AULA 3 - VARIÁVEIS ATUANTES NO PROCESSO DE USINAGEM

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PRÁTICAS INDUSTRIAIS
Escola: ARQUITETURA, ENGENHARIA E TI (EAETI)
Curso: Engenharia Mecânica
Professor: Samuel Deoteronio da Silva
AULA 3:
VARIÁVEIS ATUANTES NO PROCESSO DE USINAGEM
Movimentos na Usinagem
Movimento de corte (c): É o movimento entre a ferramenta
e a peça que provoca remoção de cavaco durante uma
única rotação ou um curso da ferramenta.
Geralmente este movimento ocorre através da rotação da
peça (torneamento) ou da ferramenta (fresamento).
Movimento de avanço (f):
É o movimento entre a ferramenta e a peça que,
juntamente com o movimento de corte, possibilita uma
remoção contínua do cavaco ao longo da peça.
Movimentos na Usinagem
Movimento efetivo de corte (e):
Resultante dos movimentos de corte e avanço, realizados
ao mesmo tempo.
Movimentos na Usinagem
Movimento de aproximação: realizado entre a peça e a aresta
de corte, por meio do qual ambas se aproximam antes da
usinagem.
Movimento de ajuste: realizado entre a peça e a aresta de corte
para determinar a espessura de material a ser retirada.
Movimento de correção: realizado entre a peça e a aresta de
corte para compensar o desgaste da ferramenta ou outra
variação (térmica, por exemplo).
Movimento de recuo: realizado entre a peça e a aresta de corte
com o qual a ferramenta, após a usinagem, é afastada da peça.
Movimentos Passivos na Usinagem
Tanto os movimentos ativos como passivos são
importantes, pois eles estão associados a tempos
que, somados, resultam no tempo total de
fabricação.
Movimentos na Usinagem
Direção dos movimentos no torneamento:
Direção dos movimentos
Direção dos movimentos na furação:
Direção dos movimentos
Direção dos movimentos no fresamento tangencial
discordante.
Direção dos movimentos
Percursos da ferramenta na peça
Percurso de corte (Lc): é o espaço percorrido pelo ponto de referência da
aresta cortante sobre a peça, segundo a direção de corte.
Percurso de avanço (Lf): é o espaço percorrido pelo ponto de referência da
aresta cortante sobre a peça, segundo a direção de avanço. Nos casos em
que há movimento de avanço principal e lateral, devem-se distinguir os
componentes do percurso de avanço.
Percurso efetivo (Le): é o espaço
percorrido pelo ponto de referência
da aresta cortante sobre a peça,
segundo a direção efetiva de corte.
Velocidades
Velocidade de corte (vc): é a velocidade instantânea do
ponto de referência da aresta cortante da ferramenta,
segundo a direção e o sentido de corte.
= diâmetro da peça ou da ferramenta em mm
= número de rotações por minuto (rpm)
Velocidades
Velocidade de avanço (vf): é a velocidade instantânea do
ponto de referência da aresta cortante da ferramenta,
segundo a direção e o sentido do avanço.
= avanço em mm/rev (mm por revolução)
= número de rotações por minuto (rpm)
Velocidades
Velocidade efetiva de corte (ve): é a velocidade instantânea
do ponto de referência da aresta cortante da ferramenta,
segundo a direção e o sentido efetivo do corte.
= velocidade de corte
= velocidade de avanço
Dados de um torneamento cilíndrico:
o Comprimento a usinar: 500 mm.
o Diâmetro da peça: 80 mm
o Velocidade de corte recomendada: 32 m/min
o Avanço: 0,8 mm/rot
o Profundidade: 3 mm
o Rotações disponíveis no torno: 70 – 100 – 120 – 150 – 175-200 rpm.
Calcular a rotação apropriada.
Exemplo
௖
127,3 rpm
A rotação mais apropriada é de 120 rpm
• ௖ é calculada para 120 rpm
௖
ࢉ
Cálculo do tempo ativo:
= tempo de corte (min)
= percurso de avanço (mm)
= velocidade de avanço (mm/min)
Tempos de usinagem
Cálculo dos tempos passivos:
Os tempos passivos nem sempre podem ser calculados.
Geralmente são estimados por técnicas específicas que
estudam os movimentos e a cronometragem dos tempos a
eles relacionados, estabelecendo os chamados tempos
padrões.
Tempos de usinagem
Dados de um torneamento cilíndrico:
o Comprimento a usinar: 500 mm.
o Diâmetro da peça: 80 mm
o Velocidade de corte recomendada: 32 m/min
o Avanço: 0,8 mm/rot
o Profundidade: 3 mm
o Rotações disponíveis no torno: 70 – 100 – 120 – 150 – 175-200 rpm.
Calcular o tempo ativo de corte.
Exemplo
ࢉ
௖
௙
௙
௙
௖
O tempo ativo de corte é de 
5,2 minutos.
Conceitos auxiliares
Plano de trabalho (Pfe): é o plano que, passando pelo
ponto de referência, contém as direções de corte e de
avanço. Nele se realizam os movimentos que tomam parte
na retirada de cavaco.
Conceitos auxiliares
Ângulo da direção de avanço ( ): formado entre a direção de
avanço e a direção de corte. Nem sempre a direção de avanço é
perpendicular à direção de corte, assim, por exemplo, no
fresamento, esse ângulo varia durante o corte.
Ângulo da direção efetiva
de corte ( ): formado entre
a direção efetiva de corte e
a direção de corte.
Conceitos auxiliares
Fresamento tangencial concordante:
Conceitos auxiliares
Superfícies em usinagem principal e secundária:
Grandezas de corte
São as grandezas que devem ser ajustadas na máquina direta ou
indiretamente.
Avanço:
O avanço ( ) é o percurso de avanço em cada volta (mm/rev.) ou
em cada curso da ferramenta. No caso de ferramentas que
possuem mais de um dente, como a fresa, distingue-se ainda o
avanço por dente ( ), que representa o percurso avanço de
cada dente medido na direção do avanço da ferramenta.
= número de dentes
Avanço:
O avanço por dente pode ser decomposto no avanço de
corte ( ) e no avanço efetivo de corte ( ).
Grandezas de corte
Profundidade ou largura de usinagem ( :(࢖
É a profundidade ou largura de penetração da ferramenta na peça, medida
em uma direção perpendicular ao plano de trabalho.
Penetração de trabalho ( :(ࢋ
É a penetração da ferramenta
em relação à peça, medida no
plano de trabalho em uma direção
perpendicular à direção de avanço.
Penetração de avanço ( :(ࢌ
É a grandeza de penetração da
ferramenta medida no plano de
trabalho e na direção de avanço.
Grandezas de corte
Cálculo da Seção Transversal de Corte:
= área da seção transversal de um cavaco a ser removido [mm²]
= profundidade ou largura de usinagem,
medida perpendicularmente ao plano
de trabalho [mm]
Seção Transversal de Corte
Taxa de Remoção de Material
A taxa de remoção de materiais TRM é definida a partir de
3 parâmetros.
= velocidade de corte (m/min)
= avanço de corte (m)
= profundidade ou largura de usinagem (m)
Conceitos auxiliares referentes à peça
Superfície de Corte: são as
superfícies geradas na peça pela
ferramenta. As superfícies de corte
que permanecem na peça
constituirão as superfícies
trabalhadas.
Superfície principal de corte: é a
superfície gerada pela aresta
principal de corte da ferramenta.
Superfície lateral de corte: é a
superfície gerada pela aresta lateral
de corte da ferramenta.
Grandezas relativas ao cavaco
Largura de corte (b): é a largura da seção transversal de corte a
ser retirada, medida na superfície de usinagem.
೛
é o ângulo de posição da aresta principal de corte.
Espessura de corte (h): é a espessura calculada na seção
transversal de corte a ser retirada.
Seção transversal de corte (A): é a área calculada na seção
transversal de um cavaco a ser retirado.
Grandezas relativas ao cavaco
௔೛
௦௘௡ఞ
௣ ௖
ଶ
ଶ
Largura de corte (b):
Espessura de corte (h):
Seção transversal de corte (A):
Geometria da ferramenta de corte
As normas que tratam da geometria da cunha de corte de
ferramentas de usinagem são a NBR 6163 e a DIN 768.
PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA FERRAMENTA
Cunha Cortante ou Gume Cortante: é a parte da
ferramenta na qual o cavaco se origina através do
movimento relativo entre a ferramenta e peça. As arestas
que limitam as superfícies da cunha são arestas de corte.
Estas podem ser retilíneas, angulares ou curvilíneas.
Geometria da ferramenta de corte
SUPERFÍCIES:
Superfícies de folga: são as superfícies da cunha cortante que
defrontam com as superfícies de corte. São também chamadas
superfícies de incidência. Estas superfícies podem ter um
chanfro junto à aresta de corte.
Superfície de saída: é a superfície
da cunha cortante, sobre a qual ocavaco se forma.
Geometria da ferramenta de corte
ARESTAS
Aresta principal de corte: é a aresta de corte cuja cunha de corte
correspondente indica a direção de avanço no plano de trabalho.
Aresta secundária de corte: é a aresta de corte,
cuja cunha de corte correspondente
não indica a direção de avanço no
plano de trabalho.
Geometria da ferramenta de corte
PONTAS
Ponta de corte: é a ponta na qual se encontram a aresta principal e a
lateral de corte de uma mesma superfície de saída.
Arredondamento da ponta: é feito com um raio r, medido no plano
de referência da ferramenta.
Chanframento da ponta: No lugar
do arredondamento da ponta
de corte é executado um
chanframento.
GEOMETRIA DA CUNHA DE CORTE
Geometria da cunha de corte
Geometria da cunha de corte
SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA
Para a determinação dos ângulos na cunha cortante
emprega-se um sistema de referência. Este sistema de
referência é constituído por três planos ortogonais,
passando pelo ponto de referência da aresta cortante. São
eles: plano de referência, plano de corte e plano de
medida.
Geometria da cunha de corte
SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA
Plano de referência da ferramenta: é o plano perpendicular à direção
admitida de corte;
Plano de corte da ferramenta:
é o plano perpendicular ao plano
de referência que é tangente ou
contém a aresta de corte da
ferramenta;
Geometria da cunha de corte
SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA
Plano ortogonal da ferramenta ou plano de medida: é o plano ortogonal
aos planos de referência e de corte da ferramenta;
Plano admitido de trabalho: é o plano
perpendicular ao plano de referência
da ferramenta, definido pelas direções
de avanço e de velocidade de corte;
Geometria da cunha de corte
ANGULOS NA CUNHA CORTANTE
Esses ângulos servem para a determinação da posição e da
forma da cunha cortante.
Devem-se distinguir também os ângulos do sistema efetivo
de referência e os ângulos do sistema de referência da
ferramenta.
Os símbolos dos ângulos do sistema efetivo de referência
levam o índice .
Geometria da cunha de corte
ANGULOS MEDIDOS NO PLANO DE REFERÊNCIA
Ângulo de Posição : é o ângulo entre o plano de corte e o plano de
trabalho, medido no plano de referência. Controla o comprimento atuante
na aresta de corte da ferramenta (ângulo pequeno = cavaco fino e maior
força de corte).
Ângulo de Ponta : é o ângulo entre
os planos de corte correspondentes
– planos principal e lateral de corte –
medido no plano de referência.
Geometria da cunha de corte
ANGULOS MEDIDOS NO PLANO DE CORTE
Ângulo de Inclinação :
é o ângulo entre a aresta de corte
e o plano de referência,
medido no plano de corte.
Geometria da cunha de corte
ANGULOS MEDIDOS NO PLANO DE MEDIDA DA CUNHA
CORTANTE
Ângulo de Folga : também é chamado de ângulo de
incidência, é o ângulo entre a superfície de folga e o plano de
corte, medido no plano de medida da cunha cortante.
Geometria da cunha de corte
ANGULOS MEDIDOS NO PLANO DE MEDIDA DA CUNHA
CORTANTE
Ângulo de Cunha : é o ângulo entre a superfície de folga e a
superfície de saída, medido no plano de medida da cunha
cortante.
Geometria da cunha de corte
ANGULOS MEDIDOS NO PLANO DE MEDIDA DA CUNHA
CORTANTE
Ângulo de Saída : é o ângulo entre a superfície de saída e o
plano de referência, medido no plano de medida da cunha
cortante.