Modelo para envio artigos COBENGE2006
Potncia MedidaPotncia [W]1250 RPM e f=150mm/min
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UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTACAMPUS DE GUARATINGUETDEPARTAMENTO
DE MATERIAIS E TECNOLOGIA
; Potncia medidaPotncia (W)1500 RPM e f=100mm/min
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75361.249
76362.026
77359.233
78361.184
79359.225
80359.532
81359.359
82357.777
83357.558
84357.263
85357.464
86356.992
87357.19
88358.104
89354.647
90355.897
91356.111
92350.52
93305.496
94265.029
95228.7
96132.083
97127.497
98128.779
99129.483
100129.827
101130.025
102130.096
103130.12
104130.351
105130.146
106130.173
107130.034
108129.784
109129.414
110129.33
111129.05
112129.143
113129.121
114129.25
115129.008
116127.554
11733.553
1182.021
119-0.169
120-0.373
121-0.008
1220.61
1230.104
; Potncia medidaPotncia (W)1500 RPM e f=150mm/min
10.246
20.301
30.561
40.432
50.253
60.277
70.238
80.215
90.311
100.476
1127.847
12245.43
13204.134
14180.547
15165.891
16157.625
17151.972
18147.941
19144.54
20142.043
21139.93
22138.92
23138.074
24137.543
25137.724
26137.751
27137.378
28136.945
29136.585
30136.905
31136.507
32137.127
33136.484
34136.627
35137.205
36136.888
37222.514
38473.935
39473.719
40468.72
41466.53
42463.586
43462.555
44462.787
45463.632
46463.52
47466.015
48465.779
49465.463
50466.615
51464.712
52465.518
53337.699
54202.464
55130.511
56131.907
57135.073
58135.967
59136.451
60136.547
61136.135
62136.451
63136.454
64135.911
65135.862
66135.546
67135.835
68135.839
69135.566
70136.062
71135.76
72135.942
73135.873
74136.022
75134.06
7632.914
771.98
78-0.142
79-0.369
80-0.487
81-0.429
820.006
8318.046
841.02
85-0.193
86-0.457
87-0.483
88-0.23
890.403
; Potncia medidaPotncia (W)1500 RPM e f=50mm/min
10.117
20.374
30.257
40.237
50.365
60.264
70.155
80.34
90.337
100.379
1162.01
12259.569
13205.075
14183.019
15170.57
16162.766
17154.992
18147.57
19140.741
20134.985
21136.754
22138.21
23133.494
24136.731
25135.737
26131.657
27134.385
28136.878
29137.201
30137.176
31136.969
32136.658
33136.719
34136.589
35136.35
36137.451
37292.443
38338.954
39334.773
40334.391
41330.556
42331.12
43329.962
44331.871
45331.835
46330.144
47329.392
48328.296
49328.295
50327.852
51330.589
52327.73
53328.238
54327.995
55329.724
56329.354
57329.755
58328.669
59329.051
60327.19
61331.064
62328.307
63327.658
64327.389
65326.869
66327.067
67327.696
68328.409
69328.416
70327.358
71327.976
72326.855
73327.278
74326.8
75326.294
76325.911
77325.572
78325.379
79326.153
80326.702
81326.111
82325.101
83291.41
84254.914
85244.745
86152.062
87133.895
88135.561
89136.756
90137.421
91137.326
92137.14
93137.221
94137.038
95137.325
96137.308
97137.316
98137.533
99137.424
100137.672
101137.466
102137.658
103137.519
104137.572
105137.497
106137.159
10768.858
1084.719
1090.126
110-0.295
111-0.488
112-0.459
; ; ; Potncia x AvanoAvano (mm/min)Potncia de corte (W)RPM
=1000RPM=1250RPM=1500
150224.750211.450192
2100289.4100286.3100265.7
3150350.2150338.5150328.7936708333
; Potncia medidaPotncia [W]1000 RPM e f=100mm/min
10.341
20.199
30.011
40.097
50.41
6-0.048
70.243
80.084
90.323
100.074
110.172
120.435
130.414
140.433
151.278
1666.482
17161.184
18161.302
19154.268
20147.745
21143.253
22139.914
23137.957
24136.88
25136.089
26134.744
27134.16
28133.917
29133.53
30133.17
31133.001
32132.624
33132.368
34132.1
35132.182
36132.092
37131.901
38131.751
39131.729
40131.61
41146.927
42394.831
43420.953
44420.456
45421.067
46419.441
47420.218
48421.184
49421.245
50420.546
51420.6
52420.467
53421.188
54421.636
55420.692
56420.27
57421.748
58419.755
59419.78
60418.477
61419.805
62419.504
63419.244
64418.117
65354.891
66243.271
67142.132
68125.463
69127.239
70128.253
71128.693
72128.948
73129.108
74128.895
75128.967
76129.02
77128.592
78128.787
79128.788
80129.037
81128.784
82128.819
83128.958
84128.996
85129.077
86129.138
87129.044
8862.22
894.181
900.103
91-0.42
92-0.146
; Potncia MedidaPotncia [W]1000 RPM e f=150mm/min
10.277
20.48
30.348
40.434
50.235
60.603
70.273
80.31
90.089
100.256
110.021
120.372
130.013
14132.256
15163.836
16157.022
17149.123
18143.873
19139.833
20137.121
21135.812
22134.613
23133.614
24133.215
25132.88
26132.679
27132.514
28132.164
29131.923
30131.813
31131.72
32131.811
33131.838
34131.798
35131.707
36131.554
37131.387
38131.555
39259.798
40478.475
41482.963
42481.989
43483.312
44481.957
45480.974
46480.693
47480.314
48478.63
49480.13
50480.536
51482.782
52479.828
53480.818
54479.092
55316.429
56217.324
57123.007
58124.273
59126.597
60127.856
61128.529
62128.868
63129.154
64129.312
65129.485
66129.449
67129.489
68129.603
69129.738
70129.645
71129.722
72129.767
73130.095
74129.943
75129.615
76129.426
77119.024
7820.469
791.214
80-0.198
Foras e Potncias de Corte
Allan D. dos S. Silva - [email protected], Turma
321, R.A: 1313205556.Denis D. Carvalho -
[email protected]: 131320475Johann K. R. S. Ferreira -
[email protected]: 131321293.
Resumo: Este trabalho ir abordar a influncia do avano, da
velocidade de corte, e do desgaste da ferramenta na fora e na
potncia de corte. Analisando-se curvas experimentais variando-se
estes parmetros, foi observada na prtica a influncia deles no
processo de usinagem. Alm disso pode-se compreender um procedimento
prtico de medida da velocidade e da potncia de corte.
Palavras-chave: Potncia de corte, desgaste, fora de corte.
1.INTRODUO
O conhecimento sobre as foras de usinagem de grande importncia
para definir parmetro relacionados a potncia de corte, foras
atuantes nos elementos maquinas-ferramentas, desgaste das
ferramentas de corte influenciando na viabilidade econmica.Por se
tratar de uma fora que atua no espao tridimensional, a fora de
usinagem possui 3 componentes: Fora de corte ou fora principal de
corte (Fc), Fora de avano (Ff) e Fora passiva ou fora de
profundidade (Fp), alm dessas que so as principais ainda h Fora
Ativa (FTR), Fora de compresso (Fn) e Fora de apoio (Fap).Fora de
corte ou Fora principal de corte (Fc) a projeo da fora de usinagem
sobre o plano de trabalho, na direo de corte, dada pela velocidade
de corte.Fora de avano (Ff) a projeo da fora de usinagem sobre o
plano de trabalho, na direo de avano, dada pela velocidade de
avano.Fora Passiva ou fora de profundidade (FP) a projeo da fora de
usinagem perpendicular ao plano de trabalho.Fora Ativa (FTR) a
projeo da fora de usinagem sobre o plano de trabalho.Fora de
compresso (Fn) a projeo da fora de usinagem sobre uma direo
perpendicular superfcie principal de corte.Fora de apoio (FAP) a
projeo da fora de usinagem sobre uma direo perpendicular direo de
avano, situado no plano de trabalho.
1.1.Determinao terica da fora de corte
No incio do sculo XX, atravs de muitos experimentos ficou
constatado a variao quase linear das componentes da fora de
usinagem com a seo do cavaco em especial com a fora de corte (Fc).
Assim estabeleceu a primeira relao afim de determinar a fora de
corte:
(1)
Onde:
Ks = Presso especifica de corte
A = rea da seo de corte
Imaginavam-se que a presso especifica de corte era uma
caracterstica apenas do material, no entanto ensaios demonstraram
que a presso especifica pode variar segundo os fatores:Material da
pea;
Material e geometria da ferramenta;
rea de seo de corte;
Velocidade de corte (Vc);
Condies de refrigerao e lubrificao;
Desgaste de ferramenta;
1.2.Potncia de usinagem
A potncia de usinagem resulta da soma das potencias necessrias
para cada componente da fora de usinagem, bem como do produto da
velocidade pela fora e pelo cosseno do ngulo entre ambas. Assim,
somente os componentes de corte e avano contribuem para a potncia
de usinagem. A potncia de corte dada por:
frmula(2)
A potncia do motor de acionamento dada, em cada caso, pela
potncia resultante dividida pela eficincia dos sistemas de
transmisso entre os eixos dos motores e dos sistemas finais de
entrega de potncia na ferramenta ou no carro de avano da
mquina-ferramenta.
frmula(3)
frmula(4)
Onde frmula e frmula so as potencias dos motores de acionamento
do eixo da arvore e do sistema de avano, respectivamente. Da mesma
maneira que c e f so os valores das eficincias dos sistemas de
transmisso do eixo-arvore e do sistema de avano, respectivamente.
Para sistemas de transmisso com engrenagens ou correias, pode-se
adotar = 0,65 a 0,85; para sistema com motor acoplado, =0,80 e
0,85. Em maquinas ferramentas nas quais um nico motor, motor
utilizado, somam-se as potencias obtidas para o dimensionamento ou
seleo da maquinas adequadas. H que se levar em considerao que os
valores de potncia obtidas para motores de acionamento na direo do
avano so, geralmente bem menores que os da direo de corte, ou seja,
no eixo-arvore das maquinas. Isso se deve ao fato de as foras de
avano serem, na maioria das vezes, muito menores que as de corte e,
para condies de corte usuais, as velocidades de avano so cerca de
mil vezes menores que a de corte. Na multiplicao de fora por
velocidades, os valores para a potncia de avano resultam muito
menores que os valores para potncia de corte e, na maioria dos
casos de seleo de maquinas, so desprezados.Segue uma proporo para
usinagem de aos comum com ferramentas de metal duro:
frmula(5)
Com essas propores em mente, em geral, somente o clculo da fora
de corte suficiente para que se proceda seleo de uma
mquina-ferramenta, com base na potncia requerida para operao de
usinagem.
2.MATERIAIS E MTODOS
2.1.Materiais
Torno CNCUma pea de Ao SAE 12L14 27mmPastilha de Metal
DuroMicroscpio
2.2.Mtodos
Foi montado um sistema de aquisio de dados em um computador de
modo a se obter a potncia utilizada pelo torno. Fixada a pea em ao
SAE 12L14 no torno CNC assim como a ferramenta de metal duro,
determinou-se que o ap no processo de usinagem seria de 0,5mm.A
usinagem foi feita utilizando-se 3 avanos diferentes para cada
valor de RPM e 3 RPM's diferentes, o que resulta em 9 diferentes
condies de usinagem. Da unidade de aquisio de dados puderam ser
obtidos 9 grficos diferentes.Destes grficos obtidos, pode-se
determinar a potncia de corte, subtraindo-se da potncia total
consumida pelo torno a sua potncia em vazio. Com ento as 9 potncias
de corte em mos, foram determinadas as foras de corte partir da
equao 2.Alm disso foi feito um teste para avaliar o efeito do
desgaste na potncia de corte. Foi utilizada uma ferramenta
desgastada e esta foi submetida a condies crticas de usinagem.Todas
as curvas, grficos e tabelas encontram-se na seo de resultados.
3.RESULTADOS
3.1.Grficos de potncia consumida no torno CNC
O Grfico seguir foi obtido no ensaio de desgaste da ferramenta.
Pode-se perceber que o seu perfil durante a usinagem se diferencia
dos demais. Nota-se tambm que em nas condies mais crticas a potncia
consumida aumentou.grfico
Figura 1 Ferramenta de corte em desgaste
As figuras de 2 a 4 mostram o perfil da curva de potncia para
diferentes parmetros de corte. Pode-se notar em todas elas os plats
referentes a potncia em vazio e a potncia total
consumida.grfico
(a)(b)
(c)
Figura 2 Potncias de corte em 1000 RPM para diferentes
avanos
(a)
(b)(c)Figura 3 Potncias de corte em 1250 RPM para diferentes
avanos
(a)
(b)(c)Figura 4 Potncias de corte em 1500 RPM para diferentes
avanos
3.2.Determinao da Potncia e fora de corte
Conforme o procedimento descrito em 2.2, foram determinadas as
potncias e as foras de corte para as 9 condies de corte utilizadas
neste trabalho.
Tabela 1
grfico
Figura 5
Figura 64.Concluses
Os procedimentos realizados neste trabalho evidenciaram um
procedimento funcional de obteno da potncia e da fora de corte. As
figuras 5 e 6 nos mostram como a potncia de corte variou com o
avano e a velocidade de corte. Pode-se notar um perfil de aumento
na potncia de corte com o avano. Por outro lado, a potncia de corte
diminuiu sensivelmente com o aumento da velocidade de corte,
contrariando o que poderia-se esperar a princpio.Alm disso pode-se
observar tambm como a ferramenta desgastada compromete o processo
de usinagem, causando uma variao e at um aumento na potncia total
consumida pelo torno. Ainda com o auxliio do microscpio ptico, foi
possvel observar os resultados do processo de desgaste.REFERNCIAS
BIBLIOGRFICAS
MACHADO, lisson Rocha et al.Teoria da usinagem dos materiais.2.
ed. So Paulo: Blucher, 2011. 397 p.
???Pgina ??? (???)00/00/0000, 00:00:00Pgina / Avano (mm/min)
50100150
Rotao (RPM)
1000Pc1 224,7Pc2289,4Pc3350,2
Fc1159,0233545648Fc2204,8124557679Fc3247,8414720453
1250Pc4211,4Pc5286,3Pc6338,5
Fc4119,6886058033Fc5162,0948336872Fc6191,6489738146
1500Pc7192Pc8265,7Pc9328,7936708333
Fc790,5874026893Fc8125,3597546591Fc9155,1279409452
