Exame_Final2010.1 (1)

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� EMBED PBrush ����Universidade Federal da Paraíba
Centro de Tecnologia
Departamento de Engenharia Mecânica�� EMBED PBrush �����
Exame Final
1. Para que a quebra do cavaco ocorra, a equação 
 deve ser satisfeita. A partir dessa afirmação, responda: (3,0)
a) Explique o que são os parâmetros r, , hD, R0 e R1. 
Er = tensao limite de ruptura do material;
hd = espessura do cavaco;
Ro = raio de curvatura do cavaco;
R1 = menor raio de curvatura onde ainda se evita o choque do cavaco com o porta ferramenta ou outro obstaculo;
b) O que pode ser feito para que haja variação destes parâmetros e, assim, haja maior capacidade de quebra do cavaco?
Aumentando a fragilidade do material atraves de tratamento termico ou trabalho a frio no material;
Aumentar a espessura do cavaco, atraves do aumento do avanço ou do ângulo de posição da ferramenta, já que hd = fsenX, pois quanto menor a espessura do cavaco, mais flexiveis eles são e assim mais dificeis de quebrar;
Diminuir o raio de curvatura do cavaco, atraves da diminuição dos angulos de saida ou inclinação, ou atraves da colocação de um quebra cavacos;
Aumentar R1 ou limitar o espaço para o fluxo de cavacos;
aumentar o coeficiente alfa.
c) Explique as vantagens e desvantagens de se realizar cada um dos procedimentos citados para variação destes parâmetros.
2. Deseja-se fazer uma operação de torneamento de acabamento de um eixo de uma peça de aço carbono (dureza 150 HB) de diâmetro 30 mm e comprimento 150 mm (
). As condições de usinagem a serem utilizadas são: f = 0,1 mm/volta; ap = 0,7 mm e vc = 425 m/min. Escolha, dentre as opções abaixo: a geometria e o material da ferramenta. Em todos os casos, justifique sua escolha. (3,0)
a) Geometria da ferramenta (escolha uma dentre as 3 alternativas abaixo):
	Raio de ponta (r) = 0,4; 0,8 ou 1,2 mm.
	Ângulo de posição (r) = 45; 60 ou 900.
	Ângulo de saída (o) = negativo; neutro ou positivo. 
Angulo de saida positivo, porque melhora a formação do cavaco, produz melhor superficie, provoca menores forças de corte e provoca um menor desgaste da ferramenta e é recomendado no corte de materiais ducteis.
Raio de ponta de 0,4mm pois temos uma baixa profundidade de corte.
Ângulo de posiçao de 90° pois provoca menos vibraçoes e menos forças de corte, essencial para o caso de uma peça fina e longa. 
b) Material da ferramenta de corte (escolha uma dentre as 6 alternativas):
	Metal duro: P15; P25; P40; M10; M15; M30; K15; k25 ou K40
Temos uma operação caracteristica de acabamento, pois temos baixo avanço, baixa profundidade de corte e alta velocidade de corte, alem de termos um material fragil, que por consequencia é um material de alta ductilidade e tenacidade, assim recomenda-se o uso da ferramenta de metal duro P15, pois por ser uma operação de acabamento, exige-se da ferramenta uma maior resistencia ao desgaste.
	
c) O que acontecerá com a força e potência de corte; a vida da ferramenta e a rugosidade da peça, quando:
O avanço for alterado para 0,12 mm/volta e, simultaneamente, a velocidade de corte passar para 354 m/min.
Se o avanço é aumentado e a velocidade de corte for diminuída na mesma proporção o volume de cavaco retirado permanecera constante e a vida da ferramenta cresce, Porem com isso a força de corte cresce mas a potencia cai devido a diminuição do ks. 
A rugosidade da peça cresce a medida que se aumenta o avanço devido a contribuição geométrica do avanço 
O avanço for alterado para 0,08 mm/volta e, simultaneamente, a velocidade de corte passar para 531 m/min.
A rugosidade ocila entre valores baixos e altos a medida que a Vc aumenta devido a resposta do sistema maquina-peça-ferramenta-dispositivo de fixação em termos de vibração.
A velocidade de corte tem influencia muito maior no desgaste da ferramenta do que o avanço assim, com o aumento da velocidade de corte e diminuição do avanço teríamos um maior desgaste da ferramenta e uma vida mais curta desta, porem teríamos uma rugosidade baixa na peça quanto o avanço.
Com o aumento da velocidade de corte a a força de corte diminui e com a diminuição do avanço ocorre o aumento do ks e com isso a potencia de corte aumenta também
3. Quais são os tipos e as respectivas causas de desgastes e avarias mais comuns em ferramentas de corte e o que pode ser feito para minimizá-los ou evitá-los? (2,0)
-O desgaste de flanco ocorre a velocidades de corte muito altas ou muito baixas (caso a causa for a presença de APC), ocorre também caso a ferramenta tenha resistência ao desgaste baixo, por abrasão e pela presença de APC. Pode ser minimizada com a redução na velocidade de corte, seleção de classe de ferramenta mais resistente ao desgaste e aumento da velocidade de corte caso a causa seja a presença de APC;
-Desgaste de entalhe, que ocorre por oxidação e redução da velocidade de corte. Pode ser minimizada com a seleção de fluidos de corte com agentes anti-oxidantes;
-Desgaste de cratera, ocorre na superfície de saída da ferramenta, causado pelo atrito cavaco-ferramenta, com a difusão entre atomos do material da peça pra ferramenta. Pode ser evitada com a seleção de uma classe de ferramenta que possua cobertura de oxido de aluminio;
-Deformação plástica da aresta de corte, que ocorre com altas temperaturas combinadas com altas pressões na região de corte, que pode ser evitada com a adoção de uma ferramenta cujo material tenha maior dureza a quente e alta resistencia a deformação plastica, ou pela mudança nas condiçoes de usinagem ou geometria da ferramenta, visando diminuir os esforços e a temperatura de corte;
-Lascamento, ocorre em ferramentas de materiais frageis e de aresta de corte pouco reforçada e choques da peça com a ferramenta. Pode ser evitada com a seleçao de um material mais tenaz para a ferramenta, um aumento no ângulo de ponta e do raio de ponta e uma suavização do primeiro contato da ferramenta com a peça.
4. Definir e descrever sucintamente como é obtido o intervalo de máxima eficiência (IME). É viável que em alguma situação se afaste a velocidade de corte para a esquerda ou para a direita do IME? Justifique. (2,0)
É o intervalo compreendido entre as velocidades de corte para minimo custo e velocidade de corte de maxima produção, sendo que a maxima produção ocorre com o menor tempo total de usinagem.
Caso a velocidade de corte utilizada estiver um pouco antes da velocidade de minimo custo, ou seja, antes do limite esquerdo do IME, o custo é próximo do minimo, porem o tempo de sua produção será muito alto. Caso Vc tenha valor um pouco maior que a Vc de maxima produção, assim acima do limite direito do IME, o tempo de fabricação da peça é próxima do minimo, porem o custo de produção da peça sera bem superior.
Descrever o processo de formação da aresta postiça de corte.
Acontece em geral em baixas velocidades de corte, na parte inferior do cavaco em contato com a ferramenta, com a pressao de corte na zona de aderencia, mantem esse contato sem movimento relativo por um espaço de tempo suficiente para se soldar com a aresta de corte da ferramenta, permanecendo presa a superficie de saida da ferramenta. Com o posterior fluxo de mais cavaco sobre essa camada de cavaco aderida a ferramenta, ela se deforma e encrua, aumentando assim sua resistencia mecanica e fazendo-se assim de aresta de corte. Ela tende a crescer gradualmente ate que em certo momento ela se rompe, causando assim uma pertubação dinamica.
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