Geometria Da Ferramenta

Processos de Usinagem

Aula 03

Fundamentos da Usinagem

- Geometria da Ferramenta Monocortante -

Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima Stoeterau


Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima Stoeterau

Aula 03

➔ Geometria da cunha de corte

➔ Influências da Geometria da Ferramenta

➔ Solicitações na cunha de corte: mecânicas e térmicas

Cinemática Geral dos Processos de Usinagem

Os processos de usinagem necessitam de um movimento relativo entre

peça e ferramenta.

Peça

Movimento de corte

V

Vt

Cavaco Movimento de avanço

Ferramenta

Projeto de Engenharia Auxilado por Computador


Geometria da Cunha de Corte


Geometria da Cunha de Corte

➔ Para cada par material de ferramenta / material de peça têm uma

geometria de corte apropriada ou ótima

A geometria da ferramenta influência na:

● Formação do cavaco

● Saída do cavaco

● Forças de corte

● Desgaste da ferramenta

● Qualidade final do trabalho


Geometria da Cunha de CorteDireção de

corte

HasteDireção de

avanço

Face

Gume secundário

Gume principal

Chanfro na face do gume principalChanfro na flanco do

gume secundário

Flanco principal

Flanco secundário

Quina com raio de arredondamento

Chanfro na flanco do gume secundário


Geometria da ferramenta de tornear

α = ângulo de incidência

β = ângulo de cunha

γ = ângulo de saída

ε = ângulo de quina

χ = ângulo de direção

λ = ângulo de inclinação

rε = raio de quina

,r

Cunha de corte

Face

Flanco


Ferramentas integrais

Influências da Geometria da Ferramenta


Aumento da estabilidade do gume

Desgastemenor

Maiores forças passivasAumento da estabilidade do gume

Redução da vibraçãoRedução da Força de corte

= 6° até 12°

Elevada estabilidade do gume

= 10° até 100°

Redução da vibraçãoRedução da forçade corte

Fase da face

Desgaste menor

Aumento da estabilidade do gume

Baixa espessura de usinagem

Melhor formação do cavacoMelhor superfícieRedução da força de corteDesgaste menor

Aumento da qualidadesuperficial

= +6° até -6°

Guia dofluxo docavaco

= -10° até + 20°

r = 0,4 até 2 mm

Influências da Geometria da Ferramenta

ângulo de saída - n

– n - Relacionado com a superfície de saída (face) da ferramenta, sobre a qual escoa o material da peça (cavaco).● Trabalho de dobramento do cavaco.



Tipos de quinas

Interseção efetiva dos gumes

Quina aredondada Quina chanfrada

b

Cinemática do processo de torneamento

PEÇA

χr

Rtt ≈ f2/ (8*rε)

a p

f

.b.h

rε .f

ε

Onde:

χr - ângulo de direção do gume

ap - Profundidade de corte

f - Avanço

b - largura de usinagem

h - Espessura de usiangem

ap * f = seção de usinagem

b * h = seção de usinagem



Planos da ferramenta de corte

Plano passivo da ferramenta – Pp

Plano de trabalho convencional – Pf

Plano de referência da ferramenta – Pr

Direção presumida do movimento de

avanço

Direção presumida do movimento de corte

Ponto selecionado no gume

Planos no sistema ferramenta na mão


Planos da ferramenta de corte

Plano do gume da ferramenta – Ps

Plano ortogonal da ferramenta – Po

Plano de referência da ferramenta – Pr

Direção presumida do movimento de

avanço

Direção presumida do movimento de corte

Ponto selecionado no gume

Plano nprmal do gume – Pn

Planos no sistema ferramenta na máquina


Fatores a serem considerados na escolha da geometria da ferramenta:

➔ Material da ferramenta

➔ Material da peça

➔ Condições de corte

➔ Tipo de operação

➔ Geometria da peça


Ferramentas com insertos intercambiáveis

Ferrametas inteiriças

Ferramenta reta Ferramenta com ponta quadrada

Ferramenta com ponta em ângulo

Ferramenta com ângulo de direção

Ferramenta do tipo off-set



Ferramentas com insertos intercambiáveis

Forma dos insertos

- Formas comuns


Denominações para as ferramentas de furar


Quina

Face

Guia

Flancos

Gumes principais

Canal

Gume Transversal

Direção do avanço

Direção de corte

Quina

,r

= ângulo de incidência = ângulo de cunha = ângulo de saída = ângulo de ponta = ângulo do gume transversal = ângulo de quina r

= raio de quina

Broca helicoidal

Geometria das brocas helicoidais


Ferramenta de furar

Relação com a ferramenta de tornear


Fresamento - Generalidades

O fresamento se diferencia do torneamento pela sua:● cinemática

● torneamento peça rotaciona e ferramenta translada● fresamento peça translada e ferramenta gira

Peça

Ferramenta

,n

Cavaco

Rotaçao

,fTranslaçao

Vc

Peça

Ferramenta

,f

Translação

Cavaco


Denominações para as ferramenta de fresar


Direção de avanço

Face

Gume secundário

1o Flanco principal

Flanco principalFlanco secundário

Gume principal2o Flanco principal

Corpo da ferramenta

Tipos de alagadores

Alargador de múltiplos gumes

Alargador de gume único


Classificação dos alargadores

Quanto ao tipo de dentes


corte P-P

guia

'p

p'

corte M-M

o

of

gumesecund'ario

P

M

MP

gumeprincipal

r

Geometria dos alargadores

onde:

0 - Ângulo de saída ortogonal

r - Ângulo de direção do gume

’p - Ângulo de saída passivo do gume secundário

f - Ângulo de saída lateral (ângulo de hélice)

a0- Ângulo de incidência ortogonal

a’p - Ângulo de incidência passivo do gume secundário



Solicitações na cunha de corte


Regiões da formação do cavaco

FlancoFace

Estrutura da peça

h

Estrutura do cavaco

Plano de cisalhamento

Ferramenta

Superfície de corte

,a

,b,e

,d,c

Onde: a) zona de cisalhamento

b) região de separação do material para materias frágeis

c) superfície do cavaco - deformações devidas a esforços

d) superfície de corte - deformações devidas a esforços

e) região de separação para materiais

dúcteis


Conseqüência dos esforços na de Ferramenta

Peça

Ferramenta

,n

Cavaco

,f

Atrito

ForcaMovimento

relativo

Calor

Desgaste

Material peça /

material ferramenta


Conseqüência dos esforços na de Ferramenta


Forças de usinagem

Força de usinagem= f(condições de corte (f, vc, ap), geometria da ferramenta (, , ), desgaste da ferramenta)

Onde:Fc = Força de corte

Ff = Força de avanço

Fp = Força de avanço

Fc e Ff ~ 250 a 400 N/mm2 - aços de construção mecânica

Fc e Ff ~1100 N/mm2 - materiais de difícil usinabilidade

,f ,nFf

Fp

Fc

F

VeVc

Vf

Peça

Ferramenta

Mov. Efetivo

Mov.de Avanço

Mov.de Corte

Peça

Ferramenta

Ve

Vc

VfMov. EfetivoMov.de Avanço

Mov.de Corte

Vc

Mov.de Avanço

Mov.de Corte

Ve

Vf

Mov. Efetivo

Peça

Ferramenta

Ve

Vc

VfMov.de Avanço

Mov.de CorteMov. Efetivo

Peça

Ferramenta

Movimentos nos processos de usinagem


Geometria Da Ferramenta

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