USINAGEM - Forças e Potência de Corte

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BOA NOITE
Processos de conformação
e usinagem
Aula 2
Forças e Potências
O CONHECIMENTO DAS TENSÕES NECESSÁRIAS AO PROCESSO
Usinagem - Forças
O conhecimento do comportamento e da ordem de grandeza dos esforços de corte
afeta a potência necessária para o corte, a capacidade de obtenção de tolerâncias
apertadas, a temperatura de corte e o desgaste de ferramenta.
A força necessária para formar o cavaco, é dependente da tensão de cisalhamento do
material da peça, das condições de usinagem e da área do plano de cisalhamento.
Plano de 
trabalho
Usinagem - Forças
No corte com ferramentas de geometria definida, cerca de 75% da energia total é
associada ao cisalhamento do cavaco na zona de deformação primária, na direção
do plano de cisalhamento, e os 25% restantes estão associados aos efeitos nas
interfaces cavaco/face da ferramenta (zona secundária) e peça/flanco da
ferramenta (zona terciária).
Usinagem - Forças
u
A Força de usinagem (Fu) é decomposta
em duas componentes:
• Força ativa (Ft), que é a componente que
está no plano de trabalho;
• Força passiva ou de profundidade (Fp),
que é a componente perpendicular ao plano
de trabalho.
A influência da temperatura durante a usinagem está ligada
a fatores de difusão atômica entre ferramenta e peça e às
transformações de fase e/ou mudanças nas características
do material usinado.
Usinagem - Temperaturas
Durante a usinagem as 
temperaturas que as 
ferramentas encontram são 
elevadas.
Usinagem - Temperaturas
Desse modo a escolha do material e da classe da 
ferramenta é fundamental.
O movimento relativo entre cavaco
e ferramenta (atrito), as forças e
temperaturas do processo de
usinagem tem como conseqüência
natural sobre as ferramentas o
processo de desgaste.
Usinagem - Forças
Por maior que seja a dureza e a resistência ao desgaste das
ferramentas de corte, e por menor que seja a resistência mecânica
da peça de trabalho, a ferramenta de corte sofrerá um processo de
desgaste que mais cedo ou mais tarde exigirá sua substituição.
SUBSTITUIÇÃO DA FERRAMENTA DE CORTE
Melhor faixa de eficácia
Dados de Corte e Custo
1- Colocação e fixação da peça
2- Aproximação e posicionamento da ferramenta
3- Corte propriamente dito
4- Afastamento da ferramenta
5- Retirada e inspeção da peça
6- Preparação da máquina
7- Reposição das ferramentas
Estudo de Tempos
ETAPAS PARA EXECUTAR UMA USINAGEM
tt= tc+ ts+ ta + tp/Z + tr
tt- Tempo total de usinagem por peça (min/peça)
tc- Tempo de corte (fase 3)
ts- tempo secundário (1 e 5)
ta- tempo de aproximação e afastamento (2 e 4)
tp- tempo de preparação de máquina (6)
tr- tempo de reposição, troca e ajuste das ferramentas (7)
Z – número de peças de um lote
Tempo de confecção - peça
Usinagem - Conceitos
Para as operações do tipo torneamento, fresamento ou
furação, onde os movimentos de corte e de avanço
ocorrem simultaneamente a velocidade de corte é
calculada por:
Onde:
vc = velocidade de corte [m/min];
d = diâmetro da peça ou da ferramenta [mm];
n = rotações por minuto da ferramenta [rpm]
Usinagem - Conceitos
É dependente de:
• Tipo do material da ferramenta;
• Tipo do material a ser usado;
• Tipo de operação a ser realizada;
• Condições da refrigeração;
• Condições da máquina.
Usinagem - Conceitos
Para as operações do tipo torneamento, a velocidade de
avanço é o produto do avanço pela rotação da ferramenta e
é calculada por:
Onde:
vf = velocidade de avanço [mm/min];
f = avanço [mm/volta].]
n = rotações por minuto da ferramenta [rpm]
Usinagem - Conceitos
O tempo de corte (tc) resume a totalidade
dos tempos ativos, pois ele representa o
tempo em que os movimentos de corte e ou
de avanço estão efetivamente ocorrendo.
Usinagem - Conceitos
Em uma operação de torneamento cilíndrico, o tempo de 
corte pode ser calculado por.
Onde:
tc = tempo de corte [min];
vf = velocidade de avanço [mm/min];
lf = percurso do avanço [mm].
n = rotações por minuto da ferramenta [rpm]
vc = velocidade de corte [m/min];
d = diâmetro da peça ou da ferramenta [mm];
f = avanço [mm/volta]
Usinagem - Conceitos
Tem-se que calcular a velocidade de corte com a qual
torneia-se uma peça cujas dimensões são as seguintes:
Dados: 
Ø = 50 mm
n = 160 rpm
Adote π = 3
Resposta: ≈ 24 m/min
Usinagem - Conceitos
Um tarugo de aço 1020 deve ter diâmetro de 80mm. Qual
a deve ser a rpm da máquina para obter o diâmetro
desejado?
Dados: vc = 25m/min
Usinagem - Conceitos
Quantas rotações por minuto deve-se empregar para
desbastar um tarugo de aço 1060 de 100mm de diâmetro,
usando uma ferramenta de aço rápido? Se o percurso
usinado for de 100 mm com um avanço de 1,5 mm/volta,
qual será o tempo de corte?
Dados: vc = 15m/min
𝑡𝑐 =
𝑙𝑓
𝑣𝑓
= 
𝑙𝑓
𝑓.𝑛
= 
𝑙𝑓.𝑑.π
1000.𝑓.𝑣𝑐
Usinagem - Conceitos
Qual é o tempo de corte da peça abaixo sabendo que a matéria prima é um tarugo
sextavado?
Ferramenta: Vc = 20m/min (constante.); f = 0,30 mm/volta
Profundidade máxima por passe = 3 mm
Broca: Vc = 12 m/min; f = 0,15 mm/volta
FIM