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TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO

GEOMETRIA DA

FERRAMENTA

A geometria da ferramenta influencia na:

• Formação do cavaco

• Saída do cavaco

• Forças de corte

• Desgaste da ferramenta

• Qualidade final da peça

GEOMETRIA DA FERRAMENTA


• A geometria da ferramenta deve ser adaptada ao

material da peça, ao material da ferramenta e às

condições específicas da máquina ferramenta.

• Normas que tratam da geometria da cunha

de corte de ferramentas de usinagem

NBR 6163, DIN 6581, ISO 13399.


PARTES CONSTRUTIVAS DE UMA FERRAMENTA

Gume Cortante e Cunha Cortante é a parte da

ferramenta na qual o cavaco se origina através do

movimento relativo entre a ferramenta e peça.

Os gumes corte podem ser retilíneos, angulares ou

curvilíneos.


SUPERFÍCIES:

Superfície de saída: é a superfície da cunha sobre a qual

o cavaco se forma.

Superfícies de folga (também chamadas de superfícies

de incidência): são as superfícies da cunha que ficam

diante da superfície usinada da peça. Elas podem ter um

chanfro junto ao gume de corte.


GUMES

Gume principal de corte: é o gume cuja cunha

correspondente indica a direção de avanço no plano de

trabalho.

Gume secundário de corte: é o gume cuja cunha

correspondente não indica a direção de avanço no plano

de trabalho.


QUINAS

Quina de corte: é a quina na qual se encontram o gume

principal e o secundário de corte de uma mesma superfície

de saída.

Arredondamento da quina: possui raio r, medido no

plano de referência da ferramenta.

Chanframento da quina: em vez do arredondamento da

ponta de corte é executado um chanframento.


SISTEMA DE REFERÊNCIA DA FERRAMENTA

Para determinar os ângulos na cunha emprega-se um

sistema de referência, o qual é constituído por 3 planos

ortogonais, passando pelo ponto de referência do gume de

corte. São eles:

• plano de referência,

• plano de corte,

• plano ortogonal (ou de medida).


Plano de referência da ferramenta: plano perpendicular à

direção de corte;

Plano de corte da ferramenta: plano perpendicular ao plano de

referência que é tangente ou contém o gume principal da

ferramenta;

Plano ortogonal (ou de medida) da ferramenta: é o plano

ortogonal aos planos de referência e de corte da ferramenta;

Plano de trabalho: é o plano perpendicular ao plano de

referência da ferramenta, definido pelas direções de avanço e de

velocidade de corte;

Plano normal ao gume principal: é o plano perpendicular ao

gume principal.


O plano de referência efetivo é normal à direção efetiva do corte, que

resulta da soma da velocidade de corte e velocidade de avanço.

O plano efetivo de corte e o plano efetivo de cunha se orientam da

mesma forma que os planos no sistema de referência na ferramenta.

ÂNGULOS NA CUNHA CORTANTE

• Ângulos úteis para determinar a posição e a forma da

cunha cortante.

• Devem-se distinguir também os ângulos do sistema

efetivo de referência e os ângulos do sistema de

referência da ferramenta.

• Os símbolos dos ângulos do sistema efetivo de

referência levam o índice “e”.


ÂNGULOS MEDIDOS NO PLANO DE REFERÊNCIA

Ângulo de Posição (ou r): é o ângulo entre o plano de

corte e o plano de trabalho, medido no plano de referência.

Controla o comprimento atuante no gume de corte da

ferramenta.

Ângulo de Quina : é o ângulo entre os planos de corte

correspondentes (planos de corte e de medida) medido no

plano de referência.


ANGULOS MEDIDOS NO PLANO DE CORTE

• Ângulo de Inclinação : ângulo entre o gume principal

de corte e o plano de referência, medido no plano de

corte.

• O seu vértice indica a quina de corte.

• É positivo quando a interseção de um plano paralelo

ao de referência com o plano de corte fica fora da

cunha.


ÂNGULOS MEDIDOS NO PLANO DE MEDIDA DA

CUNHA CORTANTE:

Ângulo de Folga : também é chamado de ângulo de

incidência, é o ângulo entre a superfície de folga e o plano

de corte, medido no plano de medida da cunha cortante.

Ângulo de Cunha : é o ângulo entre a superfície de folga

e a superfície de saída, medido no plano de medida da

cunha cortante.

Ângulo de Saída : é o ângulo entre a superfície de saída

e o plano de referência, medido no plano de medida da

cunha cortante.


• Ângulos na ferramenta para um ponto no gume

principal, de uma ferramenta de torneamento (DIN

6581).

• Ângulos efetivos para um ponto que passa pelo

gume de uma ferramenta de torneamento (DIN

6581).

Video 1

Video 2


VideosUsinagem/Understanding Cutting Tool Geometry.mp4

VideosUsinagem/Geometria de Ferramenta de Corte.avi

INFLUÊNCIA DA GEOMETRIA DA

FERRAMENTA


FERRAMENTA

Ângulo de incidência (ou folga) :

• Desgaste de flanco (caracterizado pela marca de

desgaste de flanco VB) influenciado

consideravelmente pelo ângulo de incidência (atrito

entre a peça e a superfície de incidência).

• Se cunha é enfraquecida duplamente: na

ferramenta pode-se ter acúmulo de calor perda

da dureza a quente; cunha muito pequena também

aumenta o perigo do lascamento e quebra da

ferramenta.


FERRAMENTA

Ângulo de saída :

• determinado em função do material da peça,

pois influencia a formação do cavaco, a força de

corte, no acabamento da peça e no calor gerado.

• influencia a estabilidade da cunha ferramentas

positivas podem quebrar como decorrência do

enfraquecimento demasiado da cunha.


FERRAMENTA

Ângulo de saída :

• trabalho de dobramento do cavaco

temperatura gerada ;

• Em materiais de difícil usinagem aquecimento é

mais próximo à quina, onde a dissipação de calor é

mínima; neste caso, deve-se diminuir (isto é,

aumentar ).

• Quanto menor esforços de corte , temperatura

gerada , vida da ferramenta resistência e a

dureza do material a usinar são pontos primordiais

na escolha de .


FERRAMENTA

Vantagens de um ângulo de saída positivo:

• forca de corte e força de avanço , bem corno

uma melhora considerável na qualidade da

superfície da peça;

• saída do cavaco é favorecida, entretanto muitas

vezes apenas propicia uma quebra de cavaco

insuficiente (tendência a um cavaco contínuo).


FERRAMENTA

Ângulo de saída negativo:

• estabilidade da ferramenta (aplicação por

exemplo na usinagem de peças com interrupções

de corte, em peças laminadas ou fundidas);

• deformação plástica na usinagem forças de

corte , solicitação térmica da cunha

• desgaste de cratera vida das ferramentas


FERRAMENTA


FERRAMENTA

Ângulo de posição tem as seguintes funções:

• controlar o choque de entrada da ferramenta;

• distribuir as tensões de corte favoravelmente no

início e no fim de corte;

• alterar a espessura do cavaco e o comprimento

atuante da aresta de corte;

• aumentar o ângulo de quina ();

• gerar uma força passiva na ferramenta que ajuda a

eliminar eventuais vibrações;

• influir na direção de saída do cavaco.


FERRAMENTA

Ângulo de posição tem as seguintes funções:

• Em trabalhos usuais, o ângulo pode variar de 30o

a 60o

• Na ferramenta de sangrar e no bedame, = 90o .

• Não se aconselha usar > 90o para não acunhar a

ponta da ferramenta no material.


FERRAMENTA

Ângulo de posição:

• Avanço constante e profundidade de corte

constante, com , a largura de usinagem “b”

força específica por unidade de comprimento de

gume ângulo de posição especialmente

favorável na usinagem de materiais de alta

resistência, pois o desgaste da ferramenta .

• Por outro lado, a força passiva com a diminuição

de instabilidade , vibrações regenerativas

sobre a superfície da peça.


FERRAMENTA


FERRAMENTA

Ângulo de inclinação:

• Ângulo de inclinação negativo processo de usinagem

pode ser estabilizado, porque o início do corte da

ferramenta não se dá na quina e sim em direção à parte

central do gume tem-se uma solicitação adequada,

evitando-se o perigo da quebra do gume em

decorrência de uma solicitação excessiva.

• Ângulos de inclinação negativos também provocam

forças passivas grandes, que devem ser absorvidas

pela máquina ferramenta.


FERRAMENTA

Ângulo de inclinação:

• Ângulo de inclinação também influencia o sentido e

direcionamento da saída do cavaco ângulo de

inclinação negativo direciona o cavaco sobre a

superfície já usinada da peça e, com isso, a

qualidade da superfície usinada pode piorar.


FERRAMENTA


FERRAMENTA

Ângulo de Quina :

• Ângulo formado pela projeção dos gumes lateral e

principal de corte sobre o plano de referência.

• Principal função aumentar a resistência mecânica

da ferramenta, pois materiais de difícil corte exercem

maior pressão próxima ao gume de corte e, por isso,

exigem uma ponta menos aguda tais materiais

provocam aquecimento na região mais próxima à

quina da ferramenta área de dissipação de

calor e resistência da ferramenta


FERRAMENTA

Raio de Quina r:

• r o raio da curva de concordância medido no

plano de referência da ferramenta que une o gume

principal e o gume secundário da ferramenta

objetivo de reforçar a quina e reduzir as forças

atuantes na mesma.

• Influencia a espessura do cavaco (h) na quina.

• Se r apenas a parte final da espessura h é

reduzida.

• Se r redução gradual de h, diminuindo a

pressão específica (Ks) na quina e reduzindo a

quantidade de calor gerada na mesma.

• Por outro lado, induz vibrações.


FERRAMENTA

Raio de Quina r:

• Escolha do raio de quina depende da

profundidade de corte (ap) e do avanço (f)

requeridos na operação de corte.

• Grau de acabamento (quantificado pela rugosidade)

obtido na superfície usinada depende em grande

parte de r e do avanço (f).


FERRAMENTA


FERRAMENTA

Efeito do avanço sobre o acabamento


FERRAMENTA

Um raio de quina pequeno, e um raio “Wiper” - Sandvik


FERRAMENTA


FERRAMENTA

Raio de Quina r:

• r afeta também a quebra dos cavacos gerados na

operação de corte e a resistência mecânica do

inserto.

• r ideal para pequenos ap e reduz vibrações,

em decorrência da força passiva menor; porém,

diminui a resistência da quina.

• r recomendado para grandes ap e f, já que o

gume é mais robusto, melhora a qualidade

superficial; porém, induz vibrações pelo aumento

nas forças radiais.


FERRAMENTA


FERRAMENTA

Raio de Quina r:

• Forças radiais que tentam empurrar o inserto para

fora da superfície de corte são alteradas para forças

axiais quando a profundidade de corte aumenta.

• Em geral quebra de cavacos melhora com um

raio menor. Como regra geral, ap 2/3 r e/ou f =

1/2 r


FERRAMENTA


FERRAMENTA

Ângulos da ferramenta para a usinagem do aço


FERRAMENTA


FERRAMENTA

Inserto especial da Iscar para operações de torneamento

Inserto especiais

para o

torneamento

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