__________________________________________________________________________________ Fatec Sorocaba

Laboratório de Tecnologia de Usinagem II – Prof. Wilson

Relatório Final

Grau de Recalque

Pressão Específica de Corte

Fabricação Mecânica – 5º Sem. Turma A - Noite

Nome: Fábio Henrique da Silva RA: FN112102

Nome: Haphael Rodrigues da Mota RA: FN112112

Nome: Nelson Chelles RA:

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Sumário

1. Introdução........................................................................................ 3

2. Análise da formação do cavaco......................................................... 3

2.1 Etapas da formação do cavaco....................................................3

2.2 Tipos de cavaco...........................................................................4

2.3 Mecanismos de formação do cavaco...........................................5

2.4 Controle na forma do cavaco.....................................................5

2.5 Influência da velocidade de corte na quebra do cavaco.............6

3. Procedimento experimental .............................................................7

3.1 Procedimento................................................................................7

3.2 Máquina.......................................................................................7

3.3 Ferramenta...................................................................................8

3.5 Materiais utilizados......................................................................12

3.6 Parâmetros de corte.....................................................................12

3.6.1 Velocidade de corte................................................................12

3.6.2 Profundidade de corte............................................................12

3.6.3 Avanço...................................................................................12

3.6.4 Largura de corte......................................................................12

4. Fórmulas.............................................................................................12

4.1 Tabelas..........................................................................................13

5. Cálculos e resultados obtidos..............................................................17

6. Conclusão...........................................................................................18

7. Referências bibliográficas...................................................................18

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1. Introdução

Segundo Dino Ferraresi (1969) as operações de usinagem são aquelas que, ao conferir, à peça a forma, ou as dimensões ou o acabamento, ou ainda uma combinação qualquer destes três itens, produzem cavaco. Definimos cavaco, a porção de material da peça, retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar forma geométrica irregular. Além desta característica, estão envolvidos no mecanismo da formação do cavaco alguns fenômenos particulares, tais como recalque, a aresta postiça de corte, a craterização na superfície de saída da ferramenta e a formação periódica do cavaco (dentro de determinado campo de variação da velocidade de corte).

Este relatório tem como objetivo analisar as interferência da velocidade de corte e o avanço, na formação do cavaco, e no consumo de potência da máquina.

2. Análise da formação do cavaco

A formação do cavaco influencia diversos fatores ligados a usinagem, tais como:

• Desgaste da ferramenta

• Esforços de corte

• Calor gerado na usinagem

• Penetração do fluido de corte, etc

Assim estão envolvidos com o processo de formação de cavaco os seguintes aspectos:

• Econômicos

• Qualidade da peca

• Segurança do Operador

• Utilização adequada da máquina, etc

2.1 Etapas da formação do cavaco

a) recalque (deformação elástica)

b) deformação plástica

c) ruptura (cisalhamento)

d) movimento sobre a superfície de saída

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2.2 Tipos de cavaco

Contínuo: O ângulo de saída deve ser grande

De ruptura: O ângulo de saída deve ser baixo, nulo ou negativo.

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ØPlano de cisalhamento

Ângulo de cisalhamento

2.3 Mecanismos de formação do cavaco

A formação do cavaco influencia diversos fatores ligados à usinagem, tais como o desgaste da ferramenta, os esforços de corte, o calor gerado na usinagem, a penetração do fluido de corte, etc.. Assim, estão envolvidos como o processo de formação do cavaco aspectos econômicos e de qualidade da peça, a segurança do operador, a utilização adequada da máquina- ferramenta, etc..

Conclui-se que o fenômeno da formação do cavaco

2.4 Controle na forma do cavaco

Problemas relacionados à forma do cavaco:

• Segurança do Operador• Possíveis danos à ferramenta e à peça• Dificuldades de manuseio e armazenagem do cavaco• Forças de corte, temperatura e vida da ferramenta

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A melhor maneira de se promover a curvatura vertical do cavaco, para causar a sua ruptura é a colocação de um obstáculo no caminho do fluxo do cavaco, chamado de quebra-cavaco

A diminuição do ângulo de saída e/ou inclinação da ferramenta e o aumento do atrito cavaco-ferramenta, também promovem a curvatura vertical .

2.5 Influência da velocidade de corte na quebra do cavaco:

• Em baixas velocidades de corte os cavacos geralmente apresentam boa curvatura, quebrando com facilidade.

• Quando as velocidades aumentam, no caso de materiais dúcteis, pode haver maior dificuldade para a quebra.

• Grandes profundidades de usinagem facilitam a quebra do cavaco.

• A relação entre o raio da ponta da ferramenta e a profundidade de usinagem influencia na quebra do cavaco:

• ap/r pequeno = dificuldade na quebra.

• ap/r grande = facilidade na quebra.

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3. Procedimento experimental

Pressão específica de corte (Ks)

Para a determinação da pressão específica de corte (Ks) em função da velocidade de corte e da potência solicitada do motor da máquina ferramenta.

3.1 Procedimento

Medir a corrente necessária para a rotação da placa, velocidade de corte constante (i1).

Usinar um trecho dos corpos de prova pré-estabelecidos e medir a corrente necessária a usinagem (i2).

3.2 Máquina

Torno Romi Centur 30D CNC Mach 9

Potência do motor: Nm 15cv (11Kw)

Tensão de alimentação: 220v

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Torno CNC universal, que oferece ao usuário vasta flexibilidade de trabalho para múltiplas aplicações, com diversas configurações de placas e de porta-ferramenta. Guias do carro transversal, temperadas e retificadas, com contra guias revestidas de Turcite, permitindo altas acelerações e velocidades.Cabeçote com duas gamas de rotações, obtidas através de motor com duplo enrolamento, o que elimina transmissão por engrenagens e permite obter plena potência em baixas rotações.CNC Romi MACH 9, com CLP integrado de alta performance eHardware de alta confiabilidade.Possui monitor monocromático de 9", com interface serial RS232C para transferência de dados, software com ciclos fixos para auxílio de programação, simulação gráfica e autodiagnose on line.

3.3 Ferramenta

Fabricante Seco Tools

• Suporte: PWLNR 2525M06

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• Pastilha: WNMG0408M3

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3.4 Instrumento de medição

• Paquímetro 0-150mm• Alicate amperímetro digital

3.5 Materiais utilizados

• Aço SAE 1020• Aço SAE 1045

3.6 Parâmetros de corte

São os dados que foram utilizados nos experimentos e serviram para os cálculos teóricos.

3.6.1 Velocidade de corte

• 100 m/min• 120 m/min• 200 m/min

3.6.2 Profundidade de corte

• ap= 2mm no raio

3.6.3 Avanço

• 0.2 mm/ver• 0.1 mm/ver

3.6.4 Largura de corte

• 15 mm

4. Fórmulas

• h = a . sen X b = p / sen X12

• = ângulo de posição da ferramenta• a = avanço [mm] • p = profundidade [mm]• h = “espessura” do cavaco [mm]• b = “largura” do cavaco [mm]• A = área do cavaco = a . p = h . b [mm2]• G = índice de esbeltez = p / a

= ângulo de saída do cavaco• RC = grau de recalque = h’ / h• 1 cv = 75 kgf . m / s

= diâmetro externo [mm]• n = rotação da peça [rpm]

• Força de corte: [kgf] (Kienzle)

• Velocidade de corte: [m/min]

• Potência de corte: [cv]

Cálculos das potências

• P1= V1*i1*0.78 (w)• P2= V2*i2*0.78 (w)

Potência de corte (Nc)

• Nc= P2-P1 (w)

V= Tensão (volte)I= Corrente (ampere)

4.1 Tabelas

CONSTANTES DE KIENZLE PARA METAL DURO.

( Para aço rápido, multiplicar kS1 por 1,3 )

posição

DIN SAE R kS1 kS1 z posição

01 St 42.11 1020 <45 6 180 -6 195 0.16 01

02 St 50.11 1030 52 6 199 -6 205 0.26 02

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MATERIAL [kgf/mm2]

ruptura > 0 < 0

03 St 60.11 1040 62 6 211 -6 220 0.17 03

04 St 70.11 1060 72 6 226 -6 230 0.30 04

05 C 45-Ck 45 1045 67 6 222 -6 230 0.14 05

06 C 60-Ck 60 1060 77 6 213 -6 220 0.16 06

07 16 Mn Cr 5 8620 77 6 210 -6 220 0.26 07

08 18 Cr Ni 6 4320 63 6 226 -6 230 0.30 08

09 34 Cr Mo 4 4130 60 6 224 -6 230 0.21 09

10 42 Cr Mo 4 4140 73 6 250 -6 260 0.26 10

11 50 Cr V 4 6150 60 6 222 -6 230 0.26 11

12 Zn Mo 80 59 6 229 -6 240 0.17 12

13 Aços Cr Ni Mn Beneficiado 100 6 235 -6 246 0.20 13

14 Aços Cr Mo Beneficiado 140 6 262 -6 275 0.27 14

15 Aços Inox 312-314-318 70 6 253 0.17 15

16 Aços duros Mn Hadfield 6 336 -6 340 0.22 16

17 FoFo duro 45Rc 2 206 0.19 17

18 FoFo duro 55Rc 2 243 0.19 18

19 Aço fund.GS 45 50 6 160 -6 180 0.17 19

20 Aço fund.GS 52 70 6 186 0.16 20

21 FoFo GG 14 160 2 95 0.20 21

22 FoFo GTR GG-26

200 2 116 0.26 22

23 Maleável GTS 180 2 120 0.22 23

24 Bronze fundido 2 180 0.16 24

25 Latão 2 65 0.24 25

26 Latão FC 120 2 78 0.19 26

27 Alumínio fundido 42 6 65 0.24 27

28 Ligas Magnésio 2 28 0.19 28

29 55 Ni Cr Mo V 6 ASTM 74 6 174 -6 180 0.24 29

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30 55 Ni Cr Mo V 6 A-291-55 K 8 352HB

6 192 -6 200 0.24 30

31 Mechanite A 36 2 127 0.26 31

32 210 Cr 46 (aço p/ ferram.) 6 210 -6 220 0.26 32

33 FoFo esferóide 2 130 0.26 33

CONSTANTES DE KRONENBERG

Posição

MATERIAL CV y f g CV y f g Posição

01 St 42.11 213 0.3 0.28 0.14 42 0.15 0.28 0.14 01

02 St 50.11 169 0.3 0.28 0.14 33 0.15 0.28 0.14 02

03 St 60.11 138 0.3 0.28 0.14 30 0.15 0.28 0.14 03

04 St 70.11 113 0.3 0.28 0.14 22 0.15 0.28 0.14 04

05 C 45-Ck 45 130 0.3 0.28 0.14 25 0.15 0.28 0.14 05

06 C 60-Ck 60 100 0.3 0.28 0.14 18 0.15 0.28 0.14 06

07 16 Mn Cr 5 100 0.3 0.28 0.14 19 0.15 0.28 0.14 07

08 18 Cr Ni 6 130 0.3 0.28 0.14 19 0.15 0.28 0.14 08

09 34 Cr Mo 4 120 0.3 0.28 0.14 16 0.15 0.28 0.14 09

10 42 Cr Mo 4 90 0.3 0.28 0.14 19 0.15 0.28 0.14 10

11 50 Cr V 4 120 0.3 0.28 0.14 31 0.15 0.28 0.14 11

12 EC Mo 80 80 0.3 0.28 0.14 18 0.15 0.28 0.14 12

13 Aços Cr Ni Mn 89 0.3 0.28 0.14 15 0.15 0.28 0.14 13

14 Aços Cr Mo 63 0.3 0.28 0.14 10 0.15 0.28 0.14 14

15 Aços Inox 43 0.3 0.28 0.14 15 0.15 0.28 0.14 15

16 Aços duros Mn 40 0.3 .028 0.14 15 0.15 .028 0.14 16

17 FoFo duro 30 0.25 0.2 0.1 18 0.25 0.2 0.1 17

18 FoFo duro 20 0.25 0.2 0.1 15 0.25 0.2 0.1 18

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METAL DURO AÇO RÁPIDO

19 Aço fund.GS 45 60 0.3 0.28 0.14 15 0.15 0.28 0.14 19

20 Aço fund.GS 52 40 0.3 0.28 0.14 24 0.15 0.28 0.14 20

21 FoFo GG 14 120 0.25 0.2 0.1 25 0.25 0.2 0.1 21

22 FoFo GTA GG-26 100 0.25 0.2 0.1 17 0.25 0.2 0.1 22

23 Maleável GTS 100 0.25 0.2 0.1 28 0.25 0.2 0.1 23

24 Bronze fundido 270 0.35 0.1 0.1 42 0.22 0.23 0.2 24

25 Latão 500 0.35 0.1 0.1 30 0.22 0.25 0.2 25

26 Latão FC 1000 0.35 0.1 0.1 50 0.22 0.3 0.2 26

27 Alumínio fundido 1600 0.35 0.1 0.1 77 0.41 0.3 0.2 27

28 Ligas Magnésio 2000 0.35 0.1 0.1 120 0.41 0.3 0.2 28

29 55 Ni Cr Mo V 6 80 0.3 0.28 0.14 18 0.15 0.28 0.14 29

30 55 Ni Cr Mo V 6 78 0.3 0.28 0.14 10 0.15 0.28 0.14 30

31 120 0.25 0.2 0.1 50 0.25 0.2 0.1 31

32 210 Cr 46 60 0.3 0.28 0.14 14 0.15 0.28 0.14 32

33 FoFo esferóide 120 0.25 0.2 0.1 30 0.25 0.2 0.1 33

34 FoFo CG 30 80 0.25 0.2 0.1 25 0.25 0.2 0.1 34

5. Cálculos e resultados obtidos

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6. Conclusão

Através da analise do cavaco podemos obter resultados do que de fato acontece no processo de usinagem, temos uma resposta comparando o que ocorreu na usinagem com os valores teóricos calculados usando como base os mesmos dados de corte.

Neste experimento pudemos observar que na prática há um engrossamento do cavaco em relação ao seu valor teórico, este numero chamado de grau de recalque, e um valor bem mais alto que o teórico, obtivemos mais do que o dobro da espessura nas análises. Em relação a potência foi constado um aumento do consumo de corrente quando se aumentou o avanço/rev, sendo assim um aumento da pressão específica de corte, estas análises são feitas visando um melhor aproveitamento da máquina, com uma maior produtividade.

7. Referências bibliográficas

Ferraresi, Dino; Fundamentos dos Metais, Editora Edgard Blucher Ltda, 1969

Diniz, Anselmo Eduardo; Marcondes, Francisco Carlos; Coppini, Nivaldo lemos; Tecnologia da Usinagem dos materiais, Editora MM editora

Rosa, Luiz Carlos; Tecnologia na Manufatura- Parte2 Máquinas e Ferr. 1 – O Processo de Remoção do Cavaco

www.secotools.com.br (Catálogo torneamento)

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