USINAGEM 2

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

Tópicos Especiais II
Temperatura no processo de usinagem 
E 
Fluidos de corte
UNIVESIDADE FEDERAL DO SUL E SUDESTE DO PARÁ
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS E ENGENHARIAS
ENGENHARIA DE MATERIAIS
Discente: Hanna Barros da Costa
Temperatura no processo de usinagem 
Toda energia mecânica associada a formação do cavaco se transforma em calor. E as fontes geradoras são a deformação e o cisalhamento do cavaco, o atrito do cavaco com a ferramenta e o atrito da ferramenta com a peça.
Altas temperaturas reduzem a vida da ferramenta, assim como os cavacos quentes pode causar imprecisões nas dimensões da peça.
energia é dissipada através do cavaco, da peça, da ferramenta e do fluido de corte.
Alguns dos métodos utilizados para medição de temperatura:
Medida da temperatura pelo método calorimétrico;
Medição da temperatura do gume cortante através de termopares colocados na ferramenta;
Determinação da temperatura de corte através vernizes termosensíveis;
Medida da temperatura pelo método calorifico
Pode ser determinada pelo calorímetro da água.
Medição de temperatura do gume cortante através de termopares colocados na ferramenta
Variação da temperatura com o tempo, a partir de diferentes pontos da ferramenta.
São feitos furos na ferramenta, de diâmetro pequeno, onde fica os termopares
Determinação da temperatura de corte através de vernizes termosensiveis
Ponta da ferramenta revestida com um material especial que muda de cor com a temperatura.
A partir desse método pode-se controlar a vida útil das ferramentas
FLUIDO DE CORTE
Os fluidos de corte podem ser sólidos, líquidos ou gasosos. Com finalidade de proporcionar melhora no processo de usinagem.
Essas melhorias pode ser em caráter funcional ou econômico.
Funcional
Melhor desempenho no mecanismo de formação do cavaco.
Econômico
Menor consumo de energia durante o processo, menor desgaste da ferramenta.
Funções dos fluidos de corte
Funcional e Economico
Funcional 
Facilita o processo de usinagem, dando um melhor desempenho;
Redução do coeficiente de atrito entre ferramenta e o cavaco
Expulsão do cavaco da região de corte
Refrigeração da ferramenta;
Refrigeração da peça de usinagem
Refrigeração da maquina-ferramenta.
Econômicos 
São aquelas que induzem a um processo mais econômico (redução de custo e gastos).
Redução do consumo de energia de corte
Redução do custo da ferramenta
Atrito na região ferramenta cavaco
No processo de formação do cavaco a três fontes distintas de calor: 
região de cisalhamento (deformação plástica do material);
uma face do cavaco e uma face da ferramenta (devido o atrito na interface ferramenta-cavaco). 
zona onde ocorre o atrito entre ferramenta e a superfície usinada da peça.
Zona A - lubrificação diminui o coeficiente de atrito na interface ferramenta-cavaco.
Zona B – mesma situação da A, relação ferramenta-peça.
Zona C - coeficiente de atrito > ângulo de cisalhamento > grau de deformação > 
 energia de deformação > quantidade de calor gerada
Expulsão do cavaco da região de corte
No processo de usinagem o cavaco se torna indesejável. Sua presença na região de corte pode provocar danificações na ferramenta ou na superfície da peça
O fluido de corte facilita a expulsão do cavaco em alguns casos e em outro e responsável pela total expulsão .
Refrigeração da ferramenta
As três fontes de calor descritas anteriormente contribuem para o aumento da temperatura da ferramenta. Outro fator que influi na variação de temperatura é o material da ferramenta.
Da relação entre temperatura X dureza da ferramenta, tem-se que temperatura provoca a dureza superficial da ferramenta.
Controle no aumento de temperatura favorece o desempenho da ferramenta. Um fluido adequado protege a ferramenta.
Refrigeração da peça em usinagem
Das três fontes de calor, duas afetam diretamente a peça. Resultando um aumento da temperatura da peça.
Deformação da peça: devido as tensões de grande aquecimentos locais
Cores de revenido na superfície usinada (abrasão)
Falseamento das medidas da peça
Dificuldade para o operador manusear a peça
Refrigeração da maquina - ferramenta
Quando a usinagem é feita sob especificações rigorosas, os problemas térmicos se evidencia.
Refrigeração em todas as fontes de calor possíveis. Através da ferramenta, da peça e do cavaco, pois podem afetar as dimensões da maquina.
Redução do consumo de energia do corte
O uso de fluidos reduz o consumo de energia. 
 
coeficiente de atrito na interface 
ferramenta-cavaco
grau de recalque
forças de usinagem
Redução nos custos da ferramenta na operação
O custo da ferramenta é ligado a capacidade de produção durante seu tempo de vida util.
A vida útil é determinada pelo desgaste da ferramenta.
custo
produção
vida útil
desgaste
Ação abrasiva
Difusão metálica
Penetração do fluido de corte
Sólidos, Líquidos e Gasosos
Penetração dos Sólidos 
Lubrificante solido:
Pó aplicado diretamente na superfície de saída da ferramenta, usando como veiculo uma graxa ou óleo viscoso. As partículas aderem aos sulcos da rugosidade superficial da superfície de saída da ferramenta e ai desempenham as funções de reduzir o coeficiente de atrito
Aditivo metalúrgico:
Elementos adicionados durante a fabricação do metal que vai ser usinado, os elementos introduzidos na estrutura cristalina, proporcionam uma usinabilidade mais fácil devido a lubrificação interna, e redução das pressões.
Penetração dos Líquidos 
Casos com serias dificuldades para desempenhar suas funções. Para a eficiência o liquido deve penetrar na interface ferramenta-cavaco ate a ponta da ferramenta.
Através da superfície de saída: mais utilizado;
Através da superfície de folga: proporcionado melhores resultados.
Mecanismo é o mesmo. Apesar dos movimentos diversos, os resultados a baixas velocidades, são satisfatórios para a penetrabilidade do fluido
Penetração dos Gases
Feito igualmente ao liquido, porem mais facilmente. O jato de gás é direcionado na região da interface com alta pressão. Atingindo a penetrabilidade mais rapidamente.
Ação do fluido de corte
Operando física e quimicamente
Ação dos Sólidos 
Física: quando sua função é apenas de reduzir o coeficiente de atrito na interface ferramenta-cavaco.
Aplicação de uma fina camada de grafite, de bissulfeto de molibdênio na superfície de saída.
Química: quando a função é de reagir com algum elemento no processo de usinagem, visando a redução do coeficiente de atrito na interface.
Adição de enxofre ao aço de corte fácil, evita tensões que ocasionam micro-soldagem; decompõe sulfeto de ferro para proteger a superfície de micro-soldagem.
Ação dos Líquidos 
Além de diminuir o atrito, são responsáveis também pela expulsão do cavaco e refrigerar as partes atuantes.
Física: redução do coeficiente de atrito e refrigeração das partes (retirando o calor e levando consigo; consumindo o calor do estado liquido para estado gasoso)
Química: contem elementos que reagem com elementos constituintes do metal na superfície do cavaco, resultando na redução do coeficiente de atrito.
Ação dos Gases
Principalmente refrigerantes
Física: quando o gás refrigera a peça ou partes do processo. (Retirada de calor não é efetiva)
Química: quando os elementos contidos nos gases e na superfície do cavaco reagem produzindo um composto que se encaixa ao cavaco e superfície da ferramenta.
Tipos de fluidos de corte
Sólidos, Líquidos e Gasosos
Sólidos 
Visam apenas lubrificação no processo de usinagem.
No caso da grafite e bissulfeto de molibdênio, que são aplicados na superfície de saída da ferramenta antes de iniciar o corte.
Líquidos 
Maior e mais importe no fluidos de corte.
Óleos de corte puro
Óleos emulsionáveis
Fluidos químicos
Óleos de corte puro
Não são misturados em agua. Tem uma grande variação, que vai de óleos minerais puros ate os compostos especiais.
Ativo X Inativo
Minerais sulfurados
Óleos minerais puros
Minerais colorados - sulfurados
Óleos graxos (toicinho
e baleia)
Composto de óleos graxos sulfurados ou clorados sulfurados
Composto de mineral e graxo
Composto de minerais e graxos sulfurados
Composto de minerais e graxossulfurado - colorado
Óleos emulsionáveis – Visam refrigeração
Alto calor especifico
Alta condutibilidade
Alto calor de vaporização
Sob esse ponto de vista
Óleo puro (nem compostos) estão entre os melhores fluidos.
Principais tipos são:
Óleos minerais emulsionáveis
Óleos emulsionáveis supergraxo
Óleos emulsionáveis de extrema pressão
Fluidos de corte químico
São sintéticos e novos no ramo de fluidos. São constituídos de agentes químicos em agua. 
Tem caráter lubrificantes (não contem óleo mineral)
Aminas e nitritos
Nitratos
Fosfatos e boratos
Sabões e agentes de molhabilidade
Compostos de enxofre, cloro e fosforo
Glicóis
Germicidas 
Gasosos