conceitos de usinagem

conceitos de usinagem

Faculdade de Engenharia mecânica

Conceitos de usinagem

1.0 - USINAGEM

1.1 - Conceitos Iniciais

1.2 - Usinagem

Os processos de usinagem começaram a ser desenvolvidos quando o homem descobriu que podia transformar movimentos lineares em movimentos de rotação e realizar determinadas tarefas com maior precisão e menor esforço físico.

Figura 1.0 – processo de usinagem

1.3 - Processos Mecânico de Usinagem

Entende-se como o processo mecânico que mediante a remoção de cavaco por determinada ferramenta, visa conferir a uma peça, a forma, as dimensões, ou o acabamento especificados, ou ainda uma combinação qualquer destes três itens.

1.4 - Cavaco

Porção de material removida da peça pela ferramenta, podendo apresentar forma geométrica regular ou irregular.

1.3 – Definições

Ferramenta de Usinagem - Ferramenta constituída de arestas cortantes, destinadas à remoção do cavaco.

Ferramenta Mono-cortante - Caracteriza-se por possuir apenas uma superfície de corte, ou de saída.

Ferramenta Multi- cortante - Possui mais de uma superfíciede corte.

1.4 - Tipos de Operações de Usinagem

1.4.1 – Desbaste

Operação de usinagem anterior ao acabamento, que visa obter dimensões próximas às dimensões finais da peça.

1.4.2 – Acabamento

Operação de usinagem destinada a obter na peça as dimensões finais, um acabamento especificado, ou ambos.

1.5 - Movimentos de Usinagem

1.5.1 - Tipos de movimentos

Para atender ao propósito de uma máquina ferramenta é necessário que se realizem movimentos relativos entre a peça e a ferramenta. Por convenção, os movimentos ocorrem supondo se a peça parada, sendo, portanto, todo o movimento realizado pela ferramenta. Os movimentos relativos entre peça e ferramenta podem ser classificados como ativos ou passivos. Sendo considerados movimentos ativos, aqueles que provocam remoção de material.

1.6 - Movimentos Ativos

Figura 1.1 - torneamento

Figura 1.2 - furação

Figura 1.3 - fresamento

1.6.1 - Movimento de Corte

Movimento entre a ferramenta e a peça que, sem a ocorrência concomitante do movimento de avanço, provoca a remoção do cavaco, durante uma única rotação do curso da ferramenta.

1.6.2 - Movimento de Avanço

Movimento entre a ferramenta e a peça que, juntamente com o movimento de corte, possibilita uma remoção contínua do cavaco, durante várias rotações ou cursos da ferramenta.

1.6.3 - Movimento efetivo de Corte

Movimento resultante dos movimentos de avanço e de corte, realizados simultaneamente.

Movimentos Ativos - Torneamento

Movimentos Ativos - Furação

Movimentos Ativos - Fresamento

Movimentos Passivos

Movimento de Ajuste – Pré-determinação da camada de material a ser retirada (não ocorrem em operações de sangramento, furação e brochamento).

Movimento de Correção – Utilizado para compensar alterações de posicionamento ocasionadas por desgastes e deformações inerentes ao processo de usinagem.

Movimento de Aproximação – Movimento no qual a ferramenta é aproximada da peça antes do inicio da usinagem.

Movimento de Recuo – Movimento de afastamento da ferramenta da peça, após o final da operação.

1.7 - Determinações dos Movimentos

A todos os movimentos relativos entre peça e ferramenta estão associadas direções, sentidos, velocidades e percursos.

Direções - direções instantâneas.

Sentidos - Considerando a peça parada e a ferramenta realizando o movimento.

Velocidade - Mede a rapidez com a qual o movimento se desenvolve.

Percurso: Medido na direção do movimento durante um tempo determinado de evolução do processo.

Aos movimentos definidos anteriormente, correspondem as seguintes grandezas:

Direção efetiva, velocidade efetiva (VE), percurso efetivo (LE), Direção de corte, velocidade de corte (VC), percurso de corte (LC) Direção de avanço, velocidade de avanço (VF), percurso de avanço (LF), Direção de ajuste, velocidade de ajuste (VZ), percurso de ajuste (LZ), Direção de correção, velocidade de correção (VN), percurso de Correção (LN), Direção de aproximação, velocidade de aproximação (VA), percurso de aproximação (LA), Direção de recuo, velocidade de recuo (VR) e percurso de recuo (LR).

1.8 - Percursos – Fresamento

Figura 1.4 – percursos de fresamento

Velocidade de Corte

A velocidade de corte é a velocidade tangencial instantânea resultante da rotação da ferramenta em torno da peça, para operações de usinagem como torneamento, furação e fresamento, onde os movimentos de corte e de avanço ocorrem concomitantemente. Neste caso:

Vc = velocidade de corte (m/min.)

D = diâmetro da ferramenta (mm)

N = rotação da ferramenta (RPM)

Para operações do tipo aplainamento e brochamento, onde os movimentos de corte e de avanço não ocorrem concomitantemente, a velocidade de corte é o resultado do deslocamento da ferramenta diante da peça, considerado no tempo.

1.9 - Velocidades de Corte

Características que influem na especificação da velocidade de corte:

● Material da peça: Maior Dureza →Maior Aquecimento (necessidade de menores velocidades).

● Material da ferramenta: Materiais mais resistentes suportam maiores velocidades de corte.

● Seção da peça: formas delgadas (torneamento fino) → maiores velocidades. Formas espessas (desbaste) → menores velocidades.

● Refrigeração

● Modelo construtivo da máquina.

2.0 - Velocidades de Avanço

A velocidade de avanço, para operações em que os movimentos de corte e de avanço ocorrem concomitantemente (torneamento, etc.), é o produto entre o avanço e a rotação da ferramenta.

VHF = velocidade de avanço (mm/volta)

f = avanço (mm/volta)

d = diâmetro da ferramenta (mm)

n = rotação da ferramenta (RPM)

Para operações do tipo aplainamento a velocidade de avanço é dada diretamente em quantidade de deslocamento por curso.

2.1 - Tempos de Corte (tempos ativos)

O tempo de Corte (TC) resume a totalidade dos tempos ativos, pois representa o tempo em que os movimentos de corte ou de avanço estão efetivamente ocorrendo. Para uma operação de torneamento cilíndrico, o tempo de corte pode se calculado como:

Em operações nas quais a rotação não é constante ou quando a trajetória da ferramenta é complexa o tempo de corte deve ser calculado através da integração da relação dif./DVF. Os tempos passivos normalmente são estimados através do estudo dos movimentos e cronometragem, para determinada situação.

2.2 - Conceitos Auxiliares

● Ângulo da direção de avanço (ϕ) – ângulo formado entre a direção de avanço e a direção de corte, podendo ser constante (furação, torneamento) ou variar continuamente (fresamento).

● Ângulo da direção efetiva (η) – ângulo formado entre a direção efetiva e a direção de corte. Estes ângulos obedecem à seguinte relação:

● Plano de trabalho (PFE) – plano imaginário contendo as direções de corte e de avanço, passando por um ponto escolhido sobre a aresta de corte. Sobre este plano acontecem os movimentos ativos.

● Plano de medida (PD) – plano perpendicular à direção de corte, passando pelo ponto de referência da aresta de corte.

2.3 - Conceitos Auxiliares

Superfícies definidas sobre a peça:

● Superfície a usinar – é a superfície da peça antes da operação de usinagem.

●Superfície em usinagem – é a superfície que está sendo gerada pela ferramenta. Caso diferentes arestas de corte atuem simultaneamente, mais de uma superfície pode ser gerada.

●Superfície usinada – aquela superfície gerada pelo processo de usinagem

Figura 1.5 – conceitos de usinagem

Bibliografia

Diniz, A.E.; Marcondes, F.C.; Coppini, N.L. Tecnologia da Usinagem dos Materiais, Artliber Editora, São Paulo, 2000, 2ª ed.

Associação Brasileira de Normas Técnicas. NBR 6162 – Conceitos da Técnica de Usinagem – Movimentos e Relações Geométricas. http:\\www.cimm.com.br

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