USINAGEM - Aula 1 (1)

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Manufatura Mecânica Usinagem 
Fundamentos do processos de usinagem
Velocidade de avanço e de corte, profundidade de corte, direções de movimento e avanço
Os processos de usinagem são regidos por variáveis que são conhecidas como “parâmetros de usinagem”, que são estabelecidas para a adequada usinagem de peças. Para tanto, são levados em consideração os seguintes “parâmetros de usinagem”: velocidade de avanço ( nf ), velocidade de corte (nc ), profundidade de corte ( ap ), avanço ( f ou a ), rotação n (em rpm), tempo de usinagem (tu ) entre outros (potência e força de corte) que veremos mais adiante.
Velocidade de corte nc : é a velocidade observada na ponta da ferramenta junto à peça usinada. As velocidades de corte podem ser extraídas a partir de tabelas que associam a velocidade ao material da ferramenta de corte. A velocidade de corte é influenciada pelos seguintes principais fatores: material da peça, material da ferramenta (pastilha) e a velocidade de avanço aplicada. A velocidade de corte é calculada em [m/min]. 
Avanço f ou a : é o deslocamento que a ferramenta de corte (ou a peça) faz em uma volta da peça (ou da ferramenta). O avanço pode ser quantificado em mm/rotação. 
As expressões para cálculo de velocidade de corte nc e de rotação n são expressas da seguinte maneira:
Em que d é o diâmetro do eixo ou do elemento girante (mm), e n é a rotação do eixo (rpm) e 1000 é o fator de conversão de milímetros (mm) para metro (m). A velocidade de avanço nf pode ser assim calculada:
Em que f é o avanço por volta (mm/rotação), que é dado por: fz × z (em que fz é o avanço por dente e; z é o número de dentes da fresa); d é o diâmetro da peça ou do elemento girante em (mm) e; n é a rotação (rpm). Quando não se trata de fresa, e temos, por exemplo, um torno, o parâmetro z é igual a 1,0, pois uma pastilha de torneamento pode ser considerada como sendo um único dente de corte, assim, z =1,0 e f f = z .
Profundidade de corte ( ap ): é largura de penetração da ferramenta em relação à peça, medida perpendicularmente ao plano de trabalho. No processo de usinagem por torneamento, o cálculo é feito da seguinte maneira
Em que D é o diâmetro inicial da peça usinada (mm) e d é o diâmetro final (mm), como ilustra a Figura 
Podemos, ainda, calcular o tempo de corte, que é o tempo gasto para usinar parte da peça ou a peça inteira. A expressão para cálculo de tempo de corte é a seguinte:
EXEMPLO 
Você deverá estabelecer os seguintes parâmetros de usinagem para a seguinte situação: velocidade de avanço, velocidade de corte e profundidade de corte. Dados fornecidos pelo setor de usinagem: torneamento, utilize como base a expressão de cálculo de velocidade de usinagem ( vc ), dada em metros/minuto, e considere que a peça a ser usinada tem diâmetro de 30 mm e a máquina operatriz trabalha em uma rotação de 500 rpm com avanço de 1,0 mm/rotação e o diâmetro inicial D do material a ser usinado é 40 mm. 
 Dados fornecidos: Material a ser usinado: aço extraduro 1060
 Tipo de usinagem: torneamento Diâmetro inicial (D): 40 mm Diâmetro do eixo (d): 30 mm
Rotação (n): 500 rpm 
Avanço (f): 1,0 mm/rot
Calcule a Velocidade de Corte, a Velocidade de avanço e a profundidade de corte
Resolução
Iniciaremos os cálculos para obter a velocidade de corte ( vc ) que se trata de um dos importantes parâmetros de usinagem: a) Velocidade de corte:
b) Velocidade de avanço:
Note aqui que, nos itens (a) e (b), calculamos as velocidades de corte vc e de avanço vf em módulo. Lembre-se, sempre, que essas velocidades são grandezas vetoriais que, se somadas vetorialmente, obteremos a chamada “velocidade efetiva de corte” ( vec ), que podemos representar da seguinte maneira: vec = vc+ vf
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