A apresentação está carregando. Por favor, espere

A apresentação está carregando. Por favor, espere

MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO Capítulo 3 1. A formação do cavaco influencia diversos fatores ligados à usinagem, tais como o desgaste da ferramenta,

Apresentações semelhantes


Apresentação em tema: "MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO Capítulo 3 1. A formação do cavaco influencia diversos fatores ligados à usinagem, tais como o desgaste da ferramenta,"— Transcrição da apresentação:

1 MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO Capítulo 3 1

2 A formação do cavaco influencia diversos fatores ligados à usinagem, tais como o desgaste da ferramenta, os esforços de corte, o calor gerado na usinagem, a penetração do fluido de corte, etc. Assim, estão envolvidos com o processo de formação do cavaco aspectos econômicos e de qualidade da peça, a segurança do operador, a utilização adequada da máquina- ferramenta, etc. CAP. 3 – MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO

3 3

4 Fig Esquema da formação do cavaco mostrando o plano de cisalhamento A parte de trás do cavaco é rugosa devido ao fato da deformação não ser homogênea. Fator de Recalque, = h 2 /h 1 = s 2 /s 1 = f(pressão específica do cavaco sobre a ferramenta, volume do cavaco produzido por CV e a temperatura)

5 MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO Em geral, a formação do cavaco nas condições normais de usinagem com ferramentas de metal duro ou de aço rápido, se processa da seguinte forma: a) Uma pequena porção do material (ainda solidária à peça) é recalcada (deformações elásticas e plásticas) contra a superfície de saída da ferramenta. 5

6 b) Esta deformação plástica aumenta progressivamente, até que as tensões de cisalhamento se tornem suficientemente grandes, de modo a se iniciar um deslizamento (sem que haja perda de coesão) entre a porção de material recalcada e a peça. MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO

7 c) Continuando a penetração da ferramenta, haverá uma ruptura (cisalhamento) parcial ou completa do cavaco, acompanhando o plano de cisalhamento e dependendo da ductilidade do material e das condições de usinagem. MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO

8 d) Prosseguindo, devido ao movimento relativo entre a ferramenta e a peça, inicia-se um escorregamento da porção do material deformada e cisalhada (cavaco) sobre a superfície de saída da ferramenta. Enquanto isso, uma nova porção do material está se formando e cisalhando, a qual irá também escorregar sobre a superfície de saída da ferramenta, repetindo o fenômeno. MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO

9 3.1- A Interface Cavaco-Ferramenta O conceito clássico de atrito baseado nas leis de Amonton e Coulomb ( a força de atrito é proporcional à força normal Fa = µ.N) não é adequado na usinagem dos materiais, onde as pressões normais à superfície de saída da ferramenta são muito grandes. Trent defende a teoria de que, na interface cavaco-superfície de saída da ferramenta, existe uma zona de aderência e, logo após esta, uma zona de escorregamento entre o cavaco e a ferramenta (figura 3.2), quando da usinagem de vários metais que formam cavacos contínuos.

10 A zona de aderência ocorre devido ás altas tensões de compressão, às altas taxas de deformação e à pureza do material da peça em contato com a ferramenta. Fig. 3.2 – Área de contato Cavaco- Ferramenta A Interface Cavaco-Ferramenta

11 Zona de Fluxo dentro do Cavaco Fig Zona de Fluxo dentro do Cavaco

12 CLASSIFICAÇÃO DOS CAVACOS a) Cavaco contínuo – a distinção das lamelas não é nítida. b) Cavaco de cisalhamento – apresenta-se constituído de lamelas justapostas bem distintas. c) Cavaco de ruptura – apresenta-se constituído de fragmentos arrancados da peça usinada. 12

13 ESTUDO DOS CAVACOS Cavaco é o material removido do tarugo (Billet) durante o processo de usinagem, cujo objetivo é obter uma peça com forma e/ou dimensões e/ou acabamento definidas. Exemplo: -lápis é o tarugo; -lamina do apontador é a ferramenta de corte; -material removido é o cavaco. 13

14 Etapas de mecanismo de formação de cavaco: 1) Recalque, devido a penetração da ferramenta na peça; 2) O material recalcado sofre deformação plástica, que aumenta progressivamente, até que tensões cisalhantes se tornem suficientemente grandes para que o deslizamento comece; 3) Ruptura parcial ou completa, na região de cisalhamento, dando origem aos diversos tipos de cavacos; 4) Movimento sobre a superfície de saída da ferramenta. 14

15 Tipos de cavacos: Cisalhado (segmentado); De ruptura (descontínuo); Contínuo; Cavaco contínuo com aresta postiça de corte (APC) As Figuras 4.1 e 4.2 mostram os tipos de cavacos: 15

16 16 Fig. 4.1 Tipos de cavaco

17 CAVACO CONTÍNUO : Mecanismo de Formação: O cavaco é formado continuamente, devido a ductilidade do material e a alta velocidade de corte; Acabamento Superficial: Como a força de corte varia muito pouco devido a contínua formação do cavaco, a qualidade superficial é muita boa. 17 Figura 4.2 – Tipos de cavacos

18 Mecanismo de Formação: O material fissura no ponto mais solicitado. Ocorre ruptura parcial ou total do cavaco. A soldagem dos diversos pedaços (de cavaco) é devida a alta pressão e temperatura desenvolvida na região. O que difere um cavaco cisalhado de um contínuo (aparentemente), é que somente o primeiro apresenta um serilhado nas bordas. Acabamento Superficial: A qualidade superficial é inferior a obtida com cavaco contínuo, devido a variação da força de corte. Tal força cresce com a formação do cavaco e diminui bruscamente com sua ruptura, gerando fortes vibrações que resultamn uma superfície com ondulações. 18 CAVACO CISALHADO:

19 Mecanismo de Formação: Este cavaco é produzido na usinagem de materiais frágeis como o ferro fundido, bronze duro e latão. O cavaco rompe em pequenos segmentos devido a presença de grafita (Fofo), 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 superfície com qualidade superficial inferior. 19 CAVACO DE RUPTURA (ARRANCADO)

20 Quanto à forma, os cavacos são classificados como: 20 Figura Formas de cavacos produzidos na usinagem dos metais. a)Cavaco em fita; b)Cavaco helicoidal; c) Cavaco espiral; d) Cavaco em lascas ou pedaços.

21 Forma dos cavacos conforme a norma ISS0O 3685 Entretanto, a norma ISO 3685 faz uma classificação mais detalhada da forma dos cavacos, de acordo com a Figura Figura Formas de cavacos produzidos na usinagem dos metais

22 FORMAS DE CAVACO:

23 Os cavacos do tipo contínuos (em fita) trás sérios inconvenientes, entre eles destacam: Pode ocasionar acidentes, visto que eles se enrolam em torno da peça, da ferramenta ou dos componentes da máquina; Dificulta a refrigeração direcionada, desperdiçando o fluido de corte; Dificulta o transporte (manuseio), ocupa muito volume; Ele prejudica o corte, no sentido de poder afetar, o acabamento, as forças de corte e a vida útil das ferramentas. 23

24 CAVACO EM FITA CONT. O material da peça é o principal fator que vai influenciar na classificação quanto à forma dos cavacos. Quanto às condições de corte: maior v c (velocidade de corte), f (avanço) e γ (ângulo de saída) tende a produzir cavacos em fitas (ou contínuos, quanto ao tipo). O f é o parâmetro mais influente e o ap é o que menos influencia na forma de cavacos. A Figura 4.5 ilustra a influência destes parâmetros na forma do cavaco. 24

25 INFLUÊNCIA DOS PARAMETROS f e pc NA FORMA DO CAVACO 25 Figura 4.5 -Influência do f e do pc na forma dos cavacos

26 TIPOS DE QUEBRA CAVACOS Apesar das condições de corte poderem ser escolhidas para evitar ou pelo menos reduzir a tendência de formação de cavacos longos em fita (contínuo ou cisalhado). Até o momento, o método mais efetivo e popular para produzir cavacos curtos é o uso de dispositivos que promovem a quebra mecânica deles, que são os quebra-cavacos. Os tipos mais comuns de quebra-cavacos estão ilustrados na Figura a)b)c) Figura 4.6 -Tipos mais comuns de quebra-cavacos. a) Quebra-cavaco fixado mecanicamente; b) Quebra-cavaco usinado diretamente na ferramenta; c) Quebra-cavaco em pastilha sinterizada.

27 Como vantagens do uso de quebra-cavacos podemos enumerar: Redução de transferência de calor para a ferramenta por reduzir o contato entre o cavaco e ferramenta; Maior facilidade de remoção dos cavacos; Menor riscos de acidentes para o operador; Obstrução menor ao direcionamento do fluido de corte sobre a aresta de corte da ferramenta. 27 a)b)c)

28

29 Conseqüência dos esforços na de Ferramenta

30 QUEBRA CAVACOS

31 FIM 31

32 Decompondo a força de corte (F) que a ferramenta exerce sobre o material da peça, obtém-se: A Componente Fshn (força de cisalhamento ao longo do plano de cisalhamento) é responsável pelo surgimento do plano de cisalhamento. O material da peça tem estrutura granular, isto é, composta por grãos. Logo a componente Fshn não se propaga-se em linha reta e sim através dos grãos,formando uma região onde os grãos são fortemente deformados.

33 Temperaturas na usinagem

34 CONSIDERAÇÕES SOBRE A V c Maior V c = maior temperatura = menor vida útil. Menor V c = problemas de acabamento e de produtividade.

35 SOLICITAÇÕES NA CUNHA DE CORTE Conseqüência dos esforços na de Ferramenta

36 Geometria da ferramenta

37 PRINCIPAIS ÂNGULOS DA FERRAMENTA αaαa βnβn УnУn Se o ângulo for muito pequeno 1.O gume não pode penetrar convenientemente no material e a ferramenta cega rapidamente; 2.Ocorre atrito contra a peça, gera sobre aquecimento da ferramenta e acabamento superficial ruim. Se o ângulo for muito grande 1.O gume quebra ou solta uma série de pequenas lascas, em virtude de apoio deficiente. O tamanho do ângulo de incidência depende de: 1.Resistência do material da ferramenta; 2.Resistência do material da peça a ser usinada.

38 Aços carbono; Aços rápidos comuns; Aços rápidos com cobalto; Ligas fundidas; Metais duros; Cermetos ou compósitos Cerâmicas; Diamantes; Nitreto de boro cúbico (CBN). FERRAMENTAS DE CORTE Brocas de Diamante

39 Aços carbono : São aços com teores de 0,8 a 1,5% de C. Até eram praticamente os únicos aços utilizados para fabricação de ferramentas de corte. Com o aparecimento dos aços rápidos, seu emprego para ferramenta de corte reduziu-se a aplicações secundárias, sendo hoje apenas utilizado nos seguintes casos: 1.Pequenas oficinas de reparo, uso doméstico e de lazer; 2.Ferramentas que serão utilizadas uma única vez ou para execução de poucos peças; 3.Para ferramentas de formar, na usinagem de latão e ligas de alumínio.

40 FORÇAS DE USINAGEM Força de usinagem= f(condições de corte (f, vc, ap), geometria da ferramenta(,, e ) e o desgaste da ferramenta.

41 SUBDIVISÕES DO TRABALHO EFETIVO DA USINAGEM


Carregar ppt "MECANISMO DE FORMAÇÃO DO CAVACO Capítulo 3 1. A formação do cavaco influencia diversos fatores ligados à usinagem, tais como o desgaste da ferramenta,"

Apresentações semelhantes


Anúncios Google