Aula 02 Processos de Conformação Usinagem-novo

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Universidade Paulista
Processos Conformação e 
Usinagem
Aula 02 
Curso Engenharia Mecânica 
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tc = tempo de corte [min]
If = percurso de avanço [mm]
Vf = velocidade de avanço [mm/min]
c
ff
f
f
1000.f.v
Π.d.I
f.n
I
v
I
tc 
Cálculo do Tempo de Corte (slide 02/40)
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Cálculo do Tempo de Corte (slide 03/37)
Exercício Resolvido 1:
Supondo comprimento de corte 300mm,determinar o
tempo de contato ferramenta-peça e o número de peças
produzidas em cada afiação da ferramenta,se sua vida
útil for de 40minutos.
Dados: número de passes = 2 passes
avanço = 0,34 mm/rot
rotação = 100 r.p.m
tc = 17,65 min por peça
número de peças= 40/17,65
número de peças = 2,26 = 2,0 peças para cada afiação.
0,34.100
2.300
f.n
I
v
I
tc f
f
f 
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Cálculo dos Tempos Passivos (slide 04/37)
Os tempos passivos nem sempre podem ser
calculados. Geralmente são estimados por técnicas
específicas que estudam os movimentos e a
cronometragem dos tempos a eles relacionados,
estabelecendo os chamados tempos padrões.
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Cálculo da Seção Transversal de Corte (slide 05/37)
A= área da seção transversal de um cavaco a ser removido
[mm²]
ap= profundidade ou largura de usinagem, medida
perpendicularmente ao plano de trabalho [mm]
.faΑ p
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Nomenclatura da Ferramenta de Corte(slide 06/37)
Superfície principal de folga
Cunha de corte
Superfície de saída
Aresta de corte
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Nomenclatura da Ferramenta de Corte(slide 07/37)
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Ângulos
Principais
090 
Ângulos da Parte de Corte (slide 08/37)
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Ferramentas
Geometria
Sistema de Planos
Ângulos da Parte de Corte (slide 09/37)
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Sistema de Planos
1) Plano de referência da ferramenta: perpendicular à direção
admitida de corte;
2) Plano de corte da ferramenta: perpendicular ao plano de
referência que é tangente ou contém a aresta de corte da
ferramenta;
3) Plano ortogonal da ferramenta: ortogonal aos planos de
referência e de corte da ferramenta;
4) Plano admitido de trabalho: perpendicular ao plano de
referência da ferramenta, definido pelas direções de avanço e
de velocidade de corte;
5) Plano normal à aresta de corte: perpendicular à aresta de
corte.
Ângulos da Parte de Corte (slide 10/37)
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Mecanismo de Formação do Cavaco (slide 11/37)
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
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Assim estão envolvidos com o processo de formação de
cavaco os seguintes aspectos:
• Econômicos
• Qualidade da peça
• Segurança do Operador
• Utilização adequada da máquina, etc.
Mecanismo de Formação do Cavaco (slide 12/37)
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1) recalque (deformação elástica)
2) deformação plástica
3) ruptura (cisalhamento)
4) movimento sobre a superfície de saída
Etapas da Formação do Cavaco (slide 13/37)
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O corte dos metais envolve o cisalhamento
concentrado ao longo de um plano chamado plano de
cisalhamento.
O ângulo entre o plano de cisalhamento e a direção
de corte é chamado de ângulo de cisalhamento (Ø).
Quanto maior a deformação do cavaco sendo
formado, menor será Ø e maior será o esforço de
corte.
Etapas da Formação do Cavaco (slide 14/37)
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De ruptura ContínuoDe cisalhamento
O fenômeno de formação do cavaco é periódico
Aço
Ferro
fundido Aço
Tipos de Cavaco (slide 15/37)
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De ruptura ContínuoDe cisalhamento
Contínuo: O ângulo de saída deve ser grande
De ruptura: O ângulo de saída deve ser baixo, nulo
ou negativo.
Aço
Ferro
fundido Aço
Tipos de Cavaco (slide 16/37)
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Exercício Resolvido 2: A respeito do cavaco formado
durante o processo de usinagem podemos afirmar
que:
I- 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.
II- Estão envolvidos com o processo de formação de
cavaco os aspectos, econômicos, qualidade da peça,
segurança do operador, utilização adequada da máquina,
etc.
Etapas da Formação do Cavaco (slide 17/37)
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III- Entre as etapas da formação do cavaco temos o
recalque (deformação elástica), a deformação plástica,
a ruptura (cisalhamento) e o movimento sobre a
superfície de saída.
Baseado nas afirmações anteriores, podemos dizer
que:
a) Apenas a afirmação I está correta.
b) Apenas a afirmação II está correta.
c) Apenas a afirmação III está correta.
d) Todas estão corretas.
e) Todas estão erradas.
Etapas da Formação do Cavaco (slide 18/37)
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Quanto menor o ângulo de saída da ferramenta,
maior será o comprimento de contato cavaco-
superfície de saída da ferramenta e maior a zona
chamada de aderência.
Conseqüência: Maior temperatura de corte e maior
força de usinagem.
Etapas da Formação do Cavaco (slide 19/37)
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FERRAMENTA
PEÇA
Zona primária 
(cisalhamento)
Zona secundária 
(cisalhamento/atrito)
Zona terciária 
(atrito)
Fontes de Calor (slide 20/37)
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Distribuição Calor (slide 21/37)
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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
Controle da Forma do Cavaco (slide 22/37)
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Ângulos de saída positivos e negativos (slide 23/37)
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Ângulos de saída positivos e negativos (slide 24/37)
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Formas assumidas pelos cavacos(slide 25/37)
•Em fita
•Em pedaços
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Exercício Resolvido :
Para usinagem de um eixo aço ABNT 1040 com
diâmetro 70 mm até 50 mm, dispõe de um torno com
motor cuja a potência é de 6kW, com rendimento de
transmissão de 85%, em uma operação de torneamento
cilíndrico, com avanço de 0,4 mm/rot e com
profundidade de corte 5 mm. A velocidade de corte
recomendada para essa operação, indicada pelo
fabricante da ferramenta é de 57 m/min, para que se
obtenha a vida esperada da ferramenta.
Dados: Rotações disponíveis na caixa de velocidades do
torno: 70 - 100 - 120 - 150 – 200 e 250-260-280 rpm.
(Kr)= 90º
Exercício Resolvido (26/37)
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Determinar:
a) A rotação adequada com esses parâmetros;
b) A espessura do cavaco;
c) A força de corte;
d) A potência de corte, com esses parâmetros.
Exercício Resolvido (27/37)
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Determinar:
a) A rotação adequada com esses parâmetros;
Dados: Rotações disponíveis na caixa de velocidades do
torno: 70 - 100 - 120 - 150 – 200 e 250-260-280 rpm.
1000
.70.1416,3
57,00
n

mprn ..260
Exercício Resolvido (28/37)
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b) A espessura do cavaco;
hex = 0,4. sin 90º
mm4,0hex 
Exercício Resolvido (29/37)
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b.h.Kb.h.KF zss
 11c
c) A força de corte;
Tabela: Aço 1040
Ks1= 2110 N/mm²
1-z = 0,83
Materia
l
σt 
[N/mm²]
1-z Ks1
Aço 
1030
520 0,74 1990
1040 620 0,83 2110
1050 720 0,70 2260
1045 670 0,86 2220
1060 770 0,82 2130
8620 770 0,74 2100
4320 630 0,70 2260
4140 730 0,74 2500
4137 600 0,79 2240
6150 600 0,74 2220
Fofo HRc = 
46
0,81 2060
mm4,0hex 
kr
P
b
sin

º90sin
5
b mmb 5
Exercício Resolvido (30/37)
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c) A força de corte;
d)A força de corte, com esses parâmetros.
NF 30,49314,0.5.2110 83,0c 
b.h.Kb.h.KF zss
 11c
][
³10.60
57.13,4931
Nc KW
][6,4Nc KW
Exercício Resolvido (31/37)
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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 .
Mecanismo de ruptura do cavaco (slide 32/37)
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Pastilha
Quebra-cavaco
Os quebra-cavacos podem ser moldados na superfície de
saída da ferramenta ou postiços
Mecanismo de ruptura do cavaco(slide 33/37)
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• A curvatura lateral do cavaco também pode ajudar na
sua ruptura.
• Isto pode ser causado por um gradiente favorável da
velocidade de corte, como no caso do torneamento de
peças de pequeno diâmetro com alta profundidade de
corte.
• Um aumento da relação avanço/profundidade, quando
o ângulo de saída for pequeno, também induz a esse
tipo de curvatura.
Mecanismo de ruptura do cavaco(slide 34/37)
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Influência da velocidade de corte na quebra do cavaco (slide 35/37)
• 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.
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• 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
r
Influência da profundidade usinagem na quebra do cavaco (slide 38/37)
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 FERRARESI, D. - Fundamentos da Usinagem dos Metais - Ed. Edgard 
Blucher, 1977
 BRESCIANI FILHO, E. ET alli - Conformação Plástica dos Metais – disponível 
para acesso livre em: 
<http://www.ocw.unicamp.br/fileadmin/user_upload/cursos/EM730/CONFORMACA
OPLASTICADOSMETAIS_1.pdf >, 2011.
 MACHADO, A. R. et alli – Teoria da Usinagem dos Materiais – Ed. Edgard 
Blucher, 2011
 NOVASKI, O. - Introdução à Engenharia de Fabricação Mecânica - Ed. Edgard 
Blucher, 2003
 NOVASKI, O. – Custos de Usinagem - Ed. Edgard Blucher, 2003
 MACHADO, A. R. et alli – Teoria da Usinagem dos Materiais – Ed. Edgard 
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 SCHEAFFER, L. - Conformação Mecânica – Imprensa Livre, Porto Alegre, 1999.
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Ed. Artliber, 2005;
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 https://www.home.sandvik/br/
 http://portal.inep.gov.br
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (slide 37/37)
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FIM !