Processos de UsinagemO que : No processo de Usinagem uma quantidade de material removido com auxlio de uma ferramenta de corte produzindo o cavaco, obtendo-se assim uma pea com formas e dimenses desejadas. De um modo geral, as principais operaes de usinagem podem ser classificadas em: Torneamento: No torneamento, a matria prima (tarugo) tem inicialmente a forma clndrica. A forma final cnica ou cilndrica. Na operao de corte a ferramenta executa movimento de translao, enquanto a pea gira em torno de seu prprio eixo. Abaixo as variaes do processo de torneamento. Torneamento cilindrico externo Sangramento Radial Torneamento Cilndrico Interno

Aplainamento:Na operao de aplainamento, o corte gera superfcies planas. O movimento da ferramenta de corte de translao enquanto a pea permanece esttica, ou vice-versa. Abaixo as possveis operaes de aplainamento.

Aplainamento de rasgos Aplainamento de Perfis Aplainamento de Ranhuras em "T" Aplainamento de Superfcie Cncava Aplainamento de Guias

Fresamento:Na operao de fresamento a ferramenta de corte possui vrios gumes e executa movimento de giro, enquanto pressionada contra a pea. A pea movimenta-se (alimentao) durante o processo.A superficie usinada resultante pode ter diferentes formas, planas e curvas. Veja as variantes do processo.

Fresamento Tangencial I. Concordante

II.

Discordante

Fresagem Frontal Angular

Furao:Na furao uma ferramenta (broca) de dois gumes executa uma cavidade cilndrica na pea. O movimento da ferramenta uma combinao de rotao e deslocamento retilneo (ao longo do eixo do furo). Uma variante da furao o alargamento de furos, onde uma ferramenta similar broca, porm com mltiplos gumes, remove material de um furo, aumentando seu

dimetro, ao mesmo tempo conferindo-lhe Este um processo tpico de acabamento.

um

alto

grau

de

acabamento.

Alargamento Cilndrico de Acabamento Alargamento cnico de desbaste

Brochamento:No brochamento a ferramenta multicortante executa movimento de translao, enquanto a pea permanece esttica. Em alguns casos pode existir movimento rotativo relativo entre as duas. A superfcie usinada resultante em geral curva. O grau de acabamento do brochamento superior. O processo caro devido ao custo da ferramenta. O brochamento pode ser interno ou externo. Retificao: Na retificao a ferramenta remove material da pea por ao de gros abrasivos. A ferramenta gira em torno de seu prprio eixo alm de poder executar movimento de translao. A pea a usinar tambm pode movimentar-se. O processo de alta preciso dimensional e proporciona grau de acabamento superior (polimento). Abaixo variaes do processo.

Retificao Plana Retificao Interna

Ferramentas de Corte de Geometria DefinidaDescrio Geral da FerramentaAgora vamos conhecer um pouco mais sobre este tipo de ferramenta de usinagem. A descrio a seguir baseada numa ferramenta de tornear simples, que representa uma tpica ferramenta de geometria definida.

Assim buscamos fixar esta parte do contedo, que muito importante para entender o funcionamento das demais ferramentas de geometria definida, como brocas e fresas.

Elementos da FerramentaSuperfcie da Ferramenta

FACE: Superfcie da cunha sobre a qual o cavaco escoa. FACE REDUZIDA: uma superfcie que separa a face em duas regies - face e face reduzida - de modo que o cavaco entre em contato somente com a face reduzida.

FLANCO: Superfcie da cunha voltada para a pea. FLANCO PRINCIPAL: Superfcie da cunha voltada para a superfcie transitria da pea. FLANCO SECUNDRIO: Superfcie da cunha voltada para a superfcie usinada da pea. QUEBRA CAVACO: So alteraes presentes na face reduzida com o objetivo de controlar o tamanho do cavaco de modo que no oferea risco ao operador e no obstrua o local de trabalho.

Gumes e QuinaUsado como referncia para medir os ngulos da ferramenta.

GUME: o encontro da face com o flanco, destinada a operao de corte. GUME PRINCIPAL: Interseo da face e do flanco principal.

GUME SECUNDRIO: Interseo da face e do flanco secundrio. GUME ATIVO: a parte do gume que realmente est cortando. GUME PRINCIPAL ATIVO: a parte do gume principal que realmente est cortando. GUME SECUNDRIO ATIVO: a parte do gume secundrio que realmente est cortando. QUINA: o encontro do gume principal com o gume secundrio.

Sistema de Referncia e PlanosPara definir os planos e medir os ngulos da ferramenta preciso selecionar um ponto de referncia posicionado em qualquer parte do gume principal.

Sistema de Referncia FERRAMENTA NA MO: Usado para medir os ngulos da ferramenta. Pr (Plano de referncia da ferramenta): paralelo base da ferramenta no ponto selecionado. Pf (Plano de trabalho convencional): perpendicular ao Pr e paralelo direo de avano. Pp (Plano passivo da ferramenta): perpendicular ao Pr e ao Pf.

Ps (Plano do gume da ferramenta): tangente ao gume no ponto selecionado e perpendicular ao Pr; Pn (Plano normal ao gume): perpendicular ao gume no ponto selecionado; Po (Plano ortogonal da ferramenta): perpendicular ao Pr e Ps no ponto selecionado; Obs.: Os planos Pn e Po so muito parecidos. Perceba que o plano normal geralmente inclinado em relao ao plano ortogonal.

Movimento de CorteMovimentos da Pea e da Ferramenta

MOVIMENTO DE CORTE : o movimento relativo entre a pea e a ferramenta que fora o material da pea a escoar sobre a face da ferramenta, proporcionando a formao de cavaco.

MOVIMENTO DE AVANO : o movimento relativo entre a pea e a ferramenta o qual, combinado ao movimento de corte, proporciona uma remoo contnua do cavaco e consequente formao de uma superfcie usinada.

MOVIMENTO RESULTANTE DE CORTE (EFETIVO): o movimento resultante dos movimentos de corte e de avano.

ngulos da Ferramentangulos medidos no Plano de Referncia kr (ngulo de direo do gume da ferramenta): Formado entre o plano de trabalho (Pf) e o gume principal, medido no plano de referncia (Pr); er (ngulo de quina da ferramenta): Formado entre o gume principal e o gume secundrio, medido no Pr; kr' (ngulo de direo do gume secundrio da ferramenta): Formado entre o plano de trabalho (Pf) e o gume secundrio, medido no Pr. kr + er + kr' = 180

ngulos medidos no Plano do Gume ls (ngulo de inclinao do gume da ferramenta): Formado entre o gume e o plano de referncia (Pr), medido no plano do gume (Ps).

ngulos medidos no Plano Passivo ap (ngulo de incidncia passivo da ferramenta): Formado entre o plano do gume (Ps) e o flanco secundrio, medido no plano passivo (Pp). bp (ngulo passivo de cunha da ferramanta): Formado entre a face e o flanco secundrio, medido no Pp. gp (ngulo de sada passivo da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referncia (Pr), medido no Pp.

ngulos medidos no Plano de Trabalho af (ngulo de incidncia lateral da Ferramenta): Formado entre o flanco principal e o plano do gume (Ps), medido no plano de trabalho (Pf). bf (ngulo lateral de cunha da ferramanta): Formado entre a face e o flanco principal, medido no Pf. gf (ngulo de sada lateral da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referncia (Pr), medido no Pf.

ngulos medidos no Plano Ortogonal ao (ngulo de incidncia ortogonal da Ferramenta): Formado entre o flanco principal e o plano do gume (Ps), medido no plano ortogonal (Po). bo (ngulo ortogonal de cunha da ferramanta): Formado entre a face e o flanco principal, medido no Po. go (ngulo de sada ortogonal da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referncia (Pr), medido no Po.

ngulos medidos no Plano Normal an (ngulo de incidncia normal da Ferramenta): Formado entre o flanco principal e o plano do gume (Ps), medido no plano normal (Pn). bn (ngulo de normal de cunha): Formado entre a face e o flanco principal, medido no Pn. gn (ngulo de sada da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referncia (Pr), medido no Pn.

Estudo do CavacoCavaco o material removido do tarugo durante o processo de usinagem, cujo objetivo obter uma pea com forma e dimenses definidas.

Para um melhor entendimento podemos fazer uma analogia com o ato de apontar um lpis, onde:

lpis o tarugo; lamina do apontador a ferramenta de corte; material removido o cavaco. Os diferentes aspectos do cavaco nas operaes de usinagem so apresentados, seguindo-se a ordem abaixo:

Formao do CavacoEtapas da Formao 1) Recalque do material da pea contra a face da ferramenta 2) Material recalcado sofre deformao plstica que aumenta progressivamente at atingir a tenso de cisalhamento necessria ao deslizamento. Inicia-se o deslizamento do material recalcado segundo os planos de cisalhamento. Os planos instantneos definem uma regio entre a pea e o cavaco denominada regio de cisalhamento. 3) Com a continuidade da penetrao da ferramenta (movimento relativo) ocorreruptura parcial ou completa na regio de cisalhamento, dependendo das condies de usinagem e ductilidade do material 4) Com a continuidade do movimento relativo (pea/ferramenta) ocorre o escorregamento da poro de material deformado e cisalhado (cavaco) sobre a face da ferramenta. O processo se repete, sucessivamente, com o material adjacente.

Origem do Plano de Cisalhamento Decompondo a fora de corte (F) que a ferramenta exerce sobre o material da pea, obtm-se:

A componente Fsh (fora de cisalhamento ao longo do plano de cisalhamento) responsvel pelo surgimento do plano de cisalhamento. Existe Realmente um Plano de Cisalhamento? O material da pea tem estrutura granular, isto , composta por gros. Logo, a componente Fsh no propaga-se em linha reta e sim atravs dos gros, formando uma regio onde os gros so fortemente deformados.

Tipos de CavacoCavaco ContnuoMecanismo de Formao: O cavaco formado continuamente, devido a ductilidade do material e a alta velocidade de corte. Acabamento Superficial: Como a fora de corte varia muito pouco devido a contnua formao do cavaco, a qualidade superficial muita boa.

Cavaco Cisalhado (Semi continuo)Mecanismo de Formao: O material fissura no ponto mais solicitado. Ocorre ruptura parcial ou total do cavaco. A soldagem dos diversos pedaos (de cavaco) devida a alta presso e temperatura desenvolvida na regio. O que difere um cavaco cisalhado de um contnuo (aparentemente), que somente o primeiro apresenta um serilhado nas bordas. Acabamento Superficial: A qualidade superficial inferior a obtida com cavaco contnuo, devido a variao da fora de corte. Tal fora cresce com a formao do cavaco e diminui bruscamente com sua ruptura, gerando fortes vibraes que resultam numa superfcie com ondulosidade.

Cavaco Arrancado (Descontnuos):Mecanismo de Formao: Este cavaco produzido na usinagem de materiais frgeis como o ferro fundido. O cavaco rompe em pequenos segmentos devido a presena de grafita, produzindo uma descontinuidade na microestrutura. Acabamento Superficial: Devido a descontinuidade na microestrutura produzida pela grafita ( no caso do FoFo), o cavaco rompe em forma de concha gerando uma superfcie com qualidade superficial inferior.

Formas do CavacoINDESEJVEIS (Cavacos longos)

Oferecem risco ao operador; Obstruem o local de trabalho; Podem danificar tanto a ferramenta quanto prejudicar o acabamento superficial da pea; Dificultam o manuseio e a armazenagem; Causam aumento da fora de corte e da temperatura com consequente reduo da vida da ferramenta.

BONS

Ocupam pouco volume; No obstruem o local de trabalho; So removidos facilmente;

Fatores que Influenciam os diferentes tipos e formas de cavaco

Quebra-Cavaco

Quebra-Cavaco apresentado na superfcie de sada

O quebra cavaco(alteraao na face da ferramenta) usado principalmente para reduzir o tamanho de cavacos longos, com o objetivo de:

Evitar o "enrolamento" do cavaco na ferramenta; Diminuir o tempo de contato do cavaco com a ferramenta e desta maneira reduzir a tranferncia de calor.

Fluido de Corte

Uso do fluido de corte na usinagem de um molde de sopro

A forma do cavaco alterada pelo uso de fluido de corte devido os seguintes fatores:

Diminuio da resistncia ao escoamento causada pelo atrito. Deflexo do cavaco causada pela injeo de fluido. Encruamento do cavaco devido a ao do fluido de corte.

Condies de Corte

grfico ap x f

Grande avano (f) produz alta concentrao de material na zona de cisalhamento, aumentando a resistncia ao corte, gerando flutuaes na fora de corte, produzindo consequentemente cavaco cisalhado.

Geometria da Ferramentangulo de Sada:

Fonte: Sandvik Coromant

Material usado: Ao Inoxidvel Usando um ngulo de sada de 5o em A, obtemos um processo pouco contnuo devido a alta flutuao da fora de corte. Tal flutuao gerada pela fragmentao do cavaco causada pelo alto valor da componente da fora total que passa pelo plano de cisalhamento. Em B o ngulo de sada assume um valor de 15o, resultando num processo mais contnuo. Isto ocorre devido a reduo na flutuao da fora total causada pela diminuio da da sua componente que passa pelo plano de cisalhamento. Abaixo ser usado o material HSTR onde os ngulos so de: C=5, D=10 e E=15o

Fonte: Sandvik Coromant

Raio de Quina Quina arredondada provoca dobramento transversal e longitudinal do cavaco.

Fonte: Sandvik Coromant

Fator de RecalqueFator de Recalque: a relao entre o comprimento de corte=.d.l e o comprimento do cavaco

Gerao de Calor e distribuio de TemperaturasDurante o processo de corte gerado calor que se transmite atravs das partes envolvidas, a saber : pea, ferramenta e cavaco. A maior poro do calor transmite-se para o cavaco. Na figura observa-se um exemplo dos percentuais de calor e sua distribuio, assim como as curvas de distribuio de temperatura. Estes parmetros dependem das condies de corte, tipo de material da pea, da ferramenta, e geometria do cavaco. Entretanto os valores totais dos parmetros mantmse dentro desta ordem de grandeza para a maioria das situaes de corte, podendo portanto serem considerados como padres indicativos.