Slides Usinagem - 01. introdu??o

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Introdução aos Processos de Usinagem Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima Stoeterau

Usinagem dos Materiais

Aula 01 • Introdução à disciplina

• Definição de usinagem

• Usinagem dentro dos processos de fabricação

• Importância da usinagem na industria metal mecânica

• Limites dos processos de fabricação

• Classificação dos processos de usinagem

• Evolução histórica

• Cinemática geral dos processos

• Grandezas do processo

Usinagem dos Materiais

Introdução à disciplina http://www.cimm.com.br

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Introdução à disciplina Usinagem dos Materiais

Introdução à disciplina Usinagem dos Materiais

Introdução à disciplina

Tudo o que vc necessita saber sobre a disciplina

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Planejamento da disciplina Usinagem dos Materiais

Usinagem dos Materiais Usinagem dos Materiais

Introdução aos Processos de Usinagem Usinagem dos Materiais

Definição de usinagem

Definição - segundo a DIN 8580, aplica-se a todos os processos de fabricação onde ocorre a remoção de material sob a forma de cavaco.

Usinagem - operação que confere à peça forma, dimensões ou acabamento, ou ainda uma combinação qualquer desses três, atravéz da remoção de material sob a forma de cavaco.

Cavaco - porção de material da peça retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar forma irregular.

O Estudo da usinagem é baseado na mecânica (Atrito, Deformação), na Termodinâmica (Calor) e nas propriedades dos materiais.

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Usinagem Material BrutoSeqüência de UsinagemProduto Final

Remoção de cavacoRemoção de cavacoRemoção de cavaco

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Importância da usinagem na industria metal mecânica

A maior parte de todos os produtos industrializados em alguma de suas etapas de produção sofre algum processo de usinagem

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➔ 80% dos furos são realizados por usinagem

➔ 100% dos processos de melhoria da qualidade superficial são feitos por usinagem

➔ o comércio de máquinas-ferramentas representa uma das grandes fatias da riqueza mundial

➔ 70% das engrenagem para transmissão de portência

➔ 90% dos componentes da industria aeroespacial

➔ 100% dos pinos médico-odontológicos

Importância da usinagem na industria metal mecânica Usinagem dos Materiais

Outros produtos usinados

➔ 70% das lentes de contatos extraoculares

➔ 100% das lentes de contatos intraoculares

➔ Lentes para CD player ou suas matrizes

Importância da usinagem na industria metal mecânica Usinagem dos Materiais

Limites dos processos de usinagem

PEÇAV ,f

- Material - Estabilidade dinâmica

- Material - Geometria

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Usinagem dentro dos processos de fabricação Usinagem dos Materiais

●Classificação dos processos de usinagem

●Os processos de usinagem são classificados da seguinte forma: ➔ Usinagem com Ferramenta de Geometria Definida

➔ Usinagem com Ferramentas de Geometria Não Definida

➔ Usinagem por Processos Não Convencionais

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Classificação dos processos de usinagem

- Usinagem com Ferramenta de Geometria Definida ➔ Tornear

➔ Fresar

➔ Furar

➔ Rosquar

➔ Alargar

➔ Brochar

➔ Serrar

➔ Plainar

➔ outros

V c

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Classificação dos processos de usinagem

- Usinagem com Ferramentas de Geometria não Definida ➔ Retificar

➔ Brunir

➔ Lapidar

➔ Lixar

➔ Polir

➔ Jatear

➔ Tamborear, outros

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Classificação dos processos de usinagem

- Usinagem por Processos Não Convencionais ➔ Remoção térmica

➔ Remoção Química

➔ Remoção Eletroquímica

➔ Remoção por ultra-som

➔ Remoção por jato d'água, outros

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Evolução Histórica Ferramentas de pedras

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Evolução Histórica Plaina Neolítica de 6000 A.C.

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Furadeira a arco egípicia – 1500 A. C.

Evolução Histórica Usinagem dos Materiais

➔ 1.0 A.C. - Surgem os primeiros tornos - Idade do Bronze – metais predominantes Cu, Zn, Sn

➔ 700 A.C. - processamento do ferro

➔ SÉC. XIV - Desenvolvimento das primeiras armas de fogo na Europa

➔ SÉC. XVI - Torneamento ornamental - Jaccques Benson

Evolução Histórica Usinagem dos Materiais

Evolução Histórica Torno a arco – 1565

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Ensaios de Leonardo DVinci sobre máquinas-ferramentas - Séc. XV

Evolução Histórica Usinagem dos Materiais

➔ SÉC. XVII – Melhoria nos processos de fabricação de ferro e aço

➔ SÉC. XVIII - Primeiras obras conhecidas sobre torneamento – Jacques

Plumier - L’ART DE TORNEURS. ➔ Senot primeiros tornos de concepção modernos

Torno de Senot - 1795

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➔SÉC. XIX – Revolução industrial ➢Desenvolvimento da máquina a vapor – James Watts

➢Primeiras Máquinas-Ferramentas projetadas segundo princípios modernos

Tornos de Maudslay – 1800 e 1848

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Figura 7 – Furadeira de Willkinson – Acionada a roda d'água

➔SÉC. XIX – Revolução industrial ➢ Fabricação em série

➢ Aço ferramenta é o principal material de ferramentas de usinagem

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Figura –

➔SÉC. XIX – Revolução industrial Usinagem dos Materiais

➔ SÉC. X – Século da tecnologia

➢ 1900 – Taylor apresenta o Aço Rápido ➢ 1930 – Vanner Bush inventa o primeiro computador analógico

➢ 1935 – é desenvolvido o Metal Duro

➢ 1946 – é desenvolvido o primeiro computador eletrônico digital – o ENIAC

➢ 1947 – é desevolvido o primeiro transistor nos Laboratórios Bell

➢ 1950 – Primeira máquina-ferramenta numericament controlada, MIT

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➔ SÉC. X – Século da tecnologia ●

➢ 1960 - Primeira LASER foi construído por Theodore Maiman, Laboratórios de pesquisa Hugues

➢ 1968 Borroughs produz os primeiros computadores utilizando circuitos integrados

➢ '70 - BRIAN – Primeiras Pesquisas sobre usinagem de ultraprecisão

➢ '70 – Primeiras ferramentas Cermets – Japão

➢ '80 – Primeiras pesquisas sobre usinagem de alta-velocidade

➢ '90 – Ferramentas cerâmicas

➢ '90 – Ferramentas CBN, Diamante

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● SÉC. XXI – Mais tecnologia ➢ 10 - Máquinas Flexíveis

➢ 10 – Integração total por computadores

Figura 8 – Tendências para a usinagem no século XXI

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Grandezas do Processo Peça Dispositivo de fixação

Ferramenta Porta-ferramentas

Máquina-ferramenta

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Grandezas do processo ➔ Peça – Tudo aquilo que irá sofrer uma operação de usinagem

➔ Dispositivo de fixação – local onde será fixada a peça

➔ Ferramenta – tudo o que realiza uma operação de usinagem

➔ Porta-ferramenta - dispositivo destinado a fixar a ferramenta

➔ Máquina-ferramenta – elemento que proporcionará os movimentos, velocidade, avanço e a força necessária ao processo de usinagem

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Cinemática Geral dos Processos de Usinagem

Os processos de usinagem necessitam de um movimento relativo entre peça e ferramenta.

Peça

Movimento de corte

V t

CavacoMovimento de avanço

Ferramenta

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Cinemática Geral dos Processos de Usinagem

➔ Movimentos que causam diretamente a remoção de cavaco:

• de corte • de avanço

• efetivo de corte

➔ Movimentos que não causam diretamente a remoção de cavaco:

• de aproximação e afastamento • de ajuste

• de correção

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Cinemática Geral dos Processos de Usinagem

Velocidades do Processo de Usinagem ➔ Velocidade de Corte (Vc)

Vc = f (material peça,material ferramenta) (Eq. 1)

➔ Velocidade de Avanço (Vf) ➔ Velocidade efetiva de corte (Ve)

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Cinemática Geral dos Processos de Usinagem Movimentos nos processos de usinagem

Vc Peça

Ferramenta

Mov. Efetivo

Mov.de Avanço

Mov.de Corte Ve

Vf Peça

Ferramenta

VcMov.de Corte

Mov. EfetivoMov. de Avanço VeVf

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Cinemática Geral dos Processos de Usinagem Movimentos nos processos de usinagem

Vc Peça

Ferramenta Mov.de

Corte Mov.

Efetivo

Mov. de Avanço

Vf Vc

Mov.de Corte

Vc Peça

Ferramenta

Mov. Efetivo

Mov.de Avanço

Ve Vf

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Grandezas do processo de usinagem

Peça χr

Onde:

χr - ângulo de direção do gume ap - Profundidade de corte f - Avanço b - largura de usinagem h - Espessura de usiangem ap * f = seção de usinagem b * h = seção de usinagem

Ferramenta

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Relações que envolvem a qualidade de uma peça usinada

Erros do meio

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Processos de Usinagem Fim Aula 01

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