Capitulo 4

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Usinagem dos Metais
Capítulo 4
FORMAÇÃO DO CAVACO
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
Ação da cunha cortante
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
Exemplos de corte ortogonal
Capítulo 4: Formação do Cavaco
Corte Ortogonal - Considerações
 A Aresta cortante é reta, normal à direção de corte e normal à 
direção de avanço.
 O corte se realiza no plano de trabalho.
 O tipo de cavaco é contínuo, sem APC.
 Não existe contato entre a superfície de folga da ferramenta e 
a peça usinada.
 A espessura de corte h (igual ao avanço) é pequena em 
relação a largura de corte b.
 A aresta de corte é maior que a largura de corte b.
 A largura de corte b e a largura do cavaco b’ são idênticas.
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
O corte ortogonal
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

Ruptura
Capítulo 4: Formação do Cavaco
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
Zonas de cisalhamento primária e secundária
A formação do cavaco é um processo cíclico, dividido em quatro 
etapas:
1. Recalque
2. Deformação plástica
3. Ruptura
4. Movimento sobre a superfície de saída da ferramenta.
Cada volume de material que passar por um ciclo, formará uma 
lamela de cavaco.
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
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VCAV
a)Espessura de corte, espessura do cavaco e 
ângulo de cisalhamento
b)Velocidades
Capítulo 4: Formação do Cavaco
Exemplos de corte ortogonal
 Grau de Recalque
 Ângulo de Cisalhamento
 Segundo Ernest e Merchant
 Segundo Lee e Shaffer 10
Rc
h
h
v
v
c
cav
= =
'
tg
Rc
n
n
 

=
−
cos
sen
2  + − =ne ar kcot( )
Capítulo 4: Formação do Cavaco
f = 45-b +gne
Classes de cavacos:
 Cavaco contínuo
 Cavaco parcialmente contínuo
 Cavaco descontínuo
 Cavaco segmentado
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
 
(a) 
 
 
(b) 
 
 
(c) 
 
 
(d) 
Built-up 
edge 
Chip 
Tool 
Workpiece 
Tool 
Chip 
Workpiece 
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Tipos de cavacos: (a) cavaco 
contínuo; (b) cavaco contínuo com 
APC; ( c) cavaco descontínuo; (d) 
Cavaco segmentado.
Capítulo 4: Formação do Cavaco
Cavacos Contínuos
Se formam na usinagem de materiais dúcteis. O
material cisalha na zona de cisalhamento primária e
permanece em uma forma homogênea, sem se
fragmentar.
Existe a abertura da trinca na ponta da ferramenta e a
propagação da trinca é interrompida devido as altas
tensões de compressão no plano de cisalhamento
primário.
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
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Cavaco contínuo
 Capítulo 4: Formação do Cavaco
Cavacos Descontínuos
Se formam na usinagem de materiais frágeis ou
heterogêneos, que não são capazes de suportarem
grandes quantidades de deformação sem fratura. A
trinca aberta na ponta da ferramenta se propaga por
toda a extensão do plano de cisalhamento primário do
cavaco.
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
Cavacos
Descontínuos
16Fonte: http://unix.eng.ua.edu/~yguo/Papers/J12.pdf
Capítulo 4: Formação do Cavaco
Cavacos Parcialmente Contínuos
É uma classe intermediária entre os cavacos contínuos e descontínuos, onde 
a trinca se propaga até uma parte do plano de cisalhamento primário.
Duas explicações:
(i) A energia elástica acumulada na ferramenta pode não ser suficiente para 
continuar a propagação da trinca. A ferramenta perderá contato com o 
cavaco, interrompendo assim a propagação da trinca.
(ii) Presença de grandes tensões de compressão no plano de cisalhamento 
primário, um pouco além da ponta da ferramenta, que supressa a propagação 
da trinca.
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
Cavacos Parcialmente 
Contínuos
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
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Tipo de cavaco em função da profundidade de corte e do ângulo de saída. 
x = cavacos contínuos;  = cavacos parcialmente contínuos; o = cavacos descontínuos 
Capítulo 4: Formação do Cavaco
Cavacos Segmentados
São caracterizados por grandes deformações continuadas em
estreitas bandas entre segmentos com muito pouca, ou quase
nenhuma deformação no interior destes segmentos. No processo de
cisalhamento o calor gerado proporciona uma taxa de amolecimento
maior que a taxa de encruamento. Por este motivo, a deformação
continua acontecendo no mesmo plano primário, até que se afasta da
aresta o suficiente para as tensões cisalhantes não mais serem
capaz de continuar a deformação. Neste momento uma nova banda
de cisalhamento começa a se deformar.
Acontece pelo processo de “cisalhamento termoplástico adiabático”
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
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Cavaco segmentado 
Capítulo 4: Formação do Cavaco
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Etapas de Formação
do Cavaco segmentado
Capítulo 4: Formação do Cavaco
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Cavaco segmentado 
 Capítulo 4: Formação do Cavaco
Cavaco segmentado
http://nsmwww.eng.ohio-state.edu/html/m-sawtoothchip.html
 Capítulo 4: Formação do Cavaco
Cavaco contínuo
http://nsmwww.eng.ohio-state.edu/html/d-simulations.html
 Capítulo 4: Formação do Cavaco
Transição de cavaco contínuo para segmentado do 
Inconel 718
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Vc = 15 m/min Vc = 34 m/min
Vc = 61 m/min Vc = 93 m/min
Após Komanduri e Shroeder (1986)
Capítulo 4: Formação do Cavaco
Formas de Cavacos
 Cavaco em fita
 Cavaco helicoidal
 Cavaco espiral
 Cavaco em lascas ou pedaços
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Capítulo 4: Formação do Cavaco
fragmentado
28Formas de cavacos produzidos na usinagem dos metais 
Capítulo 4: Formação do Cavaco
29Efeito do avanço e da profundidade de corte na forma dos cavacos
Capítulo 4: Formação do Cavaco