telecurso 2000 - volume 3 - processos de fabricação - 42proc3

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42AULA42 A U L A

Na aula passada, tratamos das noçıes gerais sobre a operaçªo de usinagem feita com mÆquinas fresadoras. Vimos, de modo geral, como se dÆ a fresagemfresagemfresagemfresagemfresagem e aprendemos um pouco sobre as fresadorasfresadorasfresadorasfresadorasfresadoras e sua ferramenta, a fresafresafresafresafresa.

Mas isso ainda nªo Ø suficiente para vocŒ saber como fresar uma peça.

Faltam os parâmetros de corte, sobre os quais vocŒ aprendeu no livro 2 deste módulo. Pois bem, nesta aula vamos tratar dos parâmetros de corte específicos para a fresagem.

Por exemplo, suponha que na oficina seu chefe lhe dÆ a tarefa de fresar uma peça com as seguintes características: aço com 85 kgf/m† de resistŒncia, 4 m de profundidade de corte, fresa HSS de 6 dentes e 40 m de diâmetro. Como solucionar este problema?

Ao longo desta aula vocŒ aprenderÆ a resolver este e outros problemas relacionados à fresagem. Mas lembre-se! É muito importante nªo deixar dœvidas para trÆs. Assim, nªo hesite em reler aulas passadas ou pedir ajuda ao seu orientador de aprendizagem.

Como calcular a rpm, o avanço e a profundidade de corte em fresagem

VocŒ deve estar lembrado que rpm, avanço e profundidade de corte sªo parâmetros de corte para qualquer tipo de usinagem. A escolha dos parâmetros de corte Ø uma etapa muito importante na fresagem. Parâmetros de corte inadequados podem causar sØrios problemas, como alterar o acabamento superficial da peça e atØ mesmo reduzir a vida œtil da ferramenta.

Como entªo calcular os parâmetros de corte na fresagem? O primeiro passo

Ø calcular a melhor rotaçªo. Esta depende basicamente de dois elementos: o diâmetro da fresa e a velocidade de corte. A velocidade de corte, por sua vez, vai depender de fatores como o tipo de material a ser usinado, o material da fresa e o tipo de aplicaçªo da fresa.

Removendo o cavaco Nossa aula

AULAEscolher a velocidade de corte Ø uma tarefa relativamente simples. Os fabricantes das fresas fornecem tabelas com as velocidades de corte relacio- nadas com o material da fresa e da peça a ser trabalhada. Isso nªo Ø bom?

Mas fique ligado, porque as tabelas podem trazer tanto valores de Vc para ferramentas de aço rÆpido, as HSS (High Speed Steel), quanto para as fresas de metal duro. Ou ainda contemplar em um mesmo espaço as Vc dos dois materiais: aços rÆpidos e metal duro.

Dica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológica

As Vc para ferramentas de metal duro chegam a ser entre 6 a 8 vezes maior que as Vc utilizadas para ferramentas de aço rÆpido. Isso porque as ferramentas de metal duro tŒm maior resistŒncia ao desgaste.

Escolha da velocidade de corte

Suponha que vocŒ deve desbastar 4mm de profundidade em uma peça de aço de 85 kgf/mm2 de resistŒncia, utilizando uma fresa de aço rÆpido. Qual deve ser a velocidade de corte da ferramenta?

Para responder a esta questªo, a primeira coisa a fazer Ø observar a tabela abaixo.

O passo seguinte Ø verificar na coluna de materiais a classificaçªo em que se enquadra a peça. Veja detalhe.

Observou que o aço da peça estÆ classificado entre60 e 90 kgf/mm2 ? Agora

aço de 60 - 90 kgf/m†14 - 1620 - 2426 - 30

Ø só relacionar a resistŒncia do aço à profundidade de desbaste pedida. Veja o detalhe abaixo.

aço de 60 - 90 kgf/m†14 - 1620 - 2426 - 30

Entªo, a Vc que se deve usar para usinar um aço de 85 kgf/mm2 de resistŒncia a uma profundidade de 4 m Ø de 20 a 24 m/min.

AULACaso a profundidade de corte fosse outra, 8 m, por exemplo, a velocidade de corte seria de 14 a 16 m/min14 a 16 m/min14 a 16 m/min14 a 16 m/min14 a 16 m/min.

Dica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológica

Observe na tabela. Quanto maior a profundidade de corte, menor serÆ o valor da velocidade de corte.

Acima demos o exemplo de um tipo de tabela em que se relacionam a resistŒncia e a dureza Brinell de alguns materiais com a velocidade de corte da fresa. Ainda hÆ tambØm a simples classificaçªo de materiais como o latªo, por exemplo, sem referŒncia à sua resistŒncia ou dureza.

Mas hÆ outros tipos de tabelas. Para ter acesso a uma maior variedade delas, vocŒ deve consultar uma biblioteca ou pedir catÆlogos de fornecedores de fresas. AliÆs, consultar catÆlogos Ø algo que vocŒ deve fazer com freqüŒncia, pois vai garantir que vocŒ fique ligado com o que hÆ de mais atualizado no mercado.

Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1Exercício 1

Qual Ø a velocidade de corte adequada para fazer o acabamento em uma peça de ferro fundido com dureza Brinell de 200HB e profundidade de corte de 1,5 m, utilizando-se uma fresa de aço rÆpido?

Achada a velocidade de corte, podemos calcular a rpm. Antes, porØm,

Ø preciso mais um dado, o diâmetro da fresadiâmetro da fresadiâmetro da fresadiâmetro da fresadiâmetro da fresa. Mas este nªo Ø preciso calcular: basta medir a fresa. Entªo, vamos ao cÆlculo da rpm?

CÆlculo da rotaçªo da fresa (rpm)

Calculamos a rpm com a fórmula acima. Vamos ver como aplicÆ-la?

Tomemos o exemplo do aço com 85 kgf/m† e profundidade de corte de 4 m. Tínhamos que Vc = 20 - 24 m/minVc = 20 - 24 m/minVc = 20 - 24 m/minVc = 20 - 24 m/minVc = 20 - 24 m/min. Supondo que devemos utilizar uma fresa de diâmetro de 40 m, que rpm deverÆ ser selecionada na mÆquina?

Considerando p igual a aproximadamente 3,14, temos:

n = 175 rpm

Como se vŒ, o valor utilizado foi de 2 m/min2 m/min2 m/min2 m/min2 m/min, ou seja, a mØdia da velocidade de corte encontrada na tabela. E o resultado: n = 175 rpmn = 175 rpmn = 175 rpmn = 175 rpmn = 175 rpm.

Pare! Estude! Responda!

Vc · 1000 p · d n = n = 2 · 1000

3,14 · 40

AULAO valor 175 rpm 175 rpm 175 rpm 175 rpm 175 rpm deve ser selecionado na fresadora. Mas vamos supor que a gama de rotaçıes da sua fresadora nªo contempla este valor. Mas dispıe de valores aproximados, 120 e 210 rpm, por exemplo.

Qual dos valores utilizar? De preferŒncia utilize o valor maior, que garante maior produçªo de peças. Cuide porØm para que ele nªo ultrapasse a velocidade de corte recomendada pelo fabricante.

Caso contrÆrio, pode haver problemas com sua ferramenta, como queima dos dentes de corte e, conseqüentemente, perda do corte. E tambØm problemas no acabamento superficial, que pode ficar rugoso, por exemplo.

Entªo, se optamos pelo maior valor de rpm encontrado, no exemplo acima 210 rpm, devemos calcular a velocidade de corte realvelocidade de corte realvelocidade de corte realvelocidade de corte realvelocidade de corte real.

Para isso invertemos a fórmula usada para o cÆlculo da rpm. Veja abaixo.

Substituindo os novos valores temos:

Vc = 26,39 m/min

Como se vŒ acima, o valor encontrado ultrapassou a faixa recomendada pelo fabricante. Neste caso nªo Ø possível utilizar a rpm maior mais próxima na mÆquina. Entªo, a escolha deve recair sobre a menor rpm mais próxima, a fim de nªo danificar a fresa.

Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2Exercício 2

Calcule a rpm necessÆria para fresar uma peça de latªo com uma fresa de aço rÆpido com diâmetro de 50 m e profundidade de corte de 3 m.

Calculamos a rpm. O que jÆ permite pôr a ferramenta em movimento. Mas ainda precisamos fazer avançar a mesa que leva a peça ao encontro da ferramenta. Isso porque se a peça nªo avança atØ a ferramenta, nªo hÆ a retirada contínua do cavaco. Entªo vamos aprender a calcular o avanço da mesa?

CÆlculo do avanço da mesa

Para calcular o avanço da mesa, consultamos inicialmente uma tabela.

Isto nos dÆ o valor de avanço por dente da fresa. Para consultar a tabela, Ø preciso conhecer o material, o tipo de fresa e identificar se a operaçªo Ø de desbaste ou acabamento.

n · p · d

Vc =\
Vc =\210 · 3,14 · 40

Pare! Estude! Responda!

AULATambØm Ø preciso saber o nœmero de dentes da fresa. Para isto basta observÆ-la.

Vamos ver como aplicar essas informaçıes?

Ainda tomando o primeiro exemplo, vamos supor que Ø preciso fazer o desbaste de 4 m de profundidade em uma peça de aço com 85 kgf/m† de resistŒncia. A fresa Ø cilíndrica com 6 dentes e 40 m de diâmetro. Qual serÆ o avanço adequado?

AULAPrimeira medida Ø localizar na tabela da pÆgina anterior o material da peça. Veja detalhe abaixo.

Localizado o material, Ø possível relacionÆ-lo com o tipo de fresa escolhido. Veja detalhe.

Feito isso, Ø só relacionar o material e o tipo de fresa ao tipo de usinagem desejado. No caso, desbaste com 4 m de profundidade. Veja detalhe abaixo.

Pois bem, o avanço recomendado Ø: 0,24 m/dente

Achado o avanço por dente da fresa, resta encontrar o avanço da mesa, a ser selecionado na mÆquina como fizemos com a rpm. Veja como proceder.

Vamos supor uma fresa de trabalho com seis dentes (z = 6). Se cada dente avançar 0,24 m, em uma volta da fresa quanto avançarÆ a mesa? Para achar a resposta Ø só multiplicar o nœmero de dentes (z) pelo avanço por dentes (ad). Veja abaixo: av = ad · z

z = nœmero de dentes
ad = avanço por dente
av = avanço por volta

em que:

Substituindo vem: av = 0,24 · 6 av = 1,4 m/volta

O resultado Ø que o avanço da mesa por volta da fresa Ø de 1,4 m. Mas vamos continuar nosso raciocínio.

Temos que em cada volta da fresa a mesa avançou 1,4 m com a fresa trabalhando em uma rotaçªo de 120 rpm. Tivemos que optar pela menor rpm, devido à velocidade de corte, lembra-se? Mas entªo quanto avançarÆ a mesa em um minuto? Respondemos a esta pergunta, utilizando a fórmula de avanço da mesa:

am = av · n

am = avanço da mesa
av = avanço por volta
n = rotaçªo

em que:

Substituindo vem: am = 1,4 · 120 am = 172,8 m/min

42 AULA

nº de passes =

Pare! Estude! Responda!

O resultado Ø que a mesa avançarÆ 172,8 m/min, com a fresa trabalhando em 120 rpm.

O valor de 172,8 m/min 172,8 m/min 172,8 m/min 172,8 m/min 172,8 m/min deve ser selecionado na fresadora. Caso nªo seja possível, deve-se escolher o avanço menor mais próximo. Isso evitarÆ que cada dente corte um valor acima do recomendado pelo fabricante. O que poderia acarretar um desgaste excessivo e atØ mesmo a quebra do dente.

Agora podemos entender por que no começo da aula dissemos, com relaçªo ao cÆlculo da rpm, que devemos escolher a rotaçªo maior. Vamos ao cÆlculo!

Vamos ver em quanto avançaria a mesa, se usÆssemos a rotaçªo de 210 rpm em vez de 120 rpm. Teríamos: am = 1,4 · 210 am = 302,4 m/min

Ou seja, com a fresa trabalhando em 210 rpm, a mesa avançarÆ 302,4 m/min.

Dica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológica

Maior rotaçªo da fresa gera maior avanço da mesa. E o resultado Ø maior produçªo de peças em um mesmo intervalo de tempo.

Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3Exercício 3

Dada uma peça de aço de 5 kgf/m† de resistŒncia e utilizando uma fresa circular de 40 dentes retos, diâmetro de 80 m e profundidade de corte de 7 m, determine:

Vc rpm ad av am

Profundidade de corte

Finalmente, o œltimo passo antes de usinar uma peça Ø escolher a profundidade de corte, para saber quantas passadas a ferramenta deve dar sobre a peça a fim de retirar o sobremetal e deixar a peça no tamanho desejado.

Este Ø um dado prÆtico. Depende muito da experiŒncia do operador em identificar a resistŒncia e robustez da fresadora.

sobremetal profundidade de corte

Para escolher a profundidade de corte, Ø preciso antes medir a peça em bruto, a fim de determinar a quantidade de sobremetal a ser removida. Com este dado em mªos, decide-se o nœmero de passadas da fresa sobre a peça.

AULADurante a operaçªo, as passadas sªo executadas sobre a peça, levantando-se a mesa da fresadora ou abaixando-se a fresa.

Dica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológicaDica tecnológica

Na prÆtica, a mÆxima profundidade de corte adotada Ø de atØ 1/3 da altura da fresa.

p = profundidade de corte (mÆximo 1/3 da altura da fresa)
h = altura da fresa

Em que:

Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4Exercício 4

VocŒ recebeu uma peça de ferro fundido com dureza Brinell de 170HB e 15 m de sobremetal. A fresa disponível Ø cilíndrica de 8 dentes, 40 m de diâmetro e mÆxima profundidade de corte de 5 m. Determine:

Vcrpmadavamnº de passes

Pare! Estude! Responda!

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