Parâmetros de Usinagem - Cálculo e Influências

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MANUFATURA MECÂNICA: 
USINAGEM - 3454792
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U1S2 – Parâmetros de Usinagem
Exercício 01 - Calcule os parâmetros de corte (velocidade de avanço, velocidade de corte, profundidade de
corte, e velocidade efetiva de corte) considerando:
Tipo de usinagem: torneamento
Diâmetro inicial: 2”
Diâmetro final: 20 mm
Rotação ajustada na máquina (n): 1200 rpm
Avanço (f): 2,5 mm/rot
Resolução:
a) Velocidade de corte:
b) Velocidade de avanço: 
c) Profundidade de corte:
d) Velocidade efetiva de corte:
𝜋 ∗ 20 ∗ 1200
1000
𝑓 ∗ 1000 ∗ 𝑣𝑐
π ∗ 20
50,8 − 20
2
U1S2 – Parâmetros de Usinagem
Exercício 02 - Calcule o tempo para usinar uma peça que tenha um diâmetro inicial de 50mm e comprimento
de 100mm. Considerando que o diâmetro final é de 25mm em um comprimento de 80mm. Considere os
parâmetros de usinagem do exercício anterior.
Resolução:
a) Tempo de usinagem:
- Comprimento de usinagem
- Rotação da peça.
- Avanço.
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➔ Geometria da cunha de corte
➔ Influências da Geometria da Ferramenta
➔ Solicitações na cunha de corte: mecânicas e térmicas
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Bedame: https://www.youtube.com/watch?v=w1dkNsMz7Ys
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Broca helicoidal: https://www.youtube.com/watch?v=4kVOOXtjZG0
Fresa de topo: https://www.youtube.com/watch?v=WHWhkTkpJos
https://www.youtube.com/watch?v=4kVOOXtjZG0
https://www.youtube.com/watch?v=WHWhkTkpJos
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Do ponto de vista da estrutura do material, a usinagem é basicamente um processo de cisalhamento, ou seja, ruptura
por aplicação de pressão, que ocorre na estrutura cristalina do metal.
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Formação do Cavaco
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MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO
1) recalque do material da peça contra a face da ferramenta;
2) material recalcado sofre deformação plástica que aumenta progressivamente até atingir a tensão de
cisalhamento necessária ao deslizamento. inicia-se o deslizamento do material recalcado segundo os planos
de cisalhamento. os planos instantâneos definem uma região entre a peça e o cavaco denominada região de
cisalhamento.
3) com a continuidade da penetração da ferramenta (movimento relativo) ocorre ruptura parcial ou completa
na região de cisalhamento, dependendo das condições de usinagem e ductilidade do material.
4) com a continuidade do movimento relativo (peça/ferramenta) ocorre o escorregamento da porção de
material deformado e cisalha do (cavaco) sobre a face da ferramenta. o processo se repete, sucessivamente,
com o material adjacente.
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Quebra-cavaco
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Quebra-cavaco
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Quebra-cavaco
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Regiões de ação do fluido de corte
Zona A - diminuição do atrito na interface ferramenta-cavaco (diminuição do calor gerado)
Zona B - diminuição do atrito na interface peça-ferramenta (diminuição do calor gerado)
Zona C - diminuição do atrito entre a ferramenta e o cavaco (aumento do ângulo de cisalhamento f e, diminuição de
na taxa de deformação)
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Condições econômicas de Usinagem
As condições econômicas de usinagem levam em consideração: velocidade máxima de produção, velocidade 
econômica de corte e intervalo de máxima eficiência.
Tempo de Usinagem:
Tempo de corte:
U1S2 – Parâmetros de Usinagem
tu = tempo de usinagem de uma peça (min)
tp = tempo de preparo da máquina (min)
ts = (tempo secundário) tempo de carga e descarga da 
máquina (min);
ta = tempo de aproximação e de afastamento da ferramenta 
de corte (min)
tc = tempo efetivo de corte (min)
ttf = tempo de troca de ferramenta (min)
nt = quantidade de troca de arestas durante a produção de um 
lote de Z peças
Z = número de peças. 
l = comprimento de corte (mm)
d = diâmetro final (mm)
f = avanço (mm/volta)
Vc = velocidade de corte (m/min)
Condições econômicas de Usinagem
A velocidade máxima de produção ( Vmxprod ) ocorre no tempo de usinagem mínimo de usinagem (tumin).
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Condições econômicas de Usinagem
A velocidade efetiva de corte ( Vec ).
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Onde Sh é o custo do operador da máquina, Smq é o custo de
operação da máquina e Sm está associado ao custo da matéria-
prima.
Condições econômicas de Usinagem
Intervalo de máxima eficiência
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Exemplo:de máxima eficiência
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Agora é com vocês.
A usinagem deste eixo envolverá três etapas. A primeira etapa será a usinagem
do diâmetro de 100 mm. Na segunda etapa, teremos a usinagem do diâmetro de
65 mm e, na terceira etapa, a usinagem do diâmetro de 40 mm.
Solucionando...
R.: O cálculo do tempo total de usinagem deve levar em conta a soma dos
tempos de corte de cada etapa:
Cálculo dos três tempos de cada operação 𝑇𝑐 =
𝑙𝑓𝑥𝜋𝑥𝑑
1000𝑥𝑓𝑥𝑉𝑐
(min)
Com isso, o tempo total de corte é: 𝑇𝑇 = 𝑇𝑐1 + 𝑇𝑐2 + 𝑇𝑐3(min)
Cálculo da velocidade máxima de produção:
Se Vmxprd for menor que a velocidade de corte utilizada (150 m/min), pode
provocar um superaquecimento na ferramenta de corte, o que nos leva a
considerar a possibilidade do uso de fluido refrigerante.
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Atividade para entregar (02/09/2021).
01 - Sua empresa recebeu a encomenda de usinar 26 eixos de aço 1045 de ø120mm x 450mm deixando-os
com ø108mm. E você ficou responsável por definir os parâmetros de usinagem, para isso, é necessário
determinar:
a) Quantas rotações por minuto (rpm) devem ser empregadas na operação usando uma ferramenta de
carboneto metálico?
b) Qual a velocidade de avanço deverá ser selecionada na alavanca de avanços, para um tempo máximo
de três minutos por peça?
c) Qual será o custo somente de desbaste sabendo que o valor por hora (operador + máquina) é de R$
169,00?
d) Sue empresa é preocupada com o meio ambiente e possui coleta de resíduos, com isso é necessário
informar a quantidade de quilos de aço compactado será coletado?
*Considerar:
aço 1045 ρ=7860kg/m³;
vc = 120m/mim;
ap=6mm;
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Atividade para entregar (02/09/2021).
02 - Sua empresa recebeu outra encomenda para produzir 50 eixos. Considere:
1 - que o material da peça seja o mesmo do exercício anterior, ou seja aço ABNT1045;
2 - o material bruto tem diâmetro de 60mm e o dimensional final da peça será Ø55x100mm;
3 – a ferramenta utilizada no desbaste é de metal duro e tem um raio de 1,2mm;
4 – a profundidade de corte é de 3,5mm;
5 – o avanço é de 0,9mm/volta;
6 – o tempo de troca de ferramenta(ttf) é de 5min;
7 – tempo de aproximação e afastamento é de 0,6min/peça;
8 - tempo de preparo da máquina é de 10 min;
9 – o custo hora do operador e máquina é de R$169,00/h;
10 – o custo da ferramenta por vida é de R$45,00;
11–x=3;K=107
Determine:
a) VCmaxoprod e a RPMmaxprod;
b) Determine a vida da ferramenta para o uso da VCmaxoprod
U1S2 – Parâmetros de Usinagem
Atividade para entregar (02/09/2021).
03 - Um eixo de comprimento 180mm e diâmetro inicial de 75mm sofre torneamento cilíndrico em uma das suas
extremidades formando um rebaixo de diâmetro 65mm por comprimento igual a 100mm. Material: Aço ABNT 1020 com
σr = 550 N/mm2 . O torno mecânico disponível para usiná-la possui potência de acionamento de 5CV, rendimento de
80% e a seguinte gama de rotações: 50 – 75 – 130 – 200 – 300 – 350 – 400 – 540 – 800 – 1500 e 2000 rpm . O avanço
varia de 0,05 a 0,8 mm/rot. O custo da hora máquina (salário já incluído) é de R$ 30,00 por hora. Tempo de troca da
ferramenta é de 01 minuto, o tempo de preparação da máquina é de 10 minutos e os tempos secundários em média de
02 minutos por peça. Deseja-se usinar lote de 60 peças.
Pergunta-se: qual a ferramenta mais indicada economicamente para realizar a usinagem, aço rápido ou metal duro?
DÚVIDAS?