Cap. 3-Mecanismo de Formação Do Cavaco Mota(11.1)

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MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO Capítulo 3 1

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material sobre usinagem

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  • MECANISMO DE FORMAO DO CAVACOCaptulo 3 *

  • A formao do cavaco influencia diversos fatores ligados usinagem, tais como o desgaste da ferramenta, os esforos de corte, o calor gerado na usinagem, a penetrao do fluido de corte, etc.

    Assim, esto envolvidos com o processo de formao do cavaco aspectos econmicos e de qualidade da pea, a segurana do operador, a utilizao adequada da mquina-ferramenta, etc.CAP. 3 MECANISMO DE FORMAO DO CAVACO

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  • Fig. 3.1- Esquema da formao do cavaco mostrando o plano de cisalhamentoA parte de trs do cavaco rugosa devido ao fato da deformao no ser homognea.Fator de Recalque, = h2/h1 = s2/s1 = f(presso especfica do cavaco sobre a ferramenta, volume do cavaco produzido por CV e a temperatura)

  • MECANISMO DE FORMAO DO CAVACOEm geral, a formao do cavaco nas condies normais de usinagem com ferramentas de metal duro ou de ao rpido, se processa da seguinte forma:a) Uma pequena poro do material (ainda solidria pea) recalcada (deformaes elsticas e plsticas) contra a superfcie de sada da ferramenta.

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  • b) Esta deformao plstica aumenta progressivamente, at que as tenses de cisalhamento se tornem suficientemente grandes, de modo a se iniciar um deslizamento (sem que haja perda de coeso) entre a poro de material recalcada e a pea.

    MECANISMO DE FORMAO DO CAVACO

  • c) Continuando a penetrao da ferramenta, haver uma ruptura (cisalhamento) parcial ou completa do cavaco, acompanhando o plano de cisalhamento e dependendo da ductilidade do material e das condies de usinagem.

    MECANISMO DE FORMAO DO CAVACO

  • d) Prosseguindo, devido ao movimento relativo entre a ferramenta e a pea, inicia-se um escorregamento da poro do material deformada e cisalhada (cavaco) sobre a superfcie de sada da ferramenta. Enquanto isso, uma nova poro do material est se formando e cisalhando, a qual ir tambm escorregar sobre a superfcie de sada da ferramenta, repetindo o fenmeno.MECANISMO DE FORMAO DO CAVACO

  • 3.1- A Interface Cavaco-FerramentaO conceito clssico de atrito baseado nas leis de Amonton e Coulomb ( a fora de atrito proporcional fora normal Fa = .N) no adequado na usinagem dos materiais, onde as presses normais superfcie de sada da ferramenta so muito grandes.Trent defende a teoria de que, na interface cavaco-superfcie de sada da ferramenta, existe uma zona de aderncia e, logo aps esta, uma zona de escorregamento entre o cavaco e a ferramenta (figura 3.2), quando da usinagem de vrios metais que formam cavacos contnuos.

  • A zona de aderncia ocorre devido s altas tenses de compresso, s altas taxas de deformao e pureza do material da pea emcontato com a ferramenta.A Interface Cavaco-Ferramenta

  • Zona de Fluxo dentro do Cavaco

    Fig. 3.3- Zona de Fluxo dentro do Cavaco

  • CLASSIFICAO DOS CAVACOSa) Cavaco contnuo a distino das lamelas no ntida. b) Cavaco de cisalhamento apresenta-se constitudo de lamelas justapostas bem distintas.c) Cavaco de ruptura apresenta-se constitudo de fragmentos arrancados da pea usinada.*

  • ESTUDO DOS CAVACOSCavaco o material removido do tarugo (Billet) durante o processo de usinagem, cujo objetivo obter uma pea com forma e/ou dimenses e/ou acabamento definidas. Exemplo:-lpis o tarugo; -lamina do apontador a ferramenta de corte; -material removido o cavaco.

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  • Etapas de mecanismo de formao de cavaco:

    1) Recalque, devido a penetrao da ferramenta na pea;2) O material recalcado sofre deformao plstica, que aumenta progressivamente, at que tenses cisalhantes se tornem suficientemente grandes para que o deslizamento comece;3) Ruptura parcial ou completa, na regio de cisalhamento, dando origem aos diversos tipos de cavacos;4) Movimento sobre a superfcie de sada da ferramenta.

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  • Tipos de cavacos:

    Cisalhado (segmentado); De ruptura (descontnuo); Contnuo; Cavaco contnuo com aresta postia de corte (APC)

    As Figuras 4.1 e 4.2 mostram os tipos de cavacos:

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  • * Fig. 4.1 Tipos de cavaco

  • CAVACO CONTNUO:Mecanismo de Formao: O cavaco formado continuamente, devido a ductilidade do material e a alta velocidade de corte;Acabamento Superficial: Como a fora de corte varia muito pouco devido a contnua formao do cavaco, a qualidade superficial muita boa.

    *Figura 4.2 Tipos de cavacos

  • Mecanismo de Formao: O material fissura no ponto mais solicitado. Ocorre ruptura parcial ou total do cavaco. A soldagem dos diversos pedaos (de cavaco) devida a alta presso e temperatura desenvolvida na regio. O que difere um cavaco cisalhado de um contnuo (aparentemente), que somente o primeiro apresenta um serilhado nas bordas.Acabamento Superficial: A qualidade superficial inferior a obtida com cavaco contnuo, devido a variao da fora de corte. Tal fora cresce com a formao do cavaco e diminui bruscamente com sua ruptura, gerando fortes vibraes que resultamn uma superfcie com ondulaes.

    *CAVACO CISALHADO:

  • Mecanismo de Formao: Este cavaco produzido na usinagem de materiais frgeis como o ferro fundido, bronze duro e lato. O cavaco rompe em pequenos segmentos devido a presena de grafita (Fofo), 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 superfcie com qualidade superficial inferior.* CAVACO DE RUPTURA (ARRANCADO)

  • Quanto forma, os cavacos so classificados como:

    *Figura 4.3 - Formas de cavacos produzidos na usinagem dos metais.Cavaco em fita;Cavaco helicoidal;c) Cavaco espiral;d) Cavaco em lascas ou pedaos.

  • Forma dos cavacos conforme a norma ISS0O 3685Entretanto, a norma ISO 3685 faz uma classificao mais detalhada da forma dos cavacos, de acordo com a Figura 4.4.

    *Figura 4.4 - Formas de cavacos produzidos na usinagem dos metais

    fragmentado

  • FORMAS DE CAVACO:

  • Os cavacos do tipo contnuos (em fita) trs srios inconvenientes, entre eles destacam: Pode ocasionar acidentes, visto que eles se enrolam em torno da pea, da ferramenta ou dos componentes da mquina; Dificulta a refrigerao direcionada, desperdiando o fluido de corte; Dificulta o transporte (manuseio), ocupa muito volume; Ele prejudica o corte, no sentido de poder afetar, o acabamento, as foras de corte e a vida til das ferramentas.

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  • CAVACO EM FITA CONT.O material da pea o principal fator que vai influenciar na classificao quanto forma dos cavacos. Quanto s condies de corte: maior vc (velocidade de corte), f (avano) e (ngulo de sada) tende a produzir cavacos em fitas (ou contnuos, quanto ao tipo). O f o parmetro mais influente e o ap o que menos influencia na forma de cavacos. A Figura 4.5 ilustra a influncia destes parmetros na forma do cavaco.

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  • INFLUNCIA DOS PARAMETROS f e pc NA FORMA DO CAVACO*Figura 4.5 -Influncia do f e do pc na forma dos cavacos

  • TIPOS DE QUEBRA CAVACOSApesar das condies de corte poderem ser escolhidas para evitar ou pelo menos reduzir a tendncia de formao de cavacos longos em fita (contnuo ou cisalhado). At o momento, o mtodo mais efetivo e popular para produzir cavacos curtos o uso de dispositivos que promovem a quebra mecnica deles, que so os quebra-cavacos. Os tipos mais comuns de quebra-cavacos esto ilustrados na Figura 4.6.

    *Figura 4.6 -Tipos mais comuns de quebra-cavacos. a) Quebra-cavaco fixado mecanicamente; b) Quebra-cavaco usinado diretamente na ferramenta; c) Quebra-cavaco em pastilha sinterizada.

  • Como vantagens do uso de quebra-cavacos podemos enumerar:

    Reduo de transferncia de calor para a ferramenta por reduzir o contato entre o cavaco e ferramenta; Maior facilidade de remoo dos cavacos; Menor riscos de acidentes para o operador; Obstruo menor ao direcionamento do fluido de corte sobre a aresta de corte da ferramenta.

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  • Conseqncia dos esforos na de Ferramenta

  • QUEBRA CAVACOS

  • FIM*

  • Decompondo a fora de corte (F) que a ferramenta exerce sobre o material da pea, obtm-se:A Componente Fshn (fora de cisalhamento ao longo do plano de cisalhamento) responsvel pelo surgimento do plano de cisalhamento.O material da pea tem estrutura granular, isto , composta por gros. Logo a componente Fshn no se propaga-se em linha reta e sim atravs dos gros,formando uma regio onde os gros so fortemente deformados.

  • Temperaturas na usinagem

  • CONSIDERAES SOBRE A Vc Maior Vc= maior temperatura = menor vida til.

    Menor Vc= problemas de acabamento e de produtividade.

  • SOLICITAES NA CUNHA DE CORTE

    Conseqncia dos esforos na de Ferramenta

  • Geometria da ferramenta

  • PRINCIPAIS NGULOS DA FERRAMENTASe o ngulo for muito pequenoO gume no pode penetrar convenientemente no material e a ferramenta cega rapidamente;Ocorre atrito contra a pea, gera sobre aquecimento da ferramenta e acabamento superficial ruim.

    Se o ngulo for muito grandeO gume quebra ou solta uma srie de pequenas lascas, em virtude de apoio deficiente.

    O tamanho do ngulo de incidncia depende de:Resistncia do material da ferramenta;Resistncia do material da pea a ser usinada.

  • Aos carbono;Aos rpidos comuns;Aos rpidos com cobalto;Ligas fundidas;Metais duros;Cermetos ou compsitosCermicas;Diamantes;Nitreto de boro cbico (CBN). FERRAMENTAS DE CORTE

  • Aos carbono: So aos com teores de 0,8 a 1,5% de C. At 1.900 eram praticamente os nicos aos utilizados para fabricao de ferramentas de corte.Com o aparecimento dos aos rpidos, seu emprego para ferramenta de corte reduziu-se a aplicaes secundrias, sendo hoje apenas utilizado nos seguintes casos:Pequenas oficinas de reparo, uso domstico e de lazer;Ferramentas que sero utilizadas uma nica vez ou para execuo de poucos peas;Para ferramentas de formar, na usinagem de lato e ligas de alumnio.

  • FORAS DE USINAGEMFora de usinagem= f(condies de corte (f, vc, ap), geometria da ferramenta( , , e ) e o desgaste da ferramenta.

  • SUBDIVISES DO TRABALHO EFETIVO DA USINAGEM

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