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1 Processos de Usinagem Capítulo 14 INTEGRIDADE SUPERFICIAL 2 Capítulo 14: Integridade Superficial Integridade Superficial - IS Termo que denota as condições das superfícies usinadas, descrevendo suas qualidades. Em usinagem convencional IS é o resultado da combinação do processo de deformação plástica e propagação de trincas. Em usinagem não-convencional IS depende das reações químicas e da forma de energia empregada para a remoção do cavaco. 3 Capítulo 14: Integridade Superficial Classificação da Integridade Superficial Integridade Superficial Acabamento Superficial Alterações Sub-superficiais - Recristalização - Transf. Metalúrgicas - Rusosidade - Ondulações - Marcas de Avanço - Falhas Fatores Mecânicos Fatores Metalúrgicos - Deformação Plástica - Rebarbas Def. Plasticamente - Microdureza - Micro ou Macro Trincas - Tensões Residuais 4 Capítulo 14: Integridade Superficial ACABAMENTO SUPERFICIAL a) Rugosidade Superficial São irregularidades finas resultantes da ação inerente do processo de corte (marcas de avanço). A altura ou profundidade média das irregularidades é medida em um pequeno comprimento chamado de “cut-off” (comprimento de rugosidade da amostra). b) Ondulações Ondulações consistem de todas irregularidades superficiais cujos espaçamentos são maiores que o cut off (aproximadamente 1mm). Pode ser causado por vibrações e deflexões da ferramenta e/ou peça, devido as forças de corte e temperaturas de corte. 5 Capítulo 14: Integridade Superficial ACABAMENTO SUPERFICIAL c) Marcas de Avanço São marcas que denotam as direções predominantes das irregularidades superficiais. Elas dependem da orientação da peça e da ferramenta de corte na máquina e da natureza do movimento relativo entre as duas. d) Falhas São interrupções na topografia típica da superfície de um componente. São não-intencionais, inesperadas e indesejáveis. Podem ser causados por defeitos inerentes, tais como: inclusões, trincas, bolhas, ou podem surgir, também, durante o processo de corte. 6 Capítulo 14: Integridade Superficial Elementos do acabamento superficial: a) rugosidade superficial; b) ondulações; c) marcas de avanço; d) falhas. 7 Capítulo 14: Integridade Superficial Em geral a rugosidade é menor (ou o acabamento é melhor) quando: Deflexões geradas por esforços de usinagem ou vibrações são pequenas. A ponta da ferramenta não é aguda. Deve ser arredondada. A ferramenta e a peça estão corretamente posicionadas e centradas (evitar desvios) O material da peça é inerentemente puro, livre de defeitos (trincas, bolhas e inclusões) O eixo principal da máquina-ferramenta está corretamente alinhado e as guias sem desgaste. A aresta de corte sem quebras Corte sem aresta postiça de corte (APC) 8 Capítulo 14: Integridade Superficial EFEITO DE ALGUNS PARÂMETROS DE USINAGEM NO ACABAMENTO SUPERFICIAL Geometria da ferramenta Ângulo de saída Ângulo de folga Ângulos de posição principal e lateral Raio de ponta da ferramenta Suporte Geometria da peça Rigidez e precisão da máquina-ferramenta Material da peça Condições de corte Material da ferramenta Fluido de corte 9 Capítulo 14: Integridade Superficial EXPRESSÕES PARA O ACABAMENTO SUPERFICIAL Parâmetros de Amplitude: são determinados “apenas” por alturas dos picos, profundidades dos vales ou os dois, sem considerar o espaçamento entre as irregularidades ao longo da superfície. Parâmetros de Espaço: são determinados “apenas” pelo espaçamento do desvio do perfil ao longo da superfície. Parâmetros Híbridos: são determinados pela combinação dos parâmetros de amplitude e espaço. 10 Capítulo 14: Integridade Superficial . Parâmetro Ra para medir o acabamento superficial 11 Capítulo 14: Integridade Superficial VALORES TEÓRICOS DE H E Ra TORNEAMENTO - Ferramenta sem raio de ponta H f s e tan cot Ra f s e 4(tan cot ) 12 Capítulo 14: Integridade Superficial VALORES TEÓRICOS DE H E Ra TORNEAMENTO - Ferramenta com raio de ponta - f > r n H r f f r fe n e e n e e 1 2 3 2 4 1 2 cos .sen .cos . . .sen .sen / 13 Capítulo 14: Integridade Superficial VALORES TEÓRICOS DE H E Ra TORNEAMENTO - Ferramenta com raio de ponta - f < r n H f rn 2 8. Ra f r f r n n 2 2 18 3 312. . 14 Capítulo 14: Integridade Superficial VALORES TEÓRICOS DE H E Ra FRESAMENTO TANGENCIAL R H f z avanço por dente H f R d 2 8. Ra f R d 2 18 3. 15 Capítulo 14: Integridade Superficial VALORES TEÓRICOS DE H E Ra FRESAMENTO FRONTAL H f C D d tan cot Ra r r f n n z 2 2 2 2 z z 16 Capítulo 14: Integridade Superficial ALTERAÇÕES SUB-SUPERFICIAIS Fatores Mecânicos: Deformação Plástica Rebarbas Deformadas Plasticamente Microdureza Trincas Tensões Residuais Fatores Metalúrgicos: Recristalização Transformação de Fases
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