Baixe Fundamentos Da Usinagem Dos Metais - Dino Ferraresi e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity! | |
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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
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E
19
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123
124
124
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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 |
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| !
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
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Anguio de posição X pero determinação de Y
GEOMETRIA NA CUNHA CORTANTE DAS FERRAMENTAS DE USINAGEM 37
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SEEN ENISÕ
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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».