ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA
Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba
Curso de Engenharia Mecânica
Turma 1 – Noturno
Tipos de Cavacos
Relatório de processo de USINAGEM DOS MATERIAIS
Piracicaba
06/11/2010.
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Relatório Tipos de Cavaco, Notas de estudo de Engenharia Mecânica
Mecanismo de formação do cavaco
Tipologia: Notas de estudo
Antes de 2010
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ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA
Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba
Curso de Engenharia Mecânica
Turma 1 – Noturno
Tipos de Cavacos
Relatório de processo de USINAGEM DOS MATERIAIS
Piracicaba
ESCOLA DE ENGENHARIA DE PIRACICABA
Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba
Curso de Engenharia Mecânica
Turma 1 – Noturno
Tipos de Cavacos
Relatório de processo de USINAGEM DOS MATERIAIS
Relatório da Aula Prática de tipos de cavacos apresentado para avaliação da Disciplina Processos de Usinagem dos Materiais do 6º semestre do Curso de Engenharia Mecânica da Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba sob orientação do Prof. Erivelto Marino.
Piracicaba
SUMÁRIO
1.0 – OBJETIVO
Mostrar ao aluno as diferentes formas e tipos de cavacos e o acabamento superficial da peça que se obtém variando-se a geometria da ferramenta e as condições de usinagem. Mostrar os diferentes tipos de cavacos formados em função do material usinado. Mostrar a formação e o desaparecimento da aresta
postiça de corte, relacionando-a com as condições de usinagem e o acabamento superficial da peça usinada.
2.0 – FUNDAMENTOS TEÓRICOS
O fluido de corte é um material composto, na maioria das vezes líquido, que deve ser capaz de: refrigerar, lubrificar, proteger contra a oxidação e limpar a região da usinagem. Como refrigerante, o fluido atua sobre a ferramenta e evita que ela atinja temperaturas muito altas e perca suas características de corte. Age, também, sobre a peça evitando deformações causadas pelo calor. Atua, finalmente, sobre o cavaco, reduzindo a força necessária para que ele seja cortado. Como lubrificante, o fluido de corte facilita o deslizamento do cavado sobre a ferramenta e diminui o atrito entre a peça e a ferramenta. Evita ainda o aparecimento da aresta postiça, reduz o coeficiente de atrito na região de contato ferramenta-cavaco e diminui a solicitação dinâmica da máquina, isto é, a força feita por uma máquina para realizar um determinado trabalho. Como protetor contra a oxidação, ele protege a peça, a ferramenta e o cavaco, contribuindo para o bom acabamento e aspecto final do trabalho. A ação de limpeza ocorre como conseqüência da aplicação do fluido em forma de jato, cuja pressão afasta as aparas deixando limpa a zona de corte e facilitando o controle visual da qualidade do trabalho. O abastecimento do fluido de corte em uma máquina-ferramenta é geralmente feito por meio de uma bomba e conduzido por mangueiras até o ponto de aplicação. Depois de refrigerar a ferramenta e a peça, o fluido cai para a mesa onde é recolhido por canais e levado, por meio de um tubo para o reservatório. Do reservatório, a bomba aspira novamente o fluido para devolvê-lo sobre a ferramenta e a superfície de trabalho.
Figura 01: Esquema de alimentação do fluido de corte.
Os antioxidantes têm a função de impedir que o óleo se deteriore quando em contato com o oxigênio do ar. Quando as pressões e as velocidades de deslizamento aumentam, a película de óleo afina até se romper. Para evitar o contato metal com metal, é necessário usar um agente EP. Os agentes EP são aditivos que reagem quimicamente com a superfície metálica e formam uma película que reduz o atrito. Entre os tipos de agentes EP podem-se citar:
- Matéria graxa, constituída de ácidos graxos, indicada para trabalhos leves;
- Enxofre, formando o óleo sulfurado, indicado para trabalhos pesados com aço e metais ferrosos; durante o trabalho de corte forma-se sulfeto metálico de características anti-soldantes e lubrificantes;
- Cloro, adicionado sob a forma de parafina clorada e também indicado para operações severas em aço;
- Fósforo que combinado com o enxofre substitui o cloro; tem propriedades antioxidantes. Os óleos emulsionáveis ou solúveis são fluidos de corte em forma de emulsão composta por uma mistura de óleo e água. Isso é possível com a adição de agentes emulsificadores, ou seja, aqueles que ajudam a formar as gotículas de óleo que ficam dispersas na água. Quanto melhor for esse agente, menor será o tamanho da gota de óleo e melhor a emulsão. Exemplos desses agentes são os sabões e detergentes. Para obter uma boa emulsão de óleo solúvel, o óleo deve ser adicionado à água, sob agitação, (e nunca o contrário) em uma proporção de uma parte de óleo para quatro partes de água. A mistura obtida pode então ser diluída na proporção desejada. Em geral, além desses aditivos, adicionam-se aos fluidos de corte agentes biodegradáveis anticorrosivos, biocidas e antiespumantes. Na verdade, não existe um fluido “universal”, isto é, aquele que atenda a todas as necessidades de todos os casos. Os óleos solúveis comuns e os EPs são os que cobrem o maior número de operações de corte. A diferença entre cada grupo está na composição e na aplicação que, por sua vez, dependerá do material a ser usinado, do tipo de operação de corte e da ferramenta usada.
A escolha do fluido com determinada composição depende do material a ser usinado, do tipo de operações de corte e da ferramenta usada. Os fluidos de corte solúveis e os sintéticos são indicados quando a função principal é resfriar. Os óleos minerais, graxos usados juntos ou separados, puros ou contendo aditivos especiais são usados quando a lubrificação é mais importante do que o resfriamento. Um resumo das informações sobre os tipos de fluidos de corte e o uso dos vários fluidos de corte, relacionando-os com a operação e o grau de usinabilidade dos materiais metálicos para construção mecânica, podem ser vistos nas seguintes tabelas:
Tabela 01: Usinagem e fluidos de corte Sendo: A – óleo composto com alto teor de enxofre (sulfurado); B – óleos compostos com médios teores de enxofre (sulfurado) ou substâncias cloradas (clorado); C – óleos compostos com baixos teores de enxofre ou substâncias cloradas; D – óleo mineral clorado; E – óleos solúveis em água; F, G, H, J, K – óleo composto com conteúdo decrescente de óleo graxo de F e K.
2.1 – MANUSEIO DOS FLUIDOS
Os fluidos de corte exigem algumas providências e cuidados de manuseio que garantem seu melhor desempenho nas operações de usinagem, elas são:
- Armazenamento – os fluidos devem ser armazenados em local adequado, sem muitas variações de temperatura. Além disso, devem ser mantidos limpos e livres de contaminações;
- Purificação e recuperação – os fluidos de corte podem ficar contaminados por limalha, partículas de ferrugem, sujeiras diversas. Nesse caso, podem ser limpos por meio de técnicas de decantação e filtragem;
- Lavar as áreas da pele que entram em contato com os salpicos de fluido, sujeira e partículas metálicas ao menos duas vezes durante o dia de trabalho, usando sabões suaves ou pastas e uma escova macia. Enxugar muito bem com uma toalha de papel;
- Aplicar creme protetor nas mãos e nos braços antes de iniciar o trabalho e sempre depois de lavá-los;
- Tratar e proteger imediatamente cortes e arranhões.
3.0 – DESCRIÇÃO DA PRÁTICA
3.1 Equipamentos e materiais
- Torno Universal;
- Ferramentas diversas;
- Materiais diversos (aço, ferro fundido, alumínio, bronze e latão).
3.2 – Procedimento
- Usinagem de uma peça de aço com diferentes avanços e velocidade de corte constante, de acordo com a capacidade da máquina, sem uso de refrigerante de corte. Verificação do acabamento superficial da peça usinada e do tipo e forma de cavaco obtido, anotando-se as condições de usinagem utilizadas;
- Usinagem de uma peça de aço carbono com diferentes velocidades e avanço constante de acordo com a capacidade do torno. Verificação do acabamento superficial da peça usinada e do tipo e forma de cavaco obtido para cada condição de usinagem utilizada;
- Usinagem de uma peça de aço carbono utilizando ferramentas com diferentes geometrias. Verificação do acabamento superficial da peça usinada e do tipo e forma de cavaco obtido para cada geometria utilizada;
- Repetição dos itens 1,2, e 3 utilizando refrigerante de corte.
- Repetição dos itens 1, 2 e 3 para os materiais: fofo, alumínio, latão e bronze.
4.0 – QUESTÕES
4.1 – Qual a influência do uso de refrigeração/lubrificação da ferramenta no tipo de cavaco formado? A temperatura da zona de corte é influenciada por vários fatores, e também pelo comprimento de contato entre o cavaco e a ferramenta. O fluido de corte retira o calor gerado na região de corte e também reduz o calor gerado. Com o aumento do RPM o cavaco se apresenta em forma de fita e longo, onde a cor pode variar, ou seja, com fluido de corte a cor se mantém, enquanto que sem, devido as altas temperaturas geradas, o cavaco apresenta cor azul.
4.2 – Qual a melhor condição de usinagem a ser empregada em cada uma das situações da prática, considerando-se o tipo de cavaco formado? Ferramenta com quebra cavaco possibilita uma melhor condição de usinagem, pois evita acidente com o operador e não atrapalha a usinagem, pois o cavaco não enrola na ferramenta ou na peça. A usinagem com fluido de corte possibilita um tempo maior de vida útil à ferramenta, além de lubrificar e refrigerar. A rotação e o avanço devem ser selecionados de acordo com a peça (material e dimensões), pois para cada tipo material deve-se usar um avanço de acordo com a especificação do fabricante da ferramenta e o acabamento desejado.
4.3 – Qual a melhor condição de usinagem a ser empregada em cada uma das situações da prática, considerando-se o acabamento superficial obtido? A rotação e o avanço devem ser selecionados de acordo com a peça (material e dimensões), pois para cada tipo material deve-se usar um avanço de acordo com a especificação do fabricante da ferramenta e o acabamento desejado. Sem o uso do quebra-cavaco, forma-se cavaco em forma de fita, o que pode riscar a peça, danificando o acabamento.
Conclui-se que o objetivo da prática foi alcançado; foi obtido conhecimento acerca dos tipos de cavacos gerados de acordo com as condições de usinagem utilizadas na realização da prática.
6.0 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
DINIZ, Anselmo Eduardo. MARCONDES, Francisco Carlos. COPPINI, Nivaldo Lemos. Tecnologia da usinagem dos materiais. 3ª Edição. Editora Artliber. São Paulo, 2001.
SENAI. Mecânica – Prática profissional: Operações I. São Paulo: SENAI – SP,