Método para ensaios de Método para ensaios de

avaliação de usinabilidade avaliação de usinabilidade

de materiais metálicos de materiais metálicos

utilizando torno CNC e torno utilizando torno CNC e torno

convencionalconvencional

Francisco dos Reis FaustinoFrancisco dos Reis Faustino

Jovinilo de Oliveira Santos

Izabel Fernanda Machado

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EstruturaEstrutura

Introdução Processos de usinagem Ensaios de força de corte

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IntroduçãoIntrodução

Processos de usinagem

– Remoção de material para a produção de um

determinado componente ou peça

• Obtenção das formas finais

• Bom acabamento superficial

– Tipos

• Torneamento

• Fresamento

• Aplainamento

• Furação

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FuraçãoFuração

Uma ferramenta (broca) de dois

gumes executa uma cavidade

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FresamentoFresamento

A ferramenta (rabo de andorinha) de vários gumes e executa movimento de giro, enquanto é pressionada contra a peça

A peça movimenta-se (alimentação) durante o processo

A superfície usinada resultante pode ter diferentes formas, planas e curvas

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TorneamentoTorneamento

A matéria prima (tarugo) tem inicialmente a forma cilíndrica

A forma final é cônica ou cilíndrica

Na operação de corte a ferramenta executa movimento de translação, enquanto a peça gira em torno de seu próprio eixo

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Porta-ferramentas instrumentado

Torno CNC com sistema de aquisição de dados

EquipamentosEquipamentos

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EquipamentosEquipamentos

Exemplo de medidas de esforços de corte e de avanço

Força de avanço (N)Força de avanço (N)

Força de corte (N)Força de corte (N)

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EquipamentosEquipamentos

Rugosímetro portátil

Torno mecânico convencional

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Rugosidade superficialRugosidade superficial

Mesmos parâmetros de usinagem – Vc = 90 m/min

-4

-2

0

2

4

6

0 200 400 600 800 1000

x [um]

y [

um

]

-4-3-2-10123456

0 200 400 600 800 1000

x [um]

y [u

m]

AISI 303 AISI 304

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Corpos-de-provaCorpos-de-prova

Comprimento – 150 mm

Sobremetal – fixação na placa e

contraponta

Comprimento– 100 mm

Sobremetal – fixação na placa e

contraponta

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Corpos-de-prova ensaiadosCorpos-de-prova ensaiados

Corpo de prova bruto

(a) (b)

(c)

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Torneamento cilíndrico Torneamento cilíndrico externoexterno

Processo (torno mecânico)

– Verificar o paralelismo da ferramenta

– Fixar manualmente o CP na placa

– Passar o relógio comparador no CP

– Iniciar o torneamento

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Torneamento cilíndrico Torneamento cilíndrico externoexterno

Processo (torno CNC)

– Referenciar os eixos “x” e “z” da máquina,

indicando os pontos “zero” de ambos os eixos

– Fixar o corpo-de-prova na placa e na ponta

giratória

– Referenciar o ponto zero da peça nos eixos

“x” e “z”

– Carregar o programa para a operação

– Iniciar a operação (comando automático)

x

z

y

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Movimentos da peça e da Movimentos da peça e da ferramentaferramenta

Corte – Força o material da peça

a escoar sobre a face da ferramenta, proporcionando a formação de cavaco

Avanço– Combinado ao movimento

de corte, proporciona remoção contínua do cavaco e conseqüente formação de uma superfície usinada

Movimento resultante de corte– Resulta dos movimentos

de corte e de avanço

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Material removido do tarugo

para obtenção de uma peça

com forma e dimensões

definidas

CavacoCavaco

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Tipos de cavacoTipos de cavaco

Indesejáveis (cavacos longos)– Oferecem risco ao operador– Obstruem o local de trabalho– Danificam a ferramenta– Prejudicam o acabamento

superficial da peça– Dificultam o manuseio e

armazenagem– Aumentam a força de corte e

temperatura – Reduzem a vida da ferramenta

Bons– Ocupam pouco volume– Não obstruem o local

de trabalho

– São removidos facilmente

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ConclusõesConclusões

O torno CNC apresenta-se vantajoso,

em função de sua precisão e

repetibilidade na usinagem.

O torno CNC apresenta melhor

qualidade da usinagem.

O torno convencional, é essencial ao

desbaste primário, que antecede a

preparação os corpos-de-prova.

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CONCLUSÕESCONCLUSÕES

Feitos os ensaios, usando-se torno convencionale torno CNC, concluiu-se que:

o torno CNC apresenta-se vantajoso, em função de sua precisão e repetibilidade na usinagem;

o torno CNC apresenta melhor qualidade da usinagem; quanto ao torno convencional, é essencial ao desbaste

primário, que antecede a preparação dos corpos de prova.