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1 MCG422 - Processos de Usinagem Professora Tabatta Regina de Brito Martins Lista 2 1) Qual a importância da geometria da cunha cortante na usinagem? 2) Desenhe e nomeie os ângulos medidos no plano de referência. 3) Desenhe e nomeie o ângulo medido no plano de corte. 4) Desenhe e nomeie os ângulos medidos no plano de medida (ou ortogonal). 5) Qual a relação entre os ângulos medidos: a) no plano de referência b) no plano de medida 6) Desenhe um bite e indique seus componentes: arestas, superfícies, ponta. 7) Explique a importância dos ângulos: a) ângulo de posição (X) b) ângulo de folga (α) c) ângulo de sáda (γ) d) ângulo de inclinação (λ) 8) Um material ideal para ferramentas de corte deve apresentar quais caracterísiticas? 9) Quais fatores devem ser considerados para a seleção do material da ferramenta de corte? 10) Faça um gráfico de barras de Dureza versus Tenacidade (qualitativo) ordenando os materiais usados para ferrramenta de corte. 11) Sobre os materiais usados para ferramenta de corte: aço-ferramenta, aço rápido (AR ou HSS), metal duro (MD ou Carbide Tool), cermets, cerâmica, CBN e diamante, aponte: a) sua definição, suas principais características e propriedades. b) suas aplicações. c) dentre estes materiais, qual é o mais utilizado. 12) Explique a norma ISO que classifca os diversos tipos de metal duro, diga a classe, cor e aplicação. 13) Considerando os revestimentos utilizados em ferramentas de corte, quais as vantagens de se utilizar? 14) Diferencie os revestimentos PVD e CVD. 15) Discuta a afirmação, baseando-se nos materiais de ferramentas: 2 “Quanto maior a resistência ao desgaste da ferramenta, maior a velocidade de corte que pode ser empregada; e quanto maior a tenacidade, maior o avanço que pode ser empregado”. 16) Determine, justificando, o material da ferramenta mais indicado na operação de torneamento longitudinal externo em aço-carbono ABNT 1045 sem tratamento térmico de dureza usando vc > 500 m/min. 17) Disserte sobre a importância do cavaco para a usinagem. 18) Por que o processo de formação do cavaco é considerado períodico? 19) Explique a relação entre o ângulo de cisalhamento, a força de corte e a temperatura. 20) Descreva como a formação do cavaco pode influenciar: a) no desgaste da ferramenta; b) na força de corte; c) no calor gerado no corte; d) na penetração do fluido de corte. 21) Qual a importância de se controlar a forma do cavaco? 22) No processo de formação de cavaco, é comum distinguir quatro etapas. Explique cada uma delas. Quais são as zonas encontradas nesse processo? 23) Quais são os três tipos principais de cavaco? Defina cada um deles. 24) Quais são as quatro principais formas de cavaco? 25) Comente sobre a formação do cavaco na usinagem de materiais dúcteis e frágeis. 26) Quais os inconvenientes de se gerar cavaco em forma de fita na usinagem? 27) Qual a melhor forma de cavaco para a furação profunda? Explique essa razão. 28) Comente sobre as vantagens e desvantagens de cada tipo de quebra-cavaco. 29) Explique de que maneira a temperatura na região de corte influencia e é influenciada pelo desgaste da ferramenta de corte. 30) Uma operação de corte é executada em um metal cujo calor específico volumétrico é 5,0 (10–3) J/mm3°C e difusividade térmica = 90 (10–6) m2/s (ou 90 mm2/s). A espessura do cavaco indeformado = 0,74 mm, a largura de corte = 4,5 mm e vc = 500 m/min, a. A força de corte é medida em 1557 N.. Utilizando a equação de Cook, determine a temperatura de corte, supondo que a temperatura ambiente = 20°C. 31) Quais as funções do fluido de corte? 32) Quais fatores devem ser considerados na seleção do fluido de corte? 33) Explique o que é usinagem com MQF (mínima quantidade de fluido). Quais as razões e vantagens de sua utilização? 34) Por que é recomendada a usinagem a seco ao se utilizar ferramentas de corte de cerâmica? 3 35) Quais os requisitos para que um fluido de corte seja um bom refrigerante? E para que seja um bom lubrificante? 36) Cite as principais vantagens do fluido de corte sintético em relação ao fluido emulsionável. 37) Explique os aspectos, associados à utilização de fluidos de corte: a) econômicos, b) tecnológicos, c) ecológicos. 38) Quais as duas principais classificações do fluido de corte? Qual a aplicação mais indicada para cada uma delas? 39) Em uma operação de corte ortogonal, a ferramenta tem um ângulo de saída = 15°. A espessura do cavaco indeformado = 0,30 mm e o corte produz uma espessura do cavaco = 0,65 mm. Calcule (a) o ângulo do plano de cisalhamento e (b) a deformação de cisalhamento para a operação. 40) Em uma operação de corte ortogonal, uma ferramenta com 0,250 in de largura tem um ângulo de saída de 5°. O torno é ajustado de modo que a espessura do cavaco indeformado é 0,010 in. Após o corte, a medida da espessura do cavaco deformado é de 0,027 in. Calcule (a) o ângulo do plano de cisalhamento e (b) a deformação de cisalhamento para a operação. 41) Em uma operação de torneamento, a rotação do eixo principal é ajustada para fornecer uma velocidade de corte de 1,8 m/s. O avanço e a profundidade de corte são 0,30 mm e 2,6 mm, respectivamente. O ângulo de saída da ferramenta é 8°. Após o corte, a medida da espessura do cavaco deformado é de 0,49 milímetro. Determine (a) o ângulo do plano de cisalhamento, (b) a deformação de cisalhamento e (c) a taxa de remoção de material. Utilize o modelo de corte ortogonal como uma aproximação do processo de torneamento. 42) Enumere os 6 fatores principais que influenciam na pressão específica de corte (ks). 43) Explique a recomendação da geometria negativa da ferramenta de corte. 44) Correlacione vc e ks. 45) Um eixo ABNT 1045 com diâmetro de 250 mm deve ser reduzido para 190 mm em 3 passes de desbaste com a mesma profundidade de corte. O avanço utilizado é de 0,48 mm/volta e uma rotação de 550 rpm. A ferramenta utilizada foi de aço rápido com a seguinte geometria X = 55º, = 6º, = - 4º, = 0º e r = 0,8 mm. a) Calcule vc. b) Calcule a força de corte. c) Calcule a potência de corte em cv e kW. d) Especifique a potência do motor necessária para essa usinagem considerando uma 4 máquina convencional bem antiga. 46) Refaça a questão anterior considerando a usinagem de um eixo SAE 1060 e compare com as respostas do exercício 44, explicando a diferença entre elas. 47) A força de corte e a força de penetração em uma operação de corte ortogonal são 1470 N e 1589 N, respectivamente. O ângulo de saída = 5°, a largura do corte = 5,0 mm, a espessura do cavaco indeformado = 0,6 mm e a razão de espessura do cavaco = 0,38. Determine (a) tensão de escoamento por cisalhamento do material usinado e (b) o coeficiente de atrito na operação. 48) Em uma operação de corte ortogonal, o ângulo de saída = –5°, a espessura do cavaco indeformado = 0,2 mm e a largura de corte = 4,0 mm. A razão do cavaco = 0,4. Determine (a) a espessura do cavaco, (b) o ângulo de cisalhamento, (c) o ângulo de atrito, (d) o coeficiente de atrito e (e) a deformação de cisalhamento. 49) Um aço de baixo-carbono com resistência à tração de 300 MPa e tensão de escoamento por cisalhamento de 220 MPa é usinado em uma operação de torneamento com velocidade de corte de 3,0 m/s. O avanço é de 0,20 mm/rot e a profundidade de corte é de 3,0 mm. O ângulo de saída da ferramenta é 5° na direção do escoamento do cavaco. A razão de cavaco resultante é de 0,45. Utilizando o modelo ortogonal como uma aproximação do torneamento, determine (a) o ângulo do plano de cisalhamento, (b) a força de cisalhamento, (c) a força de corte e a força de avanço. 50) Um corte ortogonal é realizado em um metal cujo calor específico de massa = 1,0 J/g°C, densidade = 2,9 g/cm3 e difusividadetérmica = 0,8 cm2 /s. A velocidade de corte é de 4,5 m/s, espessura do cavaco indeformado é de 0,25 mm e largura de corte é de 2,2 mm. A força de corte é medida em 1170 N. Pela equação de Cook, determine a temperatura de corte, supondo que a temperatura ambiente = 22°C.