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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: GEM 25 – USINAGEM 1 PROFESSOR: Márcio Bacci da Silva
3º Laboratório – Tipos e Formas de Cavaco
Nomes:
Guilherme Augusto de Oliveira
85733
Lucas Teófilo Vieira Fernandes
94272
Uberlândia, 29 de Abril de 2010
1. Objetivos Identificar tipos e formas de cavacos produzidos na usinagem de metais por torneamento, verificar o efeito das condições de corte no tipo, forma e grau de recalque RC, e o ângulo de cisalhamento, Φ.
2. Equipamentos utilizados Barras de aço 1020, de alumínio e de ferro fundido; Ferramenta de metal duro 4025 com revestimento e quebra-cavaco, ângulo de 6º; Torno e suportes; Micrômetro de resolução 0,01 mm.
3. Procedimento Experimental Usinar as barras de metal com diferentes condições de corte, identificando os tipos e formas de cavacos e medir a espessura h’ dos cavacos formados. Calcular o grau de recalque RC e o ângulo de cisalhamento Φ.
4. Análise dos Dados A seguir, é apresentada uma tabela que mostra as condições de corte (rotação, avanço, profundidade de corte) e calculou-se com estes dados a velocidade de corte. Observaram-se durante a usinagem, os tipos e formas de cavacos gerados pelo processo de torneamento. Mediram-se as espessuras de cavaco para cada usinagem de cada material a diferentes condições de corte, isso possibilitou calcular o grau de recalque e o ângulo de cisalhamento em cada situação.
Material Ferro Fundido Alumínio
D [mm]
Rot [rpm]
Vc F [m/min] [mm/vlt]
98,8
560
173,729
ap [mm]
Tipo 1
Forma
h' [mm]
Rc[h'/h]
Φ [graus]
0,148
2
D
Cônico
0,43
2,9054
19,5492
51
560
89,6784
0,148
2
C
Fita
1,23
8,3108
6,91019
Aço 1020
55,5
28
4,87956
0,148
2
PC
1,44
9,75
5,88700
Aço 1020
55,5
56
9,75912
0,148
2
PC
2,29
15,506
3,69456
Aço 1020
55,5
112
19,5182
0,148
2
PC
2,05
13,851
4,13800
Aço 1020
55,5
450
78,4215
0,148
2
C
1,31
8,8513
6,48691
Aço 1020
55,5
710
123,731
0,148
2
C
Fita Média Fita Média Fita Média Fita Média Emaranhado
0,57
3,8851
14,7386
Aço 1020
55,5
900
156,843
0,148
2
C
Emaranhado
0,7
4,7297
12,1354
Aço 1020
55,5
1400
243,978
0,148
2
C
Emaranhado
0,5
3,3783
16,8980
Aço 1020
55,5
560
97,5912
0,095
2
C
0,71
7,4736
7,68627
Aço 1020
55,5
560
97,5912
0,134
2
C
0,72
5,3731
10,6899
Aço 1020
55,5
560
97,5912
0,206
2
PC
0,93
4,5145
12,7087
Aço 1020
55,5
560
97,5912
0,297
2
PC
Espiral Espiral Cortado Espiral Cortado Espiral arco
1,26
4,2424
13,5148
Aço 1020
55,5
560
97,5912
0,382
2
PC
Espiral
1,45
3,8089
15,0284
Aço 1020
51
560
89,6784
0,134
4
C
Espiral
1,40
10,485
5,47275
Aço 1020
51
560
89,6784
0,134
3
C
Espiral
1,92
14,365
3,98926
Aço 1020
51
560
89,6784
0,134
2
C
Emaranhado
0,76
5,7089
10,0628
Aço 1020 51 560 89,6784 0,134 1 C – Cavacos Contínuos D – Cavacos Descontínuos P.C – Cavacos Parcialmente Contínuos
1
PC
Espiral
0,86
6,4179
8,95227
A seguir, constam algumas curvas, relacionando velocidade de avanço e grau de recalque, velocidade de corte e ângulo de cisalhamento:
Figura 1 - Variação do grau de recalque Rc pela variação da velocidade de avanço Vf para o aço 1020
Analisando o gráfico 1, nota-se que o grau de recalque diminui com a velocidade de avanço. Analisando a equação do grau de recalque, Rc = h’/h, onde h’ é a espessura do cavaco, e h é a espessura de corte (avanço) temos que, como consta no gráfico 1, fixou-se o valor da rotação em 560 rpm, mas o avanço variou, o que aumentou a velocidade de avanço, dada pela equação Vf=f.n Portanto o crescimento do valor
de h não implica em um aumento diretamente
proporcional de h’, pois o cavaco sofre grandes deformações plásticas, e este fenômeno é um fenômeno plástico não linear.
Figura 2 – Variação do ângulo de cisalhamento pela variação da velocidade de avanço para o aço 1020 No gráfico acima (figura 2), o ângulo de cisalhamento aumentou com o aumento da velocidade de avanço. A relação pela qual é obtido o ângulo de cisalhamento Φ é dada por:
(cos γ n ) Rc − sen ( γ ) n
φ = tg −1
Para maiores velocidades de avanço, para rotação fixa, e com aumento neste caso do avanço, o valor de h, espessura de corte, será aumentado, o que tenderá a diminuir o grau de recalque, como se explicitou na análise do gráfico 1. A figura 3 a seguir traz a relação entre a velocidade de corte Vc e o ângulo de cisalhamento. Percebe-se que há uma tendência de aumento aproximadamente linear entre Vc e o ângulo. Pela equação do ângulo de cisalhamento Φ citada acima, nota-se com o aumento de Rc há uma diminuição do valor do ângulo.
Desta forma, maiores velocidades de corte proporcionarão maiores valores de Rc, que diminuirão o valor do ângulo de cisalhamento e isso não condiz com o nosso experimento, isso se deve ao fato de termos feito medições erradas quanto aos valores experimentais.
Figura 3 – Variação da velocidade de corte pelo ângulo de cisalhamento para o aço 1020. A figura 4 assim como a figura 3 representa um erro, pois pela literatura pois o grau de recalque(Rc) deveria decair de acordo com que se aumenta a velocidade de corte (Vc), e isso não é observado na figura 4, então se deve esse erro como foi mencionado na analise da figura 3 , tivemos erros experimentais graves para que isso acontecesse.
Rc
d=55,5[mm] f=0,148[mm/volta] 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 0
50
100
150
200
250
300
Vc[m/min]
Figura 4 – Variação da velocidade de corte pelo grau de recalque (Rc) para o aço 1020.
