Aula 03 Processos de Conformação Usinagem-novo

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Universidade Paulista
Processos Conformação e 
Usinagem
Aula 03 
Curso Engenharia Mecânica 
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Vida da ferramenta
É o tempo que a ferramenta de usinagem trabalha
efetivamente até perder a sua capacidade de corte.
Atingido esse tempo, a ferramenta deve ser reafiada ou
substituída.
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Vida da ferramenta
VIDA DA FERRAMENTA (slide 03/29)
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Vida da ferramenta
Fatores que determinam o fim da vida da ferramenta:
1) Desgaste elevado que pode levar à quebra da
aresta de corte em operações de desbaste.
2) Desgaste frontal que prejudica o acabamento.
3) Desgaste que provoca a elevação acentuada da
temperatura com o consequente amolecimento e
embotamento (enfraquecimento) da aresta de corte.
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Vida da ferramenta
Fatores que determinam o fim da vida da ferramenta:
4) Desgaste que provoca aumento excessivo na força
de corte.
5) Condições de usinagem: Vc (+), f e ap (-).
6) Geometria da ferramenta.
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Vida da ferramenta
f
Rmax
ap
r
ferramenta
peça
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Vida da ferramenta – f, VC m
Percurso de corte de torneamento. ap =1 mm, aço 4340, MD P35
f [mm/rot] Vc [m/min] Vida [m]
0,16 300 1450
0,20 300 1530
0,24 300 1550
0,20 250 2600
0,20 300 1530
0,20 350 650
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Vida da ferramenta – f, VC m
VB = desgaste do flanco da ferramenta
T = Vida da ferramenta em minutos
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VIDA DA FERRAMENTA (slide 09/29)
Exercício resolvido: Um fabricante de discos de freio
desenvolveu um novo material para essas peças e não dispunha
de parâmetros de usinagem de referência para operação de
faceamento dos discos nos seus tornos frontais, especialmente
adquiridos para essa finalidade, com faixa de rotações
escalonadas por caixa de engrenagens de 100 a 6500 rotações
por minuto (rpm). Em um torneamento, O faceamento deverá ser
feito a partir do diâmetro de 25 mm até o diâmetro de 150 mm do
disco, que, associado à faixa de rpm da máquina, é possível
realizar velocidades de corte desde 7 até 3 063 m/min. deve
estar embasada nos resultados de ensaios de usinabilidade e
nos custos de produção dos discos, especialmente nos custos
do tempo de troca de ferramentas, dos salários e das máquinas
a empresa realizou esses ensaios com o material dos
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discos e com três tipos de materiais de ferramenta:aço-rápido,
metal duro e cerâmica. O resultado dos experimentos está
apresentado na figura abaixo, na forma de curvas de vida de
ferramentas.

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 Considerando a situação descrita, analise as seguintes
asserções. Dos três materiais de ferramentas
experimentados, o aço-rápido proporcionará o menor
custo de produção dos discos de freio.
 PORQUE
 Com ferramenta de aço-rápido e a inevitável condição do
aumento da velocidade de corte, ao facear cada disco de
freio no percurso de avanço da ferramenta desde
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 o diâmetro 25 mm até 150 mm, tem-se a menor taxa de
redução da vida útil da ferramenta e a possibilidade de
menores tempos de produção.
 Acerca dessas asserções, assinale a opção correta.
 a)As duas asserções são proposições verdadeiras, e a
segunda é uma justificativa correta da primeira.
 b) As duas asserções são proposições verdadeiras, mas
a segunda não é uma justificativa correta da primeira.
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 c) A primeira asserção é uma proposição verdadeira, e a
segunda, uma proposição falsa.
 d) A primeira asserção é uma proposição falsa, e a
segunda, uma proposição verdadeira.
 e) Tanto a primeira quanto a segunda asserções são
proposições falsas.
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O valor da velocidade de corte nos movimentos
rotativos é obtido por meio da fórmula:
 Vc = π x d x n
 Onde:
d = diâmetro da peça ou da ferramenta
n = número de rotações por minuto da peça ou
ferramenta (rpm)
Vc mínima= π x 0,025 x 100 = 7,85 m/min
Vc máxima= π x 0,150 x 6500 = 975 m/min
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 Com as velocidades de corte empregadas, o aço
rápido não terá um tempo de vida satisfatório,
portanto a primeira afirmação é falsa.
 Com o uso do aço rápido tem-se a maior taxa de
redução da vida útil da ferramenta, portanto a
segunda afirmação também é falsa.
 Resposta E.
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Vida da ferramenta - f(Vc) 
 A velocidade de corte é a variável de maior
influência
 sobre a vida das ferramentas. Taylor demonstrou
que esta relação pode ser expressa, com boa
aproximação, pela seguinte equação empírica.
Vc . t = Ct
n
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Vida da ferramenta - f(Vc)
Vc = velocidade de corte [m/min]
t = tempo efetivo de corte entre duas afiações da
ferramenta [min]. (vida da ferramenta)
Ct = constante cujo valor depende das outras
variáveis da máquina e da peça. Seu valor é igual à
velocidade de corte que dá à ferramenta a vida de 1
minuto.
n = expoente que depende de outras variáveis
expoente n varia usualmente entre 1/3 e 1/10
Vc . t = Ctn
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Vida da ferramenta - f(Vc)
Valores de n em função do par peça/ferramenta
Ferramenta Peça n X = 1/n
Aço 0,125 a 0,167 6 a 8
Ferro Fundido 0,14 a 0,25 4 a 7
Aço rápido Latão 0,25 4
Cobre 0,13 7,7
Alumínio 0,41 2,44
Aço 0,2 5
Metal duro Ferro Fundido 0,25 4
Alumínio 0,41 2,44
Cerâmica Aço 0,5 2
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Vida da ferramenta - f(Vc)
A vida da ferramenta (t) varia inversamente
com a quarta potência de corte, ou seja, se
dobrarmos a velocidade de corte, a vida da
ferramenta diminui 16 vezes.
Assim, para metal duro e peça de fofo: 
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Valor de Ct para condições médias de corte
Metal a usinar Aço rápido c/ 
fluido
Metal duro
Aço de corte fácil SAE B1112 125 785
Aço Carbono SAE 1020 116 680
Aço Níquel - Cromo SAE 3140 46 310
Aço Cr - Mo SAE 4140 47 300
Aço Ni - Cr - Mo SAE 4340 407
Aço Ni - Cr - Mo SAE 8640 80 331
Aço Inox 85 890
Ferro Fundido c/ 170 Brinell 585
Ferro Fundido c/ 215 Brinell 265
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Exercício Resolvido:
Qual a velocidade de corte, recomendada para a
usinagem, sob condições médias, do aço SAE 3140,
sendo desejável uma vida de 30 min? Qual o percurso
feito por cada uma das ferramentas nesse tempo?
Solução:
a) ferramenta de aço rápido:
b) ferramenta de metal duro:
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A relação empírica entre a velocidade de corte, o
avanço e a profundidade de corte, para uma
determinada vida t da ferramenta é dada pela
seguinte equação:
yx
p
c
fa
C
V
.

C = constante que depende de outras variáveis
ap = profundidade de corte (mm) 
f = avanço (mm/rot)
x e y = expoentes cujos valores médios valem: 
Para o aço: x = 0,14 e y = 0,42 e 
Para o ferro fundido: x = 0,10 e y = 0,30
Relação entre Vc, ap e f (slide 22/29)
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Conclui-se que, como C é constante, o aumento de ap
e f implicam na diminuição da velocidade Vc, para
manter a vida da ferramenta constante.
A combinação de uma profundidade de corte máxima e
um grande avanço associados à baixa velocidade de
corte determina uma alta taxa de remoção de materialpara uma dada vida da ferramenta.
Para desbaste os limites de ap e f estão associados
com a estabilidade da máquina, esforços sobre a
ferramenta e a qualidade do acabamento obtido.
Relação entre Vc, ap e f (slide 23/29)
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Relação entre Vc, ap e f (slide 24/29)
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Relação entre Vc, ap e f (slide 25/29)
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Relação entre Vc, ap e f (slide 26/29)
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Existem vários métodos para se determinar a vida útil de uma
ferramenta:
1) Tempo de máquina – permanência da ferramenta na máquina
operatriz. Essa ferramenta pode operar em conjunto com outras
ferramentas, sendo utilizada em parte da operação de usinagem.
2) Tempo efetivo de corte – dada em minutos, é um método mais
preciso que o anterior.
3) Volume de metal removido – através do cálculo de profundidade
de corte, avanço e velocidade.
VIDA DA FERRAMENTA (slide 27/29)
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4) Número de peças usinadas – na produção
seriada
5) Velocidade de corte equivalente – ou Taylor, a
alteração desse parâmetro tem influência direta
sobre o tempo de vida da ferramenta
6) Velocidade de corte relativa – variante da anterior,
se expressa em pontos percentuais de um
parâmetro de referência
VIDA DA FERRAMENTA (slide 28/29)
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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 
Bkucher, 2011
 SCHEAFFER, L. - Conformação Mecânica – Imprensa Livre, Porto Alegre, 1999.
 HELMAN, H. C. et alli - Fundamentos da Conformação Mecânica dos Metais –
Ed. Artliber, 2005;
 DINIZ, A. ET alli – Tecnologia da Usinagem dos Materiais – Ed Artlieber, 2008
 https://www.home.sandvik/br/
 http://portal.inep.gov.br
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS (slide 29/29)
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Dúvidas??? 
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FIM !