Resumo - Fabricação Mecânica docx

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- Usinagem: Processo onde a peça é obtida através da
retirada de cavacos (aparas de metal) de uma peça bruta,
através de ferramentas adequadas. A usinagem confere a
peça uma precisão dimensional e um acabamento
superficial que não podem ser obtidos por nenhum outro
processo de fabricação.
- Usinagem na pré-história: Paleolítico, Neolítico,
materiais dúcteis (cobre e ouro), conhecimento de novos
materiais, ferro ultimo metal que o homem passou a
utilizar.
- Evolução de usinagem: Furação de corda puxada;
primeira forma usada p/ motorizar maquinas a roda
d’agua; Século XIX o vapor foi substituído pela energia
elétrica.
- Usinabilidade dos materiais: Na retirada de cavacos
verifica-se que cada material tem comportamento
diferente. Podemos definir usinabilidade como sendo o
grau de dificuldade que determinado material apresenta
para ser usinado. Usinabilidade não depende apenas das
características do material, mas também de outros
parâmetros de usinagem, tais como: refrigeração; rigidez
do sistema maquina-ferramenta; tipo de operação;
características da ferramenta. “Dependendo das condições
de usinagem, o mesmo material pode sofrer variações em
sua usinagem”.
- Serve também para definir as dimensões máximas de
corte, então, o volume do material removido por hora
máquina; A exigência de um acabamento de alta qualidade
poderá influir no custo de usinagem; baseadas nestes
critérios é que são estabelecidas as tabelas e os gráficos
que indicam o comportamento de cada material na
usinagem; Ensaios e experimentações para ser trazido a
valores mais adequados.
- Critérios para determinação de usinabilidade:
Comparação, tal como vida da ferramenta; Indice de
usinabilidade através de comparação com o desempenho
previamente conhecido de um material padrão; Principais
critérios passíveis de serem expressos em valores
numérios: Vida da ferramenta; força de corte; potência
consumida.
-Propriedades: Dureza e resistência mecânica - Valores
baixos favorecem usinabilidade; Ductibilidade – Valores
baixos favorecem usinabilidade; Condutividade térmica –
Valores elevados favorecem usinabilidade; Taxa de
encruamento – Valores baixos favorecem usinabilidade.
- Movimentos de Usinagem: Movimento do corte -
Movimentos entre a ferramenta e a peça que provoca
remoção de cavaco durante única rotação ou um curso da
ferramenta. (Torneamento) ou da ferramenta (fresamento);
Movimento de avanço – Movimento entre a peça e a
ferramenta, junto com o movimento do corte, possibilita
remoção contínua do cavaco ao longo da peça; Movimento
de ajuste ou penetração – Movimento entre a ferramenta e
a peça, no qual é predeterminada a espessura da camada
de material a ser removida; Movimento efetivo de corte –
Movimento entre ferramenta e a peça, a partir do qual
resulta o processo de usinagem. Movimento de avanço
contínuo, o movimento efetivo é a resultante da
composição dos movimentos de corte e de avanço. ​
 
 
 
 
- Ferramenta de tornear: a = Ângulo de incidência folga; p
= Ângulo de corte ou de cunha; ¥ = -Ângulo de saída do
cavaco.
- Ferramenta de desbates: Operação em que há uma
grande retirada de cavaco em curto espaço de tempo. O
momento sobre a ferramenta é grande e a velocidade de
corte é mais baixa. (Construção robusta).
- Ferramenta de acabamento: Desbastar-se uma peça,
deixa-se algum sobremetal para o acabamento fino.
Consegue-se precisão e bom acabamento. Esforço é sobre
a ferramenta é menor e a velocidade de corte é elevada.
- Elevada dureza a frio e a quente (Exigência básica): é a
resistência oferecida pelo material a penetração, ao
desgaste, e ao atrito. Dureza deve ser bem maior que a do
material a ser usinado, porém, dentro de um limite para
que este não se torne muito quebradiço.
- Tenacidade: É a capacidade que o material tem de
absorver energia (deformar-se) até fraturar-se, incluindo a
deformação plástica; Material deve ter uma boa tenacidade
para resistir aos choques/impactos durante a usinagem,
evitando trincas e lascamentos na ferramenta.
Resistência ao desgaste por abrasão: Na região de contato
peça-ferramenta-cavaco ocorrem elevadas pressões e
presença de partículas muito duras. Essas partículas, causa
o rápido desgaste por abrasão da ferramenta, caso ela não
possua elevada resistência.
Instabilidade Química: A ferramenta e a peça tem
diferentes composições químicas e trabalham em elevadas
temperaturas, logo uma condição favorável para reações.
Estas reações podem resultar em desgaste e perdas de
propriedades da ferramenta. Custo e facilidade de
obtenção: Material de ferramenta com baixo custo porém,
não apresentam propriedades desejadas, ex. aço rápido.
Por outro lado, materiais com excelente propriedades
porém com elevado custo. Atender a qualidade-custo
deverá ser adequado a necessidades específicas.
- Materiais empregados na fab. De ferramentas: Aço
rápido; metal duro; cermet; cerâmica; nitreto de boro
cúbico cristalino; diamante.
- Aço rápido: Desenvolvido por Taylor e apresentado
publicamente em 1900 em Paris. Composição: Elementos
de liga – Tungstênio ou molibdênio, cromo, vanádio e
manganês. Caracteristicas – Temperatura limite de 520 a
600ºC, tratamento térmico complexo. Aço rápido com
revestimento de nitreto de titânio-tin: Baixo atrito, reduz a
formação de aresta postiça.
- Metal duro: (Carbonetes Sinterizados) Surgiram em 1927
com o nome de widia, com uma composição de 81% de
tangstênio, 6% de carbono e 13% de cobalto.
Caracteristicas: Elevada dureza, elevada resistência a
compressão, elevada resistência ao desgaste, controle
sobre a distribuição da estrutura. Propriedades: tipo e
tamanho das partículas, tipo e propriedade dos ligantes,
quantidade de elementos da liga. Revestimentos:
Deposição química CVD e Deposição física PVD. Seleção
da pastilha: (PMK) Aço e materiais dúcteis P, Aço inox e
materiais de dureza intermediário M, ferro fundido e latóis
K.
 
 
- Cerâmica: As ferramentas de cerâmica evoluíram se
tornando mais resistentes e menos frágil. Dois tipos de
cerâmica – Base de óxido de alumínio, base de nitrito de
Silício. Características: Alta dureza a quente (1600ºC);
Não reage quimicamente com o aço; usado com alta
velocidade de corte; não forma APC. Características em
relação ao aço – 1/3 da densidade do aço; alta resistência a
compressão; muito quebradiço; baia condutividade
térmica; Aplicação – Ferro fundido, aço endurecido, ligas
resistentes ao calor; Não deve ser utilizada para o alumínio
e titânio, pois reage quimicamente; evite corte
interrompidos. Exigência – máquina ferramenta com
extrema rigidez e potência disponível.
- Cermet: Composto formado por cerâmica e metal. O
cermet é um metal duro a base de titânio. Aplicação – Ao
longo da história os cermets ganharam fama de frágil
(quebra das pastilhas). Atualmente os cermets são usados
no fresamento de materiais endurecidos com êxito.
- CBN: Material relativamente jovem, introduzido nos
anos 50 e mais largamente nos anos 80, devido a exigência
de alta estabilidade e alto custo. Características - Dureza
elevada; alta resistência a quente. Excelente resistência ao
desgaste; alto custo; relativamente quebradiço. Aplicação
– Usinagem em aços duros; usinagem de desbate e de
acabamento; peças de ferro fundido coquilhado;
componentes com superfície endurecida.
- Diamante: Características marcante: São os materiais que
apresentam maior dureza, materiais em que podem ser
empregados: Usinagem de latão, bronze, borracha, vidro,
plástico, etc. Não utilizado para ferroso devido a afinidade
do carbono. Não pode ser usado em processo com
temperatura superior a 900ºC devido a grafitização do
diamante.
 
- Mecanismo de formação do cavaco: 1 – Contínuo (Mat.
Dúcteis); 2 – Cisalhado (Condição ideal); 3 – Ruptura
(Mat. Frágil); Formas de cavaco: fita, helicoidal, espiral,
lasca.
- Desgastes: Flanco, Entalhe e cratera (Esperado ocorre no
processo); Avarias: 1 Deformação, 2 Quebra, 3
Lascamento, 4 Trinca (térmica ou mecânica).
- Flanco: Desgate que ocorre na superfície de folga da
ferramenta, todo processo de usinagem ocorre desgaste de
flanco.
- Abrasão,APC (para minimizar utiliza ferramenta mais
resistente ao desgaste) aumenta VC se for APC, se não,
diminui VC para reduzir temperatura na região de corte.
- Entalhe: Ocorre nas lateriais da ferramenta devido a
oxidação (ar/agua) (minimizar fluido anti oxidante)
reduzir a VC para diminuir temperatura.
- Cratera: Ocorre na superfície de saída da ferramenta,
devido ao atrito entre ferramenta e cavaco. Difusão (para
minimizar utilizar cobertura de óxido de AL) afinidade
com altas temperaturas do material da ferramenta e da
peça.
- Deformação plástica: ocorre devido a alta pressão de
corte mais alta temperatura na região de corte (para
minimizar diminuir VC e classe de ferramenta com
resistência a quente.)
- Lascamento: Ocorre a retirada de uma só vez do material
da ferramenta. Ferramenta frágil, geométrica gráfil (raio
de ponta, cunha e ângulo do ponta) minimizar mais
robustez, corte interrompido (1ºcontato suave.)
- Quebra: Ocorre inesperadamente, geralmente em
ferramenta muito dura. Carga excessiva sobre a ferramenta
(raio de ponta e ângulo de ponta pequeno) corte
interrompido, parada do movimento de corte, canais
entupidos.
- Trinca térmica: Ocorre devido a variação de temperatura,
as marcas aparecem perpendicular a aresta de corte. Para
minimizar utilizar uma classe mais terraz, muito fluido ou
nada de fluido.
- Trinca mecânica: Ocorre devido a variação da espessura
de corte (típico de fresamento) choque da ferramenta
(corte interrompido) para minimizar utilizar ferramenta
mais terraz, reduzir avanço, maior rigidez de fixação peça
mais ferramenta.
 
- Vida da ferramenta é o tempo que a mesma trabalha
efetivamente, até perder sua capacidade de corte, dentro de
um critério previamente estabelecido. Fatores que
determinam um valor limite de desgaste para o fim da vida
da ferramenta são: Desgaste e/ou avarias receia a quebra
(desbaste); Não é possível obter tolerância e/ou
acabamento da peça (acabamento); A temperatura
ultrapassa aquela em que a aresta perde o corte (aço
rápido); Aumento da força faz exceder a potência da
máquina ou gera vibração.
- Fatores que influenciam na vida da ferramenta: A
velocidade de corte é o parâmetro que mais influencia no
desgaste, pois aumenta o calor no processo sem aumentar
a área da ferramenta que irá receber este calor; Avanço
também aumenta a temperatura no processo, porém
também aumenta a área que receberá este calor;
Profundidade do corte tem menor influencia no desgaste,
pois não mexe com a energia (calor).
- Para melhorar vida útil da ferramenta: Otimizar a
profundidade de corte ex: torneamento externo de 12mm;
Otimizar o avanço – tempo de corte mais curto, logo
menor energia (calor) no processo; Reduzir a velocidade
de corte para reduzir o calor; Profundidade de corte –
muito pequena: perda no controle, vibração, calor
excessivo, não é econômico; Avanço – muito leve,
cavacos em forma de fita, APC, não é econômico, rápido;
Velocidade de corte – muito baixa.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
- Soldagem: É o processo de união de materiais usada para
obter a coalescência (união) localizada de metais e não
metais, produzida por aquecimento até uma temperatura
adequada, com ou sem a utilização de pressão e/ou
material de adição.
- Soldabilidade: é a facilidade que os metais tem de se
unirem por meio de soldagem e de formarem uma série
contínua de soluções sólidas coisas, mantendo as
propriedades mecânicas dos materiais originais.
(Composição química; controle de temperatura;
tratamento posterior; peculariedades de cada material.
 
 
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- Eletrodo revestido (Soldagem arco elétrico): É um
processo de soldagem por fusão em que a fonte de calor
é gerada por um arco elétrico formado entre um
eletrodo e a peça a ser soldada. Vantagem: processo
versátil, pois adapta-se a materiais de diversas
espessuras e em qualquer posição de trabalho; O
equipamento necessário tem custo relativamente baixo;
Seu emprego é indicado tanto dentro da fábrica como
em campo; Usada nas industrias naval, ferroviária,
metalomecânica e da construção civil; É utilizado para
soldar diversos tipos de materiais, aços carbono, aço de
baixa liga, aços inoxidáveis. Desvantagens: Processo
manual, depende da habilidade do soldados, implica em
menor controle dos parâmetros de soldagem, como
Zona termicamente afetada
Metal de base
Zona fundida
Zona de ligação
Cobre-junto
 
 
 
corrente de soldagem; Baixa produtividade, pela sua
baixa taxa de deposição e baixa taxa de ocupação do
soldador (tempo com o arco aberto pelo tempo total de
soldagem);Gera grande volume de gases e fumos
durante o processo; Cuidados com os eletrodos
revestidos – Absorção de umidade pode comprometer o
desempenho de alguns tipos de eletrodos.
- Eletrodo: Constituido de um núcleo metálico chamado
alma, que pode ser ou não da mesma natureza do metal-
base, pois o revestimento entre outras coisas, pode
complementar sua composição química.
- Revestimento: Composto de elementos de liga e
desoxidantes, estabilizadores de arco, formadores de
escória, materiais fundentes e de materiais que formam
a atmosfera protetora. Funções do revestimento: 1
reduzir a velocidade de solidificação, por meio da
escória. 2 – Proteger contra a ação da atmosfera e
permitir a desgaseificação do metal de solga por meio
de escória. 3 – facilitar a abertura do arco, além de
estabiliza-lo. 4 – introduzir elementos de liga no
deposito e desoxidar o metal. 5 – facilitar a soldagem
em diversas posições de trabalho. 6 – guiar as gotas em
fusão na direção da peça de fusão.