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SENAI
“Roberto Simonsen”
NOTAS DE AULAS
(Práticas de Oficina)
Data: Fev/2013
Ver: 2
Disciplina: Manutenção Mecânica
Semestre: 3°
Prof. L.C.Simei Página 1
Módulo: Processo de Fabricação
PROCESSOS DE USINAGEM CONVENCIONAIS
VI. Solicitações na cunha de corte.
Conseqüência dos esforços na de Ferramenta
Força de usinagem= f(condições de corte (f, vc, ap), geometria da ferramenta ( , , ),
desgaste da ferramenta).
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Onde:
Fc = Força de corte;
Ff = Força de avanço;
Fp = Força de avanço;
Fc e Ff ~ 250 a 400 N/mm² - aços de construção mecânica;
Fc e Ff ~1100 N/mm² - materiais de difícil usinabilidade.
Subdivisão do trabalho efetivo na usinagem.
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VII. Estudo da Formação do Cavaco.
Cavaco é o material removido do tarugo durante o processo de usinagem, cujo objetivo é obter
uma peça com forma e dimensões definidas.
Para um melhor entendimento podemos fazer uma analogia com o ato de apontar um lápis,
onde:
Lápis é o tarugo;
Lamina do apontador é a ferramenta de corte;
Material removido é o cavaco.
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Os diferentes aspectos do cavaco nas operações de usinagem são apresentados, seguindo-se
a ordem abaixo:
1. Formação do Cavaco
Aspecto da Formação do Cavaco.
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Classificação
Dependo das condições de corte e características do material usinado podem-se considerar
dois atributos específicos para o cavaco.
A. Cavaco Contínuo.
Mecanismo de Formação:
O cavaco é formado continuamente, devido a ductilidade do material e a alta velocidade de
corte.
Acabamento Superficial:
Como a força de corte varia muito pouco devido a contínua formação do cavaco, a qualidade
superficial é muita boa.
B. Cavaco Cisalhado.
Mecanismo de Formação:
O material fissura no ponto mais solicitado. Ocorre ruptura parcial ou total do cavaco. A
soldagem dos diversos pedaços (de cavaco) é devida a alta pressão e temperatura
desenvolvida na região.
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O que difere um cavaco cisalhado de um contínuo (aparentemente), é que somente o primeiro
apresenta um serilhado nas bordas.
Acabamento Superficial:
A qualidade superficial é inferior a obtida com cavaco contínuo, devido a variação da força de
corte. Tal força cresce com a formação do cavaco e diminui bruscamente com sua ruptura,
gerando fortes vibrações que resultam numa superfície com ondulosidade.
C. Cavaco Arrancado
Mecanismo de Formação:
Este cavaco é produzido na usinagem de materiais frágeis como o ferro fundido.
O cavaco rompe em pequenos segmentos devido a presença de grafita, produzindo uma
descontinuidade na microestrutura.
Acabamento Superficial:
Devido a descontinuidade na microestrutura produzida pela grafita (no caso do FoFo), o cavaco
rompe em forma de concha gerando uma superfície com qualidade superficial inferior.
2. Formas dos Cavacos.
Indesejáveis (cavacos longos)
Oferecem risco ao operador;
Obstruem o local de trabalho;
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Podem danificar tanto a ferramenta quanto prejudicar o acabamento superficial da peça;
Dificultam o manuseio e a armazenagem;
Causa aumento da força de corte e da temperatura com conseqüente redução da vida da
ferramenta.
Bons
Ocupam pouco volume;
Não obstruem o local de trabalho;
São removidos facilmente.
Tabela com a Classificação dos Principais Cavacos Formados pelo Processo de
Usinagem.
3. Fatores que Influenciam os diferentes tipos e formas de cavaco
O quebra cavaco (alteração na face da ferramenta) é usado principalmente para reduzir o
tamanho de cavacos longos, com o objetivo de:
Evitar o "enrolamento" do cavaco na ferramenta;
Diminuir o tempo de contato do cavaco com a ferramenta e desta maneira reduzir a
transferência de calor.
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A. Fluido de Corte
A forma do cavaco é alterada pelo uso de fluido de corte devido os seguintes fatores:
Diminuição da resistência ao escoamento causada pelo atrito.
Deflexão do cavaco causada pela injeção de fluido.
Encruamento do cavaco devido a ação do fluido de corte.
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B. Condições de Corte
Grande avanço (f) produz alta concentração de material na zona de cisalhamento, aumentando
a “resistência” ao corte, gerando flutuações na força de corte, produzindo conseqüentemente
cavaco cisalhado.
C. Geometria da Ferramenta
Ângulo de Saída
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Usando um ângulo de saída de 5o em A, obtemos um processo pouco contínuo devido a alta
flutuação da força de corte. Tal flutuação é gerada pela fragmentação do cavaco causada pelo
alto valor da componente da força total que “passa” pelo plano de cisalhamento.
Em B, o ângulo de saída assume um valor de 15o, resultando num processo mais contínuo.
Isto ocorre devido a redução na flutuação da força total causada pela diminuição da sua
componente que passa pelo plano de cisalhamento.
Abaixo, será usado o material HSTR onde os ângulos são de: C=5, D=10 e E=15o
Raio de Quina
Quina arredondada provoca dobramento transversal e longitudinal do cavaco
4. Geração de Calor e Distribuição de Temperaturas
Durante o processo de corte é gerado calor que se transmite através das partes envolvidas, a
saber : peça, ferramenta e cavaco. A maior porção do calor transmite-se para o cavaco.
Na figura observa-se um exemplo dos percentuais de calor e sua distribuição, assim como as
curvas de distribuição de temperatura.
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Estes parametros dependem das condições de corte, tipo de material da peça, da ferramenta,
e geometria do cavaco. Entretanto os valores totais dos parâmetros mantém-se dentro desta
ordem de grandeza para a maioria das situações de corte, podendo portanto serem
considerados como padrões indicativos.
5. Dinâmica do Corte.
Penetração da cunha no material – deformação elástica e plástica
Escoamento após ultrapassar a tensão de cisalhamento máxima do Material.
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Seqüência do Processo de Corte.
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