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RELATÓRIO LABORATÓRIO TUII DETERMINAÇÃO DO GRAU DE RECALQUE (RC) NOME: William Silva TURMA: B noite INTRODUÇÃO Inúmeros ensaios são propostos para a medição do índice de usinabilidade. O método mais aceito é o ensaio chamado de longa duração, no qual o material ensaiado e o material tomado como padrão são usinados até o fim da vida da ferramenta, ou até um determinado valor de desgaste da ferramenta em diversas velocidades de corte. Realizamos um experimento em laboratório para avaliar o efeito da velocidade de corte (VC) e seu comportamento em relação ao grau de recalque (RC) e para comparar a usinabilidade de dois materiais diferentes. Os materiais usados nos testes foram os aços SAE 1020 e SAE 1045, e foram aplicados parâmetros de usinagem específicos durante o experimento: O material padrão mais utilizado nos ensaios com aço é o aço AISI B1112. Este ensaio de longa duração leva em consideração a propriedade de usinagem. O objetivo desta prática é realizar um ensaio de curta duração. Para tanto, serão determinados os graus de recalque dos aços SAE 1020 e 1045 utilizando-se várias velocidades de corte, objetivando verificar a influência deste parâmetro sobre o grau de recalque. Parâmetros de usinagem: VC (Velocidade de corte - constante): 80 – 120 – 160 – 200 – 240 (m/min) p (profundidade): 2mm a (avanço): 0,2 mm/rot. Máquina: Torno Romi Centur 30D – CNC Mach 9 Ferramenta: Suporte: PWLNR2525 M06 Pastilha: WNMG060408 M03 (TP 3000) Observação: O Conjunto de ferramenta (pastilha γ = 17º + suporte γ = - 6º) em que o ângulo de saída efetiva (γ) = 11° e o ângulo de ataque ou ângulo da aresta principal de corte (𝜒) = 95° Instrumento de medição: Paquímetro digital 150 mm – 0,01 mm No nosso caso, o cálculo de h é: h = 0,2 * sen95° h = 0,1992 mm Para obter resultados mais precisos, realizamos 5 medições de cavaco (representado por h’) e calculamos uma média para cada VC em ambos os materiais testados. Ou seja, foram 5 medições de cavaco para cada VC utilizado em cada material. Abaixo está uma tabela com os valores médios de cada cavaco medido durante o experimento em laboratório.: Material: Aço 1020 Vc m/min 1° Amostra 2° Amostra 3° Amostra 4° Amostra 5° Amostra ∑ Média 80 m/min 0,61 0,72 0,74 0,59 0,63 3,29 0,658 120 m/min 0,51 0,54 0,56 0,55 0,56 2.72 0,544 160 m/min 0,53 0,54 0,55 0,50 0,56 2,68 0,536 200 m/min 0,48 0,46 0,50 0,48 0,49 2,41 0,482 240 m/min 0,43 0,49 0,50 0,47 0,49 2,38 0,476 Material: Aço 1045 Vc m/min 1° Amostra 2° Amostra 3° Amostra 4° Amostra 5° Amostra ∑ Média 80 m/min 0,47 0,43 0,46 0,45 0,46 2,27 0,454 120 m/min 0,45 0,46 0,44 0,42 0,40 2,17 0,434 160 m/min 0,39 0,42 0,39 0,41 0,42 2,03 0,406 200 m/min 0,41 0,42 0,40 0,37 0,41 2,01 0,402 240 m/min 0,43 0,38 0,43 0,39 0,43 2,06 0,412 ‘ Agora que temos esses valores médios, podemos calcular o grau de recalque (RC) e ângulo de cisalhamento para cada resultado obtido durante o experimento. Ângulo de cisalhamento Para entendermos esta seção, primeiro precisamos compreender o que é cisalhamento. Cisalhamento é a força que provoca o deslocamento de um objeto em relação a outro em uma direção paralela a uma superfície, atuando perpendicularmente ao objeto e causando uma deformação ou movimento. No contexto da usinagem, o cisalhamento ocorre como resultado da tensão entre a ferramenta e a peça sendo usinada. A partir desse conceito, podemos calcular o ângulo de cisalhamento usando a fórmula apropriada. Tang φ = cos γ / (Rc – sen γ) Lembrando que estamos adotando o ângulo γ= 11º, sendo assim obtemos os seguintes resultados: ˠ11° SAE 1020 ˠ11° SAE 1045 RC tg φ φ RC tg φ φ 3,2900 0,3167 17,5730 2,2700 0,4721 25,2720 2,7200 0,3881 21,2112 2,1700 0,4960 26,3814 2,6800 0,3944 21,5243 2,0300 0,5337 28,0888 2,4100 0,4423 23,8598 2,0100 0,5396 28,3513 2,3800 0,4484 24,1515 2,0600 0,5252 27,7085 A fórmula para calcular o grau de recalque (RC) é h’/h. Os resultados obtidos mostram que o RC calculado para o SAE 1020 é maior do que para o SAE 1045. Isso ocorre devido à ductilidade dos materiais, onde quanto maior a ductilidade, maior é a deformação. O aço SAE 1020 é mais dúctil do que o SAE 1045 devido ao teor de carbono em sua composição. Além disso, a velocidade de corte (VC) é outro fator que influencia o processo de usinagem, o que nos permite criar um gráfico da relação entre RC X VC: RC Velocidade de saída do cavaco e velocidade de cisalhamento Agora que temos o ângulo de cisalhamento calculado, podemos determinar a velocidade de saída do cavaco e a velocidade de cisalhamento. A velocidade de saída do cavaco é a velocidade em que o material é removido da peça durante o processo de usinagem. A velocidade de cisalhamento é uma medida da rapidez com que ocorre o fenômeno de cisalhamento no material de usinagem. Podemos calcular essas velocidades usando as fórmulas a seguir: Vca = Vc * sen / cos ( -) (m/min) Vz = (Vc x cos γ) / cos (φ – γ) (m/min) Vca Vz 24,3135 79,0498 44,1156 119,6911 59,7078 159,7477 82,9814 201,3764 100,8411 241,9361 Vca Vz 35,2409 81,0311 55,3022 122,1712 78,8139 164,3148 99,5033 205,6853 116,5128 245,9757 Conclusão O relatório trata de um experimento realizado no laboratório para avaliar a influência da velocidade de corte (VC) no grau de recalque (RC) durante o processo de usinagem de dois tipos de aço: SAE 1020 e SAE 1045. Além disso, foi feita uma análise comparativa entre os materiais usados. O grau de recalque é uma medida da quantidade de deformação que o cavaco sofre durante o processo de usinagem, e pode ser calculado pela fórmula h’/h. Para obter um resultado mais preciso, foram feitas cinco medições de cavaco para cada VC em ambos os materiais. A partir dessas medições, foi possível calcular o RC para cada resultado obtido, e foi observado que o RC do SAE 1020 foi maior do que o do SAE 1045, devido à sua maior ductilidade. Foram calculados também outros dois fatores: a velocidade de saída do cavaco e a velocidade de cisalhamento. A velocidade de saída do cavaco é a velocidade em que o cavaco é removido da peça durante o processo de usinagem, enquanto a velocidade de cisalhamento é uma medida da rapidez em que o fenômeno de cisalhamento ocorre no material de usinagem. Com base nos resultados obtidos, foi concluído que o aço SAE 1045 é a melhor escolha em termos de usinabilidade, devido à sua maior dureza e menor ductilidade, o que reduz o risco de deformação da peça e proporciona um acabamento melhor em relação ao SAE 1020. Também foi observado que o RC diminuiu em ambos os materiais à medida que o VC aumentou. Portanto, é importante considerar os parâmetros de usinagem em relação ao material utilizado para obter um melhor rendimento no processo de usinagem.
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