Upload
pdrplo
View
12
Download
0
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Trabalho sobre usinagem
Citation preview
Processos de Usinagem
Aula 10
- Foras, presso especfica e potncia de corte -
Processos de Usinagem
Conseqncias dos Esforos na Ferramenta
Pea
Ferramenta
,n
Cavaco
,f
Atrito
ForcaMovimento
relativo
Calor
Desgaste
Material pea /
material ferramenta
Processos de Usinagem
Conseqncias dos esforos na Ferramenta
Processos de Usinagem
Foras de usinagem
Fora de usinagem = f {condies de corte (f, vc, ap), geometria da ferramenta (, , ), desgaste da ferramenta, uso de lubri-refrigerantes, outros}
Onde:
F = Fora de usinagem
Fc = Fora de corte
Ff = Fora de avano
Fp = Fora passiva
,f ,nFf
Fp
Fc
F
Processos de Usinagem
Foras na furao
Processos de Usinagem
Foras no fresamento
Fora e potncia de corteGrandezas do processo de usinagem
Onde:
r = ngulo de direo do gume
ap=Profundidade de corte
f = Avano b = largura de usinagem h = Espessura de usiangem
Processos de Usinagem
Processos de Usinagem
Fora de corte F
Fora ativa Fa Fora passiva Fp
Fora efetiva Fe Fora efetiva normal FeN
Fora de corte Fc Fora de corte normal FcN
Fora de avano Ff Fora normal Fn
Componentes da Fora ativa Fa
na direo efetiva vertical a direo efetiva
na direo de corte na direo de corte
vertical a direo do avano na direo do avano
no plano de trabalho
Componentes da fora de corte F
vertical ao plano de trabalho
Seo de usinagem - A
Processos de Usinagem
F c=AK c
A=a p fA=bh
h= fsinr
b=a p
sinr rA
b
h
a p
f
Processos de Usinagem
Fora de corte e Fora especfica de corte
Fora de corte
- o principal fator no clculo da potncia necessria a usinagem
Depende principalmente:
material a ser usinado
das condies efetivas de usinagem
seo de usinagem
do processo
Processos de Usinagem
Equao Fundamental da Fora de Corte
A equao fundamental da fora de corte tambm denominada de equao
Kienzlepermite relacionar as constantes do processo de usinagem com o
material a ser usinado
Conceitualmente esta independe do processo de usinagem
F c=a p fKcF c=bhKc
F c=AK c
Processos de Usinagem
Fora especfica de corte - Kc
Fora especfica de corte, fatores de influncia e consideraes
Kc - fator puramente matemtico
Influnciado basicamente pelo material, em especial a resistncia e
elementos de liga
Influnciado pela geometria da ferramenta
Kc1.1 representa o valor da fora especfica para um cavaco com rea de 1
mm2 (b=1 mm, h=1mm) Para cada grupo de materiais existe um valor de fora especfica de
corte Kc
K c=K c1.1bhmc
O principal valor da fora especfica de corte Kc1.1
e o coeficiente m da
tangente do ngulo de inclinao dependem do materia e so
dedeterminado por meio de ensaios experimentais
Processos de Usinagem
Processos de Usinagem
Tabela com valores de Kc e Kc1.1
Processos de Usinagem
Tabela com valores de Kc e Kc1.1
Processos de Usinagem
Tabela com valores de Kc e Kc1.1
Processos de Usinagem
Fatores de correo para Kc e Kc1.1No caso de desvios das condies de usinagem dadas, so necessrios fatores de correoAplicadas quando:
correo do ngulo efetivo de corte - Krcorreo da velocidade de corte - Kvcorreo do material do material da ferramenta KSchcorreo do desgaste - KVer
F c=bhK cK K VK SchK Ver
Processos de Usinagem
Fatores de correo para Kc e Kc1.1
F c=bhK cK K VK SchK VerClculo e faixa de valores para as variveis Observaes
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
Velocidade de corte
- Na ordem de 100 m/min a fora de corte sofre decrcimos mnimos com o
aumento da velocidade de corte. Na faixa abaixo de 100 m/min o aumento
da fora de corte depende principalmente das caractersticas do material
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
Avano
- O avano e/ou a espessura de corte h excercem a uma das principais
influncias sobre a fora de corte
0 h 0,05 f,h
FC
Limite de validade da relao da fora de corte
b, aP
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
Profundidade de corte - ap
- com o aumento da profundidade de corte a fora de corte aumenta
proporcionalmente. Dependendo do avano selecionado o coficiente
angular da linha se alterando a inclinao da mesma
0
FC
f, h
b, aP
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
Material
- Quando diferentes tipos de materiais so usinados com parmetros
constantes as foras de corte resultantes so diferentes, e dependem das
propriedades dos materiais. Como aproximao inicial pode-se assumir
que com o aumento da tenso de ruptura ou a dureza a fora de corte
aumenta.
0
FC
Tipo de material
m, HB
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
Material da ferramenta
- A escolha do material da ferramenta adequado um dos fatores
decisivos que influenciam na foras de corte.
- As condies acima se aplicam a materiais ferrosos
0
FC
Ao rpido
vC
Metal duroCermicasCBN
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
Fluido de corte
- O uso de fluidos de corte (lubrificantes ou refrigerantes) pode reduir as
foras de corte quando comparado com a usinagem a seco.
0
FC
Corte a seco
vC
Corte com fluido
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
Relao de corte G
- De forma geral uma relao G entre 2 e 10 para desbaste e de G entre 10 e 20 para acabamento.- A influncia da relao de corte no to forte quanto a influncia do avano ou da profundidade de corte- Uma baixa relao mais favorvel com relao as foras. J uma relao G maior mais favorvel em termos de maior vida da ferramenta
0
FC
A= cte.
ap
f ap
f
G=a pf
1 10
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
ngulo de sada efetivo
-
FC
0+- 0 + 0
Processos de Usinagem
Fatores de influncia na fora de corte e fora especfica de corte
nguo de direo
- O ngulo de direo tem pouca influncia nas foras de corte
0
FC
Corte combinado
Kr
Corte livre
Processos de Usinagem
Torque e PotnciaA potncia de corte Pc o mais importane fator para selecionar uma muina ferramenta
onde:P - potncia [kW]F - forca [N] (Equation 2.10)v - velocidade [m/min]
Se o torque e a velocidade so utilizados para determinar a potncia temos:
onde:P - potncia [kW]Md - torque [N/m] (Equation 2.11)n - velocidade [rpm]
Processos de Usinagem
Torque e PotnciaA potncia diretamente necessria na ferramenta determinada por:
onde:Pc - potncia de corte[kW]Fc - forca de corte [N]vc - velocidade de corte [m/min]
A potncia de avano calculada por:
Pf - potncia avano [kW]Ff - fora de avano [N]vf Velocidade de avano [mm/min]
Processos de Usinagem
Torque e PotnciaA potncia efetiva
onde:Pe - potncia efetiva [kW]Pc - potncia de corte [kW]Pf - potncia avano [kW]
A potncia do motor calculada por:
Pa - potncia do motor [kW]Pc - potncia de corte [kW] eficincia eltrica do motor [mm/min]
Processos de Usinagem
Taxa de remoo de material
A Taxa de remoo de material Q mede a produtividade em termos da
quantidade de material removido pela mquina-ferramenta em perodo
especfico de tempo ou volume especfico de material removido
Q Volume removido no tempo [cm3/min]
A seo de usinagem [mm2]
vc - velocidade de corte [m/min]
Processos de Usinagem
Taxa de remoo de material
Volume especfico do cavaco
Qc Volume especfico de cavaco [cm3/KW min]
Pc - potncia de corte [kW]
A seo de usinagem [mm2]
Fc - forca de corte [N]
vc - velocidade de corte [m/min]
Kc Fora especfica de corte [N/mm2]