Aula 4 Velocidades de corte Fluido de corte

Apresentação em tema: "Aula 4 Velocidades de corte Fluido de corte"— Transcrição da apresentação:

1 Aula 4 Velocidades de corte Fluido de corte
Pontifícia Universidade Católica de Goiás Departamento de Engenharia Curso: Engenharia de Produção Disciplina: Processos de Fabricação I Prof. Jorge Marques dos Anjos Aula 4 Velocidades de corte Fluido de corte Slides gentilmente cedidos pelo prof. Vitor, com adaptações minhas.

2 Movimento de Usinagem Movimento relativos entre a peça e a ferramenta (aresta de corte). Sem o movimento de avanço origina somente uma única remoção de cavaco durante uma volta.

3 Movimento c/ Retirada de Cavaco
Movimento de avanço: é o movimento entre a peça e a ferramenta, que, juntamente com o movimento de corte, origina a retirada repetida ou contínua de cavaco, durante várias revoluções do percurso. Avanço = distância que a ferramenta percorre a cada giro da peça

4 Movimento c/ Retirada de Cavaco
Movimento efetivo de corte: é a resultante dos movimentos de corte e movimento de avanço.

5 Movimento de corte

6 Movimento s/ Retirada de Cavaco
Movimento de posicionamento (aproximação): é o movimento de aproximação da ferramenta em direção à peça. Movimento de posicionamento (recuo): é o movimento de retorno da ferramenta em direção à máquina (ponto inicial).

7 Movimento s/ Retirada de Cavaco
Movimento de profundidade: é o movimento entre a peça e a ferramenta, no qual a espessura da camada a ser retirada é determinada.

8 Movimento s/ Retirada de Cavaco
Movimento de ajuste: é o movimento de correção entre a peça e a ferramenta, no qual o desgaste da ferramenta deve ser compensado.

9 Direção dos Movimentos
Direção de corte: é a direção instantânea do movimento de corte. Direção de avanço: é a direção instantânea do movimento de avanço. Direção efetiva de corte: é a direção instantânea do movimento efetivo de corte.

10 Velocidades Velocidade de corte (Vc): é a velocidade instantânea do ponto de referência da aresta cortante, segundo a direção e sentido de corte. Espaço/Tempo = Velocidade Velocidade de avanço (Va): é a velocidade instantânea da ferramenta, segundo a direção e sentido do avanço. Velocidade efetiva de corte (Ve): é a velocidade instantânea do ponto de referência da aresta cortante, segundo a direção e sentido efetiva de corte.

11 Movimento, Velocidade e Direção de Corte

12 Recordando a geometria de corte
Ângulo da cunha (c) Ângulo de folga (f) Ângulo de saída ou ataque (s) Observação: muitas das literaturas denominam os ângulos conforme abaixo: β = ângulo de cunha, ou ângulo de corte. α = ângulo de folga. ϒ = ângulo de saída.

13 Geometria de corte

14 Geometria de corte - superfícies
Cunha de corte: é a cunha formada pela superfície de saída e a superfície de folga. Através do movimento relativo entre a peça e ferramenta, forma-se o cavaco sobre a cunha de corte Superfície de saída (Aγ): é a superfície da cunha de corte sobre o qual o cavaco desliza Superfície de principal de folga (Aα): é a superfície da cunha de corte que determina a folga entre a ferramenta e a superfície de usinagem As forças necessárias de corte estão também diretamente relacionadas às superfícies

15 Geometria de corte

16 Outros ângulos da ferramenta
Sistemas de referência e planos Para medir os ângulo e planos da ferramenta é preciso selecionar um ponto de referência posicionado em qualquer parte na aresta (gume) principal de corte

17 Sistemas de referência e planos
Plano referência (Pr): passa pelo ponto de corte escolhido e é perpendicular à direção de corte.

18 Sistemas de referência e planos
Plano de trabalho (Pf): passa pelo ponto de corte contém as direções de avanço e de corte.

19 Sistemas de referência e planos
Plano passivo (Pp): passa pelo ponto de corte escolhido, é perpendicular aos planos de referência (Pr) da ferramenta e de trabalho (Pf)

20 Sistemas de referência e planos
Plano de corte principal (Ps): passa pelo ponto de corte escolhido, é tangente à aresta principal de corte e perpendicular ao plano de referência (Pr)

21 Sistemas de referência e planos
Plano ortogonal (Po): passa pelo ponto de referência da aresta de corte é perpendicular aos planos de referência (Pr) e ao plano de corte (Ps)

22 Sistemas de referência e planos
Plano normal (Pn): Plano que passando pelo ponto de corte escolhido é perpendicular a aresta de corte

23 Ângulos da Ferramenta Ângulos Medidos no Plano Ortogonal (Po)
Ângulo de saída (γ): ângulo entre a superfície de saída e o plano de referência (Pr)

24 Ângulos da Ferramenta Ângulo de saída (γ):
Influencia na potencia de corte, no acabamento superficial e no calor gerado Quanto maior o ângulo, menor o trabalho de dobramento do cavaco Ângulo negativo para materiais de dífícil usinabilidade com inconveniente de maior potencia de corte e calor gerado -10º a 30º

25 Ângulos da Ferramenta Ângulo de corte (β): ângulo entre a superfície da saída e a superfície principal

26 Ângulos da Ferramenta Ângulo de folga (α): ângulo entre a superfície principal e o plano de corte (Ps) Reduzir o atrito entre a peça e a superfície de folga da ferramenta

27 Ângulos da Ferramenta Ângulos Medidos no Plano de Referência (Pr)
Ângulo de saída (χ): ângulo entre o plano de corte (Ps) e o plano de trabalho (Pf)

28 Ângulos da Ferramenta O ângulo c Influi na direção de saída do cavaco
Se c diminui, o ângulo de ponta (ε) aumenta, aumentando a resistência da ferramenta e capacidade de dissipação de calor O controle de c controla as vibrações, pois as forças de corte estão relacionadas com este ângulo

29 Ângulos da Ferramenta Ângulo de saída (e): ângulo entre o plano principal (Ps) e o plano secundário (P’s)

30 Ângulos da Ferramenta Ângulo de saída (c’): ângulo entre o plano secundário (P’s) e o plano de trabalho

31 Ângulos da Ferramenta Ângulos Medidos no Plano de Corte (Ps)
Ângulo de inclinação (λ): ângulo entre a aresta de corte e o plano de referência (Pr)

32 Ângulos da Ferramenta Ângulo de inclinação (λ)
controlar a direção de saída do cavaco proteger a quina da ferramenta contra impactos atenuar vibrações –4° a 4°

33 Cavaco Formação do cavaco
O material da peça em contato com a ferramenta de corte (recalcado) sofre uma deformação plástica O aumento das tensões de cisalhamento se tornam suficientes para o rompimento da estrutura cristalina do metal Inicia-se o deslizamento do cavaco pela superfície da saída Na continuação do processo, o cavaco se rompe e outro começa a se formar

34 Cavaco Pelo tipo e formato do cavaco, é possível avaliar se os parâmetros de corte e ou a ferramenta de corte estão corretos. Formas de cavaco:

35 Cavaco Cavacos em fita: O cavaco em fita por causar acidente, ocupa muito espaço e é de difícil remoção Cavaco helicoidal ou espiral: mais usual Cavaco em lascas: é preferido somente quando o espaço é pequeno ou quando pode ser removido pelo fluído de corte

36 Cavaco

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38 Quebra cavacos Devido aos inconvenientes causados pelo cavaco como por exemplo, cavacos (gumes postiços) que se fundem na superfície de corte atrapalhando o acabamento da peça, ou inconvenientes devido aos cavacos tipo fita, foi necessário criar um dispositivo “quebra-cavaco”. São artifício (ranhuras, peças de metal duro) colocadas na ferramenta que causa a obstrução do cavaco, causando a quebra em intervalos regulares

39 Quebra cavacos

40 Quebra cavacos Vantagens quebra cavacos:
Reduz transferência de calor entre a peça e a ferramenta Reduz a obstrução do fluído de corte pelo cavaco Menor risco de acidente para o operador Maior facilidade na remoção do cavaco

41 Fluído de corte Com o surgimento de novos tipos de materiais que possibilitaram o aumento na velocidade e no avanço de corte, surgiu o problema do atrito e conseqüentemente o aquecimento

42 Fluído de corte Impactos do aquecimento:
Diminuição da vida útil da ferramenta Aumento da oxidação da peça e da ferramenta Dilatação das peças causando erro nas dimensões

43 Fluído de corte Funções: Refrigeração Lubrificação
Ajudar a retirar o cavaco da zona de corte Proteger a máquina e a peça da corrosão, melhorando o acabamento

44 Fluído de corte Função Refrigerante
Evita que a ferramenta e a peça atinjam temperaturas muito altas, evitando deformações Reduz a força necessária para retirada do cavaco

45 Fluído de corte Função Lubrificante
Facilita o deslizamento do cavaco sobre a superfície de saída Diminui o atrito entre a peça e a ferramenta Evita o aparecimento de arestas postiças Diminui o coeficiente de atrito, diminuindo a solicitação dinâmica

46 Fluído de corte Função Limpeza
A pressão do jato do fluido de corte expulsa o cavaco gerado na usinagem, facilitando a visualização da área

47 Fluído de corte Função Proteção contra corrosão
A proteção da peça, da ferramenta e do cavaco, ajuda na melhoria do acabamento da superfície usinada

48 Fluído de corte Tipos Sólidos: Grafite – Somente lubrificam
Gasoso: Ar comprimido, Nitrogênio, CO2 – Somente refrigeram ou quando aplicados sob pressão expulsam o cavaco Líquido: Vários – Lubrificam, refrigeram, limpam e protegem

49 Fluído de corte Tipos Líquidos
Óleos de corte integrais: óleos minerais derivados do petróleo, óleos graxos de origem animal ou vegetal, óleos compostos (mineral + graxo), sulfurados ou clorados Óleos emulsionáveis: óleos minerais solúveis ou óleos EP (agentes que formam uma película lubrificante e antioxidante) Óleos sintéticos: compostos por misturas de águas com agentes químicos

50 Fluído de corte Aditivos
Antiespumantes: melhor visualização da área de corte e ajudam no efeito de refrigeração Anticorrosivos: protegem contra corrosão Antioxidantes: função de proteger o óleo quanto ao contato com o oxigênio Detergentes: reduzem a deposição de lamas e borras Emulgadores: responsáveis de emulsão de óleo na água Biocidas: inibem o crescimento de microorganismos Agentes EP: evitam o rompimento da camada de óleo em operações de elevadas temperaturas e pressões

51 Fluído de corte Seleção de fluídos de corte: Não existe uma regra fixa para a escolha do fluído de corte, depende do material a ser usinado, do tipo de operação e ferramenta. Porém algumas dicas podem ser observadas: Os fluidos de corte solúveis e sintéticos são indicados quando a refrigeração for mais importante. Os óleos minerais e graxos usados juntos ou separados, puros ou contendo aditivos especiais, são usados quando a lubrificação for o fator mais determinante.

52 Fluído de corte Dicas Tecnológicas
Aço carbono cinzento: são normalmente usinados a seco, porém um óleo emulsionável pode ser útil para ajudar a remover o cavaco que é o tipo de ruptura; O alumínio e suas ligas podem ser usinados a seco. Para algumas ligas é necessário o fluido de corte, que pode ser uma emulsão com mistura de óleo mineral e graxo e a maioria das emulsões solúveis. Não requer aditivos EP e o enxofre ataca o metal instantaneamente;

53 Fluído de corte Dicas Tecnológicas
Magnésio e suas ligas normalmente são usinados secos e a altíssimas velocidades de corte, entretanto, um refrigerante pode ser usado. Emulsões são proibidas, pois a água reage com o cavaco para liberar hidrogênio, que apresenta riscos de ignição. O enxofre ataca o metal; O cobre e suas ligas geralmente usam óleos solúveis. O enxofre causa descoloração das peças; Devido a altas fragilidades das ferramentas cerâmicas, deve-se tomar cuidado ao aplicar um refrigerante, porque os choques térmicos podem causar trincas superficiais

54 Fluído de corte Direções de aplicação A) aplicação convencional na forma de jorro à baixa pressão (sobre-cabeça) B) aplicação entre a superfície de corte e de saída (alta pressão) C) aplicação entre o fluído de corte e a peça

55 Fluído de corte Métodos de aplicação Jorro de fluído a baixa pressão (torneira a pressão normal) Pulverização Sistema de alta pressão Atenção: iniciar o escoamento do fluido de corte antes da ferramenta entrar em com a peça, para evitar choque térmico.

56 Fluído de corte MQFC (Mínima Quantidade de Fluído de Corte) Custos
Impactos ambientais Aplicados juntamente com ar comprimido