TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO FUNDAMENTOS DA USINAGEM: FORMAÇÃO DE CAVACOS, TIPOS E FORMAS DE CAVACOS

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TECNOLOGIA DE

CONTROLE NUMÉRICO

FUNDAMENTOS DA

USINAGEM: FORMAÇÃO

DE CAVACOS, TIPOS E

FORMAS DE CAVACOS

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(3)

(4)

(5)

Operações de Torneamento

(6)

(7)

(8)

Operações de Aplainamento

(9)

Operações de Furação

(10)

(11)

(12)

(13)

(14)

(15)

Operações de Alargamento

(16)

Operações de Rebaixamento

(17)

Operações de Mandrilamento

(18)

(19)

Operações de Fresamento

(20)

Operações de Fresamento

(21)

Operações de Serramento

(22)

Operações de Roscamento

(23)

Operações de Roscamento

(24)

Outras Operações

(25)

Operação de Retificação

(26)

(27)

(28)

Outras Operações

(29)

Operação de torneamento

(30)

(31)

(32)

Operação de faceamento

(33)

Operação de abertura de

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Formação do Cavaco: Fatores que

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Formação do Cavaco

No início do corte  ponta da cunha da

ferramenta penetra no material da peça e, com isso, uma pequena porção do material (ainda solidária à peça) é recalcada (resultante de deformações elásticas e plásticas) contra a superfície de saída da ferramenta.

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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.

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Continuando a penetração da ferramenta, haverá uma ruptura (por cisalhamento) parcial ou

completa do cavaco, acompanhando o plano de cisalhamento e dependendo da ductilidade do material e das condições de usinagem.

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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, nova porção do material está se formando e cisalhando, a qual ir também

escorregar sobre a superfície de saída da ferramenta, repetindo o fenômeno.

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• Na região de formação de cavaco a deformação plástica pode ser dividida em 3 regiões:

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• Na peça ocorre cisalhamento (a), passando para cavaco em (b).

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• Deformação plástica na região de cisalhamento na usinagem de materiais frágeis  pode levar à

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• Se o material tiver uma capacidade de deformação maior  a separação só ocorre diante do gume na região (e).

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• Solicitação de tração + Pressão vertical sobre a

ferramenta em combinação com as temperaturas

elevadas



deformações na camada superficial da

superfície (c) e na superfície (d).

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• No deslizamento sobre a superfície da ferramenta



se formam superfícies que também sofrem

deformações plásticas complementares



Encruamento

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Formação do Cavaco  Fenômeno periódico

Recalque

Ruptura

Deslizamento Saída

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Dispositivos Quick-Stop

Desenvolvido para provocar a interrupção do corte durante a formação do cavaco deixando, dessa forma, a superfície do cavaco com sua constituição íntegra durante sua formação.

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• Cavaco formado na figura acima



cavaco em forma

de fita.

• Outras formas de cavaco



cavaco em lamela,

cisalhado e arrancado.

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Classificação dos Cavacos

quanto ao Tipo

• Características:

• lamelas justapostas numa disposição contínua • lado de baixo geralmente suave

• Formação do cavaco:

• fluxo contínuo do material

• elementos do cavaco não se separam em zonas de cisalhamento

• Condições de formação: • alta velocidade de corte

• grandes ângulos de usinagem • Acabamento Superficial:

• Como a força de corte varia muito pouco devido à contínua formação do cavaco  a qualidade superficial é muita boa.

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• superfície fortemente indentada • Formação do cavaco:

• fluxo não contínuo do material

• são levemente deformados no plano de cisalhamento e novamente soldados • Condições de formação:

• materiais com baixa ductilidade 

descontinuidade é causada por irregularidades no material, vibrações, ângulo de saída pequeno, elevada profundidade de corte, baixa velocidade de corte.

• Acabamento Superficial:

• inferior à obtida com cavaco contínuo, devido à variação da força de corte  força cresce com a formação do cavaco e diminui bruscamente com sua ruptura, gerando fortes vibrações e uma

superfície com ondulações.

Cavaco

Lamelar (ou de

Cisalhamento):

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• - fragmentos arrancados de peças usinadas • Formação do cavaco:

• fluxo não contínuo do material

• completa desintegração do cavaco • Condições de formação:

• materiais com baixa ductilidade (frágeis)

• condições desfavoráveis de usinagem (ângulo de saída com valores muito baixos, nulos ou

negativos)

• Acabamento Superficial:

• o cavaco rompe em forma de concha gerando uma superfície com qualidade superficial inferior

Cavaco de

Ruptura:

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Classificação dos Cavacos

quanto à Forma

(a) Cavaco em fita (b) Cavaco helicoidal (c) Cavaco espiral

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Inconveniências do cavaco

contínuo (em fita)

• Pode ocasionar acidentes, visto que eles se enrolam em

torno da peça, da ferramenta ou dos componentes da

máquina;

• Possíveis danos à ferramenta e à peça;

• Dificulta a refrigeração direcionada, desperdiçando o

fluido de corte;

• Dificulta o transporte e manuseio, devido ao grande

volume que ele ocupa;

• Prejudica o corte, podendo afetar o acabamento, as

forças de corte e a vida útil das ferramentas.

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Inconveniências do cavaco

contínuo (em fita)

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Classificação dos cavacos

quanto à forma e utilização

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Classificação dos cavacos

quanto à forma e utilização

(62)

- Influência do f e do a

_p

na forma

dos cavacos

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- Influência do f e do a

_p

na forma

dos cavacos

(64)

- Influência do ângulo de saída na forma

dos cavacos

(65)

- Influência da profundidade de corte e do

ângulo de posição na forma dos cavacos

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(67)

- Usinagem de materiais frágeis com

ângulo



positivo segudo Astakhov

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- Usinagem de materiais frágeis com

ângulo



negativo segudo Astakhov

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- Vídeos:

• Video 1

• Video 2

• Video 3

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- 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

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- Tipos de Quebra-cavacos

(a) Quebra-cavaco fixado mecanicamente;

(b) Quebra-cavaco usinado diretamente na ferramenta;

(c) Quebra-cavaco em pastilha sinterizada.

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- Diferentes geometrias de

Quebra-cavacos

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- Vantagem do uso de Quebra-cavacos

• 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 o gume de corte da ferramenta.

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- Vídeos sobre quebra-cavacos:

• Video 1

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• Gume Postiço

• Gume postiço  massa mais ou menos estacionária de metal, soldada na face da ferramenta (superfície de saída).

• Formado devido a um forte atrito entre o cavaco e a ferramenta  produz o arrancamento de pequenas partículas de material da ferramenta.

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• Gume Postiço

• Gume postiço eventualmente quebra e é levado pelo cavaco e/ou deposita-se aleatoriamente na superfície da peça

• Gume postiço aumenta artificialmente o raio de quina da ferramenta • Produz um péssimo acabamento da superfície da peça usinada

• Apesar de ser geralmente indesejado, um fino e estável gume postiço pode reduzir o desgaste e proteger a face da ferramenta

• Para reduzir a probabilidade do gume postiço: • Reduzir a profundidade de corte;

• Aumentar a velocidade de corte; • Aumentar o ângulo de saída; • Usar uma ferramenta afiada; • Usar um fluido de corte eficaz.

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• Fator de Recalque

Fator de recalque = comprimento de corte / comprimento do cavaco

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• Fator de Recalque

onde:

m = peso do cavaco (g); f = avanço (mm);

a_p = profundidade de corte [mm];

ρ = peso específico do material [g/mm3_];

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• Fator de Recalque

Grande importância na teoria da usinagem  orienta sobre fatores de usinabilidade como:

• pressão específica do cavaco sobre a ferramenta;

• volume de cavaco produzido por unidade de potência; • temperatura;

• quanto o cavaco se deformou. Exemplo:

• Torneamento de cobre com ferramenta de MD condições: V_c= 69 m/min, f=0,06 mm/rot, a_p=1,6 mm, γ=4,5°, _h= 7; • Sob as mesmas condições de usinagem, mas com