Aula 04 Formação de cavaco

Prévia do material em texto

USINAGEM
AULA 4 - FORMAÇÃO DE CAVACO
Prof. Leonard Silva
UNIVERSIDADE FEDERAL DA 
BAHIA
ESCOLA POLITÉCNICA
DEPARTAMENTO DE 
ENGENHARIA MECÂNICA
AULA 4
FORMAÇÃO DE 
CAVACO
Recapitulando
Recapitulando
Recapitulando
Recapitulando
• Ângulo de Posição (χr):
• Distribui as tensões de corte favoravelmente no
início e no fim do corte.
• Aumenta o ângulo de ponta (εr), aumentando a sua
resistência e a capacidade de dissipação de calor.
• Influi na direção de saída do cavaco.
• Produz uma força passiva na ferramenta, reduzindo
vibrações.
• Geralmente 30º > χr > 90º. Em perfilamento ou
faceamento pode ser maior que 90º.
Recapitulando
• Ângulo de Folga (αo):
• Evitar atrito entre a peça e a superfície de folga da
ferramenta.
• Se ao é pequeno, a cunha não penetra convenientemente
no material, a ferramenta perde o corte rapidamente,
grande geração de calor e prejudica o acabamento
superficial.
• Se ao é grande, a cunha da ferramenta perde resistência,
podendo soltar pequenas lascas ou quebrar. ao depende
principalmente da: resistência do material da ferramenta e
da peça a usinar.
• Geralmente 2º < αo < 14º.
Recapitulando
• Ângulo de Saída (γo):
• Influi decisivamente na força e na potência necessária ao
corte, no acabamento superficial e no calor gerado.
• Quanto maior γo menor será o trabalho de dobramento
do cavaco.
• γo depende principalmente da:
• resistência do material da ferramenta e da peça a usinar.
• quantidade do calor gerado pelo corte.
• velocidade de avanço (vf).
• γo negativo é muito usado para corte de materiais de
difícil usinabilidade e em cortes interrompidos, com o
inconveniente da necessidade de maior força e potências
de usinagem e maior calor gerado na ferramenta.
• Geralmente -10º < γo < 30º.
Recapitulando
• Ângulo de Inclinação (λs):
• Controlar a direção de saída do cavaco.
• Proteger a quina da ferramenta contra impactos.
• Atenua vibrações.
• Geralmente -4º < λs < 4º.
Cavaco
• O cavaco é o principal ponto em comum
entre os processos de usinagem, pois é o
subproduto final presente em todos eles. O
cavaco pode variar muito (em tipo, forma,
extensão, etc) para cada operação de
usinagem ou mesmo em uma única operação,
como por exemplo o torneamento, sendo o
resultado final deste função de todas as
variáveis envolvidas no processo.
Cavaco
• A formação do cavaco influência diversos
fatores ligados à usinagem, tais como:
• desgaste da ferramenta;
• os esforços de corte;
• o calor gerado na usinagem;
• a penetração do fluido de corte, etc.
Cavaco
• Assim, estão envolvidos com o processo de
formação do cavaco aspectos:
• econômicos;
• de qualidade da peça;
• de segurança do operador;
• de utilização adequada da máquina-ferramenta,
etc.
• Variáveis básicas de processo
• Variáveis básicas de processo:
• Corte direcionado e diagonal;
• Corte livre e diagonal;
• Corte livre e ortogonal.
Mecanismos de formação do cavaco
• Para fim de estudos da formação do cavaco a
maneira mais simples e mais acessível a
cálculos é obter o cavaco a partir de um
corte ortogonal.
Mecanismos de formação do cavaco
• No corte ortogonal, a aresta de corte é uma
reta normal à direção de avanço, de maneira
que a formação do cavaco pode ser
considerada bidimensional e que ocorre em
um plano normal à aresta de corte, ou seja,
no plano de trabalho.
Mecanismos de formação do cavaco
• Além do corte ortogonal livre, são admitidas algumas
outras simplificações:
• Os cavacos formados são contínuos sem a formação de
aresta postiça de corte;
• Não há contato entre a superfície de folga da ferramenta e
a superfície usinada;
• A espessura de corte (h), equivalente ao avanço (f), é
suficientemente pequena em relação à largura de corte
(b);
• A largura da aresta de corte é maior que a largura de
corte (b);
• A largura (b) e a largura do cavaco (b’) são idênticas;
• A aresta de corte é idealmente afiada e perpendicular ao
plano de trabalho.
Mecanismos de formação do cavaco
• O corte dos metais envolve o mecanismo de
cisalhamento concentrado ao longo de um plano
chamado plano de cisalhamento (zona primária de
cisalhamento). O ângulo entre o plano de
cisalhamento e a direção de corte é chamado de
ângulo de cisalhamento (φ).
• Quanto maior a deformação do cavaco sendo
formado, menor o ângulo de cisalhamento e
maiores os esforços de corte. Essa influência é
marcante na usinagem de materiais dúcteis, muito
suscetíveis à deformação.
Mecanismos de formação do cavaco
Mecanismos de formação do cavaco
Mecanismos de formação do cavaco
Mecanismos de formação do cavaco
Mecanismos de formação do cavaco
Fatores de influência na formação do cavaco
Formação do cavaco
Dessa forma, o fenômeno da formação do cavaco,
nas condições normais de trabalho, é periódico, uma
vez que acontece, ciclicamente, as fazes de recalque,
ruptura, deslizamento e saída do cavaco para cada
pequena lamela de material a ser removida.
Tipos de cavaco
a) Cavaco contínuo:
• Características:
- lamelas justapostas numa disposição contínua
- lado de baixo geralmente suave
• Formação do cavaco:
- fluxo contínuo do material (materiais dúcteis)
- elementos do cavaco não se separam em zonas de
cisalhamento
• Condições de formação:
- alta velocidade de corte
- grandes ângulos de usinagem
• Acabamento superficial:
- Como a força de corte varia muito pouco devido a contínua
formação do cavaco, a qualidade superficial é muita boa.
Tipos de cavaco
a) Cavaco contínuo:
Tipos de cavaco
b) Cavaco de cisalhamento:
• Características:
-superfície fortemente dentada
• Formação do cavaco:
- fluxo não contínuo do material
- cavacos lamelares são levemente deformados no
plano de cisalhamento e novamente soldados
- serrilhado nas bordas o difere do cavaco
contínuo.
Tipos de cavaco
b) Cavaco de cisalhamento:
• Condições de formação:
- materiais com baixa ductilidade. A descontinuidade é
causada por irregularidades no material, vibrações, ângulo
efetivo de corte muito pequeno, elevada profundidade de
corte, baixa velocidade de corte, etc
• Acabamento Superficial:
- A qualidade superficial é inferior a obtida com cavaco
contínuo, devido a variação da força de corte. Tal força
cresce com a formação do cavaco e diminui bruscamente
com sua ruptura, gerando fortes vibrações e uma
superfície com ondulações.
Tipos de cavaco
b) Cavaco de cisalhamento:
Tipos de cavaco
c) Cavaco de ruptura:
• Características:
- fragmentos arrancados de peças usinadas
• Formação do cavaco:
- fluxo não contínuo do material
- completa desintegração do cavaco
• Condições de formação:
- materiais com baixa ductilidade (frágeis)
- condições desfavoráveis de usinagem (ângulo de saída com
valores muito baixos, nulos ou negativos)
• Acabamento Superficial:
- o cavaco rompe em forma de concha gerando uma
superfície com qualidade superficial inferior
Tipos de cavaco
c) Cavaco de ruptura:
Relação entre propriedades dos materiais e tipos de 
cavacos
Formas de cavaco
i) Cavaco em fita: apresenta maiores inconvenientes,
devendo ser evitado, as demais formas podem ser
utilizadas dependendo da aplicação.
• Pode ocasionar acidentes, visto que eles se enrolam
em torno da peça, da ferramenta ou dos componentes
da máquina;
• Possíveis danos à ferramenta e à peça;
• Dificulta a refrigeração direcionada, desperdiçando o
fluido de corte;
• Dificulta o transporte (manuseio), ocupa muito volume;
• Ele prejudica o corte, no sentido de poder afetar, o
acabamento, as forças de corte e a vida útil das
ferramentas.
Formas de cavaco
i) Cavaco em fita
Formas de cavaco
ii) Cavaco em lascas:preferido quando houver pouco
espaço disponível ou quando o cavaco é removido
pelo fluído de corte.
Formas de cavaco
iii) Cavaco helicoidal: quando a remoção de material
é elevada este tipo de cavaco deixa com maior
facilidade o espaço entre os dentes da ferramenta.
Formas de cavaco
iv) Cavaco em espiral
Formas de cavaco
Formas de cavaco
Formas de cavaco
Formas de cavaco
Formas de cavaco
Formas de cavaco
Volume de cavaco
Volume de cavaco
Fator de empacotamento
Influência do ângulo de saída na formas de cavaco
OBRIGADO!