Processos de Usinagem - pt.2

Processos de Usinagem - pt.2

1. Fluidos de corte

   • Em torno de 95% da energia total consumida no processo de usinagem é convertida em forma de calor
   • Restante: armazenado como energia elástica e deformação plástica no cavaco
   • Fontes de calor
     • O processo de cisalhamento - maioria do calor permanece no cavaco
     • Deformação plástica adicional que ocorre no cavaco - atrito ferramenta cavaco (em alguns casos: até 540 °C)
     • Atrito entre a superfície nova e a lateral da ferramenta
   • Calor é prejudicial: alguns metais tendem a produzir cavacos que se aderem a face da ferramenta
     • Consequência: aumento da potência requerida para o corte, aumento do atrito e aumento do calor
   • Função básica do fluido: controlar o calor por meio da:
     • Direta refrigeração da peça, cavaco ferramenta
     • Redução do atrito entre peça, cavaco e ferramenta
   • Características
     • • Alta capacidade calorífica
     • • Alta condutividade térmica
     • • Baixa taxa de evaporação
     • • Não corroer o sistema
     • • Não ser agressivo à saúde do operador
   • Classificação
     • • Óleos de corte
     • • Óleos solúveis
     • • Fluidos sintéticos

2. Usinabilidade

   • Facilidade com que o cavaco pode ser separado do material
   • Dois principais aspectos: propriedades do material que está sendo usinado e condições de usinagem envolvidas
   • Boa usinabilidade: requer baixa potência, causa desgaste desprezível na ferramenta e produz bom acabamento superficial
   • Propriedades do material que afetam a usinabilidade:
     • • Resistência ao cisalhamento
     • • Encruamento (aumento da resistência mecânica e dureza com a deformação plástica)
     • • Dureza
     • • Abrasividade, natureza das inclusões e interfaces na microestrutura afetam a usinabilidade do material
     • • Coeficiente de atrito (varia com o tipo de material)
     • • Condutividade térmica
   • Critérios
     • • Forças de processo
     • • Potência consumida
     • • Desgaste da ferramenta
     • • Acabamento da superfície usinada
       • Influencia o desempenho em operação da peça
       • Rugosidade da superfície
         • Definição: Conjunto de desvios microgeométricos, caracterizado pelas pequenas saliências e reentrâncias presentes em uma superfície
         • Perfil de rugosidade: obtido após separação do desvio de forma e da textura secundária do perfil efetivo, através do uso de filtros
         • Avaliação da rugosidade: uso do comprimento de amostragem (cut-off)
         • OBSERVAÇÃO: RIGOSIDADE DE Ra e RUGOSIDADE DE Rz

3. Parâmetros de Corte

   • Velocidade de corte (Vc): é a velocidade instantânea do ponto de referência do gume da ferramenta, segundo a direção e o sentido de corte
   • Velocidade de avanço (va ou vf ): é a velocidade instantânea do ponto de referência do gume, segundo a direção e sentido de avanço
   • Profundidade de corte (p ou ap): é a profundidade de penetração da aresta principal de corte, medida numa direção perpendicular ao plano de trabalho, em mm

4. Torneamento

   • Processo de usinagem destinado à obtenção de superfícies de revolução
   • Ferramenta atua em um único ponto na remoção do material da peça
   • Peça é rotacionada em torno de seu eixo longitudinal sobre a superfície da peça
   • Pode ser realizado na maioria das ligas metálicas
   • Peças com elementos simétricos rotacionais
   • Pequenos parafusos para armação de óculos, cilindros de laminação, turbinas de hidroelétricas
   • Torneamento cônico
   • Rosqueamento
   • Faceamento
   • Torneamento de perfis
   • Perfilamento
   • Sangramento
   • Torneamento cilíndrico
   • Máquina que executa o trabalho de torneamento de chama torno
   • Cabeçote fixo: contém a unidade motora para rotacional o eixo árvore principal (prevê a força de trabalho)
   • Eixo árvore tem a capacidade de girar com velocidades rotacionais diferentes
   • Ferramenta é colocada no porta ferramenta (parte central do torno)
   • Porta ferramenta: projetado para ter movimento longitudinal e transversal
   • Acessórios: placa universal, placa de castanha independente, luneta fixa, etc.
   • Principal variável: taxa de remoção de material – é em função do diâmetro da peça usinada, acabamento desejado, tipo de operação e tipo do material
   • Velocidade de corte: buscar aquela que forneça a taxa de produção máxima
   • Vantagens
     • Produção de peças 1 a 60 peças/h (manual) e 10 a mais de 1000 peças/h para máquinas automáticas
     • Acabamento satisfatório, custo baixo
     • Possibilidade de detalhes superficiais complexos
   • Limitações
     • Grande produção de cavaco: reciclagem custosa devido a oxidação
     • Produção da empresa deve justificar o investimento
     • Custo de ferramentas é elevado
   • Aplicações
     • Fabricação de pistões automotivos (combinado com a fundição)
     • Fabricação de engrenagens de caixas de transmissão (combinado com o forjamento)

5. Fresamento

   • Remoção do material e a geração da superfície usinada ocorrem em decorrência do movimento relativo entre peça e a ferramenta
   • Ferramenta de corte possui vários gumes e executa movimento rotativo, enquanto é pressionada contra a peça
   • Superfície resultante: diferentes formas, planas e curvas
   • Parâmetros que descrevem o movimento da ferramenta e ou peça são: frequência de rotação, velocidade de corte e velocidade de avanço
   • Dimensões de corte são: profundidade de corte e penetração de trabalho
   • Demais parâmetros: diâmetro da ferramenta e números de dentes, taxa de remoção de material, tempo de corte
   • Vantagens
     • Potencial para programação da usinagem
     • Alta flexibilidade, possui uma variedade de formas e superfícies que podem ser geradas
     • Qualidade do acabamento
     • Altas taxas de remoção do cavaco
   • Limitações
     • Complexibilidade limitada pelo perfil da ferramenta
     • Baixo volume de produção: 1 a 100 peças/h
     • Rendimento do material é baixo (grande produção de cavaco)
     • Alto custo do equipamento
   • Aplicações
     • Usinagem de motores
     • Componentes de bombas
     • Engrenagens
     • Moldes para fundição
     • Moldes para injeção de plásticos

6. Aplainamento

   • Destinado à obtenção de superfícies planas
   • Entalhes, rasgos produzidos ao longo do comprimento de uma peça
   • Ferramenta apresenta um único gume
   • Cavaco é arrancado pelo movimento “vai e vem”
   • Operações
     • Plaina limadora: podem ser acionadas mecânica ou hidraulicamente
     • Plaina de mesa: dimensões muito maiores que as plainas limadoras
   • Peças são geralmente grandes e pesadas
   • Devem resistir às grandes forças de corte e altas forças de inércia resultantes de mudanças rápidas na velocidade ao final do processo
   • São requeridos tempos consideráveis para o aplainamento
   • Caso de peças grandes: recomenda-se grandes profundidades de corte (diminuem o tempo de corte)
   • Vantagens
     • Processo simples
     • Não exige mão de obra tão especializada com baixo custo
     • Peças grandes: até 2 m em plaina limadora e 25 m em plaina de mesa
   • Limitações
     • Volume de produção baixo: 1 a 50 peças/hora
     • Processo limitado a natureza do processo: perfis retos e superfícies planas ao longo do comprimento da peça

7. Furação

   • Abre, alarga ou dá acabamento em fundos redondos na peça
   • Ferramenta cilíndrica e multicortante: broca
   • Broca é pressionada na peça estacionária por intermédio de máquinas operatrizes chamadas furaderias
   • Existem diversos tipos de furadeiras; mais comum é a furadeira de coluna (ou de mesa)
   • Furadeira de coluna: furações comuns ou trabalhos em série mediante o emprego de gabaritos
   • Usinagem de grande séries de furos: recomenda-se empregar furadeiras de várias colunas
   • Operações
     • Furação em cheio: destinada à abertura de furo cilíndrico numa peça; remove material na direção axial do furo
     • Alargamento de precisão: usado para aumentar muito pouco um furo; melhor tolerância e acabamento
     • Alargamento: usado para aumentar significativamente um furo já existente; utiliza-se broca de diâmetro maior que este furo
     • Furação escalonada: nessa operação a broca tem uma variação de diâmetro; a broca que fura é a mesa que alarga
     • Atarraxamento: é usado um macho para fazer uma rosca interna em um furo pré-existente

8. Retificação

   • Usinagem por abrasão destinado à obtenção de superfícies com auxílio de uma ferramenta abrasiva de revolução
   • Remoção é feita por cada grão abrasivo componente da ferramenta de corte
   • Ferramenta é denominada rebolo
   • Vários tipo de rebolos se distinguem pelo seu formato, seu tipo de grão e sua dureza
   • Máquinas-ferramentas são denominadas retificadoras
   • Retífica: geralmente usada em operações de acabamento
   • Pode ser usado em todos os tipos de materiais, dúcteis e endurecidos
   • Permite ótimo acabamento da superfície: rugosidade mínima de até 0,025 μm (Ra)

9. Serramento

   • Processo no qual uma fina fenda é feita na peça por uma ferramenta (serra) que possui uma série de dentes curtamente espaçados
   • Serras: muito semelhantes às fresas, que possuem uma sucessão ordenada de dentes de corte
   • Corte é geralmente realizado a frio
   • Serras de lâmina, serras circulares e serras de fita

10. Processos não-convencionais

    • Usinagem por eletroerosão
    • Usinagem ultrassônica
    • Usinagem com jato d’água