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USINAGEM

1. Características GeraisObtenção de peças por remoção progressiva de material por corte (cisalhamento). Material

removido é chamado cavaco.– processo secundário de fabricação: confere melhores tolerâncias dimensionais e

acabamentos superficiais às peças fundidas ou forjadas– permite obtenção de pouca quantidade de peças a partir de blocos de material metálico– fabricação seriada a baixos custos– obtenção de detalhes, roscas internas e externas

2. Princípio da usinagemCisalhamento pelo efeito de ferramenta na forma de cunha, chamada ferramenta de corte.Ângulo de cunha:

– menor: corte mais fácil, ferramenta menos resistente– maior: corte mais difícil, ferramenta mais resistente

Outros ângulos da ferramenta:– ângulo de folga (f): evita atrito entre peça e ferramenta– ângulo de saída ou de ataque (s): ângulo de saída do cavaco

O ângulo de saída pode ser positivo, nulo ou negativo.

2009A – Usinagem – 1

3. Materiais da ferramenta

– aço carbono (operações até 200oC)– aços liga (até 400oC , adição de cromo, molibdênio, tungstênio)– aços rápido (até 600oC, tungstênio, molibdênio, cobalto e vanádio)– ligas não ferrosas (até 900oC, alto teor de cobalto, são quebradiços)– metal duro ou carboneto sinterizado (até 1300oC, carbonetos de tungstênio, de titânio, de

tântalo)

Perguntas:1. Qual é a relação entre o ângulo de cunha das ferramentas de corte e os materiais a serem

usinados? Explique

2. Procura-se desenvolver ferramentas que suportem a altas temperaturas para que seja possível aumentar a velocidade de corte. Seria interessante que houvesse ferramenta de corte que suportasse a 2500oC? Explique

4. Movimentos de usinagem

– movimento de corte ou principal– movimento de avanço– movimento de penetração

Para um torneamento, por exemplo:– movimento de rotação da peça– movimento axial da ferramenta– profundidade de corte

Cada movimento é caracterizado por parâmetros, chamados parâmetros de corte. Pode ser uma velocidade, como a velocidade de corte, ou distâncias como avanço em milímetros (por ciclo) ou profundidade de corte em milímetros.

Maiores velocidades de corte e avanços aumentam a produtividade mas elevam a temperatura do contato (acelera desgaste da ferramenta).

Dependendo dos parâmetros de corte e dos materiais o cavaco se forma de diversas maneiras


Cavaco prejudica o corte pois pode formar aresta postiça e dificulta o resfriamento. Deve-se utilizar o quebra-cavaco.

5. Fluido de corte

Fluidos utilizados para:– resfriar peça (melhor acabamento) e ferramenta (menor desgaste)– lubrificar contato– proteger contra oxidação– remover cavaco (evita aresta postiça)

Fluidos sólidos (apenas lubrificação):– grafite– bissulfeto de molibdênio

Fluidos gasosos (principalmente resfriamento, também colabora com limpeza ou mesmo proteção contra oxidação):

– ar comprimido– CO2

– nitrogênio

Fluidos líquidos (atingem todas as funções desejadas):– óleos de corte integrais (não são misturados com água)– óleos emulsionáveis ou “solúveis” (são misturados com água)– fluidos químicos ou sintéticos (mistura de água com aminas, nitritos, fosfatos, boratos,

etc)

A escolha entre os vários tipos de fluidos de corte depende do tipo de operação, do material a ser processado e do material da ferramenta.

O fluido de corte líquido pode ser coletado, filtrado e reutilizado.


Perguntas:3. Para que serve o quebra-cavaco?

4. Quais são as conseqüências do uso de uma velocidade de corte acima da velocidade nominal da ferramenta?

5. Quais são as funções dos fluidos de corte?

OPERAÇÕES DE CORTE

Geralmente preparação para outras operações de usinagem.

1. Corte de chapas:

– tesoura manual (até 1mm de espessura)

– tesoura de bancada (até 1,5mm)


– guilhotina (3mm ou mais)

2. Serragem:

– manual

– máquina alternativa

– máquina de serrar de fita


– máquina de serrar de disco circular

3. Jato d'água

Corte de materiais (metálicos, cerâmicos, poliméricos,...) por jato d'água sob alta pressão adicionado de pó abrasivo.

Etapas:a. filtragem da águab. pressurização (4000 bar) e armazenamento em acumuladorc. mistura com pó abrasivod. jateamento e cortee. amortecimento do jato em tanque com água e esferas de aço, cerâmicas ou pedras britas

Somente água é suficiente para fazer o corte porém seriam necessárias pressões muito elevadas. Noventa por cento do corte é devido ao pó abrasivo.

Existem equipamentos tanto manuais como automáticos (CNC).Parâmetros a serem controlados:- diâmetro do orifício do jato- pressão da água- granulação do abrasivo- distância do bico até a chapa (normalmente por volta de 1,5mm)

Para parâmetros usuais de diâmetro de orifício e distância entre bico e chapa obtém-se jatos de 0,5 a 2,5 mm de diâmetro.

Vantagens:- corte de chapas de até 150mm- bom acabamento superficial


- permite corte de materiais cerâmicos- não poluente

Desvantagens:- processo relativamente lento- provoca rebarbas em chapas finas- diminui a resistência de peças em materiais cerâmicos

4. Corte a laser

Corte de materiais metálicos e não metálicos pela aplicação de laser.Laser: feixe concentrado de luz com raios de propagação paralelos. Forma ponto luminoso

de aproximadamente 0,25 mm de diâmetro e 3000W/cm^2.

Ponto focal:chapas finas: sobre sua superfíciechapas grossas: logo abaixo de sua superfície

Movimentação da máquina é feita automaticamente (CNC).

É utilizado gás de assistência para aumentar a temperatura do laser (oxigênio) ou proteger material contra oxidação (nitrogênio).

Aumento de velocidade de avanço pode ser feito se aumentada a potência do laser. Porém, alta potência leva à formação de rebarbas. Por outro lado, baixa velocidade faz com que uma maior região da peça seja afetada pelo calor.

Vantagens:- corte de chapas de aço de até 20mm- bom acabamento superficial

Desvantagens:- chapas de alumínio e cobre limitadas a 6mm- modifica microestrutura do material

5. Oxicorte

Corte pelo emprego de calor obtido pela queima de combustível. Geralmente é utilizado o acetileno e por isso a operação também é conhecida por corte oxiacetilênico.


Equipamentos similares aos da soldagem a gás.Pode ser manual ou automático.Manual: utiliza-se equipamentos acessórios como carrinhos e cintel

Automático: controle por células fotoelétricas ou por microprocessadorProcesso barato e portátil (quando manual). Acabamento inferior.

6. Corte Plasma

Utilização de montagem similar a da soldagem TIG para provocar arco elétrico, aquecimento e corte.

Principal diferença em relação à soldagem TIG: bocal possui diâmetro reduzido para aumentar a velocidade do gás injetado.

Gás não é necessariamente inerte. Pode ser utilizado ar comprimido. Mais barato mas provoca oxidação e necessita de eletrodo feito de zircônio ou háfnio.

Equipamento pode ser tanto manual como automático.


Vantagens:- corte de chapas de até 250mm (normalmente até 50mm)- portátil (quando manual)

Desvantagens:- restrito a materiais condutores elétricos (geralmente aços, aço inoxidável, alumínio)- produção de gases tóxicos

Costuma-se utilizar uma mufla d'água para reduzir nível de ruído, intensidade de luz, radiação de ultra-violeta e dispersão de gases tóxicos.

Perguntas:6. O processo de serragem manual possui empregabilidade na indústria atual? Explique.

7. Dentre os processos de corte apresentados nesta seção, quais deveriam realmente ser classificados como de usinagem e quais poderiam ser classificados como processos de conformação e como processos metalúrgicos com fusão de material?

8. Compare os processos de corte por jato d'água, laser, oxicorte e a plasma e identifique as características específicas de cada um.

FURAÇÃO

1. Introdução

Obtenção de furos de baixo grau de exatidão de dimensões variando entre 1 e 50 mm com a utilização de uma broca.


2. Broca

– haste: fixação à máquina– corpo: comprimento útil– ponta: extremidade cortante

Ângulos:

– de hélice: ajuda a desprender o cavaco

– de incidência: reduz atrito entre broca e peça

– de ponta: ângulo entre as arestas de corte

Para chapas finas o ângulo de ponta deve ser mais aberto:


Na furação de ferro fundido utiliza-se broca com ângulo de ponta progressivo (2/3 da broca com 118o e 1/3 com 90o):

3. Brocas especiais

– broca de centrar: furos iniciais, furo de centro

– broca escalonada: furos e rebaixos em uma única operação

– broca canhão: furos profundos (profundidades de 10 a 100 vezes maiores que o diâmetro)

– broca com furo para fluido de corte:

4. Escareadores e rebaixadores

Abertura cônica (escareador) ou cilíndrica (rebaixador) dos furos para embutimento de parafusos.


Perguntas:

9. Para que servem as seguintes brocas especias: de centro, escalonada e canhão?

10. Para que servem os escareadores e os rebaixadores? Como fica o perfil do furo após o escareamento? E após o rebaixamento?

5. Furadeiras

– portátil: furadeira manual, versátil, baixa qualidade de furos

– furadeira de coluna: simples, melhor acabamento que furadeira portátil, avanço pode ser tanto automático como manual


– furadeira radial: maior possibilidade de movimentação do cabeçote permitindo furar em diversas posições sem mover a peça (bom para peças pesadas)

– furadeira de árvores múltiplas: vários furos são realizados paralelamente. Avanço comum para todos os furos (deve ser ajustado pelo furo de maior diâmetro), rotação de cada árvore pode ser diferente. Economiza tempo de furação.


6. Alargamento

Melhoria dimensional (cilindricidade do furo) e de acabamento superficial.

Ferramenta: alargador:

Operação pode ser realizada manualmente ou com máquina.

Perguntas:

11. Qual é o volume de trabalho de uma furadeira radial?

12. Por que o avanço em uma furadeira de árvores múltiplas deve ser calculado a partir do furo de maior diâmetro?

13. É possível a obtenção de furos com profundidades diferentes com a utilização de furadeiras de árvores múltiplas?

7. Tempo de furação

T c=L

a n onde:

L: percurso totala: avanço em mm/rotaçãon: rotações por minuto

L=lea ; ea≈0,3. d (para aços)

n=V c

d onde:

Vc: velocidade de corted: diâmetro da broca


Exemplo:d = 25mm, a = 0,15mm (ou 0,15mm/volta), Vc = 25m/min, l = 30mm (espessura da peça)

Resposta:

ROSQUEAMENTO

Operação para geração de roscas internas e externas.

Roscas internas (porcas): obtenção com macho para roscar, após furação com diâmetro adequado.

Roscas externas (parafusos): obtenção com cossinete ou tarraxa, após fabricação de peça cilíndrica com diâmetro adequado.


Ferramentas possuem canais para saída de cavaco. A geometria do canal depende da aplicação (material processado, furo passante ou não, lubrificação). A não existência de canais indica que a rosca é obtida por conformação.

Quando a rosca interna é feita por conformação o diâmetro do furo inicial deve ser ligeiramente maior que o diâmetro necessário para a obtenção de rosca por usinagem.

Vantagem da conformação: rosca fica mais resistente.

Perguntas:

14. Qual é a ferramenta utilizada para a usinagem de roscas internas? E de roscas externas?

15. Compare as características da obtenção de roscas por usinagem e por conformação.


FRESAGEM

1. Introdução

Usinagem realizada com ferramenta multicortante, chamada fresa, em máquina fresadora.Alta produtividade.Ferramenta possui movimento de rotação (corte) e peça (fixada a uma mesa) possui

movimento de avanço.

Tipos de movimento da mesa:– discordante: sentido de rotação oposto ao movimento de avanço– concordante: mesmo sentido de rotação e avanço

Geralmente movimento da mesa é dado por fuso. No movimento concordante a ferramenta empurra a peça/mesa contra a folga do fuso levando a movimentos irregulares da peça/mesa e pior acabamento, o que não ocorre no movimento discordante.


2.Fresadoras

Horizontal: eixo-árvore (eixo da ferramenta) é paralelo à mesa da máquina

Vertical: eixo-árvore é perpendicular à mesa da máquina

Universal: possui um eixo vertical e um eixo horizontal

3. Fresas e ângulos de cunha

Tipo W: para usinar alumínio, bronze, plásticos. Menor número de dentes para permitir a saída de grandes cavacos.

Tipo N: para materiais de média dureza (aços baixo teor de carbono)Tipo H: para materiais duros (aços alto teor de carbono)


4. Fresas e geometrias

Fresas de perfil constante: para abrir canais, gerar engrenagens (fresa módulo).

Fresas planas: para usinar superfícies planas, abrir rasgos.

Fresas angulares: rasgos prismáticos (por exemplo encaixe do tipo rabo de andorinha)


Fresas para rasgos: rasgos de chaveta, ranhuras, perfil T.

Fresas de dentes postiços: dentes são pastilhas de metal duro fixadas por parafusos

Perguntas:

16. Qual é a relação entre material a ser processado, ângulo de cunha e número de arestas de corte da fresa?

17. Quais são as vantagens da utilização da fresa de dentes postiços em relação a uma fresa comum?

5. Parâmetros de corte

A velocidade de corte depende do:– material a ser usinado– material da ferramenta– tipo de trabalho da fresa (desbaste ou acabamento)

Valores são tabelados. Velocidades de corte para acabamento são maiores que de desbaste (mas profundidade de corte e avanço são menores).


A partir da velocidade de corte e do diâmetro da fresa, calcula-se a rotação necessária no eixo-árvore.

n=V c

d

Exemplo: Calcular a rotação necessária no eixo árvore para ferramenta de aço rápido, usinagem de aço de 100Kgf/mm2 , desbaste de 5 mm, diâmetro da fresa de 40mm. Utilizar velocidade de corte de 20m/min (valor obtido de tabela da ferramenta)

Resposta:

Deve-se adotar a rotação mais próxima disponível pela máquina. Para máquinas modernas é possível obter os 159 rpm mas para máquinas antigas deve-se optar entre, por exemplo, 120 ou 210 rpm.

O avanço da mesa é obtido a partir do avanço por dente sendo que esse último valor é tabelado e depende do tipo de fresa, do material a ser usinado e do tipo de operação (desbaste ou acabamento).

av=ad. Zonde:

– av avanço por volta– ad avanço por dente– Z número de dentes

am=av . nonde:

– am avanço da mesa– n rotação

Exemplo: Calcule a velocidade de avanço da mesa em mm/min para fresa cilíndrica DIN884, usinagem de aço de 100Kgf/mm2, desbaste de 5mm. Considere que a fresa possui 8 dentes, trabalha a 120 rpm e o avanço por dente é de 0,22 mm (valor obtido de tabela da ferramenta).

Resposta:

6. Fresagem de superfícies planas

Duas formas:– fresagem tangencial: eixo-árvore é paralelo à superfície em usinagem.– fresagem de topo: eixo-árvore é perpendicular a superfície em usinagem.


Cada uma das formas pode ser realizada tanto em fresadoras verticais como horizontais.

horizontal, tangencial vertical, de topo

vertical, tangencial horizontal, tangencial (esquerda) e de topo (direita)

Pode-se usinar superfícies planas inclinadas com a inclinação:– da mesa da fresadora– do cabeçote da fresadora

7. Fresagem com simetria radial:

Fixa-se a peça em aparelho divisor ou mesa divisora.

aparelho divisor mesa divisora


Com esses dispositivos é possível rotacionar a peça em ângulos conhecidos dividindo a circunferência em uma quantidade inteira de partes.

Dividindo em quatro partes:

Substituindo fresa por broca e dividindo em 12 partes:

Deve-se utilizar o aparelho divisor para fresagem de engrenagens. Utiliza-se as fresas módulo.

Para cada valor de módulo existe um conjunto de fresas. Dentro de um conjunto (mesmo módulo), cada fresa é indicada para uma certa faixa de número de dentes da engrenagem.

Para fresagem de engrenagens cilíndricas de dentes retos, fixa-se o blanque em determinada posição angular e para cada posição usina-se o espaço entre dentes com a rotação da fresa e avanço da mesa.

Para fresagem de engrenagens cilíndricas helicoidais, sincroniza-se o movimento do aparelho divisor com o avanço da mesa através de uma grade de engrenagens.


As engrenagens cônicas são obtidas de forma semelhante, mas com o blanque inclinado de forma a deixar a superfície cônica paralela à superfície da mesa.

8. Processos especiais para fresagem de engrenagens

8.1 Processo Renânia

Ferramenta: fresa caracol (similar a um parafuso sem-fim).Peça possui movimento de rotação (usina-se todos os dentes em conjunto) sincronizado com

movimento de corte da fresa.Fresa possui movimento de corte e de avanço.

Em cada instante, mais de um dente está sendo usinado, o que reduz o tempo total de usinagem.

Pode-se produzir engrenagens cilíndricas de dentes retos ou helicoidais em larga escala. Não é possível a usinagem de engrenagens internas.


8.2 Processo Fellows

Ferramenta: fresa fellows. Geometria similar a de uma engrenagem.

Movimento de corte é dado pela translação da ferramenta (movimento alternado: corte da descida, retorno sem corte na subida).

Tanto a fresa como a peça possuem movimento de rotação.Fresa também possui movimento de penetração (direção radial da engrenagem)Para o corte ocorrer apenas da descida a mesa se afasta de uma distância igual à

profundidade de corte durante a subida da ferramenta.

Permite a produção em larga escala de engrenagens externas e internas.

9. Fresagem CNC

CNC- Comando numérico computadorizado.

Parâmetros de corte (rotação, velocidade de avanço) e posicionamento da fresa/ferramenta são dados à máquina por uma sequência comandos, ou programa.

A máquina pode possuir vários eixos (para posicionamento e corte), por exemplo cinco eixos.


Algumas máquinas possuem magazine de ferramentas e troca automática de ferramenta. Essas máquinas são chamadas de centro de usingem.

Antes da programação da máquina deve-se calcular todos os parâmetros de corte, levantar os pontos que definem a geometria da peça e um caminho possível da ferramenta para a obtenção da geometria desejada.

Em seguida, programa-se a máquina. Em linguagem G, por exemplo:– S2400 M3 instrui a rotacionar a fresa a 2400 rpm no sentido horário– G0 X-10,Y-10,Z50 movimentação rápida (sem corte) para posição (-10,-10,50)– G1 X10,Y10,Z50 movimentação (com corte) em linha reta para (10,10,50)

Essas tarefas podem ser feitas tanto manualmente como automaticamente a partir dos modelos do blanque e da peça final a ser obtida com o auxílio de softwares CAD / CAM.

Um comando bastante útil, principalmente para programação manual, compensa o diâmetro da fresa na usinagem. Para circuitos percorridos no sentido horário, utiliza-se a função G41 enquanto para o sentido anti-horário, utiliza-se a função G42.

Perguntas:18. Quais são os ganhos em se utilizar máquinas CNC?

19. Por que as máquinas CNC alcançam maiores produtividades que as máquinas tradicionais?


TORNEAMENTO

1. Introdução

Obtenção de peças cilíndricas, cônicas, perfiladas (de revolução), furos e roscas.Peça possui movimento de rotação.Ferramenta possui movimentos de avanço e penetração (manual ou automático).

Operações:1- Cortar 6 - Sangrar com grande dimensão2 - Cilindrar à direita 7 - Desbastar à direita3 - Sangrar 8 - Cilindrar e facear à esquerda4 - Alisar 9 - Formar5 - Facear à direita 10 - Roscar

2. Máquina de tornear


As peças são fixas nas placas de três castanhas. Quando são muito compridas são apoiadas na contra-ponta (instalada no cabeçote móvel para evitar descentralização).

Furos são obtidos trocando a contra-ponta por uma broca e realizando movimento de avanço com o cabeçote móvel. Primeiramente utiliza-se a broca de centro para abrir o furo e após realiza-se a furação com a broca do diâmetro desejado.

Para melhorar acabamento pode-se fazer usinagem interna.

Para apoiar a peça (sem contra-ponta) é necessaria a utilização de luneta. A luneta pode ser fixa (ponto de apoio constante) ou móvel, movimentando-se com a ferramenta (ponto de apoio varia e é sempre próximo ao ponto de corte).

Pergunta:20. Qual a diferença entre utilização de contra-ponta, luneta fixa e luneta móvel?

3. Tempo de corte


T c=L

a na: avanço em mm/voltaL: percurso da ferramentan: rotações por minuto

n=V c

dVc: velocidade de corted: diâmetro da peça

Exemplo: eixo L = 1350 mm, d = 95 mm, Vc = 14m/min, a = 2mm

Resposta:

4. Força e potência de corte

F c=s.K s

s: área da seção transversal do cavacoKs: pressão de corte (tabelado conforme operação e materiais)

s=a.pa: avançop: profundidade de corte

Pc=Fc.VcFc: força de corteVc: velocidade de corte

Exemplo: continuando o exemplo anterior (tempo de corte), para profundidade de corte de 5mm e Ks = 950 N/mm2, calcule a força e a potência de corte.

Resposta:

Considerando um rendimento =0,7 (ou 70%), calcule a potência de entrada (potência do motor):

Resposta:


RETIFICAÇÃO

1. Introdução

Processo de usinagem por abrasão utilizado para dar melhor acabamento e tolerâncias dimensionais às peças depois de torneadas, fresadas, etc.

Retirada de no máximo 0,5 mm de material (processo é lento).

2. Retificadoras

2.1 Retificadora plana

Retifica superfícies planas paralelas, perpendiculares ou inclinadas.Peça é fixada por ação magnética à mesa.Movimento de corte é dado ao relobo (ferramenta de corte).Avanço é dado pela mesa.Pode ser tangencial de eixo-horizontal ou de topo de eixo-vertical.

horizontal, tangencial vertical, de topo

2.2 Retificadora cilíndrica universal

Retifica superfícies cilíndricas externas ou internas e superfícies planas (faceamento).

Peça é fixa em placa universal (similar à do torno) que possui movimento de rotação (lento em relação à rotação do rebolo).


2.3 Retificadora sem centro (center less)

Retificação de superfícies cilíndricas externas em série.Peça fica confinada ao espaço entre rebolo, disco de arraste e lâmina de apoio.Disco de arraste rotaciona a peça e produz movimento de avanço (devido a uma pequena

inclinação de aproximadamente 3 a 5 graus de seu eixo).

3. Rebolo

Ferramenta de usinagem.Composto por:– grãos abrasivos– aglomerante

Os grãos abrasivos podem variar em:– material (óxido de alumínio, carbeto de Silício, carbeto de Boro, diamante)– granulação (tamanho dos grãos abrasivos)O aglomerante pode variar em:– material (vitrificado, resinóide, borracha)– grau de dureza– estrutura (porosidade)

Geralmente utiliza-se aglomerante vitrificado (não sofre ataque químico pela água, óleo ou ácidos).

Grãos de óxido de alumínio são mais baratos e são geralmente empregados.Para materiais mais duros utiliza-se rebolos de carbetos.


Antes de utilizado o rebolo deve ser verificado quanto a ausência de trincas e balanceado. Caso contrário o acabamento será prejudicado.

Existem rebolos de diversas geometrias, conforme a aplicação.

Muitas vezes as geometrias estão associadas ao afiamento de ferramentas.

Perguntas:21. Por que deve-se utilizar mesa magnética para fixação de peças a serem retificadas (e não

equipamentos mecânicos de fixação) ?

22. O processo de retificação poderia ser recomendado para o desbaste de 2mm do diâmetro de um eixo?


ELETROEROSÃO

1. Introdução

Usinagem de materiais (condutores elétricos) por descargas elétricas.

Vantagens:– permite usinar materiais duros como carbonetos metálicos– obtenção de formas complexas, furos irregulares– superfície final de alta qualidade, pouca distorção e alteração microestrutural– processo automático (posicionamento e controle de corrente elétrica)

Aplicado na fabricação de:– matrizes (corte, forjamento, cunhagem)– moldes de injeção (para plásticos)– ferramentas de metal duro

2. Funcionamento

Ferramenta (eletrodo) e peça são submersos em líquido isolante, chamado dielétrico, polarizadas em corrente contínua positiva e negativamente (normalmente) e aproximadas.

Para uma certa distância, chamada GAP, a diferença de potencial entre a peça e o eletrodo rompe o isolamento do dielétrico e há formação de descarga elétrica.

Temperaturas de 2500oC a 50000oC provocam vaporização do metal da peça, conforme geometria desejada.

Eletrodo também é erodido mas ajustando a máquina corretamente tem-se 99,5 % de erosão da peça e 0,5% de erosão do eletrodo.


GAP:– alto (0,5 mm): menor tempo de usinagem, maior rugosidade– baixo (0,01mm): maior tempo de usinagem, menor rugosidadeDescargas são controladas eletronicamente atingindo até 200 mil ciclos por segundo.Tensões e correntes envolvidas: 40 a 400 volts, 0,5 a 400 ampéres.

Perguntas:23. É possível usinar peças de materiais cerâmicos pelo processo de eletroerosão? Por que?

24. Os processos de eletroerosão são relativamente lentos. Por que eles não são inviáveis?

3. Tipos

Há dois tipos:– eletroerosão por penetração– eletroerosão a fio

3.1 Eletroerosão por penetração

Eletrodo possui o formato negativo da peça que se deseja obter.

Materiais utilizados:Metálicos:– cobre eletrolítico– cobre tungstênio– cobre sinterizadoNão metálico:– grafite

Os metálicos apresentam melhor acabamento e podem ser obtidos por outros processos convencionais de usinagem. Já o grafite possui a vantagem de suportar altas temperaturas, não se deforma e é leve, mas é muito quebradiço.

3.2 Eletroerosão a fio

Fio de latão ionizado submerso em água desionizada é utilizado para cortar perfis complexos com exatidão.

4. Processos de recirculação do dielétrico

O dielétrico, além de funcionar como isolante e permitir GAPs pequenos para a ocorrência de descargas elétricas, remove as partículas já desprendidas da peça.

Muitas partículas diminuem a resistência elétrica e as descargas ficam descontroladas. Ao mesmo tempo, é desejável algumas partículas em suspensão para que as descargas sejam mais estáveis.


4.1 Limpeza por injeção

Dielétrico é forçado a passar por baixo da peça, empurrando partículas em suspensão para cima e para os lados. Eletrodo pode ser furado.

4.2 Limpeza por aspiração

Dielétrico é aspirado por baixo da peça.

4.3 Limpeza por jato lateral

Se não for possível fazer orifício nem no eletrodo nem na peça, injeta-se o dielétrico sob pressão diretamente sobre a superfície de trabalho.

4.4 Limpeza por agitação do dielétrico

Próprio movimento do eletrodo agita o dielétrico e às vezes é suficiente para expulsão de partículas.

Perguntas:25. Quais são os dois tipos de processos de eletroerosão? Quais são as suas diferenças?

26. Por que a recirculação do dielétrico é necessária?


OUTROS PROCESSOS DE USINAGEM

1. Feixe de elétrons

Bombardeamento da peça por feixe de elétrons causa fusão e remoção de material.

Realizado em câmaras a vácuo (menor resistência dos elétrons com o ar)Elétrons acelerados por diferença de potencial de 150KV atingem 0,2 a 0,7 vezes a

velocidade da luz.Convergência do feixe de elétrons é controlada por bobinas e pode variar conforme

aplicação (usinagem, soldagem, tratamento superficial, corte).

2. Ultra-som

Usinagem por ferramenta que vibra em frequências de 20KHz a 100KHz.Utiliza-se frequência próxima a alguma frequência de vibração natural da peça, causando o

efeito de ressonância (grandes amplitudes de movimento com pequena amplitude de excitação).Aplica-se pasta com elementos abrasivos entre ferramenta (sonotrodo) e peça.Pode-se usinar materiais duros e frágeis como vidros, cerâmicas e diamante.

3. Usinagem Química

Utilizada na obtenção de peças pequenas, precisas, delicadas (circuitos impressos).

Tentativas de utilização para fabricação de micro-máquinas.

A usinagem é realizada quimicamente sobre partes desprotegidas da peça. Segue-se os seguintes passos:

– limpa-se a superfície a ser usinada– confecciona-se uma máscara (negativo da usinagem) em borracha, plásticos, resinas

fotossensíveis, vernizes– submerge-se a peça em solução agressiva (cáustica ou ácida)– limpa-se a peça (remoção da máscara e resíduos da usinagem)


a: máscarab: parte usinada da superfíciec: parte não usinada da superfície (protegida pela máscara)d: máscara

Perguntas:27. Para que serve a máscara na usinagem química?

28. Considerando que o processo de usinagem química é amplamente utilizado na fabricação de placas de circuito impresso, quais as características de acabamento e tolerâncias dimensionais dele esperadas?

29. O processo de usinagem química pode ser aplicado na usinagem de peças grandes como uma asa de avião, por exemplo?

4. Usinagem Eletroquímica

Usinagem devido à eletrólise (quebra química por passagem de corrente elétrica).Exemplo:

Fe2H 2OFeOH 2H 2

Processo similar a uma “ferrugem controlada”Eletrodo pode ter o formato negativo da peça que se deseja obter (similar à eletroerosão).


Máquinas também apresentam características funcionais semelhantes a de eletroerosão. Mas, remoção de material é realizada de forma química apenas acelerada pela passagem de corrente elétrica.

Pergunta:30. Qual a principal diferença entre o processo de eletroerosão e o processo de usinagem

eletroquímica?

REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS- Chiaverini, V. - Tecnologia Mecânica, Volume II, 2a ed., Makron Books, 1986- Kalpakjian, S., Manufacturing Engineering & Tecnology, 4th ed, Addison Wesley, 2000- Groover, M. P., Fundamentals of Moder Manufacturing, Prentice Hall, 1996


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