Lista de exercicios Aula 5

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UNIVERSIDADE FEDERAL DOS VALES DO JEQUITINHONHA E MUCURI
INSTITUTO DE CIÊNCIA E TECNOLOGIA
LISTA DE EXERCÍCIOS AULA 5
Formação dos cavacos
 Disciplina: EME 108 – Tecnologias de Usinagem 
 Docente: Ricardo Augusto Gonçalves
 Discentes: Anne Caroline Froes Amaral – 20171020039
 Ariane Keyla da Silva – 20162020013
 Bernardo de Oliveira Samari Silva – 20162020070
 Camila Botelho Brozinga - 20092020021
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Diamantina
2021
1. Apresente e discuta a influência dos principais parâmetros de corte sobre a forma do cavaco gerado durante o processo de usinagem.
As formas de cavaco são diretamente afetadas pelos parâmetros de avanço e profundidade, pois, um aumento na velocidade de corte, redução no avanço ou aumento no ângulo de saída tende a mudar diretamente a forma do cavaco, da direita para a esquerda, produzindo assim cavacos em fitas, ou contínuos, como pode ser apresentado nas figuras a seguir retiradas do livro Teoria da Usinagem dos Materiais (2015), a Figura 1- Formas de cavacos produzidos na usinagem e a Figura 2 - efeito do avanço e da profundidade de corte na forma dos cavacos.
Figura 1: Formas de cavacos produzidos na usinagem.
 
Fonte: Teoria da Usinagem dos Materiais (2015).
Figura 2: Efeito do avanço e da profundidade de corte na forma dos cavacos.
Fonte: Teoria da Usinagem dos Materiais (2015).
2. Quais são os problemas da formação de cavacos muito longos? Como pode ser feito o controle do cavaco?
Formas de cavacos longos são as maiores causadoras de transtornos quanto à segurança de produtividade, necessitando assim de muito cuidado e atenção ao seu controle, e o método mais utilizado para produzir cavacos curtos, melhorando a segurança de produtividade, é a utilização de quebra cavacos. Estes quebra cavacos modificam a superfície de saída das ferramentas acentuando a curvatura dos cavacos levando-os à quebra, podendo ser postiços ou integrais. Outro método utilizado para melhoria da segurança de produtividade é a variação na velocidade de avanço, criando assim uma situação semelhante à da furação intermitente, e em ambos se reduz à zero a velocidade de avanço, quebrando o cavaco através da concentração de tensão, porém para o ultimo necessita-se de uma máquina CN com programa apropriado.
3. O que é a interface cavaco/ferramenta? As principais zonas identificadas nesta interface são as zonas de aderência e escorregamento. Apresente as principais características destas zonas e quais condições influenciam a presença de cada uma delas com base no atrito no corte dos metais.
A interface cavaco/ferramenta 
A formação do cavaco é um processo periódico, com cada ciclo dividido em quatro eventos distintos, sendo o último o movimento do cavaco sobre a superfície de saída da ferramenta. As condições nas quais esse escorregamento acontece têm influências marcantes em todo o processo. É preciso, portanto, entender como se processa o movimento do cavaco ao longo da superfície de saída da ferramenta. Em condições usuais de corte, a pressão normal à superfície de saída da ferramenta é, geralmente, bastante elevada. Estudos sobre esse fenômeno têm se mostrado um grande desafio, principalmente por conta das altas velocidades de saída dos cavacos e pelas reduzidíssimas áreas de contato ferramenta/cavaco.
Quem mais difundiu a teoria das condições da interface ferramenta/cavaco, nos meios científicos, foi Trent, que desde 1963 identificou e definiu com muita competência a “zona de aderência” e a “zona de escorregamento”. A Figura 3.18 identifica essas duas zonas: linha BC = aderência; linha CD = escorregamento. 
 A zona de aderência se estende da aresta de corte para dentro da superfície de saída da ferramenta, com uma zona de escorregamento se desenvolvendo ao longo de sua periferia. Nessa zona existe um gradiente de velocidade iniciando-se com uma camada estacionária de material em contato com a ferramenta com uma espessura da ordem de 0,01 mm a 0,10 mm (espessura da zona de fluxo), a partir da qual a velocidade assume o valor da velocidade de saída do cavaco (vcav ). As “condições de aderência” devem ser admitidas como inevitáveis para a usinagem de, praticamente, todos os materiais (exceto alguns de corte fácil), e utilizando-se qualquer tipo de ferramenta de corte. Altas tensões de compressão, grandes quantidades e altas taxas de deformação, que provocam altas temperaturas na interface ferramenta/cavaco, bem como a pureza do material da peça em contato com a ferramenta, promovem ligações atômicas nessa interface, causando aderência.
Na zona de escorregamento, a área real (AR) é muito menor que a área aparente (A), constatando que há a presença do regime I, bem como que a zona de intenso fluxo de material está ausente, porque as ligações que se formam são mais fracas que as ligações internas dos materiais da peça e da ferramenta. A presença de condições de escorregamento na periferia da área de contato ferramenta/cavaco se deve às baixas tensões de compressão atuando nessas regiões, em geral decorrentes de baixas velocidades de corte, o que não favorece a presença do regime III.
Em determinadas condições, a zona de aderência pode ser suprimida, prevalecendo apenas a condição de escorregamento ou zona de escorregamento.
4. O que é uma APC? Em que situações ela surge? Ela é benéfica ou maléfica para o processo de usinagem?
APC é a aresta postiça de corte. Quando se usina com velocidades de corte intermediárias, um fenômeno conhecido como APC pode ocorrer na interface ferramenta/cavaco. Existem evidências de que a APC é contínua com o material da peça e do cavaco, em vez de ser um corpo separado de material encruado sobre o qual o cavaco se escoa. A formação da APC é um fenômeno que envolve deformação plástica, encruamento e formação de micro trincas. Esses fatores são fortemente afetados pelas condições de corte e temperatura. O escorregamento deve ocorrer em toda a região de contato ferramenta/cavaco, a baixas velocidades de corte, e na periferia da zona de aderência, a altas velocidade de corte. A APC estará presente em velocidades de corte intermediárias, e a zona de fluxo (presente em condições de aderência) se formará em altas velocidades de corte. O fenômeno da APC não é observado no corte de metais puros.
As dimensões da APC já foram muito estudadas e o gráfico da Figura 3.26 representa a variação das dimensões da APC com a velocidade de corte, normalmente encontrada na literatura.
Nota-se que a dimensão da APC cresce até atingir um valor máximo, a partir do qual começa a diminuir até o valor de velocidade de corte crítica, (vccrítica) , onde a APC desaparece completamente. Observa-se que para velocidades de corte menores, à esquerda do valor de dimensão máxima, a APC se encontra em “regime estável”, enquanto para valores de velocidade de corte maiores, à direita do valor de dimensão máxima, ela se encontra em um “regime instável”, isto é, existe uma frequência de aparecimento e desaparecimento da APC. Essa frequência aumenta à medida que se aproxima do valor de velocidade de corte crítica, quando ela desaparece por completo.
Tendo em vista que a presença da APC altera a geometria da cunha cortante, o que afeta todo o processo de usinagem (força, temperatura, desgaste das ferramentas e acabamento superficial) ela pode ser tanto maléfica quanto benéfica. Considerando que se esta for estável, ela protege a superfície de saída da ferramenta. Assim, o desgaste é provocado apenas por adesão e abrasão na superfície de folga, causado por partes da APC que se arrastam por entre a superfície de folga da ferramenta e da peça, tornando se benéfica. Contudo, no caso de a APC ser instável, ou seja, formar e desaparecer com determinada frequência, na sua existência, um outro importante mecanismo de desgaste, que envolve a aderência e o arrastamento de micropartículas (attrition wear), estará presente e acelerará o desenvolvimento de desgaste na superfície de saída, sendo consideradamaléfica.
Referências Bibliográficas
MACHADO, Álisson Rocha; ABRÃO, Alexandre Mendes; COELHO , Reginaldo Teixeira; DA SILVA, Márcio Bacci. Teoria da usinagem dos materiais. 3. ed. rev. e atual. São Paulo: Edgard Blücher Ltda., 2015. 403 p. ISBN 978-85-212-0846-4. Disponível em: https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788521208440/cfi/4!/4/4@0.00:46.3. Acesso em: 22 fev. 2021.