Aula 8 - Vida da ferramenta

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Vida da Ferramenta

Definição Vida da ferramenta: é o tempo em que a ferramenta passa efetivamente cortando, descontados os tempos passivos, até que ela atinja um determinado critério de fim de vida; a perda da capacidade de corte de uma ferramenta é determinada pelas avarias e pelos desgastes; a grandeza do desgaste depende: i) os desgastes e/ou avarias são tais que se receia a quebra da aresta – desbaste; ii) não é mais possível a obtenção de tolerâncias apertadas e/ou bons acabamentos – acabamento; iii) temperaturas excessivas atingida pela ferramenta; iv) o aumento da força faz exceder a potência da máquina ou gera vibração. EM46B

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2017

Critério de fim de vida Para ferramentas de aço-rápido, metal duro e cerâmicas, segundo a norma ISO 3685: desgaste de flanco médio, VBB = 0,3 mm; desgaste de flanco máximo, VBBmáx= 0,6 mm; profundidade da cratera, KT = 0,06 + 0,3*fc; desgaste de entalhe, VBN e VCN = 1,0 mm; falha catastrófica.

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Critério de fim de vida A vida da ferramenta pode ser expressa de várias maneiras: através do tempo total de trabalho (caso de cortes interrompidos, fresamento) [min]; percursos de corte [km]; percurso de avanço [mm]; volume de material removido [cm3]; número de peças produzidas; velocidade de corte para um determinado tempo de vida [m/min].

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Curva de vida Determinação da curva de vida de uma ferramenta T x vc:

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Curva de vida Representação em escalas logarítmicas:

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Curva de vida Equação de Taylor:

• K, C, x e y são constantes para cada par ferramenta-peça e para condições de corte fixas; • K e C são obtidas para para vc = 1m/min e para uma vida de ferramenta de 1 minuto, respectivamente.

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Curva de vida Equação expandida de Taylor:

K1, E, F, G e H são constantes e podem ser determinados através de uma regressão linear usando o método dos mínimos múltiplos quadrados. •

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Curva de vida Coeficientes:

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Curva de vida Grandeza de desgaste:

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Curva de vida Os fatores que influenciam a vida da ferramenta, são os fatores que afetam a forma e os mecanismos de desgaste da mesma. São vários parâmetros e eles podem ser classificados assim: quanto à peça; quanto à ferramenta de corte; quanto ao fluido de corte; quanto à máquina ferramenta.

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Fatores de influência Quanto à peça: composição química; tamanho de grão; fusão e processo de fundição; fabricação: fundido, forjado, laminado, trefilado; tratamento térmico: recozimento, normalização, tempera e revenido, outros; propriedades: encruabilidade;

resistência

a

tração,

ductilidade,

dureza,

dimensões e forma; microestrutura. EM46B

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Fatores de influência Quanto às ferramentas de corte: composição; tratamento térmico; dureza e resistência ao desgaste; geometria; tenacidade.

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Fatores de influência Quanto ao fluido de corte: propriedades refrigerantes; propriedades lubrificantes; forma de aplicação; vazão. Quanto à máquina-ferramenta: tipo de máquina; rigidez; avanço; profundidade; velocidade de corte.

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Fatores de influência Condições de usinagem: maior influência da velocidade de corte; seguido pelo avanço; por último pela profundidade de corte.

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Fatores de influência Geometria da ferramenta: maior ângulo de saída (γ0); menor deformação do cavaco, temperatura e desgaste; diminui β0 (diminui resistência da cunha); geometria negativa: materiais com cavacos curtos; geometria positiva: necessita baixa forças de corte, como operações em máquinas de baixa potência, torneamento interno ou quando a peça não é muito rígida.

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Fatores de influência Rugosidade de peça: raio de ponta torna a ferramenta mais resistente, mas aumenta a vibração de ferramenta; o acabamento da superfície depende muito da relação entre avanço e raio de ponta.

Rugosidade teórica de uma peça torneada. EM46B

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Escolha de parâmetros Velocidade de corte, avanço e profundidade:

para vc e área de corte constante: se f aumenta e ap diminui → Ks, Fc e Pc diminuem, T diminui pouco e Ra aumenta. se f aumenta e vc diminui na mesma proporção: Ks diminui, Fc aumenta, Pc diminui, T aumenta e Ra aumenta.

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Exercícios 1.

Determinar a velocidade de corte vc15 para uma ferramenta cujos valores experimentais de vida para um critério VB=0,3 mm foram x=4,00 e K=1,10x1010. Determinar também os valores y e C da equação de Taylor.

2.

Os valores da curva de vida obtidos no ensaio de usinagem foram: x=4,2; K=5,8x109, para VB=0,2 mm. Determine os valores de K, C, e y para o desgaste VB=0,4 mm.

3.

Sabendo-se que y=0,257 e C=2.vc15 , determinar o fator de correção que deve ser aplicado à velocidade de corte tabelada (para 15 minutos), para que a ferramenta dure 10 minutos, 25 minutos e 60 minutos.

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Exercícios 4.

Na operação de torneamento utilizou-se uma ferramenta de metal duro para tornear aço ABNT 1040 com diâmetro de 68,4 mm e comprimento de avanço de 120 mm. Os parâmetros de corte foram avanço de 0,15 mm/volta e ap = 0,8 mm. A usinagem era realizada até o desgaste VBmáx = 0,3mm e diâmetro da peça 62 mm. Para uma velocidade de corte de 355 m/min obteve vida da ferramenta de 25 min e para vc = 535 a vida foi de 6,93 min. Para esses dados responda:

a)

A rotação. O ângulo da direção efetiva de corte. O tempo de corte. A taxa de remoção de material. Os coeficientes da equação de Taylor (x e K).

b) c) d) e) f)

O ângulo de saída da ferramenta é de 9°. O que isso implicaria na vida da ferramenta?

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Exercícios 5.

Defina o que é vida da ferramenta.

6.

Como a vida da ferramenta pode ser expressa?

7.

Por que a ferramenta de corte tem influência na vida da ferramenta?

8.

Quais as influências do avanço e do raio de ponta da ferramenta na peça e na ferramenta? Explique.

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Referência Bibliográfica DINIZ, Anselmo Eduardo; MARCONDES, Francisco Carlos; COPPINI, Nivaldo Lemos. Tecnologia da usinagem dos materiais. 7. ed. São Paulo: Artliber, 2010. MACHADO, A.R.; ABRÃO, A.M.; COELHO, R.T. & DA SILVA, M.B. Teoria da usinagem dos materiais. Edgard Blucher, São Paulo, 2009. 371 p.

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