1-Introdução sobre usinagem

1.   Usinagem

1.1.       Definição de usinagem

Processo de fabricação com remoção de cavaco, que é a porção de material da peça caracterizando-se por apresentar forma geométrica irregular, retirado com o objetivo de proporcionar uma nova forma a matéria-prima.

A usinagem, simultaneamente, é envolvida pela complexidade e simplicidade. Complexo pelas restrições na determinação das melhores condições de corte e simples, pois caso se consiga essas condições ideias a usinagem ocorre de forma eficiente.

As condições ideias de corte estão associados na melhor seleção dos parâmetros de corte, tais como velocidade de corte (Vc), profundida de corte (ap), avanço (f); seleção do fluido de corte, material da ferramenta e geometrias adequadas.

1.2.      Grandezas físicas na usinagem

As principais grandezas diretamente relacionadas a formação do cavaco, ou seja, a geração de forma na peça, são a velocidade de corte (Vc), a velocidade de avanço (f), velocidade efetiva (Ve) e a profundidade de corte (ap). Elas dependem do tipo de processo de fabricação por usinagem.

1.2.1.       Torneamento

A Figura 1 apresenta as principais grandezas diretamente relacionadas a formação do cavaco no torneamento.

Figura 1- Principais grandezas na formação do cavaco no torneamento.

De forma prática, os módulos das velocidades da Figura 1 são dadas pelas Eq1, Eq.2, e Eq.3

Vc=πDn/1000 (m/mn)	(1)
Vf=fn (mm/rot)	(2)
Ve=Ö(Vc2+Vf2) (m/min)	(3)

Na Equação 1, D é o diâmetro do eixo; n é rotação do eixo usinado
Em função do movimento relacionado a velocidade de corte e ao avanço, a ferramenta acaba executam aos percursos: percurso de Corte (LC); percurso de Avanço (Lf) percurso efetivo (Le).

Tomando como referência o vetor velocidade de corte (Vc), é possível definir os ângulo de direção de avanço (j) e o ângulo da direção efetiva (h), conforme mostra a Figura 2. Nela pode-se ver também o plano de trabalho (Pfe), que é o plano formado pela vetor velocidade de corte (Vc) e vetor velocidade de avanço (Vf).

Figura 2- Ângulo de direção de avanço e direção efetiva

1.2.2.     Fresamento

A Figura 3 apresenta as principais grandezas diretamente relacionadas a formação do cavaco no fresamento.

Figura 3- Principais grandezas na formação do cavaco no fresamento

De forma prática, os módulos das velocidades da Figura 3 são dadas pelas Eq4, Eq.5, e Eq.6

Vc=πDn/1000 (m/mn)	(4)
Vf=fn (mm/rot)	(5)
Ve=Ö(Vc2+Vf2) (m/min)	(6)

Na Equação 4, D é o diâmetro de fresa; n é rotação da fresa

Em função do movimento relacionado a velocidade de corte (Vc) e de avanço (Vf), a ferramenta acaba executando aos percursos: percurso de Corte (LC); percurso de Avanço (Lf) percurso efetivo (Le) (Figura 4)

Figura 4- Percurso de corte no fresamento

Tomando como referência o vetor velocidade de corte (Vc), é possível definir o ângulo de direção de avanço (j) e o ângulo da direção efetiva (h), conforme mostra a Figura 5. Nela pode-se ver também o plano de trabalho (Pfe), que é o plano formado pelo vetor velocidade de corte (Vc) e vetor velocidade de avanço (Vf).

Figura 5- Ângulo de direção de avanço e direção efetiva no fresamento

Em função da velocidade de avanço (Vf), podemos definir as grandezas relacionadas ao avanço (f), no fresamento: avanço por dente (fz), avanço de corte (fc) e avanço efetivo (fe) (Figura 6)

Figura 6- Ângulo de direção de avanço e direção efetiva no fresamento

Para se realizar o corte no fresamento, é necessário a definição de outras grandezas, tais como, profundidade ou largura de usinagem(ap), penetração de trabalho (ac) e penetração de avanço (af) (Figura 7)

Figura 7- Profundidades no fresamento

1.2.3.     Furação

A Figura 8 apresenta as principais grandezas diretamente relacionadas a formação do cavaco na furação.

Figura 8- Principais grandezas na formação do cavaco na furação

De forma prática, os módulos das velocidades da Figura 8 são dadas pelas Eq7, Eq.8, e Eq.9

Vc=πDn/1000 (m/mn)	(7)
Vf=fn (mm/rot)	(8)
Ve=Ö(Vc2+Vf2) (m/min)	(9)

Na Equação 7, D é o diâmetro da broca; n é rotação da broca

1.3.      Grandezas relacionadas ao cavaco

O cavaco pode ser caracterizado pelas suas principais dimensões: largura de corte (b), espessura de corte (h), seção transversal de corte (A= ap.fc=b.h), largura efetiva de corte (be), espessura efetiva de corte (he) e seção transversal efetiva de corte (Ae= ap.fe = be.he).

Figura 9- Grandezas relativa ao cavaco

De forma prática, os módulos das grandezas relativas ao cavaco da Figura 9 são dadas pelas Eq10, Eq.11, , Eq.12, , Eq.13, , Eq.14 e Eq.15

b=ap/sencr	(10)
h=fc sencr	(11)
A=ap.fc	(12)
be=bÖ(1-sen2h.cos2cr)	(13)
he=h/Ö(1+sen2cr.tg2h)	(14)
Ae=ap.fe	(15)

A partir da combinação da velocidade de corte (Vc), avanço (f) e profundidade de core (ap), é possível definir a taxa de remoção de material através da Eq. 16.

TRM=Vc.fc.ap

(16)

Referência

DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da Usinagem dos Metais. 3 ed. São Paulo: Artliber, 2001.

Dos SANTOS, A. V.; et al. Usinagem em altíssimas velocidade: como os conceitos HSM/HSC podem revolucionar a indústria metal-mecânica. São Paulo: Érica, 2003.

MACHADO, A. R.; ABRÃO, A. M.; COELHO, R. T.; Da SILVA, M. B. Teoria da usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blucher, 2009. 751 p.