresta de corte. Nesse plano ocorrem os movimentos que tomam parte na retirada de cavaco.


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ngulo da direo de avano : o ngulo entre as direes de corte e de avano. Nem sempre a direo de avano perpendicular direo de corte. No fresamento esse ngulo varia durante o corte. ngulo da direo efetiva de corte : o ngulo entre a direo de corte e a direo efetiva de corte. Os ngulos e , bem como o plano de trabalho encontram-se representados na Figura 2.2. Superfcies em usinagem: so as superfcies geradas na pea pela ferramenta. Devemse distinguir a superfcie em usinagem principal e a superfcie em usinagem secundria, onde a primeira gerada pela aresta principal de corte e a segunda pela aresta secundria de corte As superfcies em usinagem so representadas na Figura 2.3

vePlano de trabalho

vcPea

vf

FerramentaFigura 2.2 - Representao esquemtica do plano de trabalho (Pfe) e dos ngulos da direo de avano () e da direo efetiva de corte ().


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Superfcie principal de usinagem

Superfcie secundria de usinagemFigura 2.3 - Superfcies em usinagem. 2.6 - Grandezas de Corte So grandezas que devem ser ajustadas na mquina, direta ou indiretamente. Avano (f): o percurso de avano em cada volta, em mm/revoluo ou em cada curso da ferramenta, em mm/golpe. No caso de ferramentas que possuam mais de um dente, como no caso do fresamento, distingue-se o avano por dente (fz), medido na direo do avano da ferramenta e corresponde gerao de duas superfcies consecutivas em usinagem. f=fz.z onde z o nmero de dentes da ferramenta. O avano por dente pode ser decomposto no avano de corte e no avano efetivo de corte, mostrados na Figura 2.4. (2.1)


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Direo de corte

fe

fc

fzDireo efetiva de corte

Figura 2.4 - Representao esquemtica do avano por dente fz, do avano de corte fc e do avano efetivo fe no fresamento discordante.

Avano de corte (fc): a distncia entre duas superfcies consecutivas em usinagem, medida na direo perpendicular direo de corte, no plano de trabalho. fc = fz . sen (2.2)

Avano efetivo de corte (fc): a distncia entre duas superfcies consecutivas em usinagem, medida na direo perpendicular direo de corte, no plano de trabalho. fc=fz.sen(-) (2.3)

Profundidade ou largura de usinagem ap: a profundidade ou largura de penetrao, medida no lano de trabalho e numa direo perpendicular de direo de avano (Fig. 2.5). Penetrao de trabalho ae: a penetrao da ferramenta em relao pea, medida no plano de trabalho, numa direo perpendicular direo de avano. de importncia predominante no fresamento e na retificao (Fig. 2.5).Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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Penetrao de avano af: a penetrao da ferramenta, medida no plano de trabalho e na direo de avano (Fig. 2.5).

Fig. 2.5. Representao esquemtica das profundidades medidas em usinagem.

2.7 - Grandezas Relativas ao Cavaco

So grandezas calculadas a partir das grandezas de corte. Largura de corte b: a largura calculada da seo transversal de corte a ser retirada, medida na superfcie em usinagem principal, na direo perpendicular direo de corte (Fig. 2.6). Para ferramentas de corte com aresta retilnea e sem raio de ponta, tem-se:ap sen r

b=

(2.4)

Largura efetiva de corte be: a largura calculada da seo transversal de corte a ser retirada, medida na superfcie em usinagem principal, na direo perpendicular


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direo efetuva de corte. Para ferramentas de corte com aresta retilnea e sem raio de ponta, tem-se: be=b.(1-sen2cosr2)1/2 (2.5)

Espessura de Corte h: a espessura calculada da seo transversal de corte a ser retirada, medida normalmente superfcie em usinagem principal e segundo a direo perpendicular direo de corte (Fig. 2.6). Para arestas de corte retilneas: h=f.senr (2.6)

Fig. 2.6. Representao esquemtica das grandezas relativas ao cavaco.Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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Espessura efetiva de corte he: a espessura calculada da seo transversal efetiva de corte a ser retirada, medida normalmente superfcie em usinagem principal e segundo direo perpendicular direo efetiva de corte.

he =

h 1 + sen 2 .tan 2

(2.7)

Seo transversal de corte A: a rea calculada da seo transversal de um cavaco a ser retirado, medida no plano normal direo efetiva de corte. Na maioria dos casos: A=ap.fc Ae=ap.fe Em ferramentas sem arredondamento na ponta de corte: A=b.h Ae=be.he (2.10) (2.11) (2.8) (2.9)


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Fundamentos da Usinagem dos Materiais Geometria das Ferramentas de Corte

Captulo 3 Geometria das Ferramentas de CorteA geometria das ferramentas de corte tem influncia marcante na usinagem dos materiais. Este captulo apresenta as definies das arestas, superfcies, ngulos e planos que compem a geometria das ferramentas. A padronizao da nomenclatura utilizada consta na Norma ABNT NBR 6163/80 Geometria da Cunha de Corte. Constam dessa norma as definies apresentadas a seguir. 3.1 - Definies Cunha de Corte: cunha formada pelas superfcies de sada e de folga da ferramenta. Os cavacos formam-se sobre a cunha cortante por meio do movimento relativo entre a pea e a ferramenta. Superfcie de sada A: superfcie da cunha cortante sobra a qual o cavaco desliza. Superfcie de folga: a superfcie da cunha cortante que define a folga entre a superfcie em e a ferramenta. Distingue-se a superfcie principal de folga A secundria de corte A. Arestas de corte: so formadas pelas superfcies de folga e de sada. So definidas a aresta principal de corte S e a aresta secundria de corte S. Aresta principal de corte S: aresta de corte cuja cunha de corte, observada no plano de trabalho e para m ngulo da direo de avano = 90 indica a direo de avano. Aresta secundria de corte S: aresta de corte cuja cunha de corte, observada no plano de trabalho, e para o ngulo da direo de avano = 90o, indica a direo contrria direo de avano. e a


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Ponta de corte: regio da cunha cortante formada pela interseco das arestas principal e secundria de corte Ponto de corte escolhido: ponto tomado como referncia para as definies dos ngulos da cunha cortante. As definies apresentadas so mostradas na Figura 3.1

Superfcie de sada A

Ponta de corte

Aresta principal de corte S Aresta secundrial de corte S

superfcie principal de folga A superfcie secundria de folga A Direo de avano

Figura 3.1 - Arestas e superfcies que formam a cunha cortante de uma ferramenta de barra para o torneamento.


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3.2 - Sistemas de Referncia Utilizados para a Definio dos ngulos da Cunha Cortante As definies das arestas e superfcies que compem a cunha cortante no so suficientes para a determinao da geometria da ferramenta. As variaes de geometria de ferramenta apresentadas na Figura 3.2 permitem ilustrar essa afirmao. As ferramentas mostradas na Figura 3.2 apresentam entre si diferenas significativas de geometria. A diferenciao entre elas feita por meio dos ngulos da cunha cortante. Esses ngulos so definidos a partir de planos definidos dos chamados sistemas de referncia da cunha cortante, apresentados nesta seo. So definidos dois sistemas de referncia: Sistema de referncia da ferramenta; Sistema de referncia efetivo;

Os sistemas de referncia so formados por um conjunto de planos definidos a partir das direes das velocidades de corte e efetiva de corte. O sistema de referncia da ferramenta definido a partir da direo da velocidade de corte e utilizado na fase projeto, fabricao e controle da ferramenta de corte. O sistema de referncia efetivo definido a partir da direo efetiva de corte e utilizado no estudo da geometria da cunha cortante durante o corte.

Figura 3.2 - Ferramentas de barra com diferentes geometrias.Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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3.2.1 - Planos do Sistema de Referncia da Ferramenta Plano de referncia da ferramenta Pr: o plano que passa pelo ponto de corte e perpendicular direo de corte. O plano de referncia de uma ferramenta de barra representado na Figura 3.3.

Direo de corte

Plano de

Refern

cia (P )r

Figura 3.3 - Representao esquemtica do plano de referncia da ferramenta. Plano de corte da ferramenta Ps: o plano que passa pelo ponto de corte escolhido, tangente aresta de corte nesse ponto e perpendicular ao plano de referncia da ferramenta. O plano de corte da ferramenta representado na Figura 3.4.

de Plano

) Corte (P s

Plano de o de R Plan Refe refernci) (P ncia (P a r r)

Figura 3.4 Representao esquemtica do plano de corte da ferramenta.


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Plano ortogonal da ferramenta Po: o plano que passa pelo ponto de corte escolhido e perpendicular aos planos de referncia Pr e de corte Ps. O plano de corte da) orte (P s

Plano de Ortogon al

de C Plano

(Po)

n Pla

n fer Re de o

( cia

P r)

ferramenta representado na Figura 3.5. Figura 3.5 - Representao esquemtica do plano ortogonal da ferramenta. Plano admitido de trabalho Pf: o plano que passa pelo ponto de corte escolhido, perpendicular ao plano de referncia e paralelo direo de avano. O plano admitido de trabalho representado na Figura 3.6.

Direo de avanoPlano de

refer n

cia

Plano admitido de trabalho (P ) f

Figura 3.6 - Representao esquemtica do plano admitido de trabalho.


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Plano de trabalho Pfe: o plano que passa pelo ponto de corte escolhido e contem as direes de corte e avano. Nesse plano so realizados os movimentos responsveis pela retirada de cavaco, conforme apresentado no captulo 2. O plano de trabalho representado na Figura 3.7.

Direo de corte

Direo de avano

Plano de trabalho (Pfe)

Figura 3.7 - Representao esquemtica do plano de trabalho. Plano dorsal da ferramenta Pp: plano que passa pelo ponto de corte escolhido e perpendicular aos planos de referncia e admitido de trabalho. So definidos ainda no sistema de referncia da ferramenta: Plano normal aresta de corte Pn: plano que passa pelo ponto de corte escolhido e perpendicular aresta de corte S. Plano ortogonal superfcie de sada Pg: plano que passa pelo ponto de corte escolhido e perpendicular superfcie de sada e ao plano de referncia da ferramenta. Plano ortogonal superfcie de folga Pb: plano que passa pelo ponto de corte escolhido e perpendicular superfcie de folga e ao plano de referncia da ferramenta.


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ngulo de posio do plano ortogonal superfcie de folga r: ngulo entre o plano admitido de trabalho e o plano ortogonal, medido no plano de referncia da ferramenta. 3.2.2 - Planos do Sistema de Referncia Efetivo Os planos do sistema de referncia efetivo so definidos de forma anloga utilizada para a definio dos planos do sistema de referncia da ferramenta. Plano de referncia efetivo Pre: o plano que passa pelo ponto de corte e perpendicular direo efetiva de corte. Plano de corte efetivo Pse: o plano que passa pelo ponto de corte escolhido, tangente aresta de corte nesse ponto e perpendicular ao plano de referncia efetivo. Plano ortogonal efetivo Poe: o plano que passa pelo ponto de corte escolhido e perpendicular aos planos de referncia e de corte efetivos (Pre e Pse, respectivamente). Plano dorsal efetivo Ppe: plano que passa pelo ponto de corte escolhido e perpendicular aos planos de referncia efetivo e de trabalho.

3.3 - Principais ngulos da Cunha Cortante A definio dos planos que servem de referncia para a determinao dos ngulos da cunha cortante torna possvel determinar os ngulos da cunha cortante. Nesta seo sero apresentados os sete principais ngulos, definidos nos planos de referncia, de corte e ortogonal. 3.3.1 - ngulos Medidos no Plano de Referncia A vista do plano de referncia de uma ferramenta de barra apresentada na Figura 3.8.


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Sentido de observao

Plano admitido de trabalho Pf r r

rDireo de corte

Plano de Refernc ia (P )r

Plano principal de corte Ps

Plano secundrio de corte Ps

Figura 3.8 - ngulos medidos no plano de referncia da ferramenta. No plano de referncia so definidos trs ngulos: ngulo de posio da ferramenta (r): ngulo entre o plano de corte da ferramenta Ps e o plano admitido de trabalho Pf, medido no plano de referncia da ferramenta. sempre positivo e situa-se sempre fora da cunha cortante, de forma que seu vrtice indica a ponta de corte. Esse ngulo indica a posio da aresta de corte. ngulo de ponta da ferramenta (r): ngulo entre o plano principal de corte Ps e o secundrio de corte Ps, medido no plano de referncia da ferramenta. ngulo de posio lateral da ferramenta (r): ngulo entre o plano de plano de corte secundrio da ferramenta Ps e o plano admitido de trabalho Pfe, medido no plano de referncia. importante destacar que a denominao dos trs ngulos recebe acompanhada do ndice r que indica que tais ngulos so medidos no plano de referncia da ferramenta. Percebe-se ainda a seguinte relao entre os valores dos ngulos medidos no plano de referncia da ferramenta: r + r + r = 180o (3.1)


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3.3.2 - ngulo medido no plano de corte Ps A vista do plano de corte da ferramenta apresentada na Figura 3.9.

e (P s) de Cort Plano

Plano de referncia

s

Plano de Re Re Plano de ferncia (P (P ferncia r) r)

Sentido de observao

Figura 3.9 - ngulo medido no plano de corte. No plano de corte definido apenas o ngulo de inclinao. ngulo de inclinao (s): ngulo entre a aresta de corte Ps e o plano de referncia da ferramenta Pr, medido no plano de corte da ferramenta Ps. O ngulo de inclinao pode ser positivo, nulo ou negativo. Diz-se que o ngulo de inclinao negativo quando o plano de referncia corta a cunha de corte da ferramenta. O desenho esquemtico da Figura 3.10 permite a visualizao das trs situaes.

s > 0

s = 0

s < 0

Figura 3.10 - Representao esquemtica do ngulo de inclinao positivo, nulo ou negativo. O ndice s indica que o ngulo medido no plano de corte da ferramenta.


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3.3.3 - ngulos medidos no plano ortogonal Po No plano ortogonal da ferramenta so definidos trs ngulos, que so: ngulo de folga da ferramenta (o): ngulo entre a superfcie de folga A e o plano de corte da ferramenta Os, medido no plano ortogonal da ferramenta Po. ngulo de cunha da ferramenta (o): ngulo entre as superfcies de folga A e de sada A da ferramenta, medido no plano ortogonal da ferramenta Po. ngulo de sada da ferramenta (o): ngulo entre a superfcie de sada da ferramenta A e o plano de referncia da ferramenta Pr, medido no plano ortogonal da ferramenta. A representao esquemtica dos ngulos medidos no plano ortogonal da ferramenta apresentada na Figura 3.11.

Plano de Corte (P Plano de Ortogonal (P ) o

s

)

o

) r Plano de Referncia (P

Plano de Referncia

o

o

Sentido de observao

Plano de corte

Figura 3.11 ngulos medidos no plano ortogonal O ngulo de sada pode assumir valores positivos, nulos ou negativos. Essas trs situaes podem ser visualizadas no desenho esquemtico da Figura 3.12. Nota-se que o ngulo de sada negativo quando o plano de referncia corta a cunha cortante da ferramenta. Para os ngulos medidos no plano ortogonal vale a relao:

o+o+o=90oSandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

(3.2) 33


o > 0

o = 0

o < 0

Figura 3.12 Representao esquemtica do ngulo de sada positivo, nulo e negativo. 3.3.4 - Funes e Influncia dos Principais ngulos da Cunha Cortante ngulo de folga (o):

Evitar o atrito entre a pea e a superfcie de folga da ferramenta; Pequenos valores de o implicam em dificuldade de penetrao da cunha cortante, desgaste acelerado, grande gerao de calor e acabamento superficial ruim da pea usinada;

Valores elevados de o implicam em perda de resistncia da cunha da ferramenta, que se torna susceptvel a lascamento ou quebras; A determinao dos valores de o feita em funo da resistncia do material da ferramenta e do material da pea. De modo geral os valores de o variam de 2 a 14o;

ngulo de sada (o):

Tem influncia direta na fora e na potncia de usinagem, no acabamento da pea e na quantidade de calor gerado; O aumento do valor de o implica no decrscimo do trabalho de dobramento do cavaco; A fixao do valor de o feita em funo da resistncia do material da pea e da ferramenta, da quantidade de calor gerado no corte e da velocidade de avano adotada;


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Valores negativos de o so empregados no corte de materiais de baixa usinabilidade e em cortes interrompidos, com o inconveniente de provocar elevao das foras de usinagem e da potncia de corte;

De modo geral so utilizados valores de o entre 10 e 30o;

ngulo de inclinao (o):

Controle da direo de sada do cavaco; Proteo da quina da ferramenta contra impactos; Atenuao de vibraes; Valores entre 4 e 4o so normalmente utilizados;

ngulo de posio (r):

Distribuio favorvel de tenses no incio e no final do corte; Tem influncia direta no valor do ngulo de ponta (r), influenciando a resistncia e a capacidade de dissipao de calor da ferramenta; Tem influncia na direo de sada do cavaco; Responsvel pela componente passiva da fora de usinagem, que contribui para a reduo das vibraes; Valores normalmente adotados na faixa de 30 a 90o;

3.3.4 Consideraes finais Neste captulo foram definidos os principais ngulos da cunha cortante das ferramentas de corte. As demonstraes desses ngulos foram feitas apenas em ferramentas de barra com o objetivo de facilitar a visualizao. Cabe ressaltar que as mesmas definies podem ser aplicadas na definio dos ngulos da cunha cortante de ferramentas de corte mais complexas, como brocas e fresas. O rigor das definies, apresar de parecer dispensvel quando se trata de ferramentas de torneamento, tem como objetivo garantir a sua aplicabilidade para todas as ferramentas de corte. As definies dos ngulos da cunha de corte so tambm realizadas no sistema de referncia efetivo.


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Fundamentos da Usinagem dos Materiais - Formao do Cavaco e Interface Cavaco-Ferramenta

Captulo 4 Formao do Cavaco e Interface Cavaco-Ferramenta

Os assuntos abordados nos Captulos II e III apresentaram os fundamentos para o estudo da usinagem. Os fenmenos decorrentes do contato da ferramenta com a pea sero apresentados a partir deste Captulo, que trata do processo de formao do cavaco e do estudo da interface cavaco-ferramenta. Antes de dar incio ao estudo da formao do cavaco propriamente dita, apresentada a definio do corte ortogonal, que tem por objetivo permitir simplificaes no estudo dos fenmenos relacionados ao contato cavaco-ferramenta, como a formao do cavaco, interface cavaco-ferramenta, foras e tenses de usinagem.

4.1 O Corte Ortogonal

As direes de corte, avano e do movimento de sada do cavaco para o torneamento cilndrico so representadas na Figura 4.1. Nota-se que essas trs direes no esto contidas um mesmo plano, de modo que o corte denominado tridimensional. O corte ortogonal faz uma simplificao do corte na qual as direes dos movimentos de corte, avano e de sada do cavaco passem a fazer parte de um mesmo plano. Exemplos de corte ortogonal so apresentados na Figura 4.2.

Direo de corte

Direo de avano

Direo do movimento de sada do cavaco

Figura 4.1 Exemplo de corte tridimensional.Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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Direo de corte

Direo de corte

Direo de avano

Direo de avano Direo do movimento de sada do cavacoDireo do movimento de sada do cavaco

Figura 4.2 Exemplos de corte ortogonal.

Os desenhos esquemticos mostrados na Figura 4.2 permitem a visualizar que as direes de corte, avano e de sada dos cavacos pertencem a um mesmo plano. O desenho apresentado na Figura 4.3 representa uma vista do plano de trabalho de uma ferramenta no corte ortogonal.

h h

Figura 4.3 Vista do plano de trabalho durante o corte ortogonal.

Alm das consideraes relacionadas s direes, outras condies devem ser atendidas para que o corte seja considerado ortogonal: A aresta de corte deve ser reta e perpendicular direo de corte; A aresta de corte deve ser maior que a largura de corte b; A espessura de corte h, que igual ao avano, deve ser pequena em relao largura de corte b;Sandro Cardoso Santos e Wisley Falco Sales

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A largura de corte b e a espessura do cavaco b devem ser idnticas; O cavaco formado deve ser contnuo, sem formao de aresta postia de corte;

As simplificaes obtidas por meio do corte ortogonal facilitam a visualizao dos fenmenos que ocorrem durante o corte.

4.2 A Formao do Cavaco

O desenho esquemtico do ensaio de compresso apresentado na Figura 4.4. O corpo de prova submetido a esforos de compresso crescentes (F1 < F2 < F3) e inicialmente sofre deformaes elsticas (I). O aumento dos esforos de compresso prossegue at que seja atingido o limite de resistncia ao cisalhamento do material e a partir da o corpo de prova sofre deformaes plsticas (II). No instante em que o limite de resistncia do material atingido, o corpo de prova rompe por cisalhamento. De acordo com o diagrama de distribuio de tenses de cisalhamento, a mxima tenso ocorre em um plano a 45o de modo que o material sofre cisalhamento nessa regio, caso seja isotrpico e no apresente defeitos.

F1

F2

F3

F1 I

F2 II

F3 III

Figura 4.4 Representao esquemtica do ensaio de compresso.


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Para o estudo da formao do cavaco, o volume klmn, mostrado na Figura 4.4, pode ser considerado um corpo de provas submetido a um ensaio de compresso. As tenses de compresso a que o volume de material submetido crescem medida que o volume de referncia se aproxima da cunha de corte da ferramenta, de modo que o material submetido deformao elstica e plstica, at sofrer ruptura por cisalhamento no ponto O, localizado na ponta da ferramenta. A regio onde o material cisalhado denominada zona de cisalhamento primria, representada na Figura 4.5. Para efeito de simplificao, a zona de cisalhamento primria representada por um plano perpendicular ao plano de trabalho, denominado plano de cisalhamento primrio, indicado pelo seguimento OD na Figura 4.4.

Figura 4.4 Desenho representativo do processo de formao de cavaco (Trent, 1991).

Aps passar pela zona de cisalhamento primria o volume de referncia deformado e passa a assumir a configurao representada por pqrs no esquema da Figura 4.4. A partir de ento tem incio a quarta etapa, a formao do cavaco, que o movimento do cavaco sobre a superfcie de sada da ferramenta.


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Figura 4.5 Representao esquemtica das zonas de cisalhamento primria e secundria (Trent, 1991).

De modo resumido, a formao do cavaco consiste de quatro etapas que so: Deformao elstica, ou recalque; Deformao plstica; Ruptura; Movimento do cavaco sobre a superfcie da ferramenta;

A quarta etapa do ciclo distingue a formao do cavaco do processo de ruptura em ensaios de compresso. Ao entrar em contato com ferramenta, o material submetido a esforos de compresso e de cisalhamento na direo paralela superfcie de sada da ferramenta, o que d origem chamada zona de cisalhamento secundria, tambm representada na Figura 4.5. O material na zona de cisalhamento secundria exerce esforos de compresso sobre a zona de cisalhamento primria, o que faz com que a regio de mxima tenso de cisalhamento nesta regio ocorra em uma posio no mais a 45o, como ocorre nos ensaios de compresso. A posio da regio de mxima tenso de cisalhamento indicada pelo chamado ngulo de cisalhamento (), como indicado nas Figuras 4.4 e 4.5.


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A medida do ngulo de cisalhamento sempre menor que 45o e tanto menor quanto maior for a resistncia ao cisalhamento do material na zona de cisalhamento secundria. Os fenmenos que ocorrem na interface da ferramenta e os seus efeitos sobre o ngulo de cisalhamento so detalhados nas sees a seguir.

4.3 - Interface Cavaco-Ferramenta

O estudo da interface cavaco-ferramenta se justifica no s por sua influncia direta na formao do cavaco, mas tambm por estar relacionado s temperaturas, s foras de usinagem e vida das ferramentas. Os fenmenos que ocorrem na interface cavaco-ferramenta no so totalmente esclarecidos. A teoria mais aceita foi proposta por Trent (1963), que assume a existncia de uma zona de aderncia e de uma zona de escorregamento na interface cavaco-ferramenta. O desenho esquemtico da Figura 4.6 indica a localizao dessas zonas.

Ferramenta

Figura 4.6 Representao das zonas de aderncia e escorregamento Trent (1991).

A regio hachurada corresponde zona de aderncia que seguida pela rea delimitada pela linha tracejada.


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Apesar de no se ter conseguido provar a existncia da zona de aderncia, existem fortes evidncias de que ela ocorra. Trent (1991) ao analisar a raiz do cavaco aps o corte ter sido interrompido abruptamente em um dispositivo denominado quick stop encontrou fortes evidncias de sua existncia. Outra evidncia da existncia da zona de aderncia est relacionada ao atrito em usinagem. So identificados trs regimes de atrito entre slidos, dependendo da rea de contato efetiva entre as superfcies de contato. Shaw et al. (1960) apresentaram os trs regimes de atrito slido por meio do diagrama da Figura 4.7.

Figura 4.7 Representao dos trs regimes de atrito slido (Shaw,1960).

O regime I ocorre quando a rea de contato efetiva entre os slidos muito menor que a rea aparente (Ar

fundamentos da usinagem dos materiais

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