CENTRO FEDERAL DE EDUCAO TECNOLGICA DE MINAS GERAIS UNIDADE DE ENSINO DESCENTRALIZADA DE DIVINPOLIS CURSO TCNICO EM ELETROMECNICA

DISCIPLINA: PROCESSOS DE USINAGEM

Prof. der Silva Costa Denis Jnio Santos (Aluno BIC-Jnior) Divinpolis, maro de 2006.

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SUMRIO1 - INTRODUO AOS PROCESSOS DE FABRICAO............................................ 1.1 CLASSIFICAO E NOMENCLATURA DE PROCESSOS CONVENCIONAIS DE USINAGEM................................................................. 2 - GRANDEZAS FSICAS NO PROCESSO DE CORTE............................................... 2.1 - MOVIMENTOS NO PROCESSO DE USINAGEM............................................ 2.2 - DIREO DOS MOVIMENTOS E VELOCIDADES......................................... 3 - GEOMETRIA DAS FERRAMENTAS DE CORTE.................................................... 3.1 INTRODUO..................................................................................................... 3.2 - DEFINIES ........................................................................................................ 3.3 - FUNES E INFLUNCIAS DOS NGULOS DA CUNHA DE CORTE........ 4 - MATERIAIS PARA FERRAMENTA DE CORTE..................................................... 4.1 - CONSIDERAES SOBRE AS FERRAMENTAS DE CORTE........................ 4.2 - REVESTIMENTO PARA FERRAMENTAS DE CORTE................................... 4.2 - ESTUDO DOS CAVACOS.................................................................................. 5 - FLUIDOS DE CORTE.................................................................................................... 5.1 - INTRODUO:.................................................................................................... 5.2 - FUNES DOS FLUIDOS DE CORTE:............................................................. 5.3 - RAZES PARA SE USAR FLUIDOS DE CORTE ............................................ 5.4 ADITIVOS............................................................................................................ 5.5 - GRUPO DOS FLUIDOS DE CORTE................................................................... 5.6 - SELEO DO FLUIDO DE CORTE................................................................... 5.7 - DICAS TECNOLGICAS.................................................................................... 5.8 - DIREES DE APLICAO DO FLUIDO....................................................... 5.9 - MTODOS DE APLICAO DOS FLUIDOS DE CORTE................................ 5.10 - MANUSEIO DOS FLUIDOS E DICAS DE HIGIENE...................................... 6 - COMANDO NUMRICO COMPUTADORIZADO................................................... 6.1 - SISTEMAS DE COORDENADAS....................................................................... 6.2 EXERCCIOS PROPOSTOS................................................................................ 6.3 - PROGRAMAO................................................................................................... 6.4 - EXEMPLOS DE PROGRAMAS CNC................................................................. 6.5 - EXERCCIOS PROPOSTOS................................................................................. 06 29 29 29 34 34 35 37 44 44 49 50 55 55 55 56 57 57 58 58 59 59 61 62 63 68 71 78 83 03

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1 INTRODUO AOS PROCESSOS DE FABRICAOFabricar transformar matrias-primas em produtos acabados, por uma variedade de processos. A idia de fabricar teve incio a milhares de anos, quando o homem pr-histrico percebeu que, para sobreviver, precisava de algo mais que pernas e braos para se defender e caar. Sua inteligncia logo o ensinou que se ele tivesse uma pedra nas mos, seu golpe seria mais forte, e se a pedra tivesse um cabo esse golpe seria mais forte ainda. Se essa pedra fosse afiada poderia cortar a caa e ajudar a raspar a peles dos animais. Foi a partir da necessidade de se fabricar um machado que o homem desenvolveu as operaes de desbastar, cortar e furar. Durante centenas de anos a pedra foi a matria-prima, mas por volta de 4000 A.C. ele comeou a trabalhar com metais, comeando com o cobre, depois com o bronze e finalmente com o ferro para a fabricao de armas e ferramentas. Para se ter uma idia do nmero de fatores que devem ser considerados num processo de fabricao vejamos, por exemplo, a produo de um simples artigo: o clipe. Primeiro ele deve ser projetado para atender o requisito funcional que segurar folhas de papis juntas. Para tanto, ele deve exercer uma fora suficiente para evitar o deslizamento de uma folha sobre a outra. Eles so, geralmente, feitos de arame de ao, embora hoje se encontre no mercado clipe de plstico. O comprimento do arame requerido para sua fabricao cortado e ento dobrado vrias vezes, para dar a forma final prpria. Por sua vez, o arame feito por um processo de trefilao a frio. Neste processo a seo transversal de uma haste longa reduzida, ao passar por uma matriz de fieira, que tambm confere algumas propriedades mecnicas ao material, como resistncia e dureza. A haste por sua vez, obtida por processos como a trefilao e a extruso de um lingote. Para evitar delongas, nenhuma informao quanto ao processo de obteno deste lingote ser abordada. A fabricao de um simples clipe envolve projeto, seleo de um material adequado e de um mtodo de fabricao para atender os requisitos de servio do artigo. As selees so feitas no somente com base em requisitos tcnicos, mas tambm com base nas consideraes econmicas, minimizando os custos para que o produto possa ser competitivo no mercado. O projetista de produtos ou engenheiro projetista especifica as formas, dimenses, aparncia, e o material a ser usado no produto. Primeiro so feitos os prottipos do produto. Neste estgio, possvel fazer modificaes, tanto no projeto original como no material selecionado, se anlises tcnicas e/ou econmicas assim indicarem. Um mtodo de fabricao apropriado ento escolhido

4 pelo engenheiro de fabricao. A Figura 1.1 mostra um diagrama do procedimento correto para se chegar etapa de fabricao.

Necessidade do Produto Conceito Original Projeto do conceito Anlise do Projeto Modelos Fsicos e Analticos Teste do Prottipo Avaliao Reviso do Projeto Avaliao Final Desenho Especificao do Material; Seleo do Processo e de Equipamentos; Projeto e Construo de Ferramentas e Matrizes Fabricao

Figura 1.1 - Diagrama mostrando o procedimento requerido para o projeto de um produto, que so etapas que antecedem a fabricao. Os processos de transformao de metais e ligas metlicas em peas para a utilizao em conjuntos mecnicos so inmeros e variados: voc pode fundir, soldar, utilizar a metalurgia em p ou usinar o metal afim de obter a pea desejada. Evidentemente, vrios fatores devem ser considerados quando se escolhe um processo de fabricao. Como por exemplo: forma e dimenso da pea; material a ser empregado e suas propriedades; quantidade de peas a serem produzidas; tolerncias e acabamento superficial requerido; custo total do processamento.

5 A fundio um processo de fabricao sempre inicial, pois precede importantes processos de fabricao como usinagem, soldagem e conformao mecnica. Esses, utilizam produtos semiacabados (barras, chapas, perfis, tubos, etc.) como matria prima que advm do processo de fundio. Podemos dividir os processos de fabricao de metais e ligas metlicas em: os com remoo de cavaco, e os sem remoo de cavaco. A Figura 1.2 mostra a classificao dos processos de fabricao, destacando as principais operaes de usinagem.

PROCESSOS DE FABRICAO

COM REMOO DE CAVACO

SEM REMOO DE CAVACO

USINAGEM

FUNDIO

SOLDAGEM CONVENCIONAL NO CONVENCIONAL METALURGIA DO P CONFORMAO

Torneamento Fresamento Furao Retificao Mandrilamento Brunimento Serramento Roscamento Aplainamento Alargamento

Jato Dgua Jato Abrasivo Fluxo Abrasivo Ultrasom Eletroqumica Eletroeroso Laser PlasmaFeixe de eltrons

Laminao Extruso Trefilamento Forjamento Estampagem

Qumica

Figura 1.2 Classificao dos processos de fabricao

6 Uma simples definio de usinagem pode ser tirada da Figura 1.2 como sendo processo de fabricao com remoo de cavaco. Consultando, porm, uma bibliografia especializada pode-se definir usinagem de forma mais abrangente, como sendo: Operao que ao conferir pea a forma, as dimenses, o acabamento, ou ainda a combinao qualquer destes itens, produzem cavacos. E por cavaco entende-se: Poro de material da pea, retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apresentar uma forma geomtrica irregular. A usinagem reconhecidamente o processo de fabricao mais popular do mundo, transformando em cavacos algo em torno de 10% de toda a produo de metais, e empregando dezenas de milhes de pessoas em todo o mundo.

1.1 CLASSIFICAO E NOMENCLATURA DE PROCESSOS CONVENCIONAIS DE USINAGEM TORNEAMENTOO torneamento um processo mecnico de usinagem destinado a obteno de superfcies de revoluo com o auxlio de uma ou mais ferramentas monocortantes. Para tanto, a pea gira em torno do eixo principal de rotao da mquina e a ferramenta se desloca simultaneamente segundo uma trajetria coplanar com o eixo referido. Quanto forma da trajetria, o torneamento pode ser retilneo ou curvilneo. TORNEAMENTO RETILNEO Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetria retilnea. O torneamento retilneo pode ser: Torneamento cilndrico Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetria paralela ao eixo principal de rotao da mquina. Pode ser externo (Figura 1.4 a) ou interno (Figura 1.4 -b). Quando o torneamento cilndrico visa obter na pea um entalhe circular, na face perpendicular ao eixo principal de rotao da mquina, o torneamento denominado sangramento axial (Figura 1.4 -c).

7 Torneamento cnico Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetria retilnea, inclinada em relao ao eixo principal de rotao da mquina. Pode ser externo (Figura 1.4 -d) ou interno (Figura 1.4 -e); Torneamento radial - Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetria retilnea, perpendicular ao eixo principal de rotao da mquina. Quando o torneamento radial visa a obteno de uma superfcie plana, o torneamento denominado torneamento de faceamento (Figura 1.4 -f). Quando o torneamento radial visa a obteno de um entalhe circular, o torneamento denominado sangramento radial (Figura 1.4 -g). Perfilamento processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetria retilnea radial (Figura 1.4 -h) ou axial (Figura 1.3 -a), visando a obteno de uma forma definida, determinada pelo perfil da ferramenta. TORNEAMENTO CURVILNEO O torneamento curvilneo um processo onde a ferramenta se desloca segundo uma trajetria curvilnea (Figura 1.3 -b). Quanto finalidade, as operaes de torneamento podem ser classificadas ainda em torneamento de desbaste e torneamento de acabamento. Entende-se por acabamento, a operao de usinagem destinada a obter na pea as dimenses finais, o acabamento superficial especificado, ou ambos. O desbaste a operao de usinagem, que precede o acabamento, visando obter na pea a forma e dimenses prximas das finais a) Perfilamento axial b) Torneamento curvilneo

Figura 1.3 Tipos de torneamento

8 a) Torneamento cilndrico externo b) Torneamento cilndrico interno

c) Sangramento axial

d) Torneamento cnico externo

e) Torneamento cnico interno

f) Torneamento de faceamento

g) Sangramento radial

h) Perfilamento radial

Figura 1.4 Tipos de torneamento

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APLAINAMENTOO aplainamento um processo de usinagem destinado obteno de superfcies regradas, geradas por um movimento retilneo alternativo da pea ou da ferramenta. O aplainamento pode ser horizontal ou vertical (Figuras 1.5 e 1.6). Quanto finalidade, as operaes de aplainamento podem ser classificadas ainda em aplainamento de desbaste e aplainamento de acabamento. a) Aplainamento de superfcies cilndricas de b) Aplainamento de superfcies cilndricas revoluo

c) Aplainamento de guias

d) Aplainamento de superfcies

e) Aplainamento de perfis

f) Aplainamento de rasgo de chaveta

Figura 1.5 Tipos de aplainamento

10 a) Aplainamento de rasgos b) Aplainamento de ranhuras em T

Figura 1.6 Tipos de aplainamento

FURAOA furao um processo mecnico de usinagem destinado a obteno de um furo geralmente cilndrico numa pea, com auxlio de uma ferramenta multicortante. Para tanto a ferramenta ou a pea se desloca segundo uma trajetria retilnea, coincidente ou paralela ao eixo principal da mquina. A furao subdivide-se nas operaes: Furao em cheio Processo de furao destinado abertura de um furo cilndrico numa pea, removendo todo o material compreendido no volume do furo final, na forma de cavaco (Figura 1.7 -a). Caso seja necessrio fazer furos de grandes profundidades, h a necessidade de ferramenta especial (Figura 1.7 -e); Furao escalonada Processo de furao destinado obteno de um furo com dois ou mais dimetros, simultaneamente (Figura 1.7 -c); Escareamento Processo de furao destinado abertura de um furo cilndrico numa pea prfurada (Figura 1.7 -b); Furao de centros Processo de furao destinado obteno de furos de centro, visando uma operao posterior na pea (Figura 1.7 -d); Trepanao Processo de furao em que apenas uma parte de material compreendido no volume do furo final reduzida a cavaco, permanecendo um ncleo macio (Figura 1.7 -f).

11 a) Furao em cheio b) Furao com pr-furao

c) Furao escalonada

d) Furao de centros

e) Furao profunda em cheio

f) Trepanao

Figura 1.7 Tipos de furao

ALARGAMENTOO alargamento um processo mecnico destinado ao desbaste ou ao acabamento de furos cilndricos ou cnicos, com auxlio de ferramenta normalmente multicortante. Para tanto, a

12 ferramenta ou a pea gira e a ferramenta ou a pea se desloca segundo uma trajetria retilnea, coincidente ou paralela ao eixo de rotao da ferramenta. O alargamento pode ser: Alargamento de desbaste Processo de alargamento destinado ao desbaste da parede de um furo cilndrico (Figura 1.8 -a) ou cnico (Figura 1.8 -c); Alargamento de acabamento Processo de alargamento destinado ao acabamento da parede de um furo cilndrico (Figura 1.8 -b) ou cnico (Figura 1.8 -d); a) Alargamento cilndrico de desbaste b) Alargamento cilndrico de acabamento

c) Alargamento cnico de desbaste

d) Alargamento cnico de acabamento

Figura 1.8 Tipos de alargamento

REBAIXAMENTOO rebaixamento um processo mecnico de usinagem destinado obteno de uma forma qualquer na extremidade de um furo. Neste processo, geralmente, a ferramenta gira e desloca-se simultaneamente segundo uma trajetria retilnea, coincidente com o eixo de rotao da ferramenta (Figura 1.9).

13 a) Rebaixamento guiado b) Rebaixamento

c) Rebaixamento guiado

d) Rebaixamento guiado

e) Rebaixamento guiado

f) Rebaixamento

Figura 1.9 Tipos de rebaixamentos.

MANDRILAMENTOO mandrilamento um processo mecnico de usinagem destinado obteno de superfcies de revoluo com auxlio de uma ou vrias ferramentas de barra. Para tanto a ferramenta gira e se desloca segundo uma trajetria determinada.

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Mandrilamento cilndrico Processo de mandrilamento no qual a superfcie usinada cnica de revoluo, cujo eixo coincide com o eixo em torno do qual a ferramenta gira (Figura 1.10 a); Mandrilamento cnico Processo de mandrilamento no qual a superfcie usinada cnica de revoluo, cujo eixo coincide com o eixo no qual gira a ferramenta (Figura 1.10 - c); Mandrilamento radial Processo de mandrilamento no qual a ferramenta plana e perpendicular ao eixo em torno do qual gira a ferramenta (Figura 1.10 - b) Mandrilamento de superfcies especiais Processo de mandrilamento no qual a superfcie usinada uma superfcie de revoluo, diferente das anteriores, cujo eixo coincide com eixo em torno do qual gira a ferramenta. Exemplos: mandrilamento esfrico (Figura 1.10 -d), mandrilamento de sangramento, etc. Quanto finalidade, as operaes de mandrilamento podem ser classificadas ainda em mandrilamento de desbaste e mandrilamento de acabamento. a) Mandrilamento cilndrico b) Mandrilamento radial

c) Mandrilamento cnico

d) Mandrilamento esfrico

Figura 1.10 Tipos de mandrilamento.

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FRESAMENTOO fresamento um processo mecnico de usinagem destinado obteno de superfcies quaisquer com o auxlio de ferramentas geralmente multicortantes. Para tanto, a ferramenta gira e a pea ou a ferramenta se desloca segundo uma trajetria qualquer. As Figuras 1.11 e 1.12 mostram operaes de fresamentos. a) Fresamento frontal b) Fresamento cilndrico tangencial

c) Fresamento de duas superfcies ortogonais d) Fresamento tangencial de encaixes rabo de andorinha

Predominantemente tangencial

Predominantemente frontal

e) Fresamento frontal de canaletas com fresas f) Fresamento frontal (caso especial) de topo

g) Fresamento tangencial de perfil

h) Fresamento composto

Figura 1.11 Tipos de fresamentos.

16 a) Fresamento cilndrico tangencial b) Fresamento cilndrico tangencial

Concordante

Discordante

Figura 1.12 Tipos de fresamentos. Distinguem-se dois tipos bsicos de fresamento: Fresamento cilndrico tangencial Processo de fresamento destinado obteno de superfcies planas paralelas ao eixo de rotao da ferramenta (Figuras 1.12 -a, 1.12 -b e 1.11 -b). Quando a superfcie obtida no for plana ou o eixo de rotao da ferramenta for inclinado em relao superfcie originada na pea, ser considerada um processo especial de fresamento tangencial (Figura 1.11 g e Figura 1.12 -a). Fresamento frontal Processo de fresamento no qual destinado obteno de superfcies planas perpendiculares ao eixo de rotao da ferramenta (Figura 1.11 -e). O caso de fresamento indicado na Figura 1.11 -f considerado como um caso especial de fresamento frontal. H casos em que os dois tipos bsicos de fresamento comparecem simultaneamente, podendo haver ou no predominncia de um sobre outro (Figura 1.11 -c). A operao indicada na Figura 1.11 -h pode ser considerada como um fresamento composto.

SERRAMENTOO serramento um processo mecnico de usinagem destinado ao seccionamento ou recorte com auxlio de ferramentas multicortantes de pequena espessura. Para tanto, a ferramenta gira, se desloca ou se mantm parada. O serramento pode ser: Serramento retilneo Processo de serramento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetria retilnea, com movimento alternativo ou no. Quando altenartivo, classifica-se o

17 serramento como retilneo alternativo (Figura 1.13 -a). Caso a contrrio o serramento retilneo contnuo (Figuras 1.13 b e 1.13 -c); Serramento circular Processo de serramento no qual a ferramenta gira ao redor do seu prprio eixo e a pea ou a ferramenta se desloca (Figuras 1.13 d, 1.13 f e 1.13 -e);

a) Serramento alternativo

b) Serramento contnuo (seccionamento)

c) Serramento contnuo (recorte)

d) Serramento circular

e) Serramento circular

f) Serramento circular

Figuras 1.13 Tipos de serramento.

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BROCHAMENTOO brochamento um processo mecnico de usinagem destinado obteno de superfcies quaisquer com o auxlio de ferramentas multicortantes. Para tanto, a ferramenta ou a pea se desloca segundo uma trajetria retilnea, coincidente ou paralela ao eixo da ferramenta. O brochamento pode ser: Brochamento interno - Processo de brochamento executado num furo passante da pea (Figuras 1.14 -a); Brochamento externo Processo de brochamento executado numa superfcie externa da pea (Figuras 1.14 -b). a) Brochamento interno b) Brochamento externo

Figura 1.14 Tipos de brochamentos.

ROSCAMENTOO roscamento um processo mecnico de usinagem destinado obteno de filetes , por meio da abertura de um ou vrios sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfcies cilndricas ou cnicas de revoluo. Para tanto, a pea ou a ferramenta gira e uma delas se desloca simultaneamente segundo uma trajetria retilnea paralela ou inclinada ao eixo de rotao. O roscamento pode ser interno ou externo. Roscamento interno Processo de roscamento executado em superfcies internas cilndricas ou cnicas de revoluo (Figuras 1.15 -a, 1.15 b, 1.15 -c e 1.15 -d);

19 Roscamento externo Processo de roscamento executado em superfcies externas cilndricas ou cnicas de revoluo (Figuras 1.15 -e, 1.15 f, 1.15 g, 1.15 h, 1.16 a e 1.16 b). a) Roscamento interno com ferramenta de perfil nico b) Roscamento interno com ferramenta de perfil mltiplo

c) Roscamento intero com macho

d) Roscamento interno com fresa

e) Roscamento externo ferramenta de perfil nico

f) Roscamento externo com ferramenta de perfil mltiplo

g) Roscamento externo com cossinete

h) Roscamento externo com jogos de pentes

Figura 1.15 Tipos de roscamentos.

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a) Roscamento externo com fresa de perfil mltiplo

b) Roscamento externo com fresa de perfil nico

Figura 1.16 Tipos de roscamentos.

LIMAGEMA limagem um processo mecnico de usinagem destinado obteno de superfcies quaisquer com auxlio de ferramentas multicortantes (elaboradas por picagem) de movimento contnuo ou alternado (Figuras 1.17 -a e 1.17 -b). a) Limagem contnua b) Limagem contnua

Figura 1.17 Tipos de limagem.

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RASQUETEAMENTOProcesso manual de usinagem destinado ajustagem de superfcies com auxlio de ferramenta multicortante (Figura 1.18).

Figura 1.18 Rasqueteamento.

TAMBORAMENTOProcesso mecnico de usinagem no qual as peas so colocadas no interior de um tambor rotativo, junto ou no de materiais especiais, para serem rebarbados ou receberem um acabamento (Figura 1.19).

Figura 1.19 Tamboreamento.

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RETIFICAOA retificao um processo de usinagem por abraso destinado obteno de superfcies com auxlio de ferramenta abrasiva de revoluo. Para tanto, a ferramenta gira e a pea ou a ferramenta desloca-se segundo uma trajetria determinada, podendo a pea girar ou no. A retificao pode ser tangencial ou frontal. RETIFICAO TANGENCIAL Processo de retificao executado com a superfcie de revoluo da ferramenta (Figura 1.20 f). A retificao tangencial pode ser: Retificao cilndrica: Processo de retificao tangencial no qual a superfcie a ser trabalhada uma superfcie cilndrica (Figuras 1.20 -f e 1.20 -e). Esta superfcie pode ser interna ou externa, de revoluo ou no. Quanto ao avano automtico da ferramenta ou da pea, a retificao cilndrica pode ser com avano longitudinal da pea (Figura 1.20 -e), com avano radial do reblo (Figura 1.21 -a), com avano circular do reblo (Figura 1.21 -b) ou com o avano longitudinal do reblo. Retificao cnica: Processo de retificao tangencial no qual a superfcie usinada uma superfcie cnica. Esta superfcie pode ser interna ou externa. Quanto ao avano automtico da ferramenta ou da pea, a retificao cnica pode ser com avano longitudinal da pea (Figura 1.21 -c), com avano radial do reblo, com avano circular do reblo ou com o avano longitudinal do reblo. Retificao de perfis: processo de retificao tangencial no qual a superfcie a ser usinada uma espcie qualquer gerada pelo perfil do reblo (Figuras 1.21 d e l.21 -e). Retificao tangencial plana: Processo no qual a superfcie usinada plana (Figura 1.21 -f). Retificao cilndrica sem centros: Processo de retificao cilndrica no qual a pea sem fixao axial usinada por ferramentas abrasivas de revoluo, com ou sem movimento longitudinal da pea. A retificao sem centros pode ser com avano longitudinal da pea (retificao de passagem) ou com avano radial do reblo (retificao em mergulho) (Figuras 1.20 a, 1.20 -b e 1.21 -h).

23 RETIFICAO FRONTAL Processo de retificao executado com a face do reblo. geralmente executada na superfcie plana da pea, perpendicularmente ao eixo do reblo. A retificao frontal pode ser com avano retilneo da pea (Figura 1.20 -c), ou com avano circular da pea (Figura 1.20 -d). a) Retificao cilndrica sem centros com avano em fileiras de peas b) Retificao cilndrica sem centros com avano radial

c) Retificao frontal com avano retilneo da pea

d) Retificao frontal com avano circular da pea

e) Retificao cilndrica externa com avano f) Retificao cilndrica interna com avano longitudinal longitudinal

Figura 1.20 Tipos de retificao.

24 a) Retificao cilndrica externa com avano b) Retificao cilndrica interna com avano radial circular

c) Retificao cnica externa com avano longitudinal

d) Retificao de perfil com avano radial

e) Retificao de perfil com avano longitudinal

f) Retificao tangencial plana com movimento retilneo da pea

g) Retificao cilndrica sem centros

h) Retificao cilndrica sem centros com avano longitudinal contnuo da pea

Figura 1.21 Tipos de retificao.

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BRUNIMENTOProcesso mecnico de usinagem por abraso empregado no acabamento de furos cilndricos de revoluo no qual os gros ativos da ferramenta abrasiva esto em constante contato com a superfcie da pea e descrevem trajetrias helicoidais (Figura 1.22). Para tanto, a ferramenta ou a pea gira e se desloca axialmente com movimento alternativo.

Figura 1.22 Brunimento.

ESPELHAMENTOProcesso mecnico de usinagem por abraso no qual dado o acabamento final da pea por meio de abrasivos, associados a um porta-ferramenta especfico para cada tipo de operao.

POLIMENTOProcesso mecnico de usinagem por abraso no qual a ferramenta constituda por um disco (Figuras 1.25 a) ou conglomerado de discos revestidos de substncias abrasivas (Figuras 1.25 b).

26 a) Com um disco b) Conglomerado de discos

Figura 1.25 Polimento.

SUPERACABAMENTOProcesso mecnico de usinagem por abraso empregado no acabamento de peas, no qual os gros ativos da ferramenta abrasiva esto em constante contato com a superfcie da pea. Nesse processo a pea gira lentamente enquanto a ferramenta se desloca com movimento alternativo de pequena amplitude e freqncia relativamente grande (Figuras 1.23 a e 1.23 -b). a) Super-acabamento cilndrico b) Super-acabamento plano

Figura 1.23 Tipos de super acabamento.

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LAPIDAOProcesso mecnico de usinagem por abraso executado com um abrasivo aplicado por portaferramenta adequado, com o objetivo de se obter dimenses especficas das pea (Figura 1.24).

Figura 1.24 - Lapidao

LIXAMENTOProcesso mecnico de usinagem por abraso executado por abrasivo aderido a uma tela que se movimenta com uma presso contra a pea (Figuras 1.26 a e 1.26 -b). a) Lixamento com folhas abrasivas b) Lixamento com fita abrasiva

Figura 1.26 Tipos de lixamento.

JATEAMENTO

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Processo mecnico de usinagem por abraso no qual as peas so submetidas a um jato abrasivo para serem rebarbadas, asperizadas ou receberem um acabamento (Figura 1.27).

Figura 1.27 Jateamento.

AFIAOProcesso mecnico de usinagem por abraso no qual dado o acabamento das superfcies da cunha cortante da ferramenta, com o fim de habilit-la fazer sua funo. Desta forma, so obtidos os ngulos finais da ferramenta (Figura 1.28).

Figura 1.28 Afiao.

DENTEAMENTOProcesso mecnico de usinagem destinado obteno de elementos denteados. Pode-se subdividir esse processo em formao e gerao. A formao emprega uma ferramenta que

29 transmite a forma do seu perfil pea com os movimentos normais de corte e avano. A gerao emprega uma ferramenta de perfil determinado, que com os movimentos normais de corte associados s caractersticas de gerao, produz um perfil desejado na pea.

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2 - GRANDEZAS FSICAS NO PROCESSO DE CORTE 2.1 - MOVIMENTOS NO PROCESSO DE USINAGEMA) Movimentos que causam diretamente a sada do cavaco: Movimento de corte: movimento entre a pea e a ferramenta, no qual sem o movimento de avano, origina uma nica retirada do cavaco; Movimento de avano: movimento entre a pea e a ferramenta que juntamente com movimento de corte origina a retirada contnua de cavaco; Movimento efetivo: movimento resultante dos movimentos de corte e avano realizado ao mesmo tempo. B) Movimentos que no tomam parte direta na formao do cavaco: Movimento de aproximao; Movimento de ajuste; Movimento de correo; Movimento de recuo.

2.2 DIREO DOS MOVIMENTOS E VELOCIDADES: Direo de corte: direo instantnea do movimento de corte: Direo de avano: direo instantnea do movimento de avano; Direo efetiva do movimento de corte; Velocidade de corte (vc): velocidade instantnea do ponto de referncia da aresta cortante da ferramenta, segundo a direo e sentido de corte; Velocidade de avano; Velocidade efetiva de corte. As Figuras 2.1, 2.2 e 2.3 mostram as direes dos movimentos de corte, de avano e efetivo no torneamento, na furao e no fresamento.

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Figura 2.1 - Direo dos movimentos de corte, de avano e efetivo, no torneamento.

Figura 2.2 - Direo dos movimentos de corte, de avano e efetivo na furao.

Figura 2.3 - Direo dos movimentos de corte, de avano e efetivo no fresamento discordante.

32 VELOCIDADE DE CORTE (vc): Para processos com movimento de rotao (torneamento, fresagem) a velocidade de corte calculada pela equao:

vc = .d .n /1000 [m / min]Tem-se que: d: dimetro da pea ou ferramenta (mm); n: nmero de rotaes por minuto (rpm) Para processos com movimento retilneo (aplainamento), a velocidade de corte calculada pela equao:

vc = 2 .c .gpm /1000 [m / min]Tem-se que: gpm: nmero de golpes por minuto; c: percurso da ferramenta. Obs: Os valores da velocidade de corte so encontradas em tabelas fornecidas pelos fabricantes de ferramentas de corte. A Tabela 2.1 mostra os valores de velocidade de corte na faixa recomendada para ferramentas de ao-rpido; Os valores de rpm e gpm so ajustados nas mquinas-ferramentas antes do incio da usinagem. Em mquinas de usinagem CNC os valores da velocidade de corte so inseridos nos programas e so convertidos em rpm automaticamente pelo comando da mquina. A velocidade de corte o parmetro de corte mais influente na vida da ferramenta. Fatores que influenciam na velocidade de corte: *Tipo de material da ferramenta. Como o carbono, o metal duro, ferramentas cermicas, ferramentas diamantadas (PCD e PCB);

33 *Tipo de material a ser usinado; *Condies de refrigerao; *Condies da mquina. Maior velocidade de corte= maior temperatura = menor vida til Menor velocidade de corte= problemas de acabamento e de produtividade.

Observao Aos com: At 60 kgf/mm2: aos macios; De 60 a 90 kgf/mm2: aos de dureza mdia; De 90 a 110 kgf/mm2: aos duros; Acima de 110kgf/mm2: ao extra-duros.

VELOCIDADE DE AVANO(Vf) A velocidade de avano pode ser obtida pela frmula:

Vf = f .n [mm / min]f (avano) o percurso de avano em cada volta (mm/volta) ou em cada curso da ferramenta (mm/golpe). Obs: o parmetro mais influente na qualidade do acabamento superficial da pea;

34 Para ferramentas multicortantes (fresas), distingui-se o avano por dente fz e o valor de ( z: nmero de dentes); Os valores de f ou fz so fornecidos pelos catlogos de fabricantes de ferramenta de corte. A Tabela 2.2 mostra o avano por dente para fresas de ao-rpido; Geralmente: Vf < Velocidade de corte, somente nos processos de roscamento Vf assume valores razoveis. Tabela 2.2 Escolha do avano por dente para fresas de ao-rpido f = fz .z

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3 GEOMETRIA DAS FERRAMENTAS DE CORTE 3.1 INTRODUOA geometria da ferramenta de corte exerce influncia, juntamente com outros fatores, a usinagem dos metais. necessrio, portanto, definir a ferramenta atravs dos ngulos da cunha para cortar o material. A Figura 3.1 ilustra este princpio para diversas ferramentas.

Figura 3.1 Princpio da cunha cortante O ngulo de cunha dimensionado de acordo com a resistncia que o material usinado oferece ao corte. Essa resistncia ser tanto maior quando maior for a dureza e a tenacidade do material. A Figura 3.2 exemplifica a variao do ngulo de cunha de acordo com a dureza do material.

Figura 3.2 Variao do ngulo da cunha, em funo da dureza do material. Somente o ngulo de cunha no garante que o material seja cortado com sucesso, outros ngulos tambm assumem papel importante e esto relacionados com a posio da ferramenta em relao a pea. A Figura 3.3 ilustra uma ferramenta de corte (ferramenta de plaina) com os ngulos de folga(), e de sada().

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Figura 3.3 ngulo de folga () e de sada () para uma ferramenta de corte de plaina.

3.2 DEFINIESAs seguintes definies adotadas so necessrias para a determinao dos ngulos da cunha cortante de uma ferramenta de usinagem. As definies so mais bem compreendidas atravs das Figuras 3.4, 3.5 e 3.6. Cunha de corte: a cunha formada pelas superfcies de sada e de folga da ferramenta. Atravs do movimento relativo entre pea e ferramenta, formam-se os cavacos sobre a cunha de corte. Superfcie de Sada (A): a superfcie da cunha de corte sobre o qual o cavaco desliza. Superfcie de folga (A): a superfcie da cunha de corte, que determina a folga entre a ferramenta e a superfcie de usinagem. Distinguem-se a superfcie principal de folga A e a superfcie secundria de folga A.

Figura 3.4 Cunha cortante e as direes de corte e avano definindo o plano de trabalho (Pf)

37 Arestas de corte: so as arestas da cunha de corte formadas pelas superfcies de sada e de folga. Deve-se distinguir a aresta principal de corte S e a aresta secundria de corte S. Ponta de corte: parte da cunha de corte onde se encontram a aresta principal e a aresta secundria de corte. Ponto de corte escolhido: ponto destinado determinao dos planos e ngulos da cunha de corte, ou seja, as definies se referem a um ponto da ferramenta, dito ponto de corte escolhido ou Ponto de Referncia.

Figura 3.5 Arestas de corte e superfcies da parte de corte de uma ferramenta torno.

Figura 3.6 Arestas de corte e superfcies das pontas de uma broca helicoidal.

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3.3 FUNES E INFLUNCIAS DOS NGULOS DA CUNHA DE CORTEPLANOS EM UMA FERRAMENTA DE CORTE atravs destes planos que so definidos os ngulos da cunha cortante. Os principais planos so: Plano de Referncia (Pr): passa pelo ponto de corte escolhido e perpendicular direo de corte. No torneamento este plano paralelo ao plano de apoio da ferramenta; Plano de Trabalho (Pf): passa pelo ponto de corte contm as direes de avano e de corte; Plano de Corte: *Principal (Ps): passa pelo ponto de corte escolhido, tangente aresta principal de corte e perpendicular ao plano de referncia da ferramenta; *Secundrio (Ps'): Plano que passando pelo ponto de corte escolhido, tangente aresta secundria de corte e perpendicular ao plano de referncia da ferramenta. Plano Ortogonal (ou Plano de Medida) (Po): Plano que passando pelo ponto de referncia da aresta de corte perpendicular aos planos de referncia e ao plano de corte da ferramenta; Plano Dorsal (Pp): Plano que passando pelo ponto de corte escolhido, perpendicular aos planos de referncia da ferramenta e de trabalho; Plano Normal (Pn): Plano que passando pelo ponto de corte escolhido perpendicular a aresta de corte. A Figura 3.7 ilustra estes planos.

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Figura 3.7 Planos do Sistema de Referncia da Ferramenta.

40 NGULOS MEDIDOS NO PLANO ORTOGONAL (Po) A) ngulo de sada (): ngulo entre a superfcie de sada e o plano de referncia da ferramenta. O ngulo (ngulo de sada) possui as seguintes caractersticas: Influi decisivamente na fora e na potncia necessria ao corte, no acabamento superficial e no calor gerado; Quanto maior for o ngulo menor ser o trabalho de dobramento do cavaco; O ngulo depende principalmente de : o Resistncia do material da ferramenta e da pea a usinar; o quantidade de calor gerado pelo corte; o velocidade de avano. O ngulo negativo muito usado para corte de materiais de difcil usinabilidade e em cortes interrompidos, com o inconveniente da necessidade de maior fora de e potncias de usinagem e maior calor gerado pela ferramenta, geralmente o ngulo est entre 10 e 30. O ngulo de sada pode ser positivo, nulo ou negativo, conforme a figura abaixo: >0 =0