Usinagem pb

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USINAGEM
Usinagem é um 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 à peça uma precisão 
dimensional e um acabamento superficial que 
não podem ser obtidos por nenhum outro 
processo de fabricação.
É por este motivo que a maioria das peças, mesmo 
quando obtidas através de outros processos, 
recebe seu formato final através de usinagem.
USINAGEM
USINAGEM
Movimentos da Usinagem
Movimento de corte:
É o movimento entre a ferramenta e a peça que, 
sem a ocorrência concomitante do movimento de 
avanço, provoca remoção de cavaco durante uma 
única rotação ou um curso da ferramenta.
USINAGEM
Movimentos da Usinagem
Movimento de avanço :
É o movimento entre a ferramenta e a peça que, 
juntamente com o movimento de corte, possibilita 
uma remoção contínua do cavaco durante varias
rotaçōes ou cursos da ferramenta.
USINAGEM
Movimentos da Usinagem
Movimento efetivo de corte:
É o movimento entre a ferramenta e a peça, a
partir do qual resulta o processo de usinagem.
Quando o movimento de avanço e continuo, o
movimento efetivo e o resultante da composição 
dos movimentos de corte e avanço.
MOVIMENTO EFETIVO
USINAGEM
Movimentos da Usinagem
Movimento de ajuste:
É o movimento entre a ferramenta e a peça, no
qual é predeterminada a espessura da camada
de material a ser removida.
MOVIMENTO DE AJUSTE
USINAGEM
Movimentos da Usinagem
Movimento de correção:
É o movimento entre a ferramenta e a peça, 
empregado para compensar alterações de
posicionamento devidas, por exemplo, ao
desgaste da ferramenta, que podem acontecer
durante o processo.
USINAGEM
Movimentos da Usinagem
Movimento de aproximação:
É o movimento entre a ferramenta e a peça, 
com o qual a ferramenta, antes do início da
usinagem, é aproximada da peça.
USINAGEM
Movimentos da Usinagem
Movimento de recuo:
É o movimento entre a ferramenta e a peça, 
com o qual a ferramenta, após a usinagem, 
é afastada da peça.
USINAGEM
Movimentos da Usinagem
Tanto os movimentos ativos como passivos 
são importantes, pois a eles estão associados
tempos que, somados, resultam no tempo total
de fabricação.
Cálculo da Velocidade de Corte
1000
Π.d.nvc =
Vc = velocidade de corte [m/min]
d = diâmetro da peça (ferramenta) [mm]
n = rotação da peça (ferramenta) [rpm]
Cálculo da Velocidade de Avanço
.f
Π.d
1000.vf.nv cf ==
Vf = velocidade de avanço [mm/min]
f = avanço [mm/rot]
Cálculo do Tempo de Corte
(tempos ativos)
c
ff
f
f
1000.f.v
Π.d.I
f.n
I
v
Itc ==
tc = tempo de corte [min]
If = percurso de avanço [mm]
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.
Cálculo da Seção Transversal de Corte
.faΑ p=
A= área da seção transversal de um cavaco a ser
removido [mm²]
ap= profundidade ou largura de usinagem, medida
perpendicularmente ao plano de trabalho [mm]
Exercício
Dados de um torneamento cilDados de um torneamento cilííndrico:ndrico:
Comprimento a usinar: 500 mm.Comprimento a usinar: 500 mm.
Velocidade de corte recomendada: 32 m/minVelocidade de corte recomendada: 32 m/min
AvanAvançço: 0,8 mm/roto: 0,8 mm/rot
Profundidade: 3 mmProfundidade: 3 mm
RotaRotaççoes disponoes disponííveis no torno: 70 veis no torno: 70 –– 100 100 –– 120 120 –– 150 150 
–– 175175--200200
Calcular o tempo ativo de corte.Calcular o tempo ativo de corte.
Nomenclatura da Ferramenta de Corte
Superfície principal de folga
Cunha de corte
Superfície de saídaAresta de corte
Nomenclatura da Ferramenta de Corte
Superfície principal de folga
Ponta de corte
Cabo
Aresta principal de corte
Aresta secundária de corte
Superfície secundária de folga
Sistemas de Referencia da Ferramenta
Ponto de corte escolhido
Pr
Plano de referencia
Direção admitida de corte
Sistemas de Referencia da Ferramenta
Plano de cortePs
Aresta de corte
Sistemas de Referencia da Ferramenta
Plano Ortogonal
Ps
Po
Sistemas de Referencia da Ferramenta
Plano de Trabalho
direção avanço
Pf
Plano Dorsal
Sistemas de Referencia da Ferramenta
Pp
Ângulos da Parte de Corte
Ps
PfXr
Xr = Ângulo de posição da ferramenta
Ângulos da Parte de Corte
εr
Ps
εr = Ângulo de ponta da ferramenta
Ps’
Ângulos da Parte de Corte
λr
Ps
λr= Ângulo de inclinação da ferramenta
Pr
Ângulos da Parte de Corte
Ângulos
Principais
090=++ γβα
Ângulos da Parte de Corte
Ângulos Principais
α
α
β
β
γ
γ
Mecanismo de formação do cavaco
A formação do cavaco influencia diversos fatores
ligados a usinagem, tais como:
• Desgaste da ferramenta
• Esforços de corte
• Calor gerado na usinagem
• Penetração do fluido de corte, etc
Mecanismo de formação do cavaco
Assim estão envolvidos com o processo de formação
de cavaco os seguintes aspectos:
• Econômicos
• Qualidade da peca
• Segurança do Operador
• Utilização adequada da máquina, etc
A formação do cavaco é um 
fenômeno cíclico
1) recalque (deforma1) recalque (deformaçção elão eláástica)stica)
2) deforma2) deformaçção plão pláásticastica
3) ruptura (cisalhamento)3) ruptura (cisalhamento)
4) movimento sobre a superf4) movimento sobre a superfíície de sacie de saíídada
Mecanismo de formação do cavaco
O corte dos metais envolve o cisalhamento concentrado
ao longo de um plano chamado plano de cisalhamento.
O ângulo entre o plano de cisalhamento e a direção de
de corte é chamado de ângulo de cisalhamento (Ø).
Quanto maior a deformação do cavaco sendo formado,
menor será Ø e maior será o esforço de corte.
Mecanismo de formação do cavaco
Ø
Plano de cisalhamento
Ângulo de cisalhamento
Tipos de cavaco
De ruptura ContínuoDe cisalhamento
Aço
Ferro
fundido Aço
O fenômeno de formação do cavaco é periódico
Mecanismo de formação do cavaco
Quanto menor o ângulo de saída da ferramenta,
maior será o comprimento de contato cavaco-
superfície de saída da ferramenta e maior a zona
chamada de aderência.
Conseqüência: Maior temperatura de corte e maior
força de usinagem. 
Fontes de Calor
FERRAMENTA
PEÇA
Zona primária 
(cisalhamento)
Zona secundária 
(cisalhamento/atrito)
Zona terciária 
(atrito)
Distribuição de Calor
Mecanismo de formação do cavaco
Controle da Forma do Cavaco
Problemas relacionados Problemas relacionados àà forma do cavaco: forma do cavaco: 
SeguranSegurançça do Operadora do Operador
PossPossííveis danos veis danos àà ferramenta e ferramenta e àà pepeççaa
Dificuldades de manuseio e armazenagem Dificuldades de manuseio e armazenagem 
do cavacodo cavaco
ForForçças de corte, temperatura e vida da as de corte, temperatura e vida da 
ferramentaferramenta
Mecanismo de formação do cavaco
Contínuo: O ângulo de saída deve ser grande
De ruptura: O ângulo de saída deve ser baixo, nulo
ou negativo.
De ruptura ContínuoDe cisalhamento
Aço
Ferro
fundido Aço
Ângulos de saída positivos e negativos
Ângulos de saída positivos e negativos
Formas assumidas pelos cavacos 
contínuos e de cisalhamento
•Em fita
•Helicoidal
•Em pedaços
Mecanismo de ruptura do cavaco
A melhor maneira de se promover a curvatura 
vertical do cavaco, para causar a sua ruptura 
é a colocação de um obstáculo no caminho do 
fluxo do cavaco, chamado de quebra-cavaco
A diminuição do ângulo de saída e/ou 
inclinação da ferramenta e o aumento do 
atrito cavaco-ferramenta, também promovem 
a curvatura vertical 
Mecanismo de ruptura do cavaco
Pastilha
Quebra-cavaco
Os quebra-cavacos podem ser moldados na superfície de saída 
da ferramenta ou postiços
Mecanismo de formação do cavaco
A curvatura lateral do cavaco também pode 
ajudar na sua ruptura.
Isto pode ser causado por um gradiente 
favorável da velocidade de corte, como no 
caso do torneamento de peças de pequeno 
diâmetro com alta profundidade de corte.
Um aumento da relação avanço/profundidade, 
quando o ângulo de saídafor pequeno, 
também induz a esse tipo de curvatura.
Mecanismo de formação do cavaco
A quebra do cavaco ocorre quando a 
deformação aplicada ao cavaco 
alcançar a deformação limite de 
ruptura do material ( )rε
)
1R
1
0R
1.(Dα.hrε −≤
Onde:
hD= espessura do cavaco
= distância entre a linha neutra e a superfície do cavaco
Dh.α
Ro = raio de curvatura do cavaco
R1 = menor valor de Ro que evita o choque com o porta-ferramenta
Influência da velocidade de corte 
na quebra do cavaco
• Em baixas velocidades de corte os cavacos 
geralmente apresentam boa curvatura, 
quebrando com facilidade.
• Quando as velocidades aumentam, no caso de 
materiais dúcteis, pode haver maior dificuldade 
para a quebra.
Influência da profundidade de 
usinagem na quebra do cavaco
• Grandes profundidades de usinagem facilitam a 
quebra do cavaco.
• A relação entre o raio da ponta da ferramenta e 
a profundidade de usinagem influencia na quebra 
do cavaco:
ap/r pequeno = dificuldade na quebra
ap/r grande = facilidade na quebra
r
Forças de Usinagem
Fu
Ff
Fp
Fc=Fap
Ft
FU=força de usinagem
Ft=força ativa.
Fp=força passiva
Fc=força de corte
Ff=força de avanço
Fap=força de apoio
Potências de Usinagem
Potência de Corte
]kW[
.
V.F cc
31060
=cP
Fc [N] e Vc [m/min]
Potências de Usinagem
Potência de Avanço
]kW[
.
V.F ff
61060
=fP
Ff [N] e Vc [mm/min]
Potências de Usinagem
Como Pf<<<Pc costuma-se dimensionar o motor da
máquina operatriz apenas pela Pc
Potência fornecida pelo motor
η
= c
PPm
=η 60% a 80% para máquinas convencionais e 
90% para máquinas CNC
Potências de Usinagem
A força de corte pode ser expressa pela relação:
A.KF s=c
Ks = Pressão específica de corte
A = b.h = ap.f = Área da seção de 
corte
Fatores que influenciam Ks
Material da peça:
%C > = > Ks
%P, Pb, B > = < Ks
Fatores que influenciam Ks
Material da Ferramenta: Variação desprezível
Geometria da ferramenta:
> γ = < Ks
> λ = < Ks
1. A influência desses ângulos é marcante para
usinagem de metais dúcteis.
2. A influência desses ângulos é desprezível para
usinagem de metais frágeis.
3. Recomenda-se, ainda: 
05≅α
Fatores que influenciam Ks
Seção de corte (ap.f): 
> A = < Ks
1. Isso ocorre principalmente devido ao aumento
de f.
100
200
400
500
600
300
Ks
[k
gf
/m
m
²
St 70
0 0,2 0,80,4 0,6
Avanço [mm/rot]
Fatores que influenciam Ks
Velocidade de corte: 
Ks
[k
gf
/m
m
²
150 Vc [m/min]
Fatores que influenciam Ks
Desgaste Frontal (de flanco) da ferramenta, para 
determinado avanço.
Ks
[k
gf
/m
m
²
Desgaste [µm]
Cálculo da pressão específica de corte - Ks
Segundo Kienzle Ks é função da espessura de corte h
zh. −= s1KKs
b.h.Kb.h.KF zss
−==∴ 11c
Cálculo da pressão específica de corte - Ks
A tabela que se segue foi elaborada com Vc=90 a 120 m/min e 
h=0,1 a 1,4 mm, usando-se ferramenta de metal duro sem 
fluido de corte, com a geometria mostrada abaixo 
geometriageometria %% XrXr γγ λλ AAp[mm]p[mm]
p/ap/aççoo 55°° 7979°° 66°° -- 44°° 11
p/fofop/fofo 55°° 8080°° 22°° -- 44°° 11
Cálculo da pressão específica de corte - Ks
MaterialMaterial σσt [t [N/mmN/mm²²]] 11--zz KKs1s1
AAçço 1030o 1030 520520 0,740,74 19901990
10401040 620620 0,830,83 21102110
10501050 720720 0,700,70 22602260
10451045 670670 0,860,86 22202220
10601060 770770 0,820,82 21302130
86208620 770770 0,740,74 21002100
43204320 630630 0,700,70 22602260
41404140 730730 0,740,74 25002500
41374137 600600 0,790,79 22402240
61506150 600600 0,740,74 22202220
FofoFofo HRcHRc = 46= 46 0,810,81 20602060
Exercício
Determinar a potência do motor de um torno universal
que deve fazer um torneamento cilíndrico em uma barra
de aço 8620 com diâmetro 50 mm.
Parâmetros de corte: Vc = 110 m/min, ap = 1,4 mm e 
f = 0,4 mm/rot.
Ferramenta: Metal duro s/fluido de corte.
Rendimento mecânico da transmissão do motor à árvore
principal: 70%.
USINAGEM
Tipos de Ferramentas de Tornear
Sangrar FacearDesbastar
Rosquear Perfilar
Tornear interno
Sangrar
	USINAGEM
	USINAGEM
	USINAGEM
	USINAGEM
	USINAGEM
	USINAGEM
	USINAGEM
	USINAGEM
	USINAGEM
	USINAGEM
	Cálculo da Velocidade de Corte
	Cálculo da Velocidade de Avanço
	Cálculo do Tempo de Corte(tempos ativos)
	Cálculo dos Tempos Passivos
	Cálculo da Seção Transversal de Corte
	Exercício
	Nomenclatura da Ferramenta de Corte
	Nomenclatura da Ferramenta de Corte
	Sistemas de Referencia da Ferramenta
	Sistemas de Referencia da Ferramenta
	Sistemas de Referencia da Ferramenta
	Sistemas de Referencia da Ferramenta
	Sistemas de Referencia da Ferramenta
	Ângulos da Parte de Corte
	Ângulos da Parte de Corte
	Ângulos da Parte de Corte
	Ângulos da Parte de Corte
	Ângulos da Parte de Corte
	Mecanismo de ruptura do cavaco
	Influência da velocidade de corte na quebra do cavaco
	Influência da profundidade de usinagem na quebra do cavaco
	Forças de Usinagem
	Potências de Usinagem
	Potências de Usinagem
	Potências de Usinagem
	Potências de Usinagem
	Fatores que influenciam Ks
	Fatores que influenciam Ks
	Fatores que influenciam Ks
	Fatores que influenciam Ks
	Fatores que influenciam Ks
	Cálculo da pressão específica de corte - Ks
	Cálculo da pressão específica de corte - Ks
	Cálculo da pressão específica de corte - Ks
	Exercício
	USINAGEM