material de estudo de usinagem

Prévia do material em texto

Manufatura Mecânica 
Usinagem 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
1 
2 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
3 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
4 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Unidade 1 - Fundamentos relacionados aos processos de 
usinagem 
 
Seção 1.1 - Fundamentos de processos de usinagem 
 
Seção 1.2 - Parâmetros de usinagem 
 
Seção 1.3 - Materiais de ferramentas de corte; forças e potências 
5 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Objetivos 
 
• Conhecer, compreender e saber interpretar as principais características 
dos processos de fabricação (Convencionais e Não convencionais) 
• Familiarizar-se com: maquinários, ferramentas, parâmetros de usinagem, 
uso de EPI (Equipamento de Proteção Individual) 
• Conhecer as características peculiares de cada processo e avanços 
tecnológicos, tais como, o uso de equipamentos CNC (Comandos 
Numéricos Computadorizados) que também caracterizam os chamados 
Centros de Usinagem. 
 
 
 
6 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
No decorrer desta unidade serão abordados os conceitos de usinagem e suas 
aplicações focados em: 
 
• Fundamentos de processos de usinagem 
• Parâmetros de usinagem 
• Materiais de ferramentas de corte 
• Características dos cavacos 
• Uso de fluidos refrigerantes 
• Cálculo de força e potência de usinagem 
NECESSIDADE DO PRODUTO 
CONCEITO ORIGINAL 
PROJETO DO CONCEITO 
ANÁLISE DO PROJETO 
MODELOS FÍSICOS E ANALÍTICOS 
FABRICAÇÃO 
PROJETO E CONSTRUÇÃO DE FERRAMENTAS E MATRIZES 
TESTE DO PROTÓTIPO 
AVALIAÇÃO 
REVISÃO DO PROJETO 
AVALIAÇÃO FINAL 
DESENHO 
ESPECIFICAÇÃO DO MATERIAL 
 
 
 
7 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
PROCEDIMENTO CORRETO PARA SE CHEGAR À ETAPA DE FABRICAÇÃO 
 
8 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
 
FABRICAR É TRANSFORMAR MATÉRIAS-PRIMAS EM PRODUTOS ACABADOS 
Figura 1 – Caracterização de um 
Processo de Fabricação 
9 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
• FORMA E DIMENSÃO DA PEÇA 
 
• MATERIAL A SER EMPREGADO E SUAS PROPRIEDADES 
 
• QUANTIDADE DE PEÇAS A SEREM PRODUZIDAS 
 
• TOLERÂNCIAS E ACABAMENTO SUPERFICIAL REQUERIDO 
 
• CUSTO TOTAL DO PROCESSAMENTO 
FATORES DEVEM SER CONSIDERADOS QUANDO SE 
ESCOLHE UM PROCESSO DE FABRICAÇÃO 
 
 
 
 
10 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
CLASSIFICAÇÃO DOS PROCESSOS DE FABRICAÇÃO 
Figura 2 – Classificação dos 
Processos de Fabricação 
Adaptação de Machado et al, 2011 
11 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Trabalhar na área de usinagem exige uma série de conhecimentos que 
permitam responder questões como: 
 
 
 
• Qual o processo de usinagem mais indicado para a fabricação de uma 
peça específica? 
• Qual ferramenta deve-se utilizar para obter os melhores resultados na 
usinagem? 
• Quais as condições mais econômicas de usinagem que permitirão 
otimizar o processo de fabricação com os menores custos? 
• Quais os parâmetros mais apropriados para uma determinada operação 
de usinagem e quais os cálculos envolvidos? 
12 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Fundamentos de processos de usinagem 
 
Contexto histórico 
 
• Idade da Pedra – utilização de pedra lascada como ferramenta. 
• 1565 – Torno a Arco – para usinagem de madeira. 
• A partir de 1889 (Revolução Industrial) – surgimento das primeiras 
máquinas-ferramenta como Tornos Mecânicos, Mandrilhadoras, 
Fresadoras, Retificadoras etc, permitiram a usinagem de metais como 
Ferro, Bronze Latão e, posteriormente, Aço por processos Convencionais. 
• A partir de 1940 – Surgimento das primeiras máquinas para usinagem por 
processos Não Convencionais para usinagem de peças com geometrias 
complexas. 
• A partir de 1990 – Máquinas de usinagem CNC (Comando Numérico 
Computadorizado) e, posteriormente, os Centros de Usinagem. 
 
13 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Usinagem 
 
Definição 
 
Processo de remoção de material, que ao conferir à peça forma, 
dimensões e acabamento, ou ainda, a combinação qualquer destes, 
produz cavacos que são porções removidas do material usinado. 
 
Pode ser realizada com ou sem o uso de fluidos lubrificantes ou 
refrigerantes. 
 
 
 
14 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
USINAGEM 
 
PROCESSO DE FABRICAÇÃO EM QUE UMA PORÇÃO DE MATERIAL É REMOVIDA DA PEÇA, POR 
CISALHAMENTO, NA FORMA DE CAVACO. Figura 3 – Formação de Cavaco 
no processo de usinagem 
15 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Processos de usinagem Convencional, Máquinas-ferramenta e 
ferramentas de corte 
16 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Descrição dos principais processos de usinagem 
 
Os processos mecânicos de usinagem podem ser classificados em duas 
categorias: 
• Processos de usinagem que utilizam ferramentas com geometria definida 
(torneamento, fresamento, furação, rosqueamento, alargamento, 
brochamento, serramento e aplainamento) - são aquelas que possuem 
geometria bem definida quanto à forma geométrica e ângulos. São usados 
com mais frequência em processos de desbaste do material. 
• Processos de usinagem que utilizam ferramentas com geometria não 
definida (retificação, brunimento, polimento, lapidação, jateamento, 
tamboreamento) - são aquelas que, por exemplo, utilizam grãos abrasivos 
ligados (retificação) ou não (jateamento) para a realização do processo de 
usinagem, normalmente, operações de acabamento. Ou mesmo em 
processos não convencionais que utilizam eletrodos (eletroerosão), em que 
a remoção de material se dá via diferenças de potencial elétrico (ddp). 
17 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Parâmetros de Usinagem 
 
Velocidade de avanço e de corte, profundidade de corte, direções de 
movimento e avanço 
 
Os processos de usinagem são regidos por variáveis conhecidas como 
“parâmetros de usinagem”, que são estabelecidos para a adequada 
usinagem de peças. São eles: 
• Velocidade de avanço (Vf) 
• Velocidade de corte (Vc) 
• Profundidade de corte (ap) 
• Avanço (f ou a) 
• Rotação n (rpm) 
• Tempo de usinagem (Δt) 
Dentre outros, como Potência e Força de corte que veremos adiante. 
18 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Parâmetros de Usinagem 
 
a) Velocidade de Corte (Vc) - É a velocidade observada na ponta da 
ferramentajunto à peça usinada. As velocidades de corte podem ser 
extraídas a partir de tabelas que associam a velocidade ao material da 
ferramenta de corte. É influenciada pelos seguintes fatores principais: 
• Material da peça 
• Material da ferramenta (pastilha) 
• Velocidade de avanço aplicada 
A velocidade de corte é expressa em [m/min]. 
 
b) Avanço (f ou a) - É o deslocamento que a ferramenta de corte (ou a peça) 
faz em uma volta da peça (ou da ferramenta). Pode ser expresso em 
[mm/rotação]. 
 
A Figura 4 a seguir ilustra como são representados vetorialmente as 
velocidades de corte e de avanço em alguns processos de usinagem. 
19 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Figura 4 - Velocidades de corte, de avanço e velocidade efetiva de corte em diversos processos de 
usinagem 
Fonte: adaptada de: http://slideplayer.com.br/slide/1235150/. Acesso em 28 ago. 2017. 
20 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
21 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
22 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
Figura 5 – Profundidade de Corte ap em uma peça cilíndrica usinada 
23 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
Manufatura Mecânica - Usinagem 
24 
Faculdade Pitágoras Betim/MG – Curso: Engenharia Mecânica – Prof. Gilcelio de Deus Souza 
REFERÊNCIAS 
 
CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica – Processos de Fabricação e 
Tratamento. v. 2, 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill, 1986. 
 
CIMM – Centro de Informação Metal Mecânica. Disponível em: 
<goo.gl/nwoCTB>. Acesso em: 26 set. 2017. 
 
MACHADO, Alisson Rocha et al. Teoria da usinagem dos materiais. 2. ed. 
Revista. São Paulo: Edgard Blucher, 2011. 
 
SOUZA, André João de. Processos de fabricação por usinagem. Porto Alegre: 
UFRS, 2016. 
Manufatura Mecânica - Usinagem