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Fundamentos Da Usinagem Dos Metais - Dino Ferraresi, Notas de estudo de Cultura

Fundamentos Da Usinagem Dos Metais

Tipologia: Notas de estudo

2015
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Baixe Fundamentos Da Usinagem Dos Metais - Dino Ferraresi e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity! | | " E a ee 2a PREFÁCIO Entendemos que o desenvolvimento de uma tecnologia mecânica dificilmente se processa sem o conhecimento científico dos Ífatôres que nela intervêm, O domínio dêste conhecimento possibilita uma industrialização racional, a gual permite produtividade maior e custo operacional menor. Com êste ponto de vista, temos trabalhado com dedicação, pensando contribuir com alguma parcela positiva no desenvolvimento tecnológico da Indústria Me- cânica, A falta de literatura especializada no campo das máquinas ferramentas, a necessidade de um livro texto para utilização nos cursos de engenharia mecânica e a possibilidade do fornecimento de dados para a solução de problemas relacionados com a usinagem dos metais, nos incentivaram a elaborar êste trabalho, Esta obra baseia-sz em trabalhos anteriormente publicados, pesquisas rea- lizadas pelo autor nos Laboratórios de Máquinas Ferramentas da “Tech- nische Hochschule Miinchen” e da Escola de Engenharia de São Carlos, da U.S,P, e numa intensiva pesquisa bibliográfica sôbre o assunto. Subdividimos êste trabalho em três partes: 1º Volume — Fundamentos da usinagem dos metais 2º Volume — Ferramentas de corte 3.º Volume — Máguinas ferramentas No volume Fundamentos da Usinagem dos Metais são tratados os conceitos fundamentais, as principais torias e dados experimentais que possibilitam o conhecimento e utilização racional dos processos de usinagem, bem como suas implicações econômicas. Dada a importância que os materiais empre- gados nas ferramentas de corte desempenham no estudo da usinagem, êsse assunto foi tratado neste volume. Deu-se especial rolêvo à parte de ensaios e seus aparelhamentos, com o fim de familiarizar o leitor com as técnicas de medida das grandezas envolvidas neste campo. No volume Ferramentas de Corte serão abordadas tôdas as ferramentas de corte. agrupadas segundo características comuns. Em cada grupo serão estudadas a geometria, afiação, fórças e potências de corte, vida da ferra- menta e condições econômicas de seu desempenho. Será estudada a seleção dos metais, no ponto de vista da usinabilidade, sua correlação com a ferramenta e o processo de usinagem utilizado. No volume Máquinas Ferramentas szrão estudadas as partes constituintes comuns a essas máquinas. Para cada parte constituinte serão tratados os x PUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS 1.62 — Angulo «p da direção de avanço .esiscesiiccecsscrarasios 6 16.3 — Ângulo n da direção efetiva de corte .......cccciiiicc 7 17 — Superfícies de eerte ..... erra der rerercrros Preverrarrarress 9 1,7.1 — Superfície principal de corte ......ccccsisicc cs ciisia Ra 5 1.7.2 — Superfície lateral de corte ...csccsissraascancanccccicaro 9 18 — Grandezas de corte ....cccclicicsssscirtararcra rir a res rsrraaãa 3 18] — AVANÇO q ccccriaeerrcarerrasancasa sacras nica srrars 9 1.8.2 — Avanço por dente da ..ccccccsrrraseercvasreraaraaniras Io 1.8.3 — Profundidade ou largura de corte P ...cccccccireraniiaia 16 1.8.4 — Espessura de penetração £ .....clliiiiciasiii nisi 13 19 — Grandezas relativas do CAVECO .eccerertercantrraaeras eevraeresa 13 1.9.1 — Comprimento de core À .....iciciciiiiiciciiisiccia 13 1.92 — Comprimento efetivo de corte be s..ccicissrittrcariaieos 13 1.9.3 — Espessura de corte À .....ciccciiiiccsccissiiririaeaa 15 1,24 — Espessura efetiva de corte he ..cicier. erraress erre is 19.5 — Área da steção de COME F ..ccccsareseerta certriarranara 15 LiO — Bibliografia ...cccllli near eau aaa ra 16 il — GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM ....cccccicisricasarireea terre reservas erra eu. 17 2.1 — Generalidades rcctransrermenencaarerariantames meme rarávs 7 2.2 — Superfícies, arestas e pontas da cunha Corante ..cccccsesectrnieres i8 2.21 — Superfícies .....cccicrisccrecccrcrarentartaara creci 18 222 — Arestas .....lcctsscerereeenaa acerta errrroccreresasaris 19 2.23 — Pontas .....ciso cl cuaasirane crase serena arara rracasãs 19 23 — Sistemas de referência utilizados na determinação dos ângulos da cunho cortante .eccccicsaterecercreer reta Corarcara Cesarcreresearro ra 2 23,1 — Planos de referência ......... Renenarara retro raaas RR 25 2.3.2 — Plano de corte .......... een crer n er rea nana 26 2.3.3 — Plano de medida .......... PR ear aaaaaa 26 ÍNDICE XI 2.34 — Plano de trabalho ...i.ciciss eerrencra sanar aras tacos 26 24 — ÁÂngulos na cunha cortante Mrrerarrrasarar rss crrsa aaa 27 2.4.1 — Ângulos medidos no plano de referência ccrcititiiii 27 2.4.2 — Ângulos medidos no plano de corte ......cciiiii 27 2.4.3 — Angulos medidos no plano de medida da cunha cortante ... 27 2.4.4 —. Ângulos medidos: em planos diferentes do plano de medida da cunha cortante .isiiciisciscisereie A 31 2.5 — Relações geométricas entre os ângulos cics .. 32 2.5.1 — Relações geométricas entre os ângulos de diferentes planos de medida num mesmo sistema de referência .... ci. 32 2.5.2 — Relações entre os ângulos efetivos ou de trabalho e os corres- pondentes ângulos da ferramenta ...cccccicccicccicrsss 38 2.6 — Ángulos da ferramenta segundo as normas americanas ...icititoio 49 2.6.1 — Angulos da ferramenta .........,. RP tater 50 26.2 — Angulos dz Trabalho ....ccccsscccicisisie eres 55 2.6.3 — Ângulos empregados nas fresas ....ciiimiciiiitititerias 58 27 — Conversão de ângulos da ferramenta segundo a norma DIN 658] aos dtgulos especificados pelas normas americanas e vice-versa ici Ao 271 — Exemplos de aplicação ..cccccssscciras Merecrra savanas sú 28 — Bibliografia csscccicic rias 65 HI — NOÇÕES SÓBRE A TEORIA CRISTALOGRAFICA DOS METAIS 67 3.1 — Estruinra do átomo ....cccciscssrerieercecritanãs Cearrereramesa 7 32 — Ligação metálica ....cccciicicicii aeee sie ra sara rrrrs 65 3.3 — Cristalografia .ceicicircrreriarana carrera sir ea are e rr anos 70 3.3.1 — Sistemas cristalinos ......cccccrcrsicescrrsrerarrararãs A 3.32 — Cristais metálicos .......ccciicsciiccii ca sii si cer rear 7 34 — Deformação des cristais ..ccacciccicicitrersteraarias ice creac 74 3.5 — Origem dos estruturas metálicas .iciercerccsceciisairesiirr ra 7º 3,5.i — Solidificação de Metais puros ....ccsccceseccaacacariieooo 7º. 3.5.2 — Solidificação de Metais com impurezas .....cciciiiiiiiio q XH 3.6 — 37 — 38 — 39 — 340 — 311 — 312 — 343 — FUNDAMENTOS Da USINAGEM DOS METAIS Ruptura dos materiais cristalinos ....cccccecccasiresenerescrasica Discordâncias ....ccerssccra rasas rnarrree res rave sss PR Mecanismo da deformação plástica ...iccciciciiicicii sra Movimento das discordâncias Efeito de liga na resistência ...cccicccciiccsa start eae rr Ruprura dos mareriuis dúteis e frágeis .iccccciciiiiiisiara Escoamento em metal policristalino ...cccccciisicsscacicrraarrãs Bibliografia ecc sa rar a a Iv — MECANISMO DA FORMAÇÃO DO CAVACO di — 42 — d3 — 44 — 4s — Generalidades ...ccccici a a rasas errar Características dos cávacos ..ccccciiisiii e 4.21 - Tipos de cavaco ..ccciccccicicccicice see ere serra 422 — Formas de cavaço ...ccc..l. dores Core ortogonal 4.3.1 — Generalidades 4.3.2 — Relações geométricas ....ccccccccceericeracccrararreria 4,3,3 — Relações cinemáticas ..icscsiiccsiniscrsaicarasrirs nm 4.34 — Grau de deformação e, e considerações complementares ... 435 — Fôrças na cunha cortante. Considerações energéticas ...... 4.3.6 — Atrito na superfície de saída e no plano de cisalhamento .. 4.3.7 — Tensões no plano de cisalhamento ........... PR Deserminação do ângulo de cisalhamento ........ Cica icar aa 44.1 -— Teoria de Ernst e Merchant ..ccrccrteertrescerrraecaria 442 — Teoria de Lee e Shaffer ,.cccccicsccstestccasiaaas Vea 44.3 — Teoria de Shaw, Cook e Finnie ..cciccro PRN 444 — Teoria de Hucks ...ccccssiiscsscstccces Crsraererra e. 44.5 — Comentários das teorias citadas ,...,c.. drttcarerra ee Temperatura de core ..cccccsiisicestac rare rr aerea renan 4,51 — Generalidades ...iscasecsccrsrcroo Cererrererra re rarara , 78 78 8a 8s 85 B6 87 88 89 as 97 5 101 106 106 109 110 E 19 122 123 124 124 122 130 131 138 140 140 ÍNDICE XV 6.5.1.1 — Cálculo da fregiiência natural mais baixa para o dinamômetro oscilando livremente ............ 250 6.5.1,2 — Aferição estática do dinamômerro .....cccicic. 255 6.5.1.3 — Aferição dinâmica para o caso do dinamômetro oscilando livremente (não em operação) ....... 259 6.5.1.4 — Medidas com o dinamômetro ......,,. mera 264 6.5.2 — Dinamômeiro Berthokl ..cccccccs re 265 6.5.3 — Fenômenos transitórios que ecorrem durante a medida da fôrça de corte na usinagem dos metais .........cicooa 268 6.6 — Bibliografia lisina 215 VI — MATERIAIS PARA FERRAMENTAS .....iiiciiciiiisii 271 7,1 — Introdução .eccicrccee rea a aa 277 7.2 — Classificação dos materiais para ferramentas ..cccsecicciittitis 279 7.2.1 — Aços-carbono para ferramentas ....ccccceciescccrcteeoo 285 72% — Agos tápidos ....iiccciiiciiiiiicci siena 296 7.221 — Introdução ...i.cccccsscisiccssicirs mor, 296 7.2.2.2 — Fatôres de que depende a seleção de açós para ferramentas ....cccciicciiicc sir 306 7.2.2.3 — Classificação dos aços rápidos ................ 302 7.224 — Efeito dos elementos de liga nos aços rápidos .. 305 7.2.2.5 — Propriedades dos aços rápidos ........cccicoss 308 7.2.2.6 — Tratamentos térmicos dos aços rápidos ........ n4 7.2.2.7 — Seleção dos aços rápidos ......cccccisiccsieis 325 7.2.2.8 — Aços semi-rápidos .........ccccccccicsssca 325 7,23 — Ligas fundidas para ferramentas ........ccciccsiiisiiio 328 7.24 — Metal duro ......., Mecrraesa ra raracara ra Cererare raros 330 7.2.4.] — Noções de fabricação do metal duro .......cris 331 7.2.4.2 — Características gerais do metal duro ...,,....... 333 7,243 — Classes ou tipos de metal duro ................ 337 7.2.4.4 — Seleção do metal duro .....ccccccccisicc serto 339 XVI FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS 7.2.5 — Materiais cerâmicos 7,2,6 — Outros materiais para ferramentas ....cccccoo.. . 73 — Conclusões cc. e. 74 — Bibliografia... RU a Usa aa em aa a ra ans an VII — AVARIAS E DESGASTES DA FERRAMENTA .................. RJ «— Avarias da ferramenta cc. Bii — Quebra... cerco 8.1.2 — Trincas devidas às variações de temperatura ....cccccccrines 8.1.3 — Sulcos distribuidos em forma de pente ..........coco..s ne. 8.2 — Desgastes da ferramenta ...cccccsicstsiirtiranos erre aaa 82.1 — Desgastes convencionais ...iiiiiisisicssscrrrs Nrrerrasa 822 — Medida dos desgastes .....ccciiciccccccccecescrrcarrsas 83 — O mecanismo do desgaste das jerramentas de usitagem ..cccccciio 8.3.1 — O mecanismo do desgaste das ferramentas de metal duro .. 8.3.1,1 — Curvas “desgaste-velocidade de core” .......... 8.3.1.2 — Aresta postiça de corte ...ccccciiccciissareo 8.3.1.3 — Mecanismo do desgaste da ferramenta na presença de uma aresta postiça de COLS ..siiecercrecooo 83.14 — Condições físicas que reinam nas zonas de conta- tato do material usinado com a ferramenta, em altas velocidades de corte .....ccccicciiiososs 8.3,1.5 — Mecanismo do desgaste da superfície de saída da ferramenta, segundo Trigger e Chao ............ 2.3.1.6 — Mecanismo do desgaste da superfície de folga da ferramenta, segundo Takeyama e Murata ....... 83.17 — Transformação q — y dos aços é mecanismo do desgaste, segundo H. Opitz, G. Ostermann, M. Gappiscçh ccacccciciccrese ecc rrararraa 8.3,1,8 — Difusão nas zonas de contato e desgaste das ferra- mentas, segundo E. Schailer e G. Vieregge cr. 83.19 — Oxidação das ferramentas nas zonas de contato . 83.2 — Mecanismc do desgaste das ferramentas de aço rápido .... 347 348 350 352 352 354 360 360 362 366 366 367 368 380 382 as8 397 397 401 409 alô ÍNDICE 8.3.2.1 — Influência da velocidade de corte sôbre q desgaste da ferramenta ..ccicciccccssieaa 8,3,2.2 — Influência do avanço sôbre o desgaste da ferramenta 8.3.2.3 — Influência da geometria da ferramenta sóbre o» desgaste da ferramenta ......cciiicciie 8.3.2.4 — Influência do refrigerante sôbre o desgaste da fer- ramenta ..cccsccsceraes cien 8.3.2.5 -— Influência dos materiais da peça e da ferramenta sôbre o desgaste da ferramenta ..... RR 8.3.2.5 — Os fenômenos fisico-químicos responsáveis pelo des- gaste das ferramentas de aço rápido ,........... 84 — Bibliografia ...cccis rea ne. IX — DESGASTE E VIDA DA FERRAMENTA ....ciiiciiietrsi 9,1] — Generalidades ....ccccissiisosciesiisee rea rata 22 — Desgaste de ferramentas de metal duro em operação de desboste .... 23 — Desgaste de ferramentas de metal duro em operação de acabamento .. 9.4 — Desgaste de jerramentas de aço rápido em eperação de desbaste .... 2.5 — Desgaste de ferramentas de aço rápido em operação de acabamento .. 9.6 — Desgose de jerramentas de material cerâmico Lite 9,7 — Bibliografia csersaeaaraniatiia ceras aaa X — CURVA DE VIDA DE UMA FERRAMENTA E FATORES QUE IN- 10.1 10.2 FLUEM NA SUA FORMA .....iscccccics css .. — Generalidades ...ccccicicici e — Fatôres que influem na vida da ferramenta coco. estaca 102.1 — Variação dos parâmetros C e v da fórmula de Tarlor com o material da peça e da ferramenta ........ccsiicitcs 10.2.2 — Variação do parâmetro C da fórmula de Tayior com a du- reza Brinell do material da peça .....ccisiiciciccsiiios 10.2.3 — Influência da forma e da área da secção de corte ........ 10,2.3.1 — Influência da área da secção de corte ........ 10.2.3.2 — Influência da forma da secção de corte ...... XvO 41 412 az 413 417 419 422 AM 424 426 436 439 440 441 454 só 456 46 465 474 475 476 478 XR FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS 11.8 — Materiais em usinagem ...ccsteranaeerenesenasarenerreccanarees sas 11.8.1 — Escolha do fluido de corte ......ccsccssscccstcceesero 549 11.8.LI — Aços ..cccccccciceranarectcrrrrecanas team 549 11.58.12 — Ferro-fundido ...icciscsec css ctststece cics 553 t1.8.1.3 — Alumínio e suas ligas ..ccccccccecccccscres 5sá 118.14 — Magnésio e suas ligas ..iiccccecisisicro sss 11.8.1.5 — Cobre e suas ligas .......... errenca caca 555 11.8.1.6 — Níquel e suas ligas ...... meant 557 11.8.1.7 — Ligas resistentes ao calor ......ciccsscrriatos 557 11.8.1,8 — Materiais não metálicos ......cccsisscaetios 559 11.9 — Aplicação e manuseio dos fluidos de corte ....cccscictanertaneteoo 559 11.81 — Aplicação do finido de corte ......cccccccsssaraescaooo 559 11.9.2 — Manutenção dos fluidos de corte ....ciccsicccccctte 561 11.8.2.1 — Óleos de corte ,..ccccccrescerios erre 561 11.9.2.2 — Óleos emulsicnáveis é fluidos químicos ........ 562 11,9,2.3 — Cuidados na Operação ..cccccascccremao tera 563 1L10 — Bibliografia .ececerensescceceraescceateec orar re naane centrar 563 XII — ENSAIOS DE USINABILIDADE DOS METAIS ........ceccito 566 12.1 — Generalidade ..siccstererecraco eee neancer ce canenreranes eram 566 12.1.1 — Principais fatôres que influem na determinação do índice de usinabilidade dos metais ....cccimrs cereererrra eee 568 12.1.2 — Critérios empregados nos ensaios de usinabilidade .....c.. 569 12.1.3 — Padrão de usinabilidade .....ccssterescsenesesceseero 570 12.14 — Relações entre a usinabilidade e determinadas propriedades tecnológicas de um metal .....cccccsererceentteneceanes 57 12.2 — Ensaios de usinabilidade baseados na vida da ferramenta ......icci 575 12.21 — Método de ensaio de longa duração ...... errar rise 575 122.2 — Métodos de ensaio de curta duração ......cctcresccreses 577 12.2.2.1 — Método do comprimento usinado (1938) ...... sm Índice XXI 12.2.2.2 — Método do faceamento de Brandema (1936) .. STR 12.223 — Método do aumento progressivo da velocidade ds corte no torneamento cilíndrico ....cciii. 583 12.2.2.4 — Ensaio de sangramento com ferramenta bedame 585 12.22.5 — Método radioativo de medida do desgaste .... 587 12.3 — Ensaios de usinabilidade bascados na fórça de usinagem ...ccictis 588 12.3.1 — Método da pressão específica de corte... 589 12.3.2 — Método da tensão de cisalhamento ........ serrrearas 590 12.33 — Método da fórça de avanço constante ...c..lcccccc 592 124 — Ensaios de usinabilidade baseados no acabamento superficial ......., 595 124.1 — Generalidades ......iio e, 598 12,42 — Características geométricas das formas das superfícies .... 506 [2.4.3 — Principais fatôres que influem sôbre a rugosidade superficial 601 [2.4.3.1 — Avanço e raio de curvatura da ponta da ferra- Menta Licicccssss era crasa cera 601 124,32 — Velocidade de corte ...cisicciiciiii 603 124,33 — Angulos da ferramenta .........l., nara 605 124.4 — Influência do processo de usinagem no acabamento super- ficial .eccsiiscies eres 608 124.5 . Influência de vibrações durante a usinagem ..ricsaerearas A09 12.4.6 — Influência do fluido de corte ....cccciiiiis 609 124.7 — A rugosidade de superfície como índice de usinabilidade .. 609 12.5 — Ensaios de usinabilidade baseado na produtividade .isiitttiio S10 12.6 — Ensaio de usinabilidade baseado na análise dimensional ...ciliiiioo 613 12,61] — Generalidades ......ciocsi cen 615 i2ó2 — Aplicação da análise dimensional no cálculo do desgaste k e da velocidade de corte de uma ferramenta, correspon- dentes a uma determinada vida ......ciiio, maraaie 61% 12.6.2.1 — Aplicação do método ...cciiiiciiir 618 12,622 — Procedimento no ensaio de usinabilidade ...... 623 iZ,6.2.3 — Aplicações práticas, Exemplos de cálculo .... 623 XXXII FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS 12.6.3 — Cálculo da temperatura média na zona ds contato ferramen- tapeça .lciseciccccrcertenere rara renas errei 625 12.6.3.1 — Aplicação do método .....cccseresccctetes 625 12.6.3.2 — Obtenção de dados experimentais ......ce.io 627 12.5.3.3 — Cálculo da temperatura ....cccccsttcerecere 628 12.6.34 — Procedimento no ensaio de usinabilidade ...... 629 12.7 — Considerações sôbre aiguns ensaios de usinabifidade de curta duração 630 12.8 — Ensaios de usinabilidade baseados em critérios específicos .......... 632 128.1 — Método bassado na tempsraiura de corte ..ccccecscscssos 632 12.8.2 — Método baseado nas caracierísticas do cavaco ....... co 635 12.82.1 — Gran de recalque ...cctcrcccciecsecine o 635 128.22 — Coeficiente volumétrico e forma do cavaco .... 636 12.8,2.3 — Fregiiência e amplilude de vibração da fôrça de usinagem .cccrecreeccieararemaaase eres 638 128.3 — Método Pendular ....ccccccisicestc cce eretas 538 12.9 — Bibliogralin .occo cecsss cera nest ae mena mana rd Para 64d XIII — DETERMINAÇÃO DAS CONDIÇÕES ECONÔMICAS DE USINA- GEM .eccicccasteeca scan era errar rara eta aa 646 13.1 — Generalidades .ecccceccerernece rea ea crer ameno 646 13.2 — Cielo e tempos de usinagem ...cccsteeset cantante ace secretas 647 133 — Felocidade de corte para máxima produção ..ccesereranartearor 649 13.4 — Custos de produção ..ccccccterresemenaea teen crer tre renttes 653 13.5 — Velocidade econômica de corte para o cuso de máquina operatriz com uma única ferramenta de come us cecrtssacecerereeatrentas 656 13.5.1 — Cálculo para O avanço & à profundidade de corte constantes 656 13.5.2 — Cáleulo da velocidade econômico de corte para o caso do avanço variável ..cccccuesaa sans er eene terre ntcearoo 659 12,5.3 — Influência da profundidade de corte sôbre o mínimo custo 662 13.5.4 — Influência dos têrmos x e K da fórmula de Tayior sôbre o custo de USInagem .eccecccrce rrenan ce rerent ter 663 13.5.5 — Influência de fatôres secundários sôbre as curvas de custo 666 INTRODUÇÃO No estudo das operações dos metais, distinguem-se duas grandes classes de trabalho: Ás operações de usinagem As operações de conformação Como operações de usinagem entendemos aquelas que, ao conferir à peça a forma, ou as dimensões ou o acabamento, ou ainda uma combinação qualquer dêstes três itens, produzem cavaco. Definimos cavaco, a porção de material da peça, retirada pela ferramenta, caracterizando-se por apre- sentar forma geométrica irregular. Além desta característica, estão envol- vidos no mecanismo da formação do cavaco alguns fenômenos particulares, tais como o recalgue, a aresta posiiça de corte, a crarerização na superfície de saída da ferramenta e a formação periódica do cavaco (dentro de deter- minado campo de variação da velocidade de corte)”, Como cperações de conformação entendemos aquelas que visam conferir à peça à forma ou as dimensões, ou 0 acabamento específico, ou ainda qualquer combinação déstes três itens, através da deformação plástica do metal, Devido ao fato da operação de corte em chapas estar ligada aos processos de estampagem profunda, dobra e curvatura de chapas, essa operação é estudada no grupo de operações de conformação dos metais. A inexistência de nomenclatura padronizada e de normas sôbre a usinagem dos metais c suas máquinas, conduziu-nos a sugerir à Associação Brasileira de Normas Técnicas a instalação de uma comissão para elaborar tais estudos. Esta comissão, instituída com o nome de Comissão de Máquinas Operatrizes e presidida pelo autor, tem como objetivos: Nomenclatura e classificação dos processos de usinagem dos metais. Normas sôbre a geometria da ferramenta e dos movimentos relativos ao processo de usinagem. Normas sôbre ferramentas de corte; nomenclatura e classificação. Normas sôbre máquinas ferramentas e seus elementos; nomenclatura e classificação. Ensaios de recepção em máquinas ferramentas. Normas de segurança de trabalho com máquinas ferramentas. * Vide capítulos IV, VIH, VHL e iX. XXVI FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS Com relução a Nomenclatura e classificação dos processos de usinagem dos metais, a Comissão já elaborou o primeiro trabalho, e, por ser de interêsse imediato para êste livro, apresentamos em seguida um estudo taseado nesse trabalho. Clussificação e nomenclatura dos processes mecânicos de usinagem 1 — ToRNEAMENTO — Processo mecânico de usinagem destinado a cbten- ção de superfícies de revolução com auxílio de uma ou iuais ferramentas monocortantes*. Para tanto, a peça gira em tôrno do eixo principal de rotação da máquina e à ferramenta se desloca simultâneamente segundo uma trajetória coplanar com q referido eixo. Cuanto à forma da trajetória, o torneamento pode ser retilineo ou curvilineo. 14 — Torneamento retilínco — Prosesso de torneamemo nú qual a ferra- menta se desloca segundo uma trajetória retilínea. O torneamento retilíneo pode ser: 141 — Tormeamento cilíndrico — Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória paralela ao eixo principal de rotação da máquina. Pode ser externo (figura 1) ou interno (figura 2). Quando o torneamento cilíndrico visa obter na peça um entalhe circular, na face perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina, o torneamento é denominado sangramento axiul (figura 3). 1.1.2 — Torneamento cônico — Processo de torntaniento no qual a ferra- menta se desloca segundo uma trajetória retilinea, inclinada em relação ao eixo principal de rotação da máquina. Pode ser externo (igura 4) ou interno (figura 5). 1.1.3 — Torneamento radial — Processo de torneamento no qual a fer- ramenta sé desloca segundo uma trajetória retilínea, perpendicular ao eixo principal de rotação da máquina. Quando o torneamento radia! visa a obtenção de uma superficie plana, o tornçamento é deneminado torneamento de faceamento (figura 6). Quando o torneamento radial visa a obtenção de um entalhe circular, o torngamento é denominado sangramento radial (figura 7. 1.14 — Perfilamento — Processo de torneamento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea radial (figura 8) ou axial (figura 9), visando a obtenção de uma forma definida, determinada pelo perfil da ferramenta. * Denomiva-se jerrementa de usinagem mecânica a ferramenta destinada à remoção de cavaço. No caso de possuir uma única superfície de saída, a ferramenta é chamada ferramenta mono- sortarte: quando possuir mais de uma superfície de saída, é chamada ferratenta multicortante. Para a definição de superfície de saida, vide 822 do Capítulo Il — Geomeiria na cunha cortante des ferramentas de usinagem. TORNEAMENTO Fig,| = Tornegmento cilindrico externo Fig, 2-Tornegmento cilindrico interno Fig.3- Songramento axial Fig 4- Tarngamento cônico externo Fig 5— Torneamento cênico interno Fig. &- Tornegmento de focegmento — Fig 7- Sengromento radial Es LE Fig 8 - Perfilamento radial APLAINAMENTO Fia.I7- Aplainamento de sup cilíndricos de revolução Fig IB Aptainomento de sup, cilíndricas Ped FURAÇÃO Fig.20- Furação com pre'- furação (| Nha Fig, 22: Furação de centros pés Fig 24- Trepanação Eae irá te CEO AE COLT IIIIA ALARGAMENTO CILÍNDRICO Fig 25- Alargamento cilíndrico de desbaste Fig 26- Alargamento cilíndrico de acabamento | ay ALARGAMENTO CÔNICO Fig.27- Alorgamento cônica de desbaste MA | Wii Fig 28- alargamento cônico de acabamento REBAIXAMENTO Fig 29- Rebaixamento guiado Za ZA Fig, 30 - Rebaixamento Fig 3!-Rebaixamento quiado Fig 32- Rebaixamento quiado REBAIXAMENTO Fig. 33-Rebaixomento guiado Lg | GA | Fig, 34- Rebaixamento «> Z MANDRI LAMENTO Fig 35 = Mandrilgmento cilíndrico + Fig,38- Mundrilimento rediol | y Fig 37- Mandrilamento cônico - Fig. 28-Mandrilomento esférico FRESAMENTO Fig 39-Fresomento cilíndrico tongancia! Cancordante Fig 40-Fresomento cilíndrico tangencia! J meo E Discordante INTRODUÇÃO RAXV eixo de rotação da ferramenta fôr inclinado em relação à superfície originada na peça, será considerado um processo especial de fresamento tangeêncial (figuras 44 e 47), 7.2 — Fresamento frontal — Processo de fresamento destinado à obtenção de superfície plana perpendicular ao eixo de rotação da ferramenta tfiguras 4l e 45). O caso de fresamento indicado na figura 46 é considerado como um caso especial de fresamento frontal. Há casos que os dois tipos básicos de fresamento comparecem simultânea- mente, podendo haver ou não predominância de um sôbre outro (figura 43). A operação indicada na figura 48 pode ser considerada como um fresamento composto. 8 — SERRAMENTO — Processo mecânico de usinagem destinado ao seccio- namento ou recorte com auxílio de ferramentas multicortantes de pequena espessura. Para tanto, a ferramenta gira cu se desloca, cu executa ambos os movimentos e a peça se desloca cu se mantém parada. O serramento pode ser: 8.1 — Serramenio retilíneo — Processo de serramento no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, com movimento alternativo ou não. No primeiro caso, o serramento é retilíneo alternativo (figura 49); no segundo caso, o serramento é retilineo continuo (figuras 50 e 51). 8.2 — Serramento circular — Processo de serramento no qual a ferramenta gira ao redor de seu eixo e a peça ou ferramenta se desloca - (figuras 52 a 54). 9 — BRocHAMENTO — Processo mecânico de usinagem destinado à obten- ção de superfícies quaisquer com auxílio de ferramentas multicortantes, Para tanto, a ferramenta ou a peça se deslocam segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ac eixo da ferramenta. O brochamento pode ser: 92.1 — Brochamento interto — Processo de brochamento executado num furo passante da peça (figura 55). 9,2 — Brochamento externo — Processo de brochamento executado numa superfície externa da peça (figura 56). 10 — RoscamentTO — Processo mecânico de usinagem destinado à obten- ção de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas de revolução. Para tanto, a peça cu a ferramenta gira e uma delas se desloca simultâneamente segundo uma trajetória retilínea paralela ou inclinada ao eixo de rotação. O roscamento pode ser interno ou externo, Jo! — Roscamento interno — Processo de roscamento executado em superficiss internas cilíndricas ou cônicas de revolução (figuras 57 a 60). SERRAMENTO Fig 43- Serramento altermotivo Fig 50-Serramento continuo fSeccionamento) serra de fita Fig 5I- Serromento continuo Fig 52- Serrgmento circular (Recorte) serra de fita Hd "= E serra 1) / VILA eircuior na Po] Fig 53- Serramento cirçuior serra circular Fig 84- Sersamento circular BROCHAMENTO Fig. £5- Braçhamento interno brocha Plbracaídol —— So o EESF pot) eo 27 Fig 5&- Brochomento externo a. [e T Ze peço INTRODUÇÃO XNXVIT 10.2 — Roscamento externo -— Processo de roscamento executado em superfícies externas cilíndricas ou cônicas ds revolução (figuras 61 a 66). 11 — LimaçeM — Processo mecânico de usinagem destinado a obtenção de superfícies quaisquer com auxílio de ferramentas multicortantes (elabo- radas por picagem) de movimento contínuo ou alternativo (figuras 67 e 68). 12 — RASQUETEAMENTO — Processo manual de usinagem destinado À ajus- tagem de superfícies com auxílio de ferramenta moenccortante( figura 69). 13 — TAMBORAMENTO — Processo mecânico de usinagem no qual as peças são colocadas no interior de um tambor rotativo, juntamente ou não com materiais especiais, para serem rebarbadas ou receberem um acabamento (figura 70). I4 — RETIFICAÇÃO — Processo de usinagem por abrasão destinado à obtenção de superfícies com auxílio de ferramenta abrasiva de revolução*, Para tanto, a ferramenta pira e a peça ou a ferramenta se desloca segundo uma trajetória determinada, podendo a peça girar ou não. A retificação pode ser tangencial ou frontal. 14.1 — Retificação tangencial — Processo de retificação executado com a superfície de revolução da ferramenta (figura 71). Pode ser: Há.t.i — Reiificação cilídrica — Processo de retificação tangencial no qual a superfície usinada é uma superfície cilíndrica (figuras 71 a 74). Esta superfície pode ser externa ou iníerna, de revolução ou não. Quanto ao avanço automático da ferramenta ou da peça, a retificação cilíndrica pode ser com avanço longitudinal da peça (figura 71), com avanço radial do rebôlo (figura 73), com avanço circular do rebôlo (figura 74) ou com avanço longitudinal do rebôlo**, 14.12 — Retificação cônica — Processo de retificação tangencial no quai a superfície usinada é uma superfície cônica (figura 75), Esta superfície pode ser interna ou externa. Quanto ao avanço automático da ferramenta ou da peça, a retificação cônica pode ser com avanço longitudinal da peça (figura 75), com avanço radial do rebôlo, com avanço circular do rebôlo ou com avanço longitudinal de rebálo. * Denomina-se de usinagem por abrasão ao processo mecânico de usinagem ng qual são empre- gados abrasivos ligados ou soltos. Segundo à Norma PB.:5 — Ferramentas Abrasivas da A.B.N.T. denomina ferramenta abrasivo a ferramenta constituída de grãos abrasivos tigados por aglutinante, com formas e dimensões definidas. A ferramenta abrasiva com à forma de superfície de revolução, adaptável a um eixo, é denominada rebólo abrasivo. Não são considerados rebélos ebrasivo? rodas ou discos de metal, madeira, tecido, papel, tendo uma ou várias camadas de abrasivos na superfície. . ** Vide Capítulo | — Conceitos bázicos sóbre os movimentos e as relações geométricas do processo de usinagem ROSCAMENTO Fig. E5- Roscamento externo com fresg de perfil múltiplo n ti J dh E Eml==E Fig.66-Roscamento externo com fresa de perfil única LIMAGEM lima de segmentos peça RASQUE TEAMENTO TAMBORAMENTO Fig. 63-Rasqueteamento casquete ae peça Fig, 70 - Tamboramento RETIFICAÇÃO Fig. 7!-Retiticação cilíndrico externa com avanco longitudinal ++ Se rebâlo superticie periférica Fig. 72-Relificação cilíndrica interna com ovanço longitudinal nm LE Lo nf - A Le - tr “ebôlo RETIFICAÇÃO Fig.73-Retificação ellindrica externo com avanço radial peça rebâto Fig.r4-Retificação cilindrica Interno com avanço circular Fig. 75-Retificação cônica externa com avanço longitudinal Fig.76-Retificação de perfil com avonço radial peça | 9) Fig.77-Retiticação de perfif com advenço longitudinal rabôio Fig78- Retificação tangencial plana com mov, retilineo da peça rebãlo peço Fig. 79-Retificação cilindrica sem centros rebôlo de corte rebôlo de arraste Fig. BO-Retificação cilindrica sem certros e/ovanço long. continuo do peça rebôóto de arraste — peça RETIFICAÇÃO Fig 8i-Retificação cilindrica sem centros com avanço em'fileiro de poças” Fig.B2- Retificação cilindriço sem centros com avanço radial rebola de arraste peça rebõlo de corte Fig.83-Retificação frontal com avanço retilingo da peço Fig. E4- Retificação frontal com avanço cireulor do peça rebôio LAPIDAÇÃO > brunidor Fig. 86-Lapidação Fêrço sôbre a peça ANNAN EA EIS a EA DDD peça SUPER ACABAMENTO Fig B7- Super- acabomanto cilindrico oscilação trorsversal fêrça sobre a peça Fig. 88- Super-ocabomento plano mta OSCilação transversal S psrça sôbra a peça alta rotação... peça — baixa rotação CONCEITOS BÁSICOS SÓBRE OS MOVIMENTOS E AS RELAÇÕES GEOMÉTRICAS DO PROCESSO DE USINAGEM 11 — GENERALIDADES Para o estudo racional dos ângulos das ferramentas de corte, das fórças de corte é das condições de usinagem é imprescindível a fixação de conceitos básicos sôbre os movimentos e as relações geométricas do processo de usinagem. Estes conceitos devem ser seguidos pelos técnicos e engenheiros que sc dedicam à usinagem, à fabricação das ferramentas de corte e máquinas operatrizes. Desta forma, torna-se necessária à uniformização de tais conceitos, objeto das associações de normas técnicas. Cada país indus- trializado tem assim as suas normas sôbre ângulos das ferramentas, formas s dimensões das mesmas, etc. Na falta de norma brasileira sôbre êsse assunto, vamos seguir a norma DIN 6580 [1], a qual, a nosso ver, é a mais completa e a que melhor se aplica aos diferentes processos de usinagem, A norma DIN 6580, objeto do presente estudo, substitui à antiga norma DIN 768 — Conceitos sôbre ferramentas de corte [2], a cual não satisfaz mais às necessidades atuais da prática industrial, que exige conceitos gerais válidos para todos os processos de usinagem. A recente norma DIN contém os fundamentes sôbre uma sistemática uniforme de usinagem, constituindo a base para uma séric de normas referentes ao corte dos metais. Aplica-se fundamentalmente a todos os processos de usinagem. Quando resultam limitações através de particularidades sôbre certas ferramentas (por exemplo, ferramentas abrasivas), as mesmas são indicadas através de anotações. A numerosidade de conceitos, que servem sômente para uma ferramenta ou um processo de corte, não é tratada nesta norma. Por outro lado, a validade universal do conceito para todos os processos de usinagem fornece a possibilidade de reduzir ao mínimo a quantidade de conceitos necessários à prática, Os conceitos tratados nessa norma se referem a um ponto genérico da aresta cortante, dito ponto de referência. Nas ferramentas de barra êste ponto é fixado na parte da aresta cortante próximo à ponta da ferramenta, »3 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS 1.2 — MOVIMENTOS ENTRE A PEÇA E À ARESTA CORTANTE Os movimentos no processo de usinagem tão movimentos relativos entre a peça e a aresta cortante. Estes movimentos são referidos à peça, consi- derada como parada. Devem-se distinguir duas espécies de movimentos: os que causam direta- mente a saída de cavaco e aquéles que não tomam parte dircta na formação do cavaco. Origina diretamente a saída de cavaco o movimento efetiva de corte, o qual na maioria das vêzes é o resultante do movimento de corte e do movimento de avanço. 3.2.1 — Movimento de corto O movimento de corte é o movimento entre à peça e a ferramenta, o qual sem o movimento de avanço origina sômente uma única remoção de cavaco. durante uma volta ou um curso (figuras 1.1, 1,2 € 1.3). Mor. de corte Em afetivo de corte Mov. de avanço Peça Fis. 1.1 — Furação com broca helicoi- Fio. |2 — Fresamento com fresa cilin- dal, mostrando às movimentos de corte drica, mestrando os movimentos de e avanço, corte e avanço. 1,2.2 — Movimento de avanço O movimento de avanço é o movimento entre a peça e a ferramenta, que, juntamente com o movimento de corte, origina um levantamento repetido ou contínuo de cavaco, durante várias revoluções ou cursos (figuras 1.1. 12Z2e 1.3). O movimento de avanço pode ser o resultante de vários movimentos com- ponentes, como por exemplo o movimento de avanço principal é o movi- mento de avanço lateral (figura 1.4). CONCEITOS BÁSICOS SÓBRE OS MOVIMENTOS 3 Rebilo.. Papo May principoi da avanço ' Mov Iraraver- f sal de avanço ow efetivo de Pera Mou rsgultanto conte Mov de avanço de avonço Ferramenta empiadoro Fig. 1,3 — Retificação plana langencial Fim. 14 — Copiapem de uma peça mostrando os movimentos de corte mostrando as componentes do movi- e avanço. mento de avanço: avanço principal e avanço lateral. 1.2.3 — Movimento efetivo de corte O movimento efetivo de corte é o resultante dos movimentos de corte e de avanço. realizados ao mesmo tempo. Não tomam parte direta na formação do cavaco 6 movimento de posiciv- nermento, 0 Movimento de profundidade e o muvimento de ajuste. 1.2.4 — Mevimonta de posicionamento É o movimento entre à peça é a ferramenta, com o qual a ferramenta, antes da usinagem, é aproximada à peça. Exemplo: a broca é levada à posição em que deve scr feito o furo. 1.2.5 — Movimento de profundidade É o movimento entre a peça e a ferramenta, no qual a espessura da camada de material a ser retirada é determinada de antemão. Exemplo: fixação, no tôrno. da profundidade p (figura 1.11) da ferramenta. 1.2.6 — Movimento de ajuste É o movimento de correção entre a peça e a ferramenta, na qual o desgaste da ferramenta deve ser compensado. Exemplo: movimento de ajuste para compensar o desgaste do rebôlo na retificação. 1.3 — DIREÇÕES DOS MOVIMENTOS Devem-se distinguir a direção de corte, direção de avanço é direção efetiva de corte. 131 — Direção de corte É a direção instantânea do movimento de corte. 6 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS Fis. 1.7 — Fresamento langencial com movimento discordante. Plano de tra- balho com o ângulo q da direção de avanço e o ângulo 1 da direção efetiva de corte (pp <] 909), Presa trabalho Fio. 1.8 — Fresamento tangencial com movimento concordante. Plano de tra- balho com o ângulo q da direção de avanço € 1) da direção efetiva de corie (eg > 90º). 1.6.2 — Ânguia 7 da direção de avanço O ângulo y da direção de avanço é o ângulo entre a direção de avanço e a direção de corte (ver figuras 1.6 a 1.10). Fio. 1.9 — Fresamento frontal, Varia- Fu. LIO — Retificação plana frontal, ção do ângulo «p da direção de avanço. Variação do ângulo q da direção de avanço. Esta norma trata sobretudo do caso peral de usinagem, no qual a direção de avanço nem sempre é perpendicular à direção de corte. Assim, por exemplo, no fresamento (figuras 17 e 1.8) o ângulo q varia durante o corte, O caso do torneamento (figura 1.6), em que & é constante e igual a 90º, é aqui apenas um caso particular. CONCEITOS BÁSICOS SÓBRE OS MOVIMENTOS 7 1.6.3 — Ângulo m de direção efotivo de corto O ângulo 7 da direção efetiva de corte é o ângulo entre a direção efetiva de corte e q direção de corte (ver figuras 1.6, 1.7 e 18). De acôrdo com a figura 1.7 tem-se: , AB Va. SEN I 2D—>——-DD—————, O 87 BC+4 v w.cosep -v E sen q tgm = = (1.1) cos pp + — Va Como geralmente a velocidade de avanço v, é pequena em relação à velo- cidade de corte v, êste ângulo é, na maioria dos casos, desprezível. Assim, nas operaçeós comuns de torneamento, pode-se tomar 7 = O. Porém, no roscamento com passo grande y não é desprezível, pois representa o ângulo de inclinação da rôsca*. A tabela [.1 apresenta os valôres dêste ângulo para o torneamento com diferentes avanços** em diferentes diâmetros da peça. Tais valóres servirão para calcular posteriormente os ângulos da ferramenta em função dos ângulos efetivos de trabalho. - Superticies principois da corte Superficis lateral de corte Secção de corte seo p=b-h | Ferromento + Fi. 1.1] — Torneamento. Superfície principal e lateral de corte. * Com a introdução dos novos conceitos ángulo dy direção de arançt 4. ângulo da direção efetiva de core ne plano de trabalho, constroem-se os conceitos básicos válidos de um moda geral a todim ox prusesos de usinagem. > Ver E Ia. TABELA 11 Ângulo do direção efetiva de corte no tornemmento de peças de dierentes diâmetros com diterentes avanços por volto Diâmetro «avanço ângulo DO O a 1 q tmm) tmm/volta)” | (fios/polegada) (92) 0.125 200 2” 0,0063 0,250 100 43 0,0126 63 0,500 so Wo 2 D,0252 1,000 25 o sy 0,0505 2,000 12,5 so 46 0,1010 0,125 200 14º 0,0040 0,250 190 28 D.0080 10 0,500 E) E 0,0159 1,000 25 o ag 0,0318 2.000 12,5 20 3 0,0637 0,250 190 17 0,0050 0.500 so 34º 0,0099 Lá 1,000 25 1º 8 0,0199 2,008 12,5 2º mw 0,0398 4.000 63 | 40 27 0,0798 0,250 100 W 0,0032 0,500 50 2 0,0064 25 1,000 2s as 0,0127 2.000 12.5 o 2 0,0255 4.000 63 Pos 0,0510 0,500 50 14º 0,0040 1,000 | 25 28 0,0080 au | 2,000 | 12,5 ss 0,0159 4,000 | 63 14” 0,0318 8.000 | 32 3 39 do 0,067 0,500 so 9 0,0025 1,000 25 E 0.0051 E | 2,000 12,5 38 0,0102 : 4.000 63 1º 9 0.0202 8,000 32 Wo aiy 0,0404 1,000 25 te 0,0032 | 2,000 12,5 27 0,0064 100 | a,000 83 44 0,0127 8,000 32 e 28 0.0255 16,000 16 72. ss 0,0510 | 1.000 25 7 0,0020 | 2,000 12,5 14 0,0040 160 4,000 63 28 ,0080 8,000 3,2 ss 0,0159 16.000 16 o 4” 0,0318 2000 | 125 9 0,0025 a.000 6,3 18 0,9051 250 8,000 32 38 0,0102 16,000 16 to 9 0,0202 31,500 0.8 2. W 0.0400 * Avanços normalizados segundo à norma DIN 805. CONCEITOS BÁSICOS SÓBRE OS MOVIMENTOS u Peca Peça Fis. 1.13 — Fresamento tangencial. Fic, 1.14 — Fresamento frontal, Largura de corte p; espessura de pe- Profundidade de corte p; espessura neiração e. de penetração é. No torneamento própriamente dito, faceamento, aplainamento, fresamento frontal e retificação frontal (ver tabela da Introdução), p corresponde à profundidade de corte (figuras 1.11, 1.14, 1.15 e 1.16). Ferramento de bora N o Peço Fim. 1.15 — Aplainamento. Profundi- Fic. 1.16 = Retificação frontal, dade de corte p: avanço à = de. Profundidade de corte p: espessura de penetração e. No sangramento, brochamento, fresamento tangencial (em particular fre- samento cilíndrico) e retificação tangencial (ver tabela da Introdução), p corresponde à largura de corte (figuras 1.13, 1.17 e 1.18). I2 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS Peça / Brocho Louro fofot da corte brZbeZp Zi ii Fic. 1.17 — Brochamento. Largura de corte por dente p.. largura de corte total P = Lp Na furação (sem pré-furação), P corresponde à metade do diâmetro da broca (figura 1.19). Rebilo Paga Fi. 1.18 — Retificação plana tangen- Flá. 1,19 — Furação. Largura de corte cial. Largra due corte p. espessura de d penetração e. P= 7 A grandeza p é sempre aquela que, multiplicada pelo avanço de corte ac origina a área da secção de corte s (ver 5 1.19). Ela é medida num plano perpendicular ao plano de trabalho, enquanto que o avanço de corte ac CONCEITOS BÁSICOS SÓBRE OS MOVIMENTOS 13 é medido sempre no plano de trabalho. Em alguns casos recebe a deno- minação de profundidade de corte (figuras 1.11, 1.14, 1.15 e 1.16), en- quanto que noutros casos recebe a denominação de largura de corte (figuras 1143, 1.17 e 1.18); porém, é sempre representada pela letra p, 1.6.4 — Espessura de penetração e A espessura de penetração e é de importância predominante no fresamento e na retificação (figuras 1.13, 1.14, 1.16 e 1.18). É a espessura de corte em cada curso ou revolução, medida no plano de irabalho e numa direção perpendicular à direção de avanço. 1.9 — GRANDEZAS RELATIVAS AO CAVACO Estas grandezas são derivadas das grandezas de corte c são obtidas através de cálculo. Porém, não são idênticas às obtidas através da medição do cavaco, que no momento não nos interessam. 1.9.1 — Gemprimento de corte b O comprimento de corte b é o comprimento de cavaco a ser retirado. - medido na superficie de corte. segundo a direção normal à direção de corte (figura 1.20). É, portanto, medido na intersecção da superfície de corte com o plano normal à velocidade de curte. passando pelo ponto de referência da aresta cortante. Em ferramentas com aresta cortante retilínga c sem curvatura na ponta, tem-se (figura 1,20) P sen x bh => AP — (1.6) onde x é o ângulo de posição da aresta principal de corte (ver $2.3). 1.9.2 — Comprimento efetivo do corte b. O comprimento efctivo de corte be é O comprimento de cavaco a ser retirado, medido na superfície de corte, segundo a direção normal à direção efetiva de corte (figura 1.20). Tem-se na figura as relações: bh = AE -— AP.cosd=AP.yl—sentô EP OP. senn g 8=—— — den AP AP send -- sem. cosx E) FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS A área da secção efetiva de corte s (ou simplesmente secção efetiva de corte) é a área calculada da secção de cavaco a ser retirado, medido no plano normal à direção efetiva de corte. Na maioria dos casos tem-se Ss =p de Se = Pot (L.I10/11) Em ferramentas sem arredondamento na ponta da aresta cortante s=b.h se = deh (112/13) No turncamento c aplainamento ( — 90º) tem-se s=p.a. (1.14) 110 — BIBLIOGRAFIA [H DIN-6580. Begrijfe der Zerspantechnik, Bewegunger und Geomeirio des Zer- spenvorganges. Berlin. Beuth-Vertrieb GmbH. abril. 196% [2] DIN-768. Sehreid Srithie. Berlin, Ed Beuth, 1936. IH GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 7.1 — GENERALIDADES Neste capítulo trataremos em particular dos ângulos das ferramentas de corte. As primeiras normas sóbre êste assunto foram estabelecidas bascando-se nas ferramentas de barra (para torneamento). Assim, em 1930 aparece a norma DIN 768 — “Fundamentos sóbre as ferramentas de corte” [1] e posteriormente a norma ASA B5.]3 de 1939 — “Terminologia e defi- nições de ferramentas monocortantes [2]. Com o desenvolvimento das máquinas operatrizes o dos processos de usinagem, estas duas especificações. assim como outras normas elaboradas noutros países. não correspondiam mais às exigências da prática. Posteriormente, em 1950 foi aprovada pela Comissão B5 da ASA a norma sôbre “Ferramentas de barra e suportes” (ASA B5.22) [3], a qual substitui a ASA B5.13 de 1939 e inclui a norma sôbre “Cabos c suportes” (ASA B5.2 de 1943), Nesta nova norma já há uma tentativa de separação entre os dngulos du jerramenta e os dngulos de trabalho, ista é, procura-se mostrar de certa forma a influência da posição da ferramenta em relação à peça sôbre os ângulos de corte, Estando porém a norma baseada na ASA B5.13 (executada para ferramentas de barra) ela apresenta dificuldades de emprêgo em outras ferramentas, tais como brocas, alargadores e fresas helicoidais, As normas sóbre a técnica de usmagem devem em geral obedecer as seguintes diretrizes: e) Ser aplicáveis a todas operações de usinagem. b) Os conceitos devem apresentar-se numa dependência lógica geométrica. +) Os conceitos tradicionais, já existentes, deveriam ser levados em consi- duração à medida do possível. Para satisfazer as exigências u) c b) é inevitável a introdução de novas considerações, que inicialmente parecerão estranhas e não serão adotadas de imediato nas fábricas e oficinas. Porém as desvantagens, devido à necessidade de assimilação de novos conceitos, serão facilmente compen- 18 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAL sadas pela clareza e lógica obtidas, A igual validade dos conceitos para tôdas as operações de usinagem cria a possibilidade de limitar ao mínimo o número de conceitos para a prática. Com êsse objetivo, foram apresentados vários estudos por diferentes pes- quisadores, tais como BICKEL, na Suiça [4]; RÔHLKE, KIENZLE, SCHMIDT, WirrHorr, na Alemanha, [5] a [9], KRONENBERG nos Estados Unidos [10]. Como conclusão de tais estudes, foi elaborado cm 1960 pela DIN um projeto de norma sôbre "Fundamentos da usinagem, conceitos e designações das ferramentas” [11). Este projeto foi aprovado cm maio de 1966 como norma DIN 6581, com a denominação “Geometria na cunha cortante das ferramentas” [12]. Esta norima, descrita em seguida, obedece às diretrizes acima mencionadas e trata do assunto de maneira uniforme a tôdas as ferramentas. Na mesma é feita a distinção entre os ángulos da ferramenta e os ângulos efetivos ou de trabalho. Os primeiros são obtidos pela medida direta na ferramenta, através de instrumentos de medição; são invariáveis com a mudança de posição da ferramenta € independem das condições de usinagem. Os ângulos efetivos ou de trabalho se referem à ferramenta em operação.” Enquanto os ângulos da ferramenta interessam à execução e manutenção da ferras menta, os ângulos efetivos são de grande importância na operação de corte, Para o estudo raciona! dos dois tipos de ângulos, a norma DIN 6581 introduz dois sistemas de referência, o sistema de referência da jerramenta co sistema efetivo de referência. Pode-se converter um ângulo da ferra- menta no seu correspondente ângulo de trabalho, ou vice-versa, através das condições de usinagem. por meio de transformações trigonométricas (video $ 2.5.2). Todos os conceitos firmados no presente estudo se referem a um ponto fixado sôbre a aresta cortante, dito pomo de referência. Estando também bastante difundidas entre nós as normas americanas, trans- crevemos no fim do capítulo a norma ASA B5.22 — 1950, assim como a conversão dos ângulos desta norma para a norma DIN. 2,2 — SUPERFÍCIES, ARESTAS E PONTAS DA CUNHA CORTANTE Denomina-se cunha cortente (ou gumc cortante) a parte da ferramenta ma qual o cavaco se origina, através do movimento relativo entre ferramenta e peça. As arestas que Jinitam as superfícies da cunha são arestas de corte, Estas podem ser retilíneas, angulares ou curvilíncas. 2.2.1 — Superficios Superfícios de folga As superfícies de folga são as superfícies da cunha cortante que defrontam com as superfícies de corte (ver 3 1.7). São também chamadas superficies de incidência (figuras 2.1. 2.2 e 2.3). Estas superfícies podem ter um chantro (ou bisel) junto à aresta de corte, A largura do chanfro é representada pelo símbolo k (figuras 2.1 a 24), GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 2 2.3 — SISTEMAS DE REFERÊNCIA UTILIZADOS NA DETERMINAÇÃO DOS ÂNGULOS DA CUNHA CORTANTE Para a determinação dos ângulos na cunha cortante emprega-se um sistema de referência. Esto sistema de referência é constituído por três planos vrtogonais, passando pelo pente de referência da aresta cortante. São éles: pluno de referência plano de corte plano de medida VISTA *Y Superficie principol Aresto principol [ae folga de cora -—— Estra ou chontro Aresta Superficie loteral transversal de tfoigo Superficie Iotetal Estria ou de folga chanfro — A Superfície de saido Ponto de corte E do Bresta lateral de corte. Ponta de corte Superficie principal de incidencia ad ae es A Nearasta principal ig de corta hresto transversal de corte Cone de furaçã pão Angula us ponta . do broca Eixo da terromeanta t+ Fr. 2.3 — Superfícies, arestas e portas de corte de uma broca. > ta FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS Y 1 VISTA x Í Superticia de saido. e - Chontro do superficie Chantro da ne | / de folga supertície - : AT o de saído | x TZ cmo Chontro da comercio / LA | de folga e 9 Usupertido ce Superfície de folgo foigo VISTA Y Del Aresta de corte | = Superficie de saida Chanfro do superfície de saido Fis. 24 — Superfície de folga e de saida do chanfro. O plano de trabalho, definido no capítulo anterior, é utilizado como plano auxiliar. Para um estudo racional dos árguios da ferramenta é dos dngulos efetivos ou de trabalho, devem-se distinguir dois sistemas de referência (ver figuras 27 a 2.10). | Sistema de referência da ferramenta Sistemu efetivo de referência O sistema de referência da ferramenta tem aplicação na execução e reparo; das ferramentas. O sistema efetivo de referência tem significado na deter- minação das condições de usinagem. Os conceitos que sc seguem valem em geral para os dois sistemas de referência, Para o trabalho com as ferramentas, isto é, no emprêpo doi sistema efetivo de referência, as denominções são escritas juntamente com” a palavra efetivo e os símbolos com o índice e (e — efetivo). Para a: í WOOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 23 pútavicrização dos ângulos das ferramentas, as denominações levam a pa- laven ferramenta”, Eunando não especificado de forma diferente, êstes conceitos se referem aumpro à aresta principal de corte, Caso fôr necessário indicar também os fingulos da aresta lateral, coloca-se nos simbolos representativos dêstes ângulos o indice | CORTE A-B [Plano de trobolho) Cunho de corte da oresto principal Cunho de corte da oresto loteraí t——— Direção de avanço Aresto príncipol de corte aresta tornRde (corto 3 e, / gos Ls; É AE AG Fai E Ponto de referência da Porto de oresta laterol referêncio Ferramento de tôrno Fis. 2.5 — Aresta principal, aresta lateral é cunha de corte de uma ferramenta de barra, Cursotura do posta — Ebgntramento da ponta fju. 2.6 — Arredondamento e chanframento da ponta. * uno a diferença entre os árigutos efetivos c os ângulos da ferramenta fôr desprezível, pode-se imunr esta distinção. 26 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS Ve = Vaz V Plonc de reterancig | Plano de referencia da ferramenta do ferramenta e tg Fio 211 — Casos em que q plano de referência da ferramenta de barra não é perpendicular à direção de corte (dada pela vetocidade de corte), 2.3.2 — Plano da core í O plano efetivo de corte ou plano de corte da ferramenta é o plano que, passando pela aresta de corte, é perpendicular ao plano efetivo de referência ou ao plano de referência da ferramema (ver figuras 2.7 À 2.10). No caso de arestas de corte curvas êste plano é tangente à aresta, passando pelo ponto de referência, 2.3.3 — Plono de medida O plano efetivo de medida ou plano de medida da ferramenta é um plano perpendicular ao plano de corte e perpendicular “o plano efetivo de refe- rência ou plano de referência da ferramento. 2.3.4 — Plano de trabalho Pluno de trabalho no sistema efetivo do ratorôncia Conforme se viu anteriormente (8 1.6), O plano de trabalho é um plano que contém a direção de corte c avanço e passa pelo ponto de referência. Nele realizam-se os movimentos que geram a saída do cavaco (figuras | 27 e 2.9). Plena de trabalho no sistema de referência do ferramenta Considera-se plano de trabalho da ferrumenta o plano que, passando pelo | ponto de referência, é perpendicular ao plano de referência da ferramenta e é orientado segundo um plano, eixo ou aresta da ferramenta, contendo sempre que possivel à direção de avanço. OBsERVvAÇÃO: Para as ferramentas de lorneamento e aplainamento êste plano é geralmente perpendicular ao cabo*, para as brocas e brochas é paralelo ao cabo ou ao eixo; para as fresas é perpendicular ao eixo, * Exceruamse Os cosos de ferramentas de barra curvas. GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 27 Ineeção Direção de corta sfeliva de corte co &el tPigno de trabalho) Diração de Plano eteuvo de referência / É CORTE A-B TPlono efelivo de medudai Super feio da soldo Flong efetivo de referência / - o das dy j 7 4 Plone etetevo / Ed de carta e Be Da mr a Panto de raferência VISTA PRINCIPAI tant. Plano de tPlontai a SORTE Ee da trabalh trabolho Y F (Perpendiculor ow plong trobalho € Plano efetivo dh 1 1 no plana efetivo de reterência) as 4 é corte pora arésia lolerat eo NO dr AT é 4 48 2 N a N Ptong efetivo qse medido Plane efetivo de corte E VISTA LATERAL 2 £Plano efelivo de cores “Pleno de visla principal = Piano efetivo de reteréncio MAresto prima de cante : . Plano eterivo — Fio. 212 — áÂngulos efetivos para um o ponto de referência da aresta principal de corte de uma ferramenta de tôrno, = de referência 28 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS Flong de refsrêncio da fsrrâmenta CORTE €-D tPlone da trabalho) (Plano de madido do fr uparfícia da saido Plano de retarânci de ferramenta Plono de corte do farrâmento CORTE E-F Ponto da refarância 4Perpendicular co plona de trabalho a do plono de referência da ferromento) MISTA PRINSIPAL Fiona de iroboll 4 (Plonta) Ag | Plono de corte do far ma paro a oresto intergl “ EE pai + Plone de corta da ferromanto tl = ta de refarância do ' a pa ferramenta | -= + 1 + VISTA LATERAL 2, (Plano de corte do ferramenta) Pleno do visto principal = Piano de referêncio do ferrementa Aratta principal de corte Plano de reterêncio A Fi, 2.13 — Ângulos da ferramenta pai da ferramenta um ponto de referência da aresta principl E de corte de uma ferramenta de tôrno, MPOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 3] Chonira da superficie de soída Superfície de saido Dad Chanfro da superfície de foiya “| | I a quperfício de folga |. . ; P 9 | e Ç cunha de corte e + o Úc e oca Bu LIS — Superfícies e ângulos da cunha de corte para c caso de chanframento das superfícies de folga e de saída. Angulo de saida y & ângulo de saída y e o daguio entre « superficie de saída co plano de referência, medido no plano de medida da cunha cortante (ver figuras 212, 2.13, 2.16 e 2.17). O ângulo de saída é positivo quando a intersecção do plano de referência fue passa pelo ponto de referência) com o plano dc medida fica fora du cunha cortante. A aresta de. corte adianta-se portanto em relação à superfícic de saída, no sentido da velocidade de corte (figura 2.14). No cuso de haver um chanfro na superfície de saida, o ângulo de saida cor- respondente será chamado ánguio de saida do chanfro ye (figura 2.15). 'ara os ângulos de folga, de cunha e de saída vale sempre: e+B+y> (2.2) ee + Bei ye — 909, (2.3) 2.4.4 — Ângulos medidos em planos diferentes de plano de medida da cunho cortunte A inclinação da superfície de folga e de saida pode ser medida também em outros planos, diferentes do plano de medida da cunha cortante. De especial significado apresentam os ângulos medidos no plano de trabalho e o plano perpendicular a êste, Ángulos medidos no plano de trabalho (ângulos lutereis) No plano de trabalho são medidos os seguintes ângulos: ângulo lateral de folga ax ângulo lateral de cunha Bs ângulo lateral de saída yx. 32 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS Anâlogamente ao caso anterior tem-se: Oix + Br + ya — 909. (2.4) Ver figuras 2.12, 2.13, 2.16 e 2.17. fistes ângulos eram chamados ângulos radiais nas fresas. Prefere-se a denominação de ângulos laterais pelo fato de ser mais geral, pois os ângulos medidos no plano de trabalho devem ser independentes da posição do eixo da ferramenta. Sômente nas fresas o plano de trabalho é perpendicular ao eixo de rotação; nas brocas êle é paralelo ao eixo de rotação; nas fresas copiadoras a posição do plano de trabalho em relação ao eixo é variável, Geralmente empregam-se êstes ângulos sômente no sistema de referência da ferramenta. Valem as mesmas considerações de sinal vistas anteriormente. Ânguios medidos num plano perpendicular vo plano de trabalho é de referência (ângulos focials) Num plano perpendicular aos planos de trabalho e de referência são me- didos os ângulos: ânpulo faccai de folga q, ânpulo faccal de cunha 8, ângulo faceal de saída yx. Tem-se também aqui a relação: a ty = (2.5) Ver figuras 2.12. 2.13 e 2.16. fistes ângulos eram chamados nas fresas de faccamento de ánguios axiais. Valem as mesmas considerações vistas no parágrafo anterior. 2.5 — RELAÇÕES GEOMÉTRICAS ENTRE OS ÂNGULOS Em vários casos torna-se necessário. conhecendo-se um ângulo definido num plano de medida, determinar o ângulo correspondente noutro plano de medida. para o mesm sistenia de referência, Outras vêzes, cunhe- cendo-se os dngulos efetivos ou de trabalho para uma determinada operação de usinagem, necessita-se conhecer (para a execução ou afiação da ferra- menta) quais os correspondentes dagulos da ferramenta, Neste segundo caso tem-se a mudança de um ângulo, definido num sistema de referência, para o correspondente ângulo definido noutro sistema de referência. 2.5.1 — Relações geométricos entre os ângulos de diferentes planos de medida num mesmo tistema de referência Ângulos na suporfíciu de suído Para a superfície de saida tem-se as seguintes relações trigonométricas [5]: tey — senx.teys 4 cosx. ter (26) ph =—cosx.tgy + senx. te 7; (2,7) ep = snx.tey —cosx.tgh (2.8) py — cosx.tey +senx. teh (2.9) GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 33 pr E | (o r | ! Í I VISTA WE (Piana de corte “a oo terrgamento) Z Plano da referência da farramento DF RT Warpondicular do plano de hrabolho ame plono de referâncio da ferrom ) - Pino de referêncio da º tsrramento Bo + do Fiona de habalho coRTE Cp tPlano” de trábalho) —-— Plano perpendicular ac dono de trabetha e oa pkito de referência da fermamanto E — Direção de corte Pina de referôrciu da ferromenta Fin, 2.16 — Angulos da ferramenta CORTE. A-d tPiono de medida da ferromenta) É ARE PR Pleno da corte 4 oresta loteral Ponto de refaráncia 7% / e : yá “Plano da corte da ferromento e / superficie de folga Superficie de soido VISTA PRINCIPA Plano de medido (Detalhe 7) da tarramento Plono de corte do Jerromento Ponto da , eefrânco 1 Plana da *robalho Pino de visto principal (detolha 2) * Plano de reterâncio do tsrramenta de uma fresa de facesmento. 36 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS á o sh ap opJouIMiojap DADd ui opibs op [01904 anbuy Gi ) T 4» REL popa hE E R a º 1 20 “8 g E E 2 Í E É do Ê 23 E o a & 5 s px 3 2 s God ê Rê dk É 8 eres Rê te te 15 RR “o! f ! ' I dis ap ogdpumudap nd À opos vp [esa] Ojnbuy T T T T , 1 T T 1 1 meo rp Ns ODSDUIWaa (ap D1DO À apjre ap |oimo| Djnbuy T ER ap -34 «ag -29] e Anguio de posição X pero determinação de Y GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 37 06 »E orbey doa E to A amos ot Es La — se DL T q E DE Y x À ap apScumeLap cod Y opijrod ep onbu Anquio de inclinação paro determingçõe de Y% f o LL A I Í t 4 84% daauauosaauãaã GE [RR a O A O O Lol E | quio de nene poro determinação de ny tu o E) SRT a + à au Aim tim a A A AEE! H 22 | Hr H ij H / Á anusad L a “Ê Dpios dp ojnSuy q 1 al I É | ei À 1] a E Port! WA SEEN ENISÕ Í DE Ps Ya saída ângulos de saida y e de inclinação À nos ãu dos ângulos de Verse para con Fio. 219 — Nomograma 38 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS 2.5.2 — Relações entra os ôngulos efetivos ou de trabalho e oi corraspondente: ângulos da ferramenta Geralmente, nas operações de torneamento o ângulo m da direção efetiva de corte (ângulo da hélice do torneamento) é semprz menor que 2,50 vo ângulo de posição x é igual ou superior a 45º. Neste caso valem as relações aproximadas O = ten (2.14) YEr—n (2.15) Para o ângulo de inclinação À tem-se a equação tgà = ph: + tem. cos x. (2.16) Em vperações de roscamento com passo grande, onde 1% > 3,5º, devem ser empregadas fórmulas mais rigorosas que as equações (2.14) e (2.15). O estudo das relações entre os ângulos de um sistema de. referência com os correspondentes ângulos noutro sistema de referência foi realizado por H. Dasr [13]. Para tanto, êste autor empregou um procêsso vetorial original, chegando aos resultados: igoe + tem liga. tgÃ.cosx —sen x) igm= Cc 2a Ertgnttgo.tefh senx A tgÃ.cosx + ge. sen x) t tem (sen t tgã. cos te? À. sen wx= ey + EM x+tey te x + x) Cc eis I+-tem (BtgÃ.cosx — tgY. sen x) 1 te de= (tgÀ — tg -€08X) (2.199 onde C = VI +2tem.tgÀ cos (2.20) Para n<. 118, JA « |[+15º| c x 45º tem-se as relações apro- ximadas: - tea —t , Sen tra = Be tEM TX (2.21) ItHtentteh.cosx+ ga .senx) my = tey + t8m. sen x (2.22) | +twn(3tgh.cosx— tg y- sen) . tg he ==tgh — tEm. cos x. (2,23) Para x próximo de 90º tem-se TABELA TL1 » Condições de torneamento com metal duro para diferentes muterinia irontinvação) no! Coluna 1 | | 3 [aço nitretado as — laço de aka liga de até 9 Gs ss o i i | ' T iAgo rirretado | : — aço de ake liga del so [a 1 Ni mé 15 cs TT - Aço manganês 12 | o — 18% de Mas es 3 M2 PIO MZ PM . — — TE | aé [até | 2omE3o +4 — — — laio (12, 6 o Í 12 mé dO uté =a" . Aços de core livre não 12 beneficiado e ben riado Onsravações: » Nu forneamenta de aços e aços fundidos, com secções de corte s< 302mmi as arestas cortantes deverão ter afiadas com cuidado especial O material és ferramenta que deve ser usado de preferência encontrase do indo esquerdo das colunas 5. JO e 14, Em condições de corte não rígidas é ánguio de posição x deve situarso entro 75 c ME. Em casos especiais, principalmente em velocidades de coric baixos deve-se usar metal duro dos tipos KI0 co K30. Esta observação é válida apenas psra os marertais das linhas de 1 a 6: Avanços abaixo de O Imm/rolta devem ser evitados tenservação válida apenas para 05 materiais das linhas 9 lb 1 TABELA ILI Jondições de rorneomenro com metal duro para diferentes materiais (continuação) PARA TODAS AS CONDIÇÕES DE CORTE Material Secção de corre | | ângulos efetivos . - — -— M 1 . . | | Profundi- t aa “ I %, | A Na Especificação pureza dude de | Avanço al Ferramenta | a, | 3, tran) | (graus) o o ” . “ol Coluna À | 2 ã | 4 5 [ é | ? | E =. demo do do od ' Foja cinzento — Fojo maleável — Fofa branco iFa£o cinzento comum [ns até DM] 5 Mk Ss s| 0 nm 196 12 Remo 3 03 [K2 sa 6! “log 14 8 ap EM Pao! até | é —s o 15 ,KM Pao 8 a | Cao — o — o o o , H . 1 iEvfo cinsento comum [HB IM até] OS [ROS K 10) sia | 8 já 106 18 mé G6 30 20 [3 3 (RIO 5.5 ugomm? 6 e (KZ PM mé 68 — 4 wu 15 1R2 P30) & | O o Ao Foto cinzenta liga | HB acima | 0,5 0 OI JKUS Ko! slo | so 15 de 230 3 3 K 18 MG 5 o ks/mmt f 06 [KI — MM até auú !—4 ; 10 Coaster | z 6 | o I Fota maleável branco HB 185 pe GT até 240 ka/mmê Eofo maleável prêto HB 14 15 GTS até 140 * |Poto modular GGG HB 135 38 até GOC TO até 280 Fofo branco shore Oo kKos KI6, He 6s até 90 [3 0,3 [KU Kos| & 218 É 66 [Rib — À - . Cobre e ligus de cabre — - —— a —— Cobre | HA as 03 pn o 19 (Latão mole (o até as — o (E Ko ID | aé | mé | | kgimmeê : | 5 [+44 Latão HB ds 4 0,3 i B 2% Bronze vermelho né es lg “26 KR RIO) O | mé | 8 Bronze kg/mmi . | t2 ; TABELA IL] Condições de torneamento com metal duro para diferentes muteriais (continuoção) 2 “ 2R Colena À 2 | 1 | 4 5 é 7 8 o a Le md Lo latão HB 4, 3 na | 6 Bronze até 200 4 = — ga quo 8 | mé | 8 KE/mm? | ' | B Metais leves Alumínio HB até 60 | 35 +4 i 3 03 | KM 10 Ligas de Al muleáveis kz/mm? é Tae “ até até Ligas de magnésio | º 2 9 — 1 RS) — — 0 — nn non. — =. | Ligas de ajumínio HB 60 [05 o KO 2 | 4a até no |3 vs K2 8:00 | ué ke/mmi b 6 o ntê u o — o: - o RR Lizas de Atumínio ut jKos | 6 q com teor Si 9— 13% — 03 km o [mé] 0,6 | and o o . i . I Livas de alumínio p/ | us 9,1 K05 Kul ! u u pistões awor Six 13% — so 63 JK IO ” E D até] 16 05 b — 4 : — Do | | o [o Loo Misteriais sintéricos Iresinas siméticas (du los 01 Ke Kos|p a O itoplásticos) Resinas [3 03 |JKio K9 | 12 12 0 sentéticas com inclusões o ve JKIU | aLÉ pranulares ou lametares ' | —4 ' 1 i o CC o i O até Plásticos de polimeriza- x. 91 [KI O | 6 | 0 ção (terinoplásticos) — A o E K 2 Km ia 20 né +4 | & 0,5 ao Lo o Mo | Materiais sintéiicos [05 0.1] 0. o jo. prensados. — 53 0,3 (KO 8 mé 6 '0 até Fibra vulvanizada (+ 0a 12 1—4 af FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS Peta norma DIN 103 de rôscas trapezoidais tem-se os seguintes dados (fig. 2.18): diâmetro nominal (maivr) ........... d = 4mm diâmetro menor ...cccscccccrrrcrao dy, = 32,5mm diâmetro efetivo ....... A da = 36,imm passo .ecccccccicccccsicse cascos p = mm O ângulo q da direção efetiva de corte (3 1,6,3) será: Pp tem = om 365 = 0,06104 .. = 3,5 Logo. para a aresta principal de corie tem-se x= 75º; = 3,5º,. Dos = 5º y=09 A= 08, Aplicando-se a fórmula 2.24 para o chanfro da superfície principal de folga, resulta, para À — 0º tE aee + tem. Sen x t25+4183,5.8en 75 tge="D"["D"" =04473 0/00 w>85º 1..t85.t83,5.5en 75 ig ae — Pela fórmula (2.14) chega-se neste caso ao mesmo valor: a =oar Eno. qm=5+I35=85º O ângulo de folga da aresta principal poderá ser admitido, somando-se 2º ao ângulo de folga de chanfro: e=— «+22 a-85+2= 105º. Para a aresta lateral de corte 2, à direita da ferramenta (fig. 2.19), tem-se anâlogamente: Ate == Ge — 1 We 5— 35= 1,50 q = Me 2 q =154+2=3,5º GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 47 Quatro dos resultados Designação | Aresta principal aresta luteral + Arestu loieral 3 ângulo de folga | = qa m=5º | m=7 m=>P |[e,=78 = 3,50 Angulo de folga . do chanfro ... jJuç= 50 “= 88º | 0 .—52 Mp =5D ju =8º wr= 1,59 Angulo de saída = 38º) += 08 Ho=D v, = 00 YTu=38º | v,=0º Angulo de ineli- nação co... A=—092) 4= q? Ap = 350 A=0w Mo = 088] Apa 00 GeseRvAÇãÃO: De acórdo com esta solução us ângulos eletivos de saida 7 e Ti passam a ter us valôres NE 04350 vi =0 35% Outra solução consistiviu em inclinar a ferramenta de um ânguls 4 = 1,5% Meste casu tejumos 7, =24, 0? a fermg da ferramenta deveria ser corrigida para evitar a deformação do perfil da rósua (vide fórmulas corretivas em manuais de tecnologia). Exempis 2 Na construção de uma prensa de fricção, de capacidade de 250 toneladas, empregou-se um parafuso com rósca dente de serra (norma DIN-515) de características: diâmetro nominal (maior) ....... d = 200mm diâmetro menor ................ di = [44462mm diâmetro cfetivo ....iccicicc da = 178,179mm passo ..cccciicco coceira. Pp = 3.32=96mm (3 entradas) Material do parafuso ............ aço ABNT 1045 Material da ferramenta .......... metal duro P40 e P30. Para a execução da rôsca do parafuso empregou-se uma ferramenta de sangramento, uma ferramenta de desbaste e acabamento da superfície incli- nada de 30º c uma ferramenta de acabamento da superfície inclinada de 3º (figs. 2.21a, be c). Determinar os ângulos das ferramentas. Solução Pela tabela I[.1 tem-se os ângulos: ângulo de folga do chanfro .......... |» Que 80 ângulo de folga ....c.cc..... correr Ge er 7º ângulo de saída do chanfro ..... Merece Jum o N . ângulo de saída ....cicciciici ve = 12º ângulo de inclinação ............. Pera he = —4 4b PUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS so Dj a Fic. 2.2] — Fsquema da rôsca e das ferramentas empregadas na sua execução. Para as ferramentas a e c a determinação dos ângulos da ferramenta é imediata, pois x = 90º e 87º respectivamente, os resultados encontram-se nã tabela que se segue. Vejamos o cálculo dos ângulos da ferramenta 5 utilizada para desbaste e acabamento, com ângulo de posição x — 60º. A rôsça sendo de três entradas, o ângulo m da direção efetiva de corte vale: 3». 33 t =—— ——— en q. ds m. Bo = 61715 .. n=— 8.80 O ângulo de inclinação da ferramenta será*: teAÃ= teh +Igm.COSX mA=—tgd? + t29,8,cos 60 mi= 0058 .. A= 09º O ângulo de folga do chanfro da aresta principal será de acôrdu com a fórmula (2,24): t£ dee + 187 (LE Goes. lg Ã.COS x + sen x) Dm te ce EM SEN X tg au — tg5 + E 9,8. (tg 5.19 0,9 .cos 60 + sen 60) tga = do e — 140 1— tg 5 .1g98.sen 60 * A deformação ra superfície inclinada da rôsca, causada pela usinagem com ferramenta de ângulo ha 0 não uferece qualquer problema, pois esta superfície do paraíuso não trabalha quando a prensa está em carga. Existe um certo jógo entre O parafuso é a porca, GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 51 a x Te. * O Setting cnglo N DÊ tool " 6” Side cutting É Side relief angie — a É edge ongis = JT Work Tool bi” I Lo | A Tool holder ongle 4 Tool holer base Tool dasignotion 22 € 6 € 15º 3/68" Side coke ongle A | Bnek raks ongle End retigt qrgle Side reliát orgle- - t End cutting edge ongle— . Sida euiliny Edge angis Ng eadius Fis. 2,22 — Angulos e designações da ferramenta seguado a norma ASA B5,22 de 1950 [3], “Para facilitar a afiação O rake angie pode ser medido num plano perpen- dicular à aresta principal c lateral de corte, recebendo as denominações normal side rake e normal back roke angle (figura 2.249 52 - FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS OBSERVAÇÃO: Conforme se constata na norma ASA B5.36, 0 normal side ake ungie recebe atualmente a denominação de side rake angle (figura 25). Verifica-se porém que êste ângulo é medido num plano normal à Suse da ferramenta e perpendicular à projeção da aresta prircipal de corte sóbre o plano da base da ferramenta: equivale portanto ao ângulo de saída da ferramenta. segundo a norma DIN 6581. ; Tool holder Shank angie sTool bit 4 Work surface ITT7 o ZA DIZ, é “177 Dr 71% / EZ / É tochinad surface f Entering óngia Side cutting edge argle Shank —. angle - ; ” De — Entering ongle 90 " , Faed "o pe " , Setting —. Work N angle surface z E actinad surfaçe Cepth of cut Fio. 223 — Angulos da ferramenta e designações segundo a nosma ASA B5.22 dé 1950 [3], 5) Side reiiej angle “É o ângulo entre a porção da superfície principal de folga, imediatamente abaixo da atesta de corte, e uma reta passando pela aresta de corte, per- pendicular à base da ferramenta cu suporte. E medido nem plano normal GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 53 Side roke fera cutting edge ongio End view Top view Side clearance Ra Lou reliof Nase rad Normal end com Normal end cisaranca” End relist Sida visw “o End cleorance Side roke, End culting edge angie A Nosg rodius Side elegrança a É - E Side cutting so" Top view náge mgle Side relief a mê Peralla: back rake Normal end reliat Nermal end clegrançe Back roka rake Sida visw End relief Eng clomence Normal side cisoranço Fio. 224 — Ângulos de uma ferramenta de barra segundo a norma ASA B 5.22 de 1950. (Obtido do catálogo n.º GT-3]0. 1956 — Carboloy Cemented, Carbides, General Electric Company: ao eixo da porção anterior da ferramenta. OQ normal side relief angie É medido num plano perpendicular à base de cabo e à aresta principal de corte,” (figuras 2.22 e 2,24,)* * Verifica-se sempre nestas normas a falta de precisão nas definições dos ângutos, 56 FUNDAMENTOS DA USINAGEM DOS METAIS 2) Entering angle “É o ângulo entre a aresta principal de corte e a superfície trabalhada da peça.” (figura 2.23.) [E A” E 4 | Pp N M H Too! character ES PSP as 5 132 Back rake me | Side reke angle End relief angla End etenrance angle Side relief ongle Side clearonce angle End cutting edge angle Side cuiting edge angle Nose radius Fio. 2.26 — Designação dos ângulos da ferramenta — 120! character — segundo as modificações apresentadas nos desenhos da norma ASA B$536 — 1957. adotada Ultimamente pela A.S.M. E. (Too! Enginçers Handbook, 2.2 edição). GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 57 3) True rake angle fon top rake) “E o ângulo entre a superfície de saída c a base da ferramenta. medido num plano que contém a direção de saída do cavaco e é perpendicular a basç da ferramenta” (figura 2.27). Em primeira aproximação pode ser confundido com o ângulo de saída y da ferramenta. segundo a norma DIN 6581. Este ângulo y é chamado pelos americanos de velociiy rake angie." (figura 2,28.) Work surface . Cutting angle L Na angie Working relief ongle Machined surface Fic. 227 — Angulos de trabalho segundo a norma ASA B 5.22 de 1950. 4) Cutting angle “E o ângulo entre a superfície de saída e uma tangente à superfície de corte, passando pelo ponto de referência da aresta cortante” E o comple- mento do true rake angle (ligura 2.27). 5) Lip angle “É o ângulo entre a chanfradura da superfície de incidência e a superfícic de saída da ferramenta, medido num plano normal à aresta cortante. É chamado de end lip angte, quando fôr medido num plano perpendicular à aresta lateral de corte. É chamado imue tip angle, quando fôr medido no plano de saída do cavaco.” (Figura 2.27.) ta feio] FUNDAMENTOS DA USINADEM DOS METAIS Velocity roke (-) . Eixo da fresg Dad Inglination of cutting A . t+) Plano de referencin na di Plong de referencia ” oo axial cak Rd j xial sake mofo Ea o) of | E Corner angle - f | a Radial roke (1 Radial rake t-) Fic, 2.28 — Ângulos de uma fresa de faceamento segundo as especificações americanas, 6) Working relief angie “É o ângulo fermado entre a chanfradura da superfície de incidência e uma reta tangente à superfície de corte. passando pelo pento de referência da aresia cortante.” (Figura 2,27.) 7 Working end curing edge angle “E o ângulo entre a aresta lateral de corte c um plano tangente à superfície trabalhada, passando pela ponta da ferramenta” 2.6.8 — Ângulos empregados nas fresas Encontra-se nasnormas e nos menuais americanos uma série de êngulos. especiais para cada ferramenta. Assim por exemplo nas fresas, à nomen- clatura, os ângulos e as principais dimensões são especificadas pela norma ASA B5,3 — 1959 [19]. Os principais ângulos da ferramenta segundo esta norma são: “ Isto constiuí um sério problema para o esudo dos ângulos das diferentes ferramentas, segundo as normas e especificações americanas. Pura cada ferramenta lem-se um grupo d= ângulos particulaTe».
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