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INTRODUOForas de usinagem
PROCESSO DE FABRICAO USINAGEMForas na usinagem
As foras envolvidas no corte de metais so variveis de fundamental importncia para o perfeito entendimento dos vrios processos de usinagem convencional.IMPORTNCIA O projeto de uma mquina ferramenta (dimensionamento das estruturas, acionamentos, fixaes, etc.); Para a determinao das condies de corte em condies de trabalho; Para a avaliao da preciso de uma mquina ferramenta, em certas condies de trabalho (deformao da ferramenta, mquina e pea); Para a explicao de mecanismos de desgaste
Professor: Norimar de Melo VerticchioCOMPONENTES DA FORA DE USINAGEMPor conveno, as foras de usinagem so consideradas como se fossem aplicadas pela pea sobre a ferramenta, sendo a fora resultante (tridimensional) chamada fora de usinagem (Fu) Fora passiva Fp Localizada perpendicularmente ao plano de trabalho.
COMPONENTES DA FORA DE USINAGEM
Fora ativa - Ft Localizada no plano de trabalho
Fora ativa Ff a fora de avano Fc a fora de corte2 Ft = Fap + F f2
GRANDEZAS DO PROCESSO DE USINAGEMDescries r = ngulo de posio principal ap = Profundidade de corte f = Avano b = Largura de usinagem h = Espessura de usinagem Relaes entre as grandezas
EQUAO FUNDAMENTAL DA FORA DE CORTEUma forma prtica de expressar a fora de corte atravs da relao:
na qual Ks a presso especfica de corte e A a rea da seo de corte. No torneamento, a rea da seo de corte definida pela seguinte equao:
h = f senb= ap sen
Substituindo as relaes a seguir, temos que:
h = f senb= ap sen
PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSFormulaes empricas para o clculo de Ks
PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSEquao de Kienzle para o torneamento
Determina o da fora de corte
Determina o de Ks
Parmetros de corte usados
b=
ap sen
Kienzle, 1951, criou uma das frmulas cujo resultado mais se aproxima dos valores reais observados por medio direta das foras em usinagem, motivo pelo qual bastante usada.
Fc =
K s1 ap f hz
Fc = K s1 h (1 z ) b
h = f sen
ouFc = K s1 ( f sen )(1 z )
ap sen
Ks1 e z so determinadas pelo material.
PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSEquao de Kienzle para o torneamento
PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSEquao de Kienzle para o torneamento
Fc = K s1 ( f sen )
(1 z )
ap sen
Condies de usinagem utilizados por Kienzle
Fc = K s1 ( f sen )
(1 z )
ap sen
Kienzle sugere um aumento de 1 a 2% no valor de Ks para cada aumento de 1 no ngulo de sada
PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSEquao de Kienzle para furao em cheio
PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSEquao de Kienzle para furao com pr-furo
Fc = K s1 h (1 z ) bb= sen( r ) ap = D2 D = sen( r ) 2 sen r
Fc = K s1 h (1 z ) bb=(1 z )
Fc = k s1
D f sen r 2 sen r 2
r =
2
Dd 2 sen r
r =
2
Dd f Fc = k s1 sen r 2 sen r 2
(1 z )
POTNCIA DE USINAGEM Potncia de corte
FORA DE CORTE o principal fator no clculo da potncia necessria a usinagem
Potncia de avano
Material da pea
rea da seco de corte
Geometria da ferramenta e ngulo de posio
Potncia efetiva
Potncia motor
Material da ferramenta
Lubrificao
Velocidade de corte
Pc >> PfMquina convencional: 60 a 80% CNC: 90%
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSMATERIAL DA PEA
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSMATERIAL DA FERRAMENTA
O corte dos metais depende da deformao plstica e ruptura por cisalhamento destes, quanto maior a resistncia do material maior a fora de corte e o Ks.
Afinidade qumica entre a pea e a ferramentaGrande afinidade zona de aderncia estvel e fortea diminuio do atrito na interface cavaco-ferramenta
aumentando Fc
A adio de certos elementosFsforo, chumbo, enxofre e boro diminuem a Fc A adio de carbono tende a aumentar Fc,geram planos de baixa resistncia ao cisalhamento, facilitando a quebra do cavaco estes materiais formam incluses que lubrificam a interface cavacoferramenta, reduzindo a tenso no plano de cisalhamento secundrio.
Baixa afinidade
diminui Fc.
Os revestimentos de nitreto de titnio tendem a diminuir sensivelmente o atrito nas interfaces, causando redues considerveis na fora de corte e Ks.
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSGEOMETRIA DA FERRAMENTA
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSGEOMETRIA DA FERRAMENTA
ngulo de sada (): o ngulo mais que mais influencia. Quanto maior o ngulo, menor a deformao do cavaco, logo menor a fora de corte
ngulo de folga (): No influencia muito a fora de corte. Pequenos ngulos de folga, provocam atrito, aumentando assim o valor da fora de corte.
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSGEOMETRIA DA FERRAMENTA
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSGEOMETRIA DA FERRAMENTA
ngulo de posio (): No influencia muito a fora de corte. Quanto maior o ngulo, maior ser a rea, aumentando assim o valor de fora e do kc.
ngulo de inclinao (): No influencia muito a fora de corte. Quanto maior o ngulo, maior ser a rea, aumentando assim o valor de fora e do kc.
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSVELOCIDADE DE CORTEEm baixas vc : Reduo contnua devido ao aumento do calor Reduo oscilante devido APC ( variao de ) Em altas vc (valores usuais nas indstrias): Pouca influncia devido reduo de r pelo calor gerado
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSFLUIDO DE CORTE
Efeito lubrificante
reduz o atrito
Diminuindo a Fc
Baixo efeito em altas vc
Efeito refrigerante
Diminui a temperatura
No h reduo do r
Aumento da Fc
INFLUNCIA NA PRESSO ESPECFICA DE CORTE - KSREA DA SEO DE CORTE (AP E F)
FATORES QUE AFETAM AS FORAS DE AVANO E PASSIVA Velocidade de corte ngulo de posio
FATORES QUE AFETAM AS FORAS DE AVANO E PASSIVA ngulo de inclinao
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