Relatório aula prática 6 - TECNOLOGIA DE USINAGEM (3)

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E
MUCURI
Engenharia Mecânica
Tecnologias de Usinagem
Gislaine Ferreira Marçal / 20242026019
Mateus Guimarães Franco/ 20242026024
RELATÓRIO DE AULA PRÁTICA 6
Semestre 2024/2
26/11/2024
2
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO 3
2. OBJETIVOS 4
3. MATERIAIS E MÉTODOS 4
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES 6
5. CONCLUSÕES 7
6. REFERÊNCIAS 8
3
1. INTRODUÇÃO
A condição final de uma superfície usinada é resultado de um processo que envolve
deformações plásticas, ruptura, recuperação elástica, geração de calor, vibração, tensões
residuais e, às vezes, reações químicas. Todos esses fatores podem ter efeitos diferentes na nova
superfície, assim, o termo integridade superficial é utilizado para descrever a qualidade de uma
superfície e, portanto, engloba um grande número de alterações sofridas por ela (MACHADO,
2017). Na figura 1 podemos visualizar em um fluxograma a classificação da integridade
superficial de uma peça a ser usinada. Portanto, a exigência do acabamento de uma determinada
peça vai depender da aplicação a qual a peça estará sujeita.
Figura 1. Classificação da integridade superficial (MACHADO,2017).
O acabamento de uma peça é a combinação de vários fatores que são divididos em
ondulações, falhas e rugosidades. Ondulações são irregularidades superficiais maiores que a
rugosidade, causadas por vibrações, flexões da ferramenta ou peça, forças de usinagem,
temperatura de corte e erros de fixação. Peças esbeltas são mais suscetíveis a essas
irregularidades devido à menor rigidez, enquanto peças com grandes seções transversais tendem
a apresentar ondulações menores devido à maior resistência estrutural. As falhas são
irregularidades indesejáveis na topografia da superfície de uma peça que podem ser causadas por
defeitos, como por exemplo, inclusões, trincas, bolhas ou também podem surgir durante o
processo. Por fim, a rugosidade que é muito utilizada como parâmetro de saída em vários
projetos, é composta de irregularidades finas ou erros microgeométricos resultantes do processo
de corte, como exemplo marcas de avanço, aresta postiça de corte (APC), desgaste da
ferramenta, entre outros. Na aula prática do dia 13/11/2024 foi realizado o fresamento de uma
peça em um centro de usinagem com intuito de avaliar a integridade superficial da peça, focando
no acabamento, visto que as alterações subsuperficiais necessitam de outros tipos de
equipamentos.
4
2. OBJETIVOS
O objetivo principal da prática realizada em 13/11/2024 foi avaliar a integridade
superficial de uma peça após o processo de fresamento em um centro de usinagem. O foco
esteve na análise do acabamento superficial utilizando um rugosímetro, considerando os fatores
que influenciam a qualidade da superfície com foco na rugosidade. A atividade buscou
compreender como os parâmetros de usinagem impactam na formação dessas características
superficiais, relacionando-as com a aplicação da peça e os requisitos de qualidade exigidos.
3. MATERIAIS E MÉTODOS
Durante a prática foi utilizado os seguintes materiais:
● Rugosímetro (Figura 2);
● Chapa 1” de aço não identificado (Figura 3)
● Fresa de topo com 4 insertos (Figura 5)
O rugosímetro ou medidor de rugosidade é o instrumento utilizado para verificação do
perfil da superfície e alguns parâmetros são usados para verificar a conformidade da superfície,
como Ra, Rz, Ry e Rt. No início da aula prática o professor apresentou o rugosímetro, bem como
suas características ressaltando como fazer o uso correto e os cuidados com a parte de calibração
(Figura 2).
Figura 2. Rugosímetro utilizado para medição de rugosidade na aula prática (Próprio autor)
Logo após o professor direcionou os discentes para o centro de usinagem onde aconteceu
o fresamento, o primeiro ponto mencionado foi a fixação da chapa de 1” na base da máquina, é
importante ressaltar que a fixação deve ser feita de maneira alinhada e segura. Tal fixação pode
ser observada na figura 3.
Figura 3. Fixação da chapa de 1” na base da máquina (Próprio autor)
5
Foi utilizado uma fresa de topo com quatro insertos intercambiáveis com sugestão de
parâmetros de corte e classe de material (fornecidos pelo fabricante) recomendado para o
fresamento que nesse caso em específico foi a classe P que são os aços para (Figura 4 e 5),
pensando em termos de eficiência e acessibilidade para fresamento de diversos materiais esses
tipo de fresa de topo é a melhor opção.
Figura 4. Insertos utilizados na fresa de topo Figura 5. Fresa de topo com quatro insertos intercambiáveis
O próximo passo foi demonstrar através do painel da máquina (Centro de usinagem) a
programação e a estratégia de fresamento, tendo em vista que o objetivo da prática é observar a
influência dos parâmetros de corte na usinagem. Desse modo, foram realizados de forma seguida
fresamento de topo concordante e discordante com duas velocidades de corte (Vc) diferentes
para cada avanço mantendo a profundidade de corte (Ap) constante de 1 mm (Tabela 1).
Tabela 1. Tabela de parâmetros para os fresamentos realizados. (Próprio autor)
Parâmetros (Vc e F) F1(mm/rot) Vc1 Vc2
Fresamento 1 0,1 100 200
Fresamento 2 0,25 100 200
É importante ressaltar que os parâmetros de entrada da máquina são dados em termos da
rotação (n), sendo assim para o cálculo do fresamento foram utilizados como base a velocidade
de corte (Vc) e diâmetro (D) onde a rotação foi calculada pela equação 1. Os resultados obtidos
foram 795,7 rpm (Vc = 100 m/min) e 1591,5 rpm (Vc = 200 m/min).
(1)𝑛 = 𝑉𝑐 ×1000
π × 𝐷 
n = rotação (rpm);
Vc = velocidade de corte (m/min);
D = diâmetro da fresa de topo.
Por fim, foram realizadas várias medições ao longo da superfície da peça usinada com o
rugosímetro, um detalhe importante é que por ser um fresamento de topo a fixação da peça
favoreceu a medição, visto que o rugosímetro utilizado foi apoiado na face da peça (Figura 6).
6
Figura 6. Medição feita ao longo da superfície usinada (Próprio autor)
4. RESULTADOS E DISCUSSÕES
A rugosidade média aritmética (Ra) foi utilizada como principal parâmetro para avaliar o
acabamento superficial das peças usinadas. O Ra, amplamente reconhecido por sua
representatividade, fornece uma média das irregularidades absolutas em relação à linha média da
superfície. Este estudo analisou o impacto de parâmetros de corte, como velocidade de corte
(Vc) e avanço por rotação (F), nos valores de Ra, conforme demonstrado na figura 7.
Figura 7. Influência da velocidade de corte e avanço na rugosidade (Ra) (Próprio autor)
A figura 7 apresenta os valores médios com o desvio padrão de Ra registrados para
diferentes combinações de velocidade de corte e avanço. Foi possível observar que a combinação
de alta velocidade de corte (200 m/min) com baixo avanço (0,1 mm/rot) proporcionou os
menores valores de Ra (0,83 µm). Por outro lado, velocidades mais baixas e avanços maiores
resultaram em superfícies mais rugosas, com valores de Ra chegando a 1,92 µm. Os resultados
confirmam que velocidades mais altas de corte reduzem significativamente o Ra, ao passo que
avanços maiores aumentam o valor do parâmetro, devido à amplificação das marcas deixadas na
7
superfície. Tais marcas podem ser evidenciadas na figura 8 e 9, onde são mostrados os caminhos
da mesa do centro de usinagem durante o fresamento e posteriormente o resultado final do
fresamento. É importante ressaltar que durante a prática foi realizado um passe concordante e
discordante com avanço de 0,1 mm/rot e depois em outro processo o mesmo para 0,25 mm/rot
com velocidade de corte (Vc) de 100 m/min e ao lado direito também a mesma coisa, porém com
velocidade de corte (Vc) de 200 m/min. A figura 9 mostra somente o fresamento com avanço de
0,25 mm/rot, visto que essa etapa foi feita por cima da superfície da etapa de avanço de 0,1
mm/rot para fins de economia de material e espaço. A figura 8 demonstra o caminho da mesa da
máquina com base no código G feito durante a prática e não considera o sentido dos eixosda
máquina, somente os sinais positivos e negativos de deslocamento no eixo X e Y, o gráfico é
somente para o avanço de 0,1 mm/rot porém foi repetido o mesmo para 0,25 mm/rot.
Figura 8. Simulação de movimento da mesa da máquina para avanço de 0,1 mm/rot (Próprio autor)
Figura 9. Resultado do fresamento para avanço de 0,25 mm/rot (Próprio autor)
5. CONCLUSÕES
Conclui-se que o controle da rugosidade média aritmética (Ra) é essencial para alcançar
superfícies de alta qualidade. As melhores condições foram observadas com velocidades de corte
elevadas combinadas a baixos avanços, destacando a importância de um ajuste preciso dos
parâmetros de corte para garantir a integridade superficial das peças usinadas. É possível
concluir também que com o avanço concordante obtém-se uma pequena melhora no acabamento
em comparação ao discordante.
8
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
MACHADO, Álisson Rocha et al. Teoria da usinagem dos materiais. 3. ed. São Paulo:
Blucher, 2015.