Pontifcia Universidade Catlica do Rio Grande do Sul

Faculdade de Engenharia Departamento de Engenharia Mecnica e Mecatrnica

USINAGEM I

Conceitos Iniciais

BibliografiaDiniz, A.E.; Marcondes, F.C.; Coppini, N.L. Tecnologia da Usinagem dos Materiais, Artliber Editora, So Paulo, 2000, 2 ed. Associao Brasileira de Normas Tcnicas. NBR 6162 Conceitos da Tcnica de Usinagem Movimentos e Relaes Geomtricas. http:\\www.cimm.com.br

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UsinagemOs processos de usinagem comearam a ser desenvolvidos quando o homem descobriu que podia transformar movimentos lineares em movimentos de rotao e realizar deteminadas tarefas com maior preciso e menor esforo fsico.

Definies

Processo Mecnico de UsinagemEntende-se como o processo mecnico que mediante a remoo de cavaco por determinada ferramenta, visa conferir a uma pea, a forma, as dimenses, ou o acabamento especificados, ou ainda uma combinao qualquer destes trs itens.

CavacoPoro de material removida da pea pela ferramenta, podendo apresentar forma geomtrica regular ou irregular.

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DefiniesFerramenta de UsinagemFerramenta constituda de arestas remoo do cavaco. cortantes, destinadas

Ferramenta Mono-cortanteCaracteriza-se por possuir apenas uma superfcie de corte, ou de sada.

Ferramenta Multi-cortantePossui mais de uma superfcie de corte.

Tipos de Operaes de Usinagem

DesbasteOperao de usinagem anterior ao acabamento, que visa obter dimenses prximas s dimenses finais da pea.

AcabamentoOperao de usinagem destinada a obter na pea as dimenses finais, um acabamento especificado, ou ambos.

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Movimentos de UsinagemTipos de movimentos Para atender ao propsito de uma mquinaferramenta necessrio que se realizem movimentos relativos entre a pea e a ferramenta. Por conveno, os movimentos ocorrem supondose a pea parada, sendo portanto, todo o movimento realizado pela ferramenta. Os movimentos relativos entre pea e ferramenta podem ser classificados como ativos ou passivos. Sendo considerados movimentos ativos, aqueles que provocam remoo de material.

Movimentos AtivosMovimento de Corte Movimento entre a ferramenta e a pea que, sem a ocorrncia concomitante do movimento de avano, provoca a remoo do cavaco, durante uma nica rotao do curso da ferramenta. Movimento de Avano Movimento entre a ferramenta e a pea que, juntamente com o movimento de corte, possibilita uma remoo contnua do cavaco, durante vrias rotaes ou cursos da ferramenta. Movimento Efefivo de Corte Movimento resultante dos movimentos de avano e de corte, realizados simultaneamente.

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Movimentos Ativos - Torneamento

Movimentos Ativos - Furao

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Movimentos Ativos - Fresamento

Movimentos PassivosMovimento de Ajuste Pr-determinao da camada de material a ser retirada (no ocorre em operaes de sangramento, furao e brochamento). Movimento de Correo Utilizado para compensar alteraes de posicionamento ocasionadas por desgastes e deformaes inerentes ao processo de usinagem. Movimento de Aproximao Movimento no qual a ferramenta aproximada da pea antes do inicio da usinagem. Movimento de Recuo Movimento de afastamento da ferramenta da pea, aps o final da operao.

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Determinao dos MovimentosA todos os movimentos relativos entre pea e ferramenta esto associadas direes, sentidos, velocidades e percursos. Direes: direes instantneas Sentidos: Considerando a pea parada e a ferramenta realizando o movimento. Velocidade: Mede a rapidez com a qual o movimento se desenvolve. Percurso: Medido na direo do movimento durante um tempo determinado de evoluo do processo.

Determinao dos MovimentosAos movimentos definidos anteriormente, correspondem as seguintes grandezas:Direo efetiva, velocidade efetiva (ve) e percurso efetivo (Ie) Direo de corte, velocidade de corte (vc) e percurso de corte (Ic) Direo de avano , velocidade de avano (vf) e percurso de avano(If) Direo de ajuste , velocidade de ajuste (vz) e percurso de ajuste (Iz) Direo de correo, velocidade de correo (vn) e percurso de correo (In) Direo de aproximao, velocidade de aproximao (va) e percurso de aproximao (Ia) Direo de recuo, velocidade de recuo (vr) e percurso de recuo (Ir)

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Percursos - Fresamento

Velocidade de CorteA velocidade de corte a velocidade tangencial instantnea resultante da rotao da ferramenta em torno da pea, para operaes de usinagem como torneamento, furao e fresamento, onde os movimentos de corte e de avano ocorrem concomitantemente. Neste caso:

.d .n Vc = 1000

Vc d n

velocidade de corte (m/min) dimetro da ferramenta (mm) rotao da ferramenta (rpm)

Para operaes do tipo aplainamento e brochamento, onde os movimentos de corte e de avano no ocorrem concomitantemente, a velocidade de corte o resultado do deslocamento da ferramenta diante da pea, considerado no tempo.

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Velocidade de CorteCaractersticas que influem na especificao da velocidade de corte: Material da pea Maior velocidades). Dureza Maior Aquecimento (necessidade de menores

Material da ferramenta Materiais mais resistentes suportam maiores velocidades de corte. Seo da pea formas delgadas (torneamento fino) formas espessas (desbaste) Refrigerao Modelo construtivo da mquina. maiores velocidades.

menores velocidades.

Velocidade de Corte - Exerccios1.

Qual o nmero de rotaes por minuto de uma pea de 125 mm de dimetro sendo torneada a uma velocidade de 20 m/min?

2.

Qual deve ser a relao entre os dimetros dos seguintes materiais a serem usinados:Material 1 Material 2 R = 50 Kgf / mm2 R = 70 Kgf / mm2

Considerando que as velocidades de corte dos dois tornos so iguais e que o nmero de rotaes utilizado no primeiro trs vezes superior ao utilizado no segundo.

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Velocidade de AvanoA velocidade de avano, para operaes em que os movimentos de corte e de avano ocorrem concomitantemente (torneamento,etc.), o produto entre o avano e a rotao da ferramenta. Vf velocidade de avano (mm/volta) avano (mm/volta) dimetro da ferramenta (mm) rotao da ferramenta (rpm)

1000.Vc V f = f .n = .f .d

f d n

Para operaes do tipo aplainamento a velocidade de avano dada diretamente em quantidade de deslocamento por curso.

Tempo de Corte (tempos ativos)O tempo de Corte (tc) resume a totalidade dos tempos ativos, pois representa o tempo em que os movimentos de corte ou de avano esto efetivamente ocorrendo. Para uma operao de torneamento cilndrico, o tempo de corte pode se calculado como:

tc =

If Vf

=

If f .n

=

.d .I f 1000. f .Vc

Em operaes nas quais a rotao no constante ou quando a trajetria da ferramenta complexa o tempo de corte deve ser calculado atravs da integrao da relao dIf/dVf. Os tempos passivos normalmente so estimados atravs do estudo dos movimentos e cronometragem, para determinada situao.

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Conceitos Auxiliaresngulo da direo de avano () ngulo formado entre a direo de avano e a direo de corte, podendo ser constante (furao, torneamento) ou variar continuamente (fresamento). ngulo da direo efetiva () ngulo formado entre a direo efetiva e a direo de corte. Estes ngulos obedecem a seguinte relao:

tg =

sen

Vc + cos Vf

Plano de trabalho (Pfe) plano imaginrio contendo as direes de corte e de avano, passando por um ponto escolhido sobre a aresta de corte. Sobre este plano acontecem os movimentos ativos. Plano de medida (PD) plano perpendicular direo de corte, passando pelo ponto de referncia da aresta de corte.

Conceitos AuxiliaresSuperfcies definidas sobre a pea Superfcie a usinar a superfcie da pea antes da operao de usinagem. Superfcie em usinagem a superfcie que est sendo gerada pela ferramenta. Caso diferentes arestas de corte atuem simultaneamente, mais de uma superfcie pode ser gerada. Superfcie usinada aquela superfcie gerada pelo processo de usinagem

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Conceitos Auxiliares

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