torneamento - influência das condições de usinagem nos esforços de corte, na forma do cavaco e...
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Este trabalho apresenta resultados de testes com processo de usinagem para diversas condições de corte. Foram realizados ensaios para avaliar a diferença de comportamento quanto a esforços de corte, forma do cavaco e acabamento superficial. O material usinado foi o aço ABNT 1045 e a ferramenta utilizada foi a TNMG 160408-PF. Observou-se um aumento significativo da potência de corte com o aumentou do avanço da ferramenta e juntamente um aumento na rugosidade média da peça, e na rugosidade máxima, tornando-a próxima da ideal, que é a teórica.TRANSCRIPT
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Prática de Torneamento
Laboratório
Processos de Fabricação
Torneamento
Influência das condições de usinagem nos esforços de
corte, na forma do cavaco e na rugosidade da peça.
Acadêmico:
Árlei Huebra Póvoa
Disciplina: Usinagem dos materiais
GRUFAB / Departamento de Engenharia Mecânica
São João del-Rei, 22 de Junho de 2009
2
Sumário
1. INTRODUÇÃO ......................................................................................................................... 3
2. OBJETIVOS ............................................................................................................................. 3
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA ....................................................................................................... 4
3.1. TORNEAMENTO ..................................................................................................................... 4
3.2. FORÇAS E POTÊNCIAS DE CORTE ............................................................................................ 4
3.3. PRESSÃO ESPECÍFICA DE CORTE (KS) ....................................................................................... 6
3.4. FORMAÇÃO DO CAVACO........................................................................................................ 7
3.5. FORMAS DO CAVACO ............................................................................................................. 7
3.6. ACABAMENTO SUPERFICIAL ................................................................................................... 9
3.7. RUGOSIDADE ....................................................................................................................... 10
4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS ...................................................................................... 12
5. RESULTADOS ........................................................................................................................ 15
6. ANÁLISE DOS RESULTADOS .................................................................................................. 22
7. CONCLUSÕES ....................................................................................................................... 24
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................................ 25
Resumo Este trabalho apresenta resultados de testes com processo de usinagem para
diversas condições de corte. Foram realizados ensaios para avaliar a diferença de
comportamento quanto a esforços de corte, forma do cavaco e acabamento
superficial. O material usinado foi o aço ABNT 1045 e a ferramenta utilizada foi a
TNMG 160408-PF. Observou-se um aumento significativo da potência de corte com
o aumentou do avanço da ferramenta e juntamente um aumento na rugosidade
média da peça, e na rugosidade máxima, tornando-a próxima da ideal, que é a
teórica.
Palavras chave: Acabamento superficial; Esforços de corte; Formas do cavaco.
3
1. INTRODUÇÃO
A usinagem é o processo de fabricação que consiste em alterar as dimensões de uma
peça pela retirada ou produção de cavaco. Nos dias atuais, qualquer aprimoramento, que
seja na máquina, ferramenta, material ou processo, converte-se em redução de custos de
fabricação. As empresas fabricantes de ferramentas estão em constantes pesquisas e
desenvolvimentos, inclusive com geometrias específicas para determinados trabalhos.
Informações como esforços de corte e potências de usinagem são de fundamental
importância para os fabricantes de máquinas operatrizes, proporcionando assim, condições
de executar seus projetos de produtos mais próximos da realidade e com custo final
apropriado à demanda de mercado.
2. OBJETIVOS O trabalho propõe-se a realizar ensaios experimentais para avaliar os parâmetros
tecnológicos relativos ao torneamento, analisando, além dos esforços de corte de usinagem,
também a formação dos cavacos e a qualidade da superfície usinada obtida. Para isso
verificaremos o comportamento da potência, força e pressão específica de corte e
avaliaremos a rugosidade da peça obtida, de acordo com a variação do avanço, da
profundidade de corte e da velocidade de corte.
4
3. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1. TORNEAMENTO
O torneamento (Figura 1) é a operação de usinagem mais comumente empregada em
trabalhos de corte de metal. O material a ser cortado é fixado ao mandril de um torno e
rotacionado, enquanto a ferramenta, presa firmemente em um porta-ferramenta, move-se
em um plano que, idealmente contém o eixo de rotação da peça.
Figura 1 - Operação de torneamento (AMORIM, 2002)
Entre os parâmetros de corte, a velocidade de corte é a velocidade tangencial
instantânea resultante da rotação da ferramenta em torno da peça. O avanço é a
distância percorrida pela ferramenta por revolução da peça, e a profundidade de corte
é a espessura ou profundidade de penetração da ferramenta medida perpendicularmente ao
plano de trabalho, que é definido pelas direções de avanço e pela da ferramenta. (DINIZ
et al, 2008 e AMORIM, 2002)
3.2. FORÇAS E POTÊNCIAS DE CORTE
Ao processo de torneamento, estão ligados forças (Figura 2), sendo que se denomina
força de usinagem a força total que atua sobre a cunha de corte de uma ferramenta e
considerada agindo em direção e sentido sobre a ferramenta. Essa força pode ser
decomposta, no caso do torneamento, em força de corte , que é a projeção da força de
usinagem sobre a direção de corte, e força de avanço , que é a projeção da força
5
de usinagem sobre a direção de avanço. Existe também a força passiva , que é a
projeção da força de usinagem sobre uma perpendicular ao plano de trabalho.
Figura 2 - Forças de usinagem (AMORIM, 2002)
Uma máquina-ferramenta gera potência para girar seu eixo-árvore para executar o
movimento de corte e para promover o movimento de avanço. (DINIZ et al,2008). A
potência de corte é a potência disponível no gume da ferramenta e consumida na operação
de remoção de cavaco. É ela a mais importante nos cálculos de forças e pressões
especificas de corte. A potência de avanço, embora seja uma parcela utilizada na operação
de corte, no torneamento é usualmente tão pequena em relação à potência de corte que, na
prática, as vezes, compensa reuni-la no grupo das “perdas”.(ESPANHOL, 2008). Segundo
DINIZ et al (2008), a potência de avanço é aproximadamente 140 vezes menor que a de
corte.
De acordo com DINIZ et al (2008), a força passiva, ou de profundidade, não
contribui para a potência de usinagem, pois é perpendicular aos movimentos de corte e de
avanço, ou seja, perpendicular ao plano de trabalho.
6
3.3. PRESSÃO ESPECÍFICA DE CORTE (KS)
Uma forma prática de expressar a força de corte é através da relação
na qual é a pressão específica de corte e a área de corte. No torneamento
Onde é o comprimento de corte e a espessura de corte (Figura 3), definidos por
Sendo o ângulo de posição da ferramenta. Desse modo pode ser expressa como
De acordo com a equação acima, pode- se notar que com aumento da área da secção
de corte, há uma diminuição de . Assim, com o crescimento do avanço , aumenta a
velocidade de avanço e conseqüentemente, o coeficiente de atrito diminui, pois o corte se
torna mais dinâmico. O aumento da profundidade de corte praticamente não altera o
valor de , pois o crescimento da profundidade de usinagem só faz aumentar o
comprimento de contato ferramenta-peça, sem acrescer as velocidades envolvidas. (DINIZ
et al, 2008)
Figura 3 - Área de contato ferramenta-peça (AMORIM, 2002)
7
3.4. FORMAÇÃO DO CAVACO
Cavaco é a porção de material retirada da peça, pela ferramenta de corte durante o
processo de usinagem. De acordo com DINIZ et al, (2008), 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.
O cavaco pode variar muito (em tipo, forma, extensão) para cada operação de
usinagem, ou mesmo em uma única operação, como por exemplo, o torneamento, sendo o
resultado final (forma, espessura) deste, função de praticamente todas variáveis envolvidas
no processo.
DINIZ et al, (2008) faz uma descrição generalizada para o processo de formação do
cavaco nas condições normais de usinagem com ferramentas de metal duro ou de aço-
rápido:
A) Uma pequena porção do material é recalcada (deformações elástica e plástica)
contra a superfície de saída da ferramenta;
B) Esta deformação plástica aumenta progressivamente, até que as tensões de
cisalhamento se tornem suficientemente grandes, de modo a se iniciar um
deslizamento entre a porção de material recalcada e a peça;
C) Com a penetração da ferramenta, haverá uma ruptura (cisalhamento) parcial ou
completa do cavaco, acompanhando o plano de cisalhamento;
D) 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
esta se formando e cisalhando, tornando assim, um fenômeno periódico.
3.5. FORMAS DO CAVACO
Além da extensão do cavaco, também é possível diferenciá-lo quanto a sua forma. A
importância dessa diferenciação se deve ao fato de algumas formas de cavacos dificultarem
a operação de usinagem, prejudicar o acabamento superficial da peça e desgastarem mais
ou menos a ferramenta. A classificação seguinte se presta aos cavacos do tipo contínuo e
de cisalhamento.
A classificação usual dada às formas de cavaco é a seguinte (Figura 4):
8
a) Cavaco em fita;
b) Cavaco helicoidal;
c) Cavaco espiral;
d) Cavaco em lascas ou pedaços.
Segundo FERRARESI (1970), a forma mais conveniente é geralmente a helicoidal,
sendo o cavaco em lascas preferido em casos onde o cavaco deve ser removido pelo fluido
de corte ou quando há pouco espaço disponível para o cavaco. O cavaco em fita é o mais
problemático, pode gerar acidentes e ocupa muito espaço.
Figura 4 - Formas do cavaco
A forma do cavaco pode ser alterada das seguintes maneiras:
Alterando os parâmetros de corte;
Alterando a superfície de saída da ferramenta;
Usando elementos especiais (quebra-cavacos) na superfície de saída.
De acordo com AMORIM (2002), geralmente, o aumento da velocidade de corte
tende a mover a forma do cavaco para a esquerda na Figura 5Erro! Fonte de referência não
encontrada., enquanto a avanço move a forma do cavaco para a direita. A Erro! Fonte de
referência não encontrada. mostra a variação da forma do cavaco em função do avanço e da
profundidade de corte.
9
Figura 5 - Variação da forma do cavaco em função das variáveis de processo (MACHADO E SILVA, 1999)
A norma ISO 3685 (1993), faz uma classificação mais detalhada das formas de
cavacos possíveis (Figura 6):
Figura 6 – Classificação das formas de cavacos de acordo com a norma ISO 3685 (1993)
3.6. ACABAMENTO SUPERFICIAL
Geralmente especificado em projetos mecânicos, o acabamento superficial,
representado principalmente pela rugosidade, consiste um conjunto de irregularidades, com
espaçamento regular ou irregular, que tendem a formar um padrão ou textura
característicos em uma superfície. Estas irregularidades estão presentes em todas as
superfícies reais, por mais perfeitas que estas sejam. (AMORIM, 2002)
10
No torneamento do aço, a qualidade e a integridade superficial, são preocupações
freqüentes devido ao seu impacto na apresentação do produto, em termos de
comportamento funcional e estabilidade dimensional. A importância do acabamento
superficial justifica-se pela sua relação, entre outros, com fatores como:
Precisão e tolerância;
Resistência à corrosão;
Resistência à fadiga;
Escoamento de fluidos;
Lubrificação.
3.7. RUGOSIDADE
A rugosidade de uma superfície é definida pelas irregularidades finas ou erros micro-
geométricos da ação inerente ao processo de corte. A rugosidade superficial é utilizada
para controlar o processo de fabricação, sendo avaliada com aparelhos eletrônicos, a
exemplo do rugosímetro, em diversas considerações. (ESPANHOL, 2008)
Parâmetros de rugosidade são procedimentos usados para avaliar o acabamento
superficial de um componente. Dentre todos, o mais usado é o da rugosidade média .
Rugosidade média :
Média aritmética dos valores absolutos das ordenadas de afastamento dos pontos do
perfil de rugosidade em relação à linha média, dentro do percurso de medição. Essa
grandeza pode corresponder à altura de um retângulo, cuja área é igual a soma absoluta das
áreas delimitadas pelo perfil de rugosidade e pela linha média, tendo por comprimento o
percurso de medição (Figura 7). Esse parâmetro é conhecido como (roughness
average) que significa rugosidade média. O desvio médio aritmético é expresso em
micrometro (μm). (AMORIM, 2002 e ESPANHOL, 2008)
11
Figura 7 - Percurso de medição de rugosidade Ra (ESPANHOL, 2008)
A rugosidade de uma peça manufaturada é afetada por diversos fatores, desde o
processo de fabricação até a geometria da ferramenta, passando pelos parâmetros de corte.
Dentre os parâmetros de corte, DINIZ et al (2008) cita o par avanço e raio de
ponta da ferramenta como os principais responsáveis pelo acabamento superficial
(Figura 8) e que ainda tem uma contribuição geométrica à rugosidade superficial da
peça,dada pela seguinte equação:
Figura 8 - Perfil teórico de rugosidade de uma peça torneada (DINIZ et al, 2008)
O aumento do raio de ponta torna a ponta da ferramenta mais resistente, mas também
aumenta a vibração da ferramenta devido ao aumento do atrito, causado pela maior área de
12
contato entre ferramenta e peça. (DINIZ et al, 2008) afetando de forma negativa a
rugosidade.
A velocidade de corte mostra, para valores baixos, forte relação com a
rugosidade média, devido à formação da aresta postiça de corte. Para velocidades de corte
superiores a 100 m/min a rugosidade média torna-se praticamente estável em relação à
velocidade de corte. (Figura 9) (FERRARESI, 1970)
Figura 9 - Variação da rugosidade com a velocidade de corte (FERRARESI, 1970)
Rugosidade máxima :
Definida como o valor das rugosidades parciais (Zi) que se apresentam no percurso
de medição (lm). Por exemplo, na Figura 10, o maior valor parcial é o Z3, que está localizado
no 3º cut off (comprimento de medição), e que corresponde à rugosidade Ry
Figura 10 - Rugosidade Ry (ESPANHOL 2008)
4. PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS
13
O aço usinado foi o ABNT 1045 (Figura 11) e a ferramenta usada foi a
TNMG 160408-PF. (
Figura 12)
Para o processo de torneamento realizado, foram utilizados os seguintes
equipamentos:
Centro de torneamento COSMOS 30 ROMI – Rendimento ( = 90% (Figura 14);
Motor de corrente contínua – Tensão (V) = 380 volts;
Rugosímetro portátil Mitutoyo SurfTest (Figura 13);
Sensor de efeito hall 0,1 V/A.
Figura 11 - Micrografia transversal da superfície do aço ABNT 1045 (AMORIM, 2002)
Figura 12 - Ferramenta de corte utilizada (www.coromant.sandvik.com/br)
14
Figura 13 - Rugosímetro portátil Mitutoyo SurfTest-211 (www.mitutoyo.com.br)
Figura 14 - Centro de torneamento COSMOS 30 ROMI (www.maqsite.com.br)
Para facilitar a pratica, consideremos três etapas para os procedimentos.
Primeira etapa:
Primeiramente fez-se com que permanecesse constante
e então o material foi usinado para diferentes avanços:
15
Segunda etapa:
Nesta etapa do procedimento, foram mantidos constantes e
e o material foi usinado com as seguintes profundidades de corte:
Terceira etapa
Finalmente, foram mantidos constantes e o
material foi usinado segundo as seguintes velocidades de corte:
Para todas as etapas do processo, foram feitas leituras no sensor de efeito hall antes e
durante a usinagem para cada situação, tendo assim valores para a corrente em vazio (Io), e
para a corrente quando em usinagem (It), ambas em amperes. Com esses valores em mãos
é possível calcular a corrente em uso pela máquina durante a operação e assim, juntamente
com dados da máquina, obter o valor da potência consumida no processo.
As rugosidades, média e máxima, foram medidas em três direções diferentes (0°,
120° e 240°) para cada condição de usinagem.
5. RESULTADOS Neste capítulo serão apresentados os resultados obtidos através de leituras no sensor
hall e também no rugosímetro para as três etapas do processo. Verificaram-se os seguintes
dados:
Tabela 1 - Dados obtidos na 1ª etapa
f (mm/rot) Io It Ra1 Ra2 Ra3 Ry1 Ry2 Ry3
0,05 4,9 6,5 0,63 0,64 0,66 4,6 4,1 5,6
0,14 4,9 8,2 0,81 0,84 0,81 4 4,1 4
0,23 4,9 9,6 1,88 1,95 1,89 8,8 9,2 8,9
0,32 4,9 10,9 3,97 3,83 3,9 16,1 15,9 16,3
0,4 4,9 12,3 5,97 5,39 5,51 23,3 22,9 24
16
Tabela 2 - Dados obtidos na 2ª etapa
Tabela 3 - Dados obtidos na 3ª etapa
Vc (m/min) Io It Ra1 Ra2 Ra3 Ry2 Ry3 Ry
140 4,8 8,2 0,8 0,92 0,91 5,1 4,8 3,60
170 4,9 8,2 0,81 0,84 0,81 4,1 4 2,97
200 5,3 8,7 0,87 0,87 0,88 4 4,2 3,03
230 5,7 9,2 0,86 0,87 0,91 4,4 4,5 3,27
260 6,4 10,4 0,79 0,8 0,76 3,6 3,7 2,69
Com os valores de (Io) e (It) é possível calcular a potência consumida no processo
através da seguinte expressão:
Tendo calculado o valor para a potência de corte, calculamos a força de corte de
acordo com a expressão:
De acordo com a literatura, a pressão específica de corte pode ser obtida por:
Através dos dados obtidos no rugosímetro (R1, R2, R3) para as rugosidades, média e
máxima, podemos estimar um valor para cada rugosidade através da média aritmética dos
valores mensurados.
ap (mm) Io It Ra1 Ra2 Ra3 Ry1 Ry2 Ry3
0,5 5,4 6,9 0,95 0,91 0,97 4,3 4,3 4,3
1 4,9 8,2 0,81 0,84 0,81 4 4,1 4
1,5 5,4 10 0,91 0,86 0,81 4,2 4,1 4,1
2 5,4 11,4 1,06 0,91 1,13 6,7 5,4 7,4
2,5 5,4 13,5 0,81 0,86 0,83 4,2 4,3 4,1
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Com os valores obtidos acima, e utilizando o software Microsoft Office Excel 2007®
podemos chegar aos seguintes resultados para cada etapa do procedimento.
Primeira etapa:
Para esta etapa, pôde-se também observar a variação da rugosidade máxima teórica
quando às variações do avanço da ferramenta, de acordo com a equação:
Onde = 0,8 mm para a ferramenta em uso.
Tabela 4 - Resultados obtidos na 1ª etapa
Segunda etapa:
Para a segunda etapa, onde foi mantido constante e obtiveram-se os seguintes
resultados para variações de :
Tabela 5 - Resultados obtidos na 2ª etapa
ap (mm) Pc (KW) Fc (N) Ks (Kpa) Ra (μm) Ry(μm)
0,5 0,513 181,059 2,59E+06 0,943 4,30
1,0 1,129 398,329 2,85E+06 0,820 4,03
1,5 1,573 555,247 2,64E+06 0,860 4,13
2,0 2,052 724,235 2,59E+06 1,033 6,50
2,5 2,770 977,718 2,79E+06 0,833 4,20
f (mm/rot) Pc (KW) Fc (N) Ks (Kpa) Ra (μm) Ry(μm) Rmáx teórica(μm)
0,05 0,547 193,129 3,86E+06 0,643 4,77 0,39
0,14 1,129 398,329 2,85E+06 0,820 4,03 3,06
0,23 1,607 567,318 2,47E+06 1,907 8,97 8,27
0,32 2,052 724,235 2,26E+06 3,900 16,10 16,00
0,4 2,531 893,224 2,23E+06 5,623 23,40 25,00
18
Terceira etapa
Para esta etapa, onde foram mantidos constantes e , os seguintes resultados
foram obtidos:
Tabela 6 - Resultados obtidos na 3ª etapa
VC (m/min) Pc (KW) Fc (N) Ks (Kpa) Ra(μm) Ry(μm)
140 1,163 498,343 3,56E+06 0,877 4,90
170 1,129 398,329 2,85E+06 0,820 4,03
200 1,163 348,840 2,49E+06 0,873 4,13
230 1,197 312,261 2,23E+06 0,880 4,37
260 1,368 315,692 2,25E+06 0,783 4,63
Com os resultados obtidos acima, podemos exibir a variação dos esforços de corte de
acordo com as variações dos parâmetros propostas inicialmente.
Potência de corte (PC)
Figura 15 - Potência de corte x Avanço
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Po
tên
cia
de
co
rte
[K
W]
Avanço [mm/rot]
19
Figura 16 - Potência de corte x Profundidade de corte
Figura 17 - Potência de corte x Velocidade de corte
0,0
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Po
tên
cia
de
co
rte
[K
W]
Profundidade de corte [mm]
0,5
0,8
1,0
1,3
1,5
1,8
2,0
100 150 200 250 300
Po
tên
cia
de
co
rte
[K
W]
Velocidade de corte [m/min]
20
Força de corte (FC)
Figura 18 - Força de corte x Avanço
Figura 19 - Força de corte x Profundidade de corte
Figura 20 - Força de corte x Velocidade de corte
0
200
400
600
800
1000
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Forç
a d
e c
ort
e [
N]
Avanço [mm/rot]
0
200
400
600
800
1000
1200
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Forç
a d
e c
ort
e [
N]
Profundidade de corte [mm]
0
200
400
600
800
1000
100 150 200 250 300
Forç
a d
e c
ort
e [
N]
Velocidade de corte [m/min]
21
Pressão específica de corte (KS)
Figura 21 - Ks x Avanço
Figura 22 - Ks x Profundidade de corte
Figura 23 - Ks x Velocidade de corte
0,0E+005,0E+051,0E+061,5E+062,0E+062,5E+063,0E+063,5E+064,0E+064,5E+06
0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5
Ks
[KP
a]
Avanço [mm/rot]
1,0E+06
1,5E+06
2,0E+06
2,5E+06
3,0E+06
3,5E+06
4,0E+06
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Ks
[KP
a]
Profundidade de corte [mm]
0,0E+00
5,0E+05
1,0E+06
1,5E+06
2,0E+06
2,5E+06
3,0E+06
3,5E+06
4,0E+06
100 150 200 250 300
Ks
[KP
a]
Velocidade de corte [m/min]
22
Rugosidade
Figura 24 - Rugosidade x Avanço
Figura 25 - Rugosidade x Profundidade de corte
0,000
2,500
5,000
7,500
10,000
12,500
15,000
17,500
20,000
22,500
25,000
27,500
0,05 0,14 0,23 0,32 0,4
Ru
gosi
dad
e [
μm
]
Avanço [mm/rot]
Ra
Rt
Ry
0,000
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
7,000
0 0,5 1 1,5 2 2,5 3
Ru
gosi
dad
e
Profundidade de corte [mm]
Ra
Ry
Rt
23
Figura 26 - Rugosidade x Velocidade de corte
6. ANÁLISE DOS RESULTADOS O aumento do avanço implica num aumento da área de corte, e conseqüentemente na
potência e força de corte (Figura 15) e (Figura 18). Essa relação não é diretamente
proporcional, pois com o aumento do avanço, há uma diminuição de (Figura 21). Pode –
se observar que a o aumento da potência de corte não é proporcional ao aumento do avanço
(Figura 15).
Como, por definição, a potência de corte é produto da velocidade de corte e da força
de corte, os valores de potência de corte crescem com o aumento da velocidade de corte
(Figura 17). O crescimento não é proporcional, pois a pressão específica de corte
diminui também com o aumento da velocidade de corte (Figura 23), proporcionando uma
diminuição na força de corte com o aumento da velocidade de corte (Figura 20).
O aumento da profundidade de corte praticamente não altera o valor de
(Figura 22), pois o crescimento da profundidade de usinagem só faz aumentar o
comprimento de contato ferramenta-peça, sem acrescer as velocidades envolvidas. (DINIZ
et al, 2008).
0,000
1,000
2,000
3,000
4,000
5,000
6,000
100 150 200 250 300
Ru
gosi
dad
e
Velocidade de corte [m/min]
Ra
Ry
Rt
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Sendo que praticamente não se altera com aumento de , a força de corte ,
que pode ser definida por , aumenta de acordo com o aumento de (Figura
19). Novamente, como por definição, a potência de corte é produto da velocidade de corte
e da força de corte, os valores de potência de corte crescem com o aumento da
profundidade de corte (Figura 16).
Com as etapas do procedimento em que a velocidade manteve-se constante (1ª e 2ª),
podemos estabelecer uma relação quanto à forma do cavaco obtido
segundo as profundidades de corte e os avanços usados. Nota-se que com o aumento da
profundidade de corte, quando o avanço é de 0,14 mm/rot, o cavaco, que para = 0,5 mm
é um cavaco helicoidal, passa a se transformarem cavacos na forma de lascas. Já para =
1,0 mm, percebe-se que o cavaco possui uma forma de fita, quando =0,05 mm/rot,
passando à helicoidal quando =0,40 mm/rot (Figura 27).
Figura 27 - Formas do cavaco
Em relação às rugosidades, podemos observar que cresce com o aumento do
avanço, tal fato ocorre devido às contribuições geométricas do avanço. se aproxima de
à medida que o avanço cresce .Tal fato se dá, segundo DINIZ et al, (2008), pois
com o aumento do avanço, a pressão específica de corte diminui (Figura 21) tornando mais
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fácil a formação do cavaco e a rugosidade da peça se aproxima da ideal,que é a rugosidade
teórica.
Observa-se também que a rugosidade média não é largamente afetada com o
aumento de e de (Figura 25) e (Figura 26). oscila entre valores altos e baixos à
medida que a velocidade de corte cresce, tal fato se dá, pois com o aumento da velocidade
de corte ocorre uma vibração maior no sistema máquina-peça-ferramenta-suporte.
A rugosidade máxima tem uma tendência de permanecer constante com o aumento
de (Figura 25), sendo que a teoricamente a rugosidade da peça tende a diminuir à medida
que se torne maior que o raio de ponta da ferramenta , proporcionando assim uma
diminuição da força passiva e conseqüentemente vibrações no sistema. O salto na curva da
rugosidade máxima supostamente ocorreu devido a uma aresta postiça de corte.
7. CONCLUSÕES Baseado nos resultados obtidos neste trabalho pode-se concluir que para o
torneamento do aço ABNT 1045 com a ferramenta TNMG 160408-PF que:
A força e a potência de corte são função da área de corte da ferramenta.
A rugosidade da peça é principalmente relacionada ao avanço utilizado.
Nas velocidades de corte usadas no experimento, não há formação de APC
(Aresta postiça de corte), fazendo com que a velocidade de corte não influencie
na rugosidade da peça.
Enfim, podemos perceber a importância dos parâmetros de corte na usinagem, que
com as evoluções tecnológicas tem se tornado um processo no qual os mínimos detalhes
têm sido de suprema importância devido a fatores econômicos, que o fator mais importante
no mundo globalizado.
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8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AMORIM, H. JOSÉ DE. Estudo da relação entre velocidade de corte,
desgaste da ferramenta, rugosidade e forças de usinagem em torneamento
com ferramenta de metal duro. Porto Alegre: UFRS, 2002, 113 p.
DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da
usinagem dos materiais. 6.ed. São Paulo: Artliber Editora, 2008. 262 p.
ESPANHOL, V. Análise dos esforços de corte e acabamento superficial
no torneamento de aço com ferramenta de superfície lisa e com quebra-
cavaco. Porto Alegre: UFRS, 2008, 83p.
FERRARESI, D. Fundamentos da usinagem dos metais. São Paulo:
Edgard Blücher, 1970, 751 p.
OLIVEIRA, A. J. Otimização das condições de usinagem visando o
torneamento a seco do aço ABNT 1045 em operações de desbaste.
Campinas: UNICAMP, 2003, 109 p.