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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA DISCIPLINA: Usinagem 1 PROFESSOR: Márcio Bacci da Silva
Laboratório N.º 5 – Temperatura de Corte
Nomes: Guilherme Augusto de Oliveira
85733
Lucas Teófilo Vieira Fernandes
94272
Uberlândia, 19 de Maio de 2010
1. Objetivos
Verificar a influência dos parâmetros de corte na temperatura obtida pelo método do termopar ferramenta-peça para a operação de torneamento cilíndrico externo.
2. Materiais Utilizados
Torno convencional, corpos de prova (aço 12L14), ferramenta de aço rápido com ângulo de posição igual a 75º, ângulo de saída igual a 10º, multímetro, sistema termopar ferramentapeça do laboratório.
3. Procedimentos Experimentais
Usinar o comprimento de aproximadamente 15 mm para cada condição de corte e medir o sinal de voltagem. Será variada a velocidade de corte, avanço e a profundidade de corte. Para todas as condições calcula-se a temperatura através da curva de calibração do termopar.
4. Análise dos Resultados Obtidos A seguir, consta a tabela com os resultados para a temperatura, com os respectivos parâmetros de usinagem:
Teste 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
N[RPM] 180 112 90 140 224 280 355 450 560 710 355 355 355 355 355 355 355 355 355 355
Vc [m/min] 0,02826 0,017584 0,01413 0,02198 0,035168 0,04396 0,055735 0,07065 0,08792 0,11147 0,055735 0,055735 0,055735 0,055735 0,055735 0,0535056 0,0535056 0,0535056 0,0535056 0,0535056
f [mm/volta] 0,095 0,095 0,095 0,095 0,095 0,095 0,095 0,095 0,095 0,095 0,121 0,107 0,191 0,243 0,334 0,095 0,095 0,095 0,095 0,095
ap[mm] 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 3 2,5 2 1,5 1
T[ºC] 329 260 216 294 359 391 384 403 410 419 401 410 411 415 435 405 380 375 365 343
Para os testes 1 até 0 10, levantou-se a seguinte curva relacionando a velocidade de corte e a temperatura na interface cavaco-ferramenta:
Vc [m/min.] x T[ºC] 450 400 350 300 250 200 150 100 50 0 0
0,02
0,04
0,06
0,08
0,1
0,12
Gráfico 1 – Relação entre Velocidade de corte e Temperatura na Interface cavaco ferramenta
Como observado no gráfico 1, a temperatura na interface cavaco-ferramenta aumenta com a velocidade de corte. Do ponto 1 ao 6, nota-se um aumento mais acentuado da temperatura. Do ponto 6 em diante, o comportamento da temperatura é aproximadamente linear, havendo uma tendência de estabilização da mesma. Uma hipótese para explicar tal acontecimento, é que, com o aumento da velocidade de corte, há uma maior geração de calor, havendo
assim
maiores
gradientes
de
temperatura
na
interface
cavaco-ferramenta,
considerando uma profundidade de corte constante. Porém, esta afirmação é apenas hipotética, pois como foi visto no laboratório, a curva de calibração depende de diversos parâmetros experimentais (lote, tipo e material da ferramenta, características diversas do material a ser usinado, etc.).
Como foi explicitado pelo professor durante a aula, a medição por termopar
garante uma boa repetibilidade, mas isso não é garantia de uma boa confiabilidade.
Na sequência, foi levantada uma curva relacionando o avanço e a temperatura na interface cavaco ferramenta, para os pontos 11 até o 15:
f [m/volta] x T[ºC] 440 435 430 425 420 415 410 405 400 395 0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0,4
Gráfico 2 - Relação entre o Avanço e a Temperatura na Interface cavaco ferramenta
Para estes pontos, foi mantida uma rotação de 355 RPM. Percebe-se que, entre os pontos 11 e 12, há uma elevação brusca da temperatura, e no intervalo de 12 até o ponto 14, há uma tendência da temperatura tornar-se constante, cerca de 410ºC. Do ponto 14 até o ponto
15,
novamente
há
um
acentuado
aumento
de
temperatura,
chegando
até
aproximadamente 435ºC.
Para o gráfico 3, utilizou-se o intervalo de pontos do 16 até o ponto 20. Manteve-se o avanço constante (0,095 mm/volta) e a rotação constante (355 RPM).
ap [mm] x T[ºC] 410 400 390 380 370 360 350 340 330 0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
Gráfico 3 –Relação entre a profundidade de corte e a Temperatura na Interface cavaco ferramenta
Analisando o gráfico, nota-se que do ponto 18 até o ponto 20, houve um aumento mais acentuado da temperatura, chegando a um patamar de aproximadamente 375ºC. Entre o ponto 18 e o 17, nota-se que a temperatura fica aproximadamente constante, aumentando novamente até o ponto 16, chegando até 405ºC. Como estes testes tiveram um caráter meramente didático, não pode-se afirmar com precisão os fatores que influenciaram na variação da temperatura (velocidade de corte, avanço, profundidade de corte e presença ou não de aresta postiça de corte).
