Prática de Fresamento frontalLaboratório

Processos de FabricaçãoFresamento Frontal

Influência das condições de usinagem nos esforços de corte e na rugosidade da peça.

Acadêmica: Ariana de Fátima SilvaDisciplina: Usinagem dos materiaisSemestre: Segundo semestre de 2011Professor: Dr. Durval Uchôas Braga

GRUFAB / Departamento de Engenharia MecânicaSão João del-Rei, 04 de dezembro de 2011

1

SUMÁRIO

1. Introdução ........................................................................................................................................3

2. Revisão Bibliográfica .......................................................................................................................3

2.1. Evolução histórica dos processos, máquinas e ferramentas de usinagem....................................3

2.2. O processo de fresamento.......................................................................................................5

2.3. Tipos de fresamento...............................................................................................................6

2.4. Variáveis e parâmetros de corte..............................................................................................8

2.5. O estudo do cavaco..............................................................................................................10

2.5.1.As formas do cavaco...................................................................................................11

2.5.2.Espessura do cavaco(h) ..............................................................................................12

2.6.A rugosidade da superfície usinada ........................................................................................13

2.6.1-Parâmentros para avaliação da rugosidade ..................................................................14

2.6.1.1- Rugosidade Média(Ra)......................................................................................14

2.6.1.2.Rugosidade Média(Rz)......................................................................................15

2.6.1.3.Rugosidade Máxima(Rmax)...............................................................................15

3. Materiais e Métodos ..........................................................................................................................16

4. Resultados e Discussões....................................................................................................................18

5. Conclusões......................................................................................................................................22

6. Referências Bibliográficas..................................................................................................................22

2

1. INTRODUÇÃO

Assim como em outros processos de usinagem, no fresamento a remoção de material e a geração da

superfície usinada ocorrem em decorrência do movimento relativo entre peça e ferramenta. Há dois

movimentos a considerar, o de rotação da ferramenta e o de avanço da peça. Em determinados casos, a

ferramenta também pode realizar os dois movimentos.

A variedade de tipos de máquinas, a flexibilidade destas e a diversidade de tipos de ferramentas

tornam o fresamento de larga aplicação para a usinagem de peças. Suas vantagens são encontradas na

variedade de formas e superfícies que podem ser geradas, na qualidade do acabamento da superfície usinada

e nas altas taxas de remoção de cavaco.

No fresamento, o processo de corte é intermitente e o cavaco possui uma espessura variável. A cada

revolução da ferramenta (fresa), cada um dos seus gumes remove uma certa quantidade de material da peça.

As ferramentas de fresar são denominadas fresas e geralmente são providas de vários gumes

dispostos ao redor do seu eixo de rotação. As máquinas-ferramenta que realizam o processo de fresamento

são denominadas fresadoras. Elas são construídas de modo a assegurar os movimentos necessários para a

remoção do cavaco e para a geração da superfície usinada.

No entanto, devido as variaveis existentes no processo, como velocidade de corte, avanço, ap e até

mesmo o próprio desgaste normal da máquina e da ferramenta podem provocar alterações nos resultados no

processo. Devido a isso, este trabalho tem como objetivo verificar, no fresamento frontal assimétrico com

“J” igual a 5% do diâmetro da fresa, como as condições de usinagem - avanço por dente (fz), velocidade de

corte (vc) e velocidade de avanço (vf) influenciam nos esforços de corte e na rugosidade superficial da peça

(Ra e Ry) quando mantida a mesma produção, ou volume de cavaco.

 2. REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

2.1 Evolução histórica dos processos, máquinas e ferramentas de usinagem

Até a revolução industrial em meados do século XVIII o principal material utilizado na construção

mecânica era a madeira, sendo facilmente trabalhada com ferramentas de aço carbono. Porém durante a

revolução industrial, com a criação das máquinas a vapor, surgiu a necessidade de trabalhar materiais mais

resistentes como o latão, bronze e os ferros fundidos, desse modo, impulsionado o desenvolvimento de

materiais para ferramentas e de máquinas operatrizes.

3

A primeira máquina significativa foi construída em 1774 e tratava de uma mandriladora para

mandrilar cilindros de máquinas a vapor. Em 1797 foi desenvolvido o primeiro torno com avanço automático

e logo em seguida surgiu a plaina limadora. Em 1860 foi criada a retificadora. Em 1862 foi criada a primeira

fresadora universal.

Fig.1-Primeira fresadora universal

Já no século XX surtiram produtos feitos de materiais mais duráveis e, consequentemente, mais

difíceis de serem usinados. O advento das ferramentas de aço rápido, e mais tarde de carboneto de

tungstênio, assim como do aperfeiçoamento das máquinas ferramentas, permitiram a usinagem de aços mais

duros e outros materiais metálicos com alta produtividade.

O desenvolvimento das máquinas automáticas e de máquinas com comando numérico tiveram papel

fundamental no avanço da produtividade.

A partir da década de 1940 os processos não convencionais de usinagem passaram a ganhar

importância pela capacidade de produzir peças de geometria complexa em materiais de difícil usinabilidade,

garantindo elevada qualidade. (Beskow, A.B., Processos de usinagem I, Universidade Regional Integrada)

Em 1978 foi a data do advento do torno CNC. Apesar de não apresentar nenhuma grande mudança

na sua mecânica, o torno de CNC como é chamado, substituiu os mecanismos usados para mover o cursor

por microprocessadores. O uso de um painel permite que vários movimentos sejam programados e

armazenados permitindo a rápida troca de programa. Atualmente, os tornos CNC vem sofrendo grande

processo evolutivo, se tornando a máquina mais moderna de usinagem.

Fig.2- Torno CNC

4

As ferramentas para torneamento sofreram um processo evolutivo ao longo do tempo. A demanda da

produção, cada vez mais acelerada forçou a procura por ferramentas mais duráveis e eficientes. Dos cinzéis

utilizados nas operações manuais até as pastilhas cerâmicas de alta resistência.

Os primeiros passos de pesquisa passaram pela procura das melhores geometrias para a operação de

corte. A etapa seguinte dedicou-se à busca de materiais de melhores características de resistência e

durabilidade. Finalmente passou-se a combinar materiais em novos modelos construtivos sincronizando as

necessidades de desempenho, custos e redução dos tempos de parada no processo produtivo. Como resultado

desta evolução consagrou-se o uso de ferramentas compostas, onde o elemento de corte é uma pastilha

montada sobre uma base.

(a) (b)

Fig.3- Evolução das ferramentas de usinagem-(a) Antigas ferramentas manuais ; (b) Pastilhas acopladas a fresa.

2.2. O processo de fresamento

Segundo DINIZ et al (2008), o fresamento é a operação de usinagem que se caracteriza por uma

ferramenta, chamada fresa, que é provida de arestas cortantes dispostas simetricamente em torno de um eixo;

Sendo assim, o movimento de corte é proporcionado pela rotação da fresa ao redor do seu eixo e o

movimento de avanço é geralmente feito pela própria peça em usinagem, que esta fixada na mesa da

máquina, o qual obriga a peça a passar sob a ferramenta em rotação, que lhe dá forma e dimensão desejada.

Os movimentos no processo de usinagem são movimentos relativos entre a peça e a aresta cortante.

Por convenção, estes movimentos são referidos à peça considerada como parada, devendo ser distinguidos

duas espécies de movimentos: os que causam diretamente a saída do cavaco e aqueles que não tomam parte

na formação do cavaco. O movimento efetivo de corte é o qual origina diretamente a saída do cavaco, que é,

na maioria das vezes, resultante do movimento de corte e do movimento de avanço (KRABBE, 2006).

5

2.3-Tipos de fresamento

Segundo a posição do eixo-árvore da máquina-ferramenta, o fresamento é classificado em horizontal,

vertical ou inclinado.

Segundo a disposição dos dentes ativos da fresa, classifica-se a operação da seguinte maneira:

Fresamento frontal: operações nas quais os dentes ativos da fresa estão na superfície frontal da ferramenta

– o eixo da fresa é perpendicular à superfície gerada. (Fig. 4a)

Fresamento tangencial: operações nas quais os dentes ativos estão na superfície cilíndrica da ferramenta –

o eixo da fresa é paralelo à superfície que está sendo gerada. (Fig. 4b)

Fig. 4 - (a) Fresamento frontal; (b) Fresamento tangencial (www.cimm.com.br)

O fresamento tangencial ainda pode ser dividido em fresamento concordante e discordante. Para

melhor entendimento, deve- se definir o ângulo de contato percorrido pelo dente no processo de usinagem.

Define-se ângulo de contato (φ) o ângulo delimitado pela linha radial que passa pelo centro da fresa até o

ponto de contato dente-peça e outra linha que passa pelo ponto onde a espessura de cavaco é zero

(KRABBE, 2006).

A definição clássica para fresamento concordante é relatada como sendo o fresamento no qual, na

região de penetração do dente da fresa na peça, o sentido do movimento de corte, conforme pode ser

visualizado na 5 coincide (concorda) com o sentido do movimento de avanço. Neste tipo de movimento a

aresta de corte penetra na peça, o faz como espessura máxima de cavaco (ponto B) e prossegue até atingir

um valor de espessura igual a zero (ponto A) (FERRARESI, 1970). O ângulo φ começa com um valor

máximo e decresce até zero.

6

Fig. 5 - Fresamento tangencial concordante (KRABBE, 2006)

No fresamento discordante (Figura 6), o sentido do movimento de corte, na região de penetração do

dente na peça é contrário (discorda) ao sentido do movimento de avanço. Neste fresamento, a espessura de

corte (h ) aumenta progressivamente de zero (ponto A) até um valor máximo (ponto B). Para ente sentido de

movimento φ cresce de zero até um valor máximo. Assim, no momento da entrada do gume, não há corte,

mas apenas o esmagamento de material. Conseqüentemente os esforços e a tendência a vibrações na

ferramenta são maiores.

Fig. 6 - Fresamento tangencial discordante (KRABBE, 2006)

As vantagens do fresamento concordante, quando comparado com o discordante, são:

Menor desgaste e, como conseqüência, maior vida da ferramenta;

Melhor qualidade superficial;

Menor potência requerida para o corte;

A força resultante empurra a peça contra a mesa onde está fixada, reduzindo os efeitos de vibração.

Deve-se preferir o fresamento discordante nas seguintes situações:

Quando existe folga no fuso da mesa da máquina-ferramenta;

Quando a superfície da peça tiver resíduo de areia de fundição, ou for muito irregular ou o material for

proveniente de processos de forjamento.

No fresamento frontal, não se aplica totalmente a definição de fresamento concordante e discordante.

Nos fresamentos frontais simétricos de rasgo (Fig. 7A) e comum (Fig. 7B), a definição realmente não se

7

aplica, pois a primeira metade do contato do dente da fresa com a peça, a espessura de corte cresce (o que

poderia ser chamado de corte discordante) e na segunda metade deste contato, a espessura diminui (o que

poderia ser chamado de corte concordante) (KRABBE, 2006).

Fig. 7 - (a) Fresamento frontal simétrico de rasgo; (b) Fresamento frontal simétrico comum (KRABBE, 2006)

Outros tipos de posicionamento da fresa em relação à peça e nas relações geométricas entre diâmetro

da peça e largura da fresa, tem - se os fresamentos frontais assimétricos. Tem – se esta definição em função

do fato do corte não ser realizado com o eixo central da fresa posicionado no centro da largura fresada (ae)

de simetria da fresa. Pode – se nestes casos classificar o fresamento em discordante quando, na maior parte

do contato do dente com a peça, a espessura crescer e em fresamento concordante, quando, na maior parte do

contato entre o dente e a peça, a espessura do corte decrescer.

Fig. 8 - Fresamento com espessura do cavaco: (a) Crescente; (b) Decrescente (KRABBE, 2006)

2.4- Variáveis e parâmetros de corte

No fresamento, assim como nos demais processos de usinagem, existe uma série de importantes

parâmetros de corte a considerar. Eles descrevem quantitativamente os movimentos, as dimensões e outras

características da operação de corte.

Os parâmetros que descrevem o movimento da ferramenta e/ou peça são: freqüência de rotação,

velocidade de corte e velocidade de avanço.

8

As dimensões do corte são: profundidade de corte e penetração de trabalho.

Outros parâmetros são: diâmetro da ferramenta e seu número de dentes (gumes principais), taxa de remoção

de material e o tempo de corte.

Para definição e medição dos ângulos da ferramenta e outros parâmetros utilizamos um ponto

selecionado sobre o gume como referência.

Fig.9- Fresa em corte

As definições, os símbolos e as unidades desses parâmetros para o fresamento são as seguintes:

Frequência de rotação (n) [rpm] : É o número de voltas por unidade de tempo que a fresa dá em torno

do seu eixo.

Velocidade de corte (vc ) [m/min] :É a velocidade instantânea do ponto selecionado sobre o gume, no

movimento de corte, em relação a peça. No fresamento, o movimento de corte é proporcionado pela rotação

da ferramenta. A velocidade de corte é, então, uma velocidade tangencial. As grandezas relacionadas ao

movimento de corte recebem o índice “c”. (Ex: vc )

Avanço por revolução (f) [mm] :No fresamento, o avanço é a distância linear percorrida por um

conjunto de dentes que compõe uma ferramenta durante uma rotação completa dessa ferramenta. É medido

no plano de trabalho. As grandezas relacionadas ao movimento de avanço recebem o índice “f”. (Ex: vf )

Avanço por dente (fz ) [mm/dente] :É a distância linear percorrida por um dente da ferramenta no

intervalo em que dois dentes consecutivos entram em corte. Também é medido no plano de trabalho.

Velocidade de avanço (vf ) [mm/min] :É a velocidade instantânea do ponto selecionado sobre o gume, no

movimento de avanço, em relação a peça. No fresamento, o movimento de avanço é provocado pela

translação da ferramenta sobre a peça ou vice-versa. A direção da velocidade de avanço é, então, radial ao

eixo da ferramenta.

Diâmetro (D) [mm] :É o diâmetro da fresa.

Número de dentes (z) :É o número total de dentes que a fresa contém.

Profundidade de corte (Penetração passiva) (ap ) [mm] :É a quantidade que a ferramenta penetra na

peça, medida perpendicularmente ao plano de trabalho (na direção do eixo da fresa). No fresamento frontal,

ap corresponde à profundidade de corte e no fresamento periférico, à largura de corte.

9

Penetração de trabalho (ae ) [mm] :É a quantidade que a ferramenta penetra na peça, medida no plano

de trabalho e perpendicular à direção de avanço.

Fig.10- Amostragem da penetração de trabalho.

Tempo de corte (tc ) [min] :É o tempo em que a ferramenta está efetivamente em corte.

Taxa de remoção de material (Q) [mm3/min] :É o volume de material usinado por unidade de tempo.

2.5- O estudo do cavaco

A formação do cavaco no processo de usinagem envolve elevadas taxas de

deformação e temperatura. O fluxo plástico de material gera tensões locais nas

ferramentas, distribuições de temperaturas na interface cavaco-ferramenta e

determina as condições do material da peça após a remoção do cavaco. Estas

quantidades locais determinam as forças globais na estrutura da máquina-ferramenta,

que por sua vez resultam nas suas deformações estáticas e dinâmicas. Além disso,

elas determinam a taxa de vários fenômenos físico-químicos que comandam desgaste

de ferramenta, como as reações químicas, desgaste abrasivo e difusão. Elas também

determinam a potência que deve ser disponibilizada para efeito de remoção de

material e, portanto influenciam a quantidade de calor produzida por vários

componentes influentes do sistema. Os termos, a denominação e a designação da

geometria da cunha, são normalizadas pelas normas DIN 6581 e ISO 3002/1.[4]

O cavaco pode variar muito (em tipo, forma, extensão) para cada operação de

usinagem, ou mesmo em uma única operação, como por exemplo, o torneamento,

sendo o resultado final (forma, espessura) deste, função de praticamente todas

variáveis envolvidas no processo. DINIZ et al, (2008) faz uma descrição generalizada

para o processo de formação do cavaco nas condições normais de usinagem com

ferramentas de metal duro ou de aço-rápido:

10

Uma pequena porção do material é recalcada (deformações elástica e plástica)

contra a superfície de saída da ferramenta;

Esta deformação plástica aumenta progressivamente, até que as tensões de

cisalhamento se tornem suficientemente grandes, de modo a se iniciar um

deslizamento entre a porção de material recalcada e a peça;

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

completa

do cavaco, acompanhando o plano de cisalhamento;

Devido ao movimento relativo entre a ferramenta e a peça, inicia-se um

escorregamento da porção do material deformada e cisalhada (cavaco) sobre a

superfície de saída da ferramenta. Enquanto isso uma nova porção do material esta se

formando e cisalhando, tornando assim, um fenômeno periódico.[4]

2.5.1.As formas de cavaco

Além da extensão do cavaco, também é possível diferenciá-lo quanto a sua

forma. A importância dessa diferenciação se deve ao fato de algumas formas de

cavacos dificultarem a operação de usinagem, prejudicar o acabamento superficial da

peça e desgastarem mais ou menos a ferramenta. A classificação seguinte se presta

aos cavacos do tipo contínuo e de cisalhamento.

A classificação usual dada às formas de cavaco é a seguinte (Figura 11):

Fig.11-Tipos de cavaco - a) Cavaco em fita; b) Cavaco helicoidal; c) Cavaco espiral; d) Cavaco em lascas ou pedaços.

Segundo Ferraresi (1970), a forma mais conveniente é geralmente a helicoidal,

sendo o cavaco em lascas preferido em casos onde o cavaco deve ser removido pelo

fluido de corte ou quando há pouco espaço disponível para o cavaco. O cavaco em fita

é o mais problemático, pode gerar acidentes e ocupa muito espaço.

A forma do cavaco pode ser alterada das seguintes maneiras:

11

Alterando os parâmetros de corte;

Alterando a superfície de saída da ferramenta;

Usando elementos especiais (quebra-cavacos) na superfície de saída.

A norma ISO 3685 (1993), faz uma classificação mais detalhada das formas de

cavacos possíveis

(Figura 9):

Fig.12-Classificação das formas de cavacos de acordo com a norma ISO 3685 (1993)

2.5.2.Espessura do cavaco (h)

No fresamento,quando o centro da ferramenta não está posicionado geometricamente dentro de ae

(Figura 9), a espessura do cavaco será sempre menor que o avanço por dente ( f z). Desta maneira, o valor de

f z não é um parâmetro suficientemente representativo para se determinar com exatidão uma determinada

condição de usinagem (KRABBE, 2006). Para estes casos outro parâmetro adquire mais importância e

representatividade: a espessura média do cavaco.

A espessura média do cavaco leva em consideração o diâmetro da fresa, as relações geométricas de

posicionamento entre fresa e peça e o avanço por dente (Figura 13).

12

Figura 13 - a) hmax=fz; b) hmax < fz (KRABBE, 2006)

Figura 14 - Parâmetros envolvidos no calculo da espessura média (KRABBE, 2006)

hm=1

φ2−φ1

f z sin χr(cosφ1−cosφ2¿)¿

Onde:

hm=¿ Espessura média do cavaco

f z=¿ Avanço por dente

χr=¿ Ângulo de posição

φ2=¿ Ângulo entre o ponto de saída (ou entrada no fresamento concordante) do dente e a vertical

φ1=¿ Ângulo entre o ponto de entrada (ou saída no fresamento concordante) do dente e a vertical

φ0=¿Ângulo de contato entre o dente e a peça

Para o caso de fresamento tangencial, que se caracteriza por ter a entrada ou a saída do dente de corte

igual a zero e para um ângulo de posição da fresa igual a 90°, a equação para o calculo de hm se reduz a:

hm=1φ0

f z(2ae

D )

2.6. A rugosidade da superfície usinada

Segundo Amorim (2002), a natureza das superfícies metálicas é uma conseqüência direta do processo

de fabricação. Em geral, a estrutura de uma superfície metálica é constituída das seguintes camadas: Camada

de sujeira, Camada de adsorção, Camada oxidada e Camada deformada. O perfil de uma superfície pode ser

definido como a linha produzida pela apalpação de uma agulha sobre a mesma. A rugosidade é definida

13

como sendo a distância entre o perfil de base e o perfil de referência, ou seja, a maior distância medida

normalmente ao perfil geométrico ideal, e a rugosidade média Ra é a média aritmética dos valores absolutos

dos afastamentos hi do perfil médio.

Fig.15- Medição de rugosidade da peça através do rugosímetro.

2.6.1- Parâmetros para avaliação da rugosidade

2.6.1.1- Rugosidade Média (Ra)

É a média aritmética dos valores absolutos das ordenadas dos afastamentos dos pontos do

perfil de rugosidade, em relação à linha média, dentro do percurso de medição lm. Ra pode ser

calculada pela equação :

Onde n é o número de ordenadas consideradas. A ABNT recomenda o parâmetro Ra para avaliação

da rugosidade (em μm). A Fig. 16 mostra Ra esquematicamente.

Ra na Inglaterra ⇒ CLA: Center Line Average;

Ra nos EUA ⇒ AA: Aritmetical Average. Ambas em μin.

Ra é um valor médio, podendo as vezes, não dá indicação direta do estado da superfície. Em

determinadas aplicações específicas pode ser mais útil utilizar outros parâmetros de rugosidade.[8]

14

Fig.16- Rugosidade Média (Ra)

2.6.1.2-Rugosidade Média (Rz)

É a média aritmética dos 5 valores da rugosidade parcial Zi. A rugosidade parcial Zi é

definida como a soma dos valores absolutos das ordenadas dos pontos de maiores afastamentos

(acima e abaixo da linha média) existentes dentro de um comprimento de amostragem le.

Graficamente, este valor representa a altura entre os pontos máximo e mínimo do perfil, dentro do

comprimento de amostragem le (Fig. 17). [8]

Fig.17-Rugosidades médias Rz, Zi e rugosidade máxima Rmax.

2.6.1.3-Rugosidade máxima (Rmáx)

É o maior valor das rugosidades parciais Zi, que se apresenta no percurso de medição lm (Fig. 17).

A norma DIN 4762 (de 1984) indica um parâmetro semelhante ao Rmáx para medição de rugosidade

superficial na Alemanha e é designada por Ry. Ry é a máxima distância pico-vale, dentro do comprimento de

avaliação.

15

Rmáx é o maior valor das rugosidades parciais e Ry é a máxima distância pico-vale. A Fig. 18

mostra esta diferença.

Fig.18-Rugosidades máxima Rmáx e Ry .

A rugosidade de uma peça manufaturada é afetada por diversos fatores, desde

o processo de fabricação até a geometria da ferramenta, passando pelos parâmetros

de corte. Dentre os parâmetros de corte, DINIZ et al (2008) cita o par avanço (f) e raio

de ponta (rE) da ferramenta como os principais responsáveis pelo acabamento

superficial (Figura 19) e que ainda tem uma contribuição geométrica à rugosidade

superficial da peça.[8]

Fig.19-Perfil teórico de rugosidade de uma peça torneada (DINIZ et al, 2008).

O aumento do raio de ponta torna a ponta da ferramenta mais resistente, mas

também aumenta a vibração da ferramenta devido ao aumento do atrito, causado

pela maior área de contato entre ferramenta e peça. (DINIZ et al, 2008) afetando de

forma negativa a rugosidade. A velocidade de corte (Vc) mostra, para valores baixos,

forte relação com a rugosidade média, devido à formação da aresta postiça de corte.

Para velocidades de corte superiores a 100 m/min a rugosidade média torna-se

praticamente estável em relação à velocidade de corte.

3-MATERIAIS E MÉTODOS

Os experimentos foram idealizados para verificar a influência da velocidade de avanço (i), do avanço

por dente (j) e, finalmente, da velocidades de corte (k), conforme mostrados na Tab. (1) para uma produção

em volume de cavaco constante. Os ensaios serão realizados sem fluido de corte e com profundidade de

16

corte (ap) mantida constante e igual a 1,5 mm na maioria dos ensaios, sendo 0,08 mm e 2,8 mm para as

condições de velocidade de avanço máximo e mínimo respectivamente. Os mesmos serão repetidos uma vez.

Os corpos de prova utilizados foram de aço ABNT 1045 laminados e com seção quadrada de 40 mm

x 40 mm (ksm = 1600 N/mm2 ), os quais serão fresados em um Centro de Usinagem DISCOVERY 560,

ROMI, conforme mostrado na Fig. (1).

Fig.20- Centro de Usinagem DISCOVERY 560

Em cada ensaio cuja montagem é mostrada na Fig. (2), as variáveis de respostas que são forças

ortogonais e o momento torsor serão monitoradas. Para isso, foi utilizado um dinamômetro piezoelétrico

estacionário com quatro canais Kistler 9272, um amplificador de sinais Kistler 5070A e o software

DynoWare também fornecido pela Kistler. O sistema de aquisição de forças composto por estes

equipamentos será interligado com um microcomputador com processador Intel Pentium Dual Core 2.2GHz

com 2GB de memória RAM, conforme Fig. (2 a,b e c).

Fig.21- (a) Dinamômetro Kistler 9272; (b) amplificador de carga Kistler 5070A; (c) software kistler DynoWare

A rugosidade foi observada nas diversas superfícies fresadas utilizando um rugosímetro Surftest SJ-

400 Mitutoyo, mostrado na Figura 2, possibilitando o estabelecimento da relação entre condições de

usinagem e a rugosidade superficial Ra e Ry.

17

Fig.22-Rugosímetro Surftest SJ-400 Mitutoyo

4- RESULTADOS E DISCUSSÕES

Após a realização dos ensaios em laboratório, foi possivel obter a seguinte tabela de resultados:

Tabela1- Resultado dos ensaios de fresamento

Através dos resultados obtidos foi possivel traçar os seguintes gráficos:

0.0800000000000001

0.12 0.150.000.501.001.502.00

Momento X Fz

Fz

Mom

ento

0.08 0.12 0.150

50100150200250300

Força de avanço X Fz

Fz

Forç

a de

ava

nço

Fig.23-Gráfico Momento X fz Fig.24-Gráfico Força de avanço X Fz

18

0.08 0.12 0.150.00

0.40

0.80

1.20

1.60

Rugosidade Ra X Fz

Fz

Rugo

sidad

e Ra

0.08 0.12 0.150.00

2.00

4.00

6.00

8.00

Rugosidade Rz X Fz

Fz

Rugo

sidad

e Rz

Fig.25-Gráfico Ra X fz Fig.26-Gráfico Rz X Fz

200 375 2500.000.501.001.502.002.50

Momento X Vc

Vc

Mom

ento

200 375 2500

100

200

300

Força de avanço X Vc

Vc

For

ça d

e av

anço

Fig.27-Gráfico Momento X Vc Fig.28-Gráfico Força de avanço X Vc

200 375 2500.000.200.400.600.801.001.201.40

Rugosidade Ra X Vc

Vc

Rug

osid

ade

Ra

509 955 17910

0.51

1.52

2.53

Momento X Vf

Vf

Mom

ento

Fig.29-Gráfico Ra X Vc Fig.30-Gráfico Momento X Vf

19

200 375 2500.000.200.400.600.801.001.201.40

Rugosidade Ra X Vc

Vc

Rugo

sidad

e Ra

509 955 17910

100

200

300

400

Força de avanço X Vf

Vf

For

ça d

e av

anço

Fig.31-Gráfico Ra X Vc Fig.32-Gráfico Força de avanço X Vf

509 955 17910.000.200.400.600.801.001.20

Rugosidade Ra X Vf

Vf

Rugo

sidad

e Ra

509 955 17910.001.002.003.004.005.006.00

Rugosidade Rz X Vf

Vf

Rug

osid

ade

Rz

Fig.33-Gráfico Ra X Vf Fig.34-Gráfico Rz X Vf

20

(a) (b)

Fig.35-Gráficos do (a) Momento e (b) Força de avanço X fz,Vc e Vf.

(a) (b)

Fig.36-Gráficos das Rugosidades (a)Ra e (b)Rz X fz,Vc e Vf.

Os gráficos do 23 ao 34, traz a variação do momento, força de avanço, rugosidade Ra e

rugosidade Ry, quando variamos avanço por dente, velocidade de corte e velocidade de avanço.

21

No gráfico 23 e 24 podemos notar que o momento e a forçade avanço são maiores para um

valor de avanço por dente intermediário (Fz = 0,12). Já no gráfico 25 e 26, notamos que Ra e Ry

aumentam com o aumento do avanço por dente.

No gráfico 27, 28, 29 e 30 podemos notar que o momento, a força de avanço, a rugosidade

Ra e a rugosidade Ry são menores para uma velocidade de corte intermediária ( Vc = 250 ).

No gráfico 31 e 32 podemos notar que o momento e a força de avanço são menores para as

maiores velocidades de avanço. Já no gráfico 33 e 34, notamos que os valores da rugosidade R a e Ry

crescem com o aumento da velocidade de avanço.

No gráfico 35-a notamos que a velocidade de avanço é o fator que mais interfere no valor do

momento. No gráfico 35-b notamos que a velocidade de avanço também é o fator que mais interfere

na força de avanço. No gráfico 36-a notamos que o fator que mais interfere na rugosidade Ra é o

avanço por dente. No gráfico 36-b notamos que o fator que mais interfere na rugosidade Rz é o

avanço por dente também.

5- CONCLUSÕES

Com este trabalho, fica evidenciada a importância dos parâmetros de corte na usinagem. Mudanças

nesses, podem acarretar serias conseqüências quanto ao produto final, seja para melhor ou para pior. No

mundo globalizado, mínimos detalhes estão sendo analisados a fim de minimizar os gastos e maximizar os

lucros, então, devem ser levadas em considerações todas as variáveis que possam influenciar no fator

econômico do produto.

6- RAFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS

[1]COSTA, E. S, SANTOS, D. J. Processo de Usinagem. Editora: CEFET, 2006. 85p Disponível

em <http://www.ppgel.ufsj.edu.br/uaisoccer/downloads/1272064850.pdf > acesso em: 19 de

novembro de 2011.

[2]DINIZ, A. E.; MARCONDES, F. C.; COPPINI, N. L. Tecnologia da usinagem dos

materiais. 6.ed. São Paulo: Artliber Editora, 2008. 262 p. SANDVIK COROMANT.

Manual técnico de usinagem, 2006.

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[3]FERRARESI, D. Fundamentos da usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blücher,

1970,

751 p. OLIVEIRA, A. J. Otimização das condições de usinagem visando o torneamento a

seco do aço ABNT 1045 em operações de desbaste. Campinas: UNICAMP, 2003, 109 p.

[4] KRABBE, D. F. M. Otimização do fresamento do aço inoxidável aeronáutico 15 – 5 PH. Campinas: UNICAMP, 2006, 119p

[5]MACHADO, A. R., DA SILVA, M. B. Usinagem dos metais. Laboratório de Ensino e Pesquisa

em Usinagem, Editora UFU, Universidade Federal de Uberlândia, PP.266, 2004

[6]Rosa, L. C. Oficina Mecânica para Automação. Acabamentos e Superfícies. Editora: UNESP

14p. Disponível em:

<http://www.sorocaba.unesp.br/professor/luizrosa/index_arquivos/OMA_RUGOSIDADE.pdf>

acesso em: 03 de dezembro de 2011.

[7]Stoeterau, R. L. Superfícies Usinadas. Disponível em:

<http://www.lmp.ufsc.br/disciplinas/emc5240/Aula-27-U-2007-1-superficies.pdf > acesso em: 03

de dezembro de 2011

[8] Apostila: “6. Tolerâncias de Acabamento Superficial – Rugosidade”. Disponível em: <

http://ufpemecanica.files.wordpress.com/2011/07/rugosidade.pdf.> acesso em 03 de dezembro de 2011.

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