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Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem
M Ó D U L O
METALMECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
SENAI-RJ
Aprendi na
vida que a
maioria dos
problemas
complexos
tem soluções
simples
Aleides Tapias
“
Parâmetros de corte
Nesse capítulo
você encontra
Nesse capítulo
você encontra
4
4 A importância da refrigeração
no processo de usinagem
Fluido de corte
Funções dos fluidos de corte
Tipos de fluidos de corte
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Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem
M Ó D U L O
METALMECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
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Principais parâmetros de corte para
o processo de torneamento
Parâmetros de corte são grandezas numéricas que defi-
nem, na usinagem, os diferentes esforços, velocidades,
etc. a serem empregados. Eles nos auxiliam na obtenção
de uma perfeita usinabilidade dos materiais, com a utili-
zação racional dos recursos oferecidos por uma determi-
nada máquina-ferramenta.
No Quadro 1 estão os parâmetros de corte utilizados
para as operações de torneamento.
Vejamos, então, cada parâmetro de corte se-
paradamente e sua respectiva utilização nas ope-
rações de torneamento.
Avanço (A)
O avanço, por definição, é a velocidade de deslo-
camento de uma ferramenta em cada volta de
360° de uma peça (avanço em mm/rotação), con-
forme Figura 1, ou por unidade de tempo (avan-
ço em mm/minuto), conforme Figura 2.
quadro
Parâmetros de corte
1
1
Parâmetro Símbolo
Avanço
Profundidade de corte
Área de corte
Tensão de ruptura
Pressão específica de corte
Força de corte
Velocidade de corte
Potência de corte
A
P
S
Tr
Ks
Fc
Vc
Pc
bater de frente
bater de frente
Na maioria das publicações
que tratam do assunto
Usinagem, o símbolo para
a força de corte é Pc e
para a potência de corte
é Nc. Adotamos, porém,
a simbologia que está
no Quadro 1 para
efeito didático.
figura
Avanço em
mm/min
Avanço em
mm/rotação
1
figura
2
2
1
10
Ferramenta
Ferramenta
3
A = 3mm/rot.
(A cada volta de 360° da peça,
a ferramenta se desloca 3mm)
A = 10mm/min.
(A cada minuto de usinagem,
a ferramenta se desloca 10mm)
63
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METALMECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
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A escolha do avanço adequado deve ser feita levando-
se em consideração o material, a ferramenta e a operação
que será executada na usinagem. Os fabricantes de ferra-
mentas trazem em seus catálogos os avanços adequados,
já levando em consideração as variáveis acima citadas,
testadas em laboratório.
Ilustrativamente, apresentaremos alguns valores no
Quadro 2, que foi confeccionada em laboratório, após vá-
rios testes realizados, e leva em consideração o grau de
rugosidade em relação ao avanço e raio da ponta da fer-
ramenta, facilitando o estabelecimento do avanço ade-
quado nas operações de torneamento.
para botar na moldura
para botar na moldura
CHOQUE DE ORDEM
CHOQUE DE ORDEM
Quando tem-se a unidade
de avanço em mm/rot. e
se deseja passar para
mm/min. (ou vice e versa),
utiliza-se a seguinte
relação:
Avanço (mm/min.) = Rotação por minutos x Avanço (mm/rot.)
quadro
2
2
Acabamento fino Classes de operações
Sistema de leitura
Aparelho do Senai
Ra (CLA)
MICRONS
mm
Fórmulas
Rugosidade em µ m
(H-R-Rt)
AVANÇOS EM mm / ROTAÇÃO
Rt
Rt
MICRONS-
INCHES
R =
S2
4 .r
Avanço em mm
S = 4R . r
r = Raio da ferramenta
em mm
RAIO
DA
CURVATURA
DA
PONTA
DA
FERRAMENTA
(mm)
Grau de rugosidade x avanço
x raio da ponta da ferramenta
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Profundidade de corte (P)
Trata-se da grandeza numérica que define a penetra-
ção da ferramenta para a realização de uma determi-
nada operação, possibilitando a remoção de certa
quantidade de cavaco (Figura 3).
ligação
direta
ligação
direta
Estes são
os dados
da Figura 4:
P = mm
A = mm/rot.
Concluímos que a Área
de corte (S) é a relação
entre a Profundidade de
corte (P) e o Avanço (A).
figura
Profundidade de corte (P)
3
3
Área de corte (S)
Constitui a área calculada da secção do cavaco que será
retirada, definida como o produto da profundidade de
corte (P) com o avanço (A) (Figura 4).
figura
Área de corte (S)
4
4
Tabela de tensão de ruptura (Tr)
É a máxima tensão (força) aplicada em um determinado
material, antes do seu completo rompimento, tensão es-
ta que é medida em laboratório, com aparelhos especiais.
A unidade de tensão de ruptura é o kg/mm².
Apresentamos, na página ao lado, o Quadro 3 com os
principais materiais comumente utilizados em usinagem
e suas respectivas tensões de ruptura. Ela serve para con-
sultas constantes em nosso estudo.
S = P . A
65
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Pressão específica de corte (Ks)
É, por definição, a força de corte para a unidade de área
da seção de corte (S).Também é uma variável medida em
laboratório, obtida mediante várias experiências, onde se
verificou que a pressão específica de corte depende dos
seguintes fatores:
Material em pregado (resistência)
Secção de corte
Geometria da ferramenta
Afiação da ferramenta
Velocidade de corte
Fluido de corte
Rigidez da ferramenta
Na prática, utilizam-se tabelas e diagramas que sim-
plificam o cálculo desse parâmetro de corte. Apresenta-
mos, a seguir, uma tabela, na Figura 5, para a obtenção
direta da pressão específica de corte (Ks), em função da
resistência (tensão de ruptura) dos principais materiais e
dos avanços empregados comumente nas operações de
torneamento, bem como para ângulo de posição da fer-
ramenta de 90°.
Para diferentes ângulos de posição da ferramenta, não
há necessidade de correção do valor de Ks, pois as dife-
renças não são significativas.
quadro
Tensão de ruptura (Tr)
3
3
Material que será usinado
Alumínio-bronze (fundido)
Alumínio
Bronze-manganês
Bronze-fósforo
Inconel
Metal (Monel) (Fundido)
Nicrome
Ferro Fundido Especial
Ferro Maleável (Fundido)
Aço sem liga
Aço-liga fundido
Aço-carbono:
SAE 1010 (laminado ou forjado)
SAE 1020 (laminado ou forjado)
SAE 1030 (laminado ou forjado)
SAE 1040 (laminado ou forjado)
SAE 1060 (laminado ou forjado)
SAE 1095 (laminado ou forjado)
Aço-carbono de corte fácil:
SAE 1112 (laminado ou forjado)
SAE 1120 (laminado ou forjado)
Aço-manganês:
SAE 1315 (laminado ou forjado)
SAE 1340 (laminado ou forjado)
SAE 1350 (laminado ou forjado)
Aço-níquel:
SAE 2315 (laminado ou forjado)
SAE 2330 (laminado ou forjado)
SAE 2340 (laminado ou forjado)
SAE 2350 (laminado ou forjado)
Aço-cromo-níquel:
SAE 3115 (laminado ou forjado)
SAE 3135 (laminado ou forjado)
SAE 3145 (laminado ou forjado)
SAE 3240 (laminado ou forjado)
Aço-molibdênio:
SAE (laminado ou forjado)
SAE 4140 (laminado ou forjado)
SAE 4340 (laminado ou forjado)
SAE 4615 (laminado ou forjado)
SAE 4640 (laminado ou forjado)
Aço-cromo:
SAE 5120 (laminado ou forjado)
SAE 5140 (laminado ou forjado)
SAE 52100 (laminado ou forjado)
Aço-cromo-vanádio:
SAE 6115 (laminado ou forjado)
SAE 6140 (laminado ou forjado)
Aço-silício-manganês:
SAE 9255 (laminado ou forjado)
Aço inoxidável
Material que será usinado
Tensão de
Ruptura
(kg/mm²)
46 a 56
42
42-49
35
42
53
46
28 a 46
39
49
63-41
40
46
53
60
74
102
50
49
51
77
84
60
67
77
92
53
74
81
102
54
92
194
58
84
70
81
106
58
93
94
84-159
Tensão de
Ruptura
(kg/mm²)
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bola na rede
bola na rede
figura
Diagrama de obtenção pressão
específica de corte (Ks)
5
5 Material
Tensão de ruptura em
Kg/mm2
ou dureza
1. Aço duro manganês
2. Aço liga 140-180 Kg/mm2
Aço Ferram. 150-180 Kg/mm2
3. Aço liga 100-140 Kg/mm2
4. Aço inoxidável 60-70 Kg/mm2
5. Aço Cr Mg 85-100 Kg/mm2
6. Aço Mn Cr Ni 70-85 Kg/mm2
7. Aço 85-100 Kg/mm2
8. Aço 70-85 Kg/mm2
9. Aço 60-70 Kg/mm2
10. Aço 50-60 Kg/mm2
11. Aço fundido acima de TO Kg/mm2
12. Aço até 50 Kg/mm2
Aço Fundido 50-70 Kg/mm2
Fundição de concha 65-90 shore
13. Aço fundido 30-50 Kg/mm2
Ferro fundido de liga 250-400 brinell
14. Ferro fundido 200-250 brinell
15. Ferro fundido maleável
16. Ferro fundido até 200 brinell
Como utilizar a tabela
a
a Definir o material que se quer usinar.
b
b Definir o avanço em mm/rot para
a usinagem.
c
c Definir Tensão de ruptura (Tr) do
material a ser usinado, utilizando
tabela específica (Quadro 3).
d
d Aplicar o valor da tensão de ruptura
achado, na relação de material na
tabela da pressão especifica de
corte (Ks) (Figura 5), determinado-se
assim uma das 16 retas do gráfico.
e
e Procurar o avanço empregado em
mm/rot. no eixo das abscissas.
f
f Traçar uma linha até interceptar a
reta determinada no item d
d e passar
uma perpendicular até o eixo das
ordenadas, determinado-se assim o
Ks em Kg/mm².
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Finalmente aplicamos esses valores na Figura 5 (na pá-
gina ao lado) de Ks. A partir da abscissa (eixo denomina-
do Avanço – mm/rotação) traçamos uma reta vertical até
atingirmos a reta diagonal com número 12 (obtido ante-
riormente). Nesse ponto de intersecção, seguir com uma
reta horizontal e paralela ao eixo das abscissas até tocar
um ponto no eixo das coordenadas (Pressão específica de
corte). A reta tocou no valor 250, o que significa que te-
mos um Ks = 250 kg/mm².
Força de corte (Fc)
A força de corte Fc (também conhecida por força princi-
pal de corte) é, por definição, a projeção da força de usi-
nagem sobre a direção de corte, conforme a Figura 6.
Olha aí!
olha aí!
Então, para aços
até 50 kg/mm²,
temos a reta
número 12.
O avanço
já foi dado =
0,2mm/rot.
CHOQUE DE ORDEM
CHOQUE DE ORDEM
Exemplo
Usinar uma peça cujo
material é aço SAE 1020,
forjado, com um avanço
de 0,2 mm/rot. Vamos
até à tabela da tensão
de ruptura e localizamos o
material e sua respectiva Tr.
Aço-carbono:
SAE 1010 (laminado ou forjado)
SAE 1020 (laminado ou forjado)
SAE 1030 (laminado ou forjado)
SAE 1040 (laminado ou forjado)
SAE 1060 (laminado ou forjado)
SAE 1095 (laminado ou forjado)
Para aços SAE 1020, forjado Tr = 46 kg/mm²
Com o valor de Tr = 46 kg/mm² (resistência),
vamos até a tabela de Ks e determinamos a reta
do material empregado.
Para isso, devemos verificar na legenda do
quadro o número da reta indicada para o material
com Tr = 46kg/mm2
.
40
46
53
60
74
102
figura
Força de corte
6
6
Força de usinagem
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Esse parâmetro resulta do produto da pressão especi-
fica de corte (Ks) com a área de corte (S). A unidade é da-
da em kgf. Então:
Velocidade de corte (Vc)
Por definição, a velocidade de corte (Vc) é a velocidade
circunferencial ou de rotação da peça. Em cada rotação
da peça a ser torneada, o seu perímetro passa uma vez pe-
la aresta cortante da ferramenta, conforme a Figura 7.
A velocidade de corte é importantíssima no estabele-
cimento de uma boa usinabilidade do material (quebra
de cavaco, grau de rugosidade e vida útil da ferramenta)
e varia conforme o tipo de material; classe do inserto; a
ferramenta e a operação de usinagem. É uma grandeza
numérica diretamente proporcional ao diâmetro da pe-
ça e à rotação do eixo-árvore, é dada pela fórmula que es-
tá no quadro Para calcular ou velocidade de corte.
figura
Representação do
movimento circunferencial
7
7
A maioria dos fabricantes de ferramenta informa,
em tabela, a Vc em função do material e da classe
do inserto utilizado. Nesse caso, calcula-se a rotação
do eixo-árvore pela fórmula destacada abaixo.
Uma
luz
Uma
luz
Vc = Velocidade de corte (metros/minuto)
π = Constante = 3,1416
D = Diâmetro (mm)
N = Rotação do eixo-árvore (rpm)
π . D . N
1.000
Vc =
Para calcular a velocidade de corte
Vc . 1.000
π . D
N =
pois
Lembrando: P = Profundidade de corte (mm)
A = Avanço (mm/rot.)
Fc = Ks . S
S = P . A
Fc = Ks . P . A
ou
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bola na rede
bola na rede
Tabelas de velocidades de corte destinadas à usinagem
seriada de grandes lotes são tabelas completas que levam
em conta todos os fatores que permitem trabalhar com
parâmetros muito perto dos valores ideais. Podemos con-
tar também com tabelas que levam em conta apenas o fa-
tor mais representativo, ou o mais crítico, possibilitando
a determinação dos valores de usinagem de maneira mais
simples e rápida (Quadro 4).
Exemplo
Utilizando-se uma Vc = 160m/min,
qual é a rotação do eixo-árvore para
a usinagem de uma peça de 60mm
de diâmetro?
Aplique a fórmula
160 . 1.000
π . 60
N = N ≅ 849 rpm
Vc . 1.000
π . D
N =
CHOQUE DE ORDEM
CHOQUE DE ORDEM
Visando facilitar o trabalho,
costuma-se utilizar tabelas
relacionando velocidade
de corte e diâmetro de
material, para a determinação
da rotação ideal.
Vejamos um tipo de tabela
no Quadro 5, na página a seguir.
quadro
Velocidades de corte (Vc) para torno
(em metros por minuto)
4
4
Materiais
Aço 0,35%C
Aço 0,45%C
Aço extraduro
Ferro fundido maleável
Ferro fundido gris
Ferro fundido duro
Bronze
Latão e cobre
Alumínio
Fibra e ebonite
Ferramentas de aço rápido
Desbaste
25
15
12
20
15
10
30
40
60
25
Acabamento
30
20
16
25
20
15
40
50
90
40
Roscar
Recartilhar
10
8
6
8
8
6
10-25
10-25
15-35
10-20
Ferramentas de
carboneto-metálico
Desbaste
200
120
40
70
65
30
300
350
500
120
Acabamento
300
160
60
85
95
50
380
400
700
150
70 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE
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Para determinar a N (rpm) necessária para usinar um
cilindro de aço 1020, com uma ferramenta de aço rápido,
conforme desenho da Figura 8, onde o valor de Ø100,
“maior”, é para desbaste, enquanto o de Ø95, “menor”, é
para acabamento.
Na
linha
do
vento
Na
linha
do
vento
Vamos a um exemplo
prático, considerando
desbaste e acabamento,
tomando os Quadros 4 e 5
e as fórmulas já
apresentadas.
quadro
Rotações por minuto (rpm)
5
5
V
m/min 6
318
477
636
794
1 108
1 114
1 272
1 483
1 588
1 908
2 120
2 382
2 650
2 860
3 176
3 440
4 600
4 475
6 352
12 900
6
9
12
15
19
21
24
28
30
36
40
45
50
54
60
65
72
85
120
243
10
191
287
382
477
605
669
764
892
954
1 146
1 272
1 431
1 590
1 720
1 908
1 070
2 292
2 710
3 816
7 750
20
96
144
191
238
303
335
382
446
477
573
636
716
795
860
954
1 035
1 146
1 355
1 908
3 875
30
64
96
127
159
202
223
255
297
318
382
424
477
530
573
636
690
764
903
1 272
2 583
40
48
72
96
119
152
168
191
223
238
286
318
358
398
430
477
518
573
679
945
1 938
50
38
57
76
96
121
134
152
178
190
230
254
286
318
344
382
414
458
542
764
1 550
60
32
48
64
80
101
112
128
149
159
191
212
239
265
287
318
345
382
452
636
1 292
70
27
41
54
68
86
95
109
127
136
164
182
205
227
245
272
296
327
386
544
1 105
80
24
36
48
60
76
84
96
112
119
143
159
179
199
215
239
259
287
339
477
969
90
21
32
42
53
67
74
85
99
106
127
141
159
177
191
212
230
255
301
424
861
10
19
29
38
48
60
67
76
89
95
115
127
143
159
172
191
207
229
271
382
775
120
16
24
32
40
50
56
64
75
80
96
106
120
133
144
159
173
191
226
318
646
Diâmetro do material em milímetros
figura
Desgaste e acabamento
8
8
Ø95
Ø100
Olha aí!
olha aí!
Na página ao lado você
encontra os dados e
a solução para debaste.
Confira e acompanhe.
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Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem
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Potência de corte (Pc)
Potência de corte é a grandeza despen-
dida no eixo-árvore para a realização de
uma determinada usinagem. É um pa-
râmetro de corte que nos auxilia a esta-
belecer o quanto podemos exigir de
uma máquina-ferramenta para um má-
ximo rendimento, sem prejuízo dos
componentes dessa máquina, obtendo-
se assim uma perfeita usinabilidade.
É diretamente proporcional à velocidade de cor-
te (Vc) e à força de corte (Fc).
Reúnem-se todos os dados necessários
Para desbaste
Para acabamento
A velocidade de corte obtém-se no Quadro 3.
Monta-se a fórmula e substituem-se os valores.
Ø de desbaste
Vc de desbaste
Ø de acabamento
Vc de acabamento
Uma
luz
Uma
luz
Vc . 1.000
π . D
25 . 1.000 mm
π mm . min . 100
1
mm
N = = = 80
Vc . 1.000
π . D
N =
30 . 1.000 mm
95 . π mm . min
1
mm
N = = 100
N ≅ 80 rpm
Valor obtido na Figura 8
Valor obtido na Tabela 3
D = 100 mm
m
min
Vc = 25
Para materiais de aço
0,35%C o desbaste com
ferramentas de aço
rápido indica Vc = 25
Valor obtido na Figura 8
D = 95 mm
N ≅ 100 rpm
m
min
Vc = 30
Valor obtido na Tabela 3
Solução para desbaste Solução para acabamento Onde: Ks = Pressão específica de corte (kg/mm²)
P = Profundidade de corte (mm)
A = Avanço (mm/rot.)
Vc = Velocidade de corte (m/min)
 = Rendimento da máquina (%)
Pc = Potência de corte (CV)
Fc . Vc
 . 60 . 75
Pc =
Ks . P . A . Vc
 . 4.500
Pc =
Fc = Ks . P . A
ligação direta
ligação direta
Pc (potência de corte) é
dada em CV (cavalo-vapor),
utilizando-se corretamente os
parâmetros em suas unidades
mencionadas acima.
72 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE
Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem
M Ó D U L O
METALMECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
SENAI-RJ
A fórmula apresentada, na prática, é a mais utilizada,
pois sempre é fornecida a potência nominal da máquina.
Quando se deseja obter a potência de corte (Pc) em kw
(quilowatt), basta transformar a unidade (da Pc que é CV)
pela relação:
1 CV = 0,736 kw
Na prática, também é fornecida a potência do motor
principal da máquina-ferramenta. Então, no lugar de cal-
cularmos a Pc (potência de corte) e compararmos o re-
sultado com a potência do motor, aplicamos a fórmula
para o cálculo da profundidade de corte (P) permitida de
acordo com a potência fornecida pela máquina.
Pc .  . 4.500
Ks . A . Vc
P =
Visando consolidar o entendimento, vamos a um
exemplo para cálculo da profundidade de corte (P).
Dados:
Potência da máquina: 35kw
Ks = 230 kg/mm²
A = 0,3 mm/rot.
Vc = 180 m/min.
 = 0,8 (máquina nova)
Olha aí!
olha aí!
Duas dicas
O rendimento ()
Geralmente, em
máquinas novas, tem-se
um rendimento entre
70% e 80% (0,7 a 0,8).
Em máquinas usadas,
um rendimento entre
50% e 60% (0,5 a 0,6).
O rendimento é uma
grandeza que leva em
consideração as perdas
de potência da máquina
por atrito, transmissão,
entre outras.
O HP é também
uma unidade de
potência,
e podemos
considerar que
1
1
2
2
1 HP = 1 CV
Observe que não é dado o valor da potência de corte
(Pc), mas já foi indicado que Pc pode ser dada em cava-
lo-vapor (CV) que, por sua vez, pode ser transformada em
kw e vice-versa.
Então, primeiramente, vamos obter Pc a partir de kw.
Agora, aplicamos todos os valores à fórmula.
Logo, a máxima profundidade de corte (P) permitida
nas condições acima, para uma potência do motor prin-
cipal da máquina de 35 kw (47,55 CV), é de 13mm.
Pc .  . 4.500
Ks . A . Vc
P =
A fórmula apresentada, na
prática, é a mais utilizada, pois
sempre é fornecida a potência
nominal da máquina.
1 CV
X
0,736 kw
35 kw
35
0,736
X = X = 47,55 CV
47,55 . 0,8 . 4.500
230 . 0,3 . 180
P =
P = 13 mm
73
PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ
Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem
M Ó D U L O
METALMECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
SENAI-RJ
Tempo de fabricação
O tempo de fabricação abarca desde o começo até a en-
trega do produto de uma tarefa que não tenha sofrido in-
terrupção anormal em nenhuma de suas etapas.
O tempo de fabricação engloba tempos de caracterís-
ticas diferentes, dentre os quais consta o tempo de usina-
gem propriamente dito, tecnicamente chamado tempo
de corte (Tc).
Senão, vejamos: preparar e desmontar a máquina se
faz uma única vez por tarefa; já o corte se repete tantas
vezes quantas forem as peças.
Fixar, medir, posicionar resultam em tempo de mano-
bra, operações necessárias, mas sem dar progresso na
conformação da peça.Também podemos ter desperdícios
de tempo ocasionados por quebra de ferramentas, falta
de energia etc.
Tempo de corte (Tc)
Também chamado tempo principal, é aquele em que a
peça se transforma tanto por conformação (tirar mate-
rial) como por deformação.
Nesta unidade só trataremos do cálculo do tempo de
corte (Tc) em que a unidade usual e adequada é o segun-
do ou o minuto.
para botar na moldura
para botar na moldura
Cálculo do tempo
de corte (Tc)
Inicialmente, antes de
vermos o tempo de corte
propriamente dito, vamos
recordar como se processa o
cálculo do tempo em física.
O tempo (t) necessário para que um objeto realize
um movimento é o quociente de uma distância S
(comprimento) por uma velocidade V. Se pensarmos
no nosso trabalho, especificamente, o tempo para
que a ferramenta execute um movimento está
representando na equação
Tc = [s; min]
Vamos
então, ao
estudo de
uma variável
importante
para a determinação do
tempo de fabricação:
Tempo de Corte (Tc).
bater de
frente
bater de
frente
S (comprimento)
V (avanço)
Olha aí!
olha aí!
A seguir vamos
apresentar um
exemplo prático.
74 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE
Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem
M Ó D U L O
METALMECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
SENAI-RJ
bola na rede
bola na rede
Exemplo
Um comprimento de 60mm deve ser
percorrido por uma ferramenta com a
velocidade (avanço) de 20 mm/min.
Qual o tempo necessário para
percorrer essa distância?
Solução
Fórmula geral
Vejamos agora, a fórmula do Tc, considerando tais re-
lações entre comprimento e velocidade.
O avanço (a) é caracterizado por milímetros de deslo-
camento por volta. Através da fórmula do tempo, vemos
que velocidade de avanço (Va) pode ser determinada pe-
lo produto do avanço (mm) e da rotação (rpm).
Portanto, a fórmula para o cálculo do tempo de corte
pode ser:
60mm . min
20mm
t =
S
V
t =
1
min
Va = a . n mm .
S
a . n
Tc = [ min ]
L . i
a . N
Tc = [ min ]
Conforme o desenho e a notação da Figura 9, e levan-
do em conta o número de passes (i), podemos ter a fór-
mula completa:
ligação direta
ligação direta
Veja na página ao lado um exemplo
de aplicação desta fórmula em um
processo de torneamento longitudinal.
Observe a Figura 9.
Onde: L = eixo de comprimento
i = nº de passes (movimentos)
a = avanço
N = rotação por minuto
75
PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ
Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem
M Ó D U L O
METALMECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
SENAI-RJ
Torneamento longitudinal
Torneamento transversal
O cálculo de Tc neste tipo de torneamento é o mesmo que
paraotorneamentolongitudinal,sendoqueocomprimen-
toLécalculadoemfunçãododiâmetrodapeça(Figura10).
figura
Torneamento longitudinal
9
9
L
a
n
bola na rede
bola na rede
Calcular N = rpm
Calcular o Tempo de corte
a
a
a
a
Exemplo
Um eixo de comprimento L = 1.350 mm;
Vc = 14m/min; diâmetro Ø = 95mm;
avanço a = 2mm, deve ser torneado
longitudinalmente com 3 passes.
Rotações da máquina:
24 – 33,5 – 48 – 67 – 96 – 132/min
Calcule
a
a rpm
b
b Tempo de corte Tc
Veja a solução do
exemplo no
quadro ao lado.
1º passo
1º passo
2º passo
2º passo
Solução
14 . 1.000
95mm . πmm
46,93
min
N = =
1.350mm . 3
2mm . 48
min
Tc = = 42min
N = 48
Vc . 1.000
d . π
N =
L . i
a . n
Tc =
76 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE
Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem
M Ó D U L O
METALMECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
TORNEARIA MECÂNICA
SENAI-RJ
figura
Torneamento transversal
10
10
Anote e guarde
d d
D
d
2
L =
D – d
2
L =
bola na rede
bola na rede
Agora que terminamos a
apresentação dos diversos elementos
e procedimentos envolvidos no
torneamento, vamos à prática.
Aproveite o espaço ao lado para
suas anotações.
Anote e guarde

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  • 1. 61 PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Aprendi na vida que a maioria dos problemas complexos tem soluções simples Aleides Tapias “ Parâmetros de corte Nesse capítulo você encontra Nesse capítulo você encontra 4 4 A importância da refrigeração no processo de usinagem Fluido de corte Funções dos fluidos de corte Tipos de fluidos de corte
  • 2. 62 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Principais parâmetros de corte para o processo de torneamento Parâmetros de corte são grandezas numéricas que defi- nem, na usinagem, os diferentes esforços, velocidades, etc. a serem empregados. Eles nos auxiliam na obtenção de uma perfeita usinabilidade dos materiais, com a utili- zação racional dos recursos oferecidos por uma determi- nada máquina-ferramenta. No Quadro 1 estão os parâmetros de corte utilizados para as operações de torneamento. Vejamos, então, cada parâmetro de corte se- paradamente e sua respectiva utilização nas ope- rações de torneamento. Avanço (A) O avanço, por definição, é a velocidade de deslo- camento de uma ferramenta em cada volta de 360° de uma peça (avanço em mm/rotação), con- forme Figura 1, ou por unidade de tempo (avan- ço em mm/minuto), conforme Figura 2. quadro Parâmetros de corte 1 1 Parâmetro Símbolo Avanço Profundidade de corte Área de corte Tensão de ruptura Pressão específica de corte Força de corte Velocidade de corte Potência de corte A P S Tr Ks Fc Vc Pc bater de frente bater de frente Na maioria das publicações que tratam do assunto Usinagem, o símbolo para a força de corte é Pc e para a potência de corte é Nc. Adotamos, porém, a simbologia que está no Quadro 1 para efeito didático. figura Avanço em mm/min Avanço em mm/rotação 1 figura 2 2 1 10 Ferramenta Ferramenta 3 A = 3mm/rot. (A cada volta de 360° da peça, a ferramenta se desloca 3mm) A = 10mm/min. (A cada minuto de usinagem, a ferramenta se desloca 10mm)
  • 3. 63 PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ A escolha do avanço adequado deve ser feita levando- se em consideração o material, a ferramenta e a operação que será executada na usinagem. Os fabricantes de ferra- mentas trazem em seus catálogos os avanços adequados, já levando em consideração as variáveis acima citadas, testadas em laboratório. Ilustrativamente, apresentaremos alguns valores no Quadro 2, que foi confeccionada em laboratório, após vá- rios testes realizados, e leva em consideração o grau de rugosidade em relação ao avanço e raio da ponta da fer- ramenta, facilitando o estabelecimento do avanço ade- quado nas operações de torneamento. para botar na moldura para botar na moldura CHOQUE DE ORDEM CHOQUE DE ORDEM Quando tem-se a unidade de avanço em mm/rot. e se deseja passar para mm/min. (ou vice e versa), utiliza-se a seguinte relação: Avanço (mm/min.) = Rotação por minutos x Avanço (mm/rot.) quadro 2 2 Acabamento fino Classes de operações Sistema de leitura Aparelho do Senai Ra (CLA) MICRONS mm Fórmulas Rugosidade em µ m (H-R-Rt) AVANÇOS EM mm / ROTAÇÃO Rt Rt MICRONS- INCHES R = S2 4 .r Avanço em mm S = 4R . r r = Raio da ferramenta em mm RAIO DA CURVATURA DA PONTA DA FERRAMENTA (mm) Grau de rugosidade x avanço x raio da ponta da ferramenta
  • 4. 64 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Profundidade de corte (P) Trata-se da grandeza numérica que define a penetra- ção da ferramenta para a realização de uma determi- nada operação, possibilitando a remoção de certa quantidade de cavaco (Figura 3). ligação direta ligação direta Estes são os dados da Figura 4: P = mm A = mm/rot. Concluímos que a Área de corte (S) é a relação entre a Profundidade de corte (P) e o Avanço (A). figura Profundidade de corte (P) 3 3 Área de corte (S) Constitui a área calculada da secção do cavaco que será retirada, definida como o produto da profundidade de corte (P) com o avanço (A) (Figura 4). figura Área de corte (S) 4 4 Tabela de tensão de ruptura (Tr) É a máxima tensão (força) aplicada em um determinado material, antes do seu completo rompimento, tensão es- ta que é medida em laboratório, com aparelhos especiais. A unidade de tensão de ruptura é o kg/mm². Apresentamos, na página ao lado, o Quadro 3 com os principais materiais comumente utilizados em usinagem e suas respectivas tensões de ruptura. Ela serve para con- sultas constantes em nosso estudo. S = P . A
  • 5. 65 PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Pressão específica de corte (Ks) É, por definição, a força de corte para a unidade de área da seção de corte (S).Também é uma variável medida em laboratório, obtida mediante várias experiências, onde se verificou que a pressão específica de corte depende dos seguintes fatores: Material em pregado (resistência) Secção de corte Geometria da ferramenta Afiação da ferramenta Velocidade de corte Fluido de corte Rigidez da ferramenta Na prática, utilizam-se tabelas e diagramas que sim- plificam o cálculo desse parâmetro de corte. Apresenta- mos, a seguir, uma tabela, na Figura 5, para a obtenção direta da pressão específica de corte (Ks), em função da resistência (tensão de ruptura) dos principais materiais e dos avanços empregados comumente nas operações de torneamento, bem como para ângulo de posição da fer- ramenta de 90°. Para diferentes ângulos de posição da ferramenta, não há necessidade de correção do valor de Ks, pois as dife- renças não são significativas. quadro Tensão de ruptura (Tr) 3 3 Material que será usinado Alumínio-bronze (fundido) Alumínio Bronze-manganês Bronze-fósforo Inconel Metal (Monel) (Fundido) Nicrome Ferro Fundido Especial Ferro Maleável (Fundido) Aço sem liga Aço-liga fundido Aço-carbono: SAE 1010 (laminado ou forjado) SAE 1020 (laminado ou forjado) SAE 1030 (laminado ou forjado) SAE 1040 (laminado ou forjado) SAE 1060 (laminado ou forjado) SAE 1095 (laminado ou forjado) Aço-carbono de corte fácil: SAE 1112 (laminado ou forjado) SAE 1120 (laminado ou forjado) Aço-manganês: SAE 1315 (laminado ou forjado) SAE 1340 (laminado ou forjado) SAE 1350 (laminado ou forjado) Aço-níquel: SAE 2315 (laminado ou forjado) SAE 2330 (laminado ou forjado) SAE 2340 (laminado ou forjado) SAE 2350 (laminado ou forjado) Aço-cromo-níquel: SAE 3115 (laminado ou forjado) SAE 3135 (laminado ou forjado) SAE 3145 (laminado ou forjado) SAE 3240 (laminado ou forjado) Aço-molibdênio: SAE (laminado ou forjado) SAE 4140 (laminado ou forjado) SAE 4340 (laminado ou forjado) SAE 4615 (laminado ou forjado) SAE 4640 (laminado ou forjado) Aço-cromo: SAE 5120 (laminado ou forjado) SAE 5140 (laminado ou forjado) SAE 52100 (laminado ou forjado) Aço-cromo-vanádio: SAE 6115 (laminado ou forjado) SAE 6140 (laminado ou forjado) Aço-silício-manganês: SAE 9255 (laminado ou forjado) Aço inoxidável Material que será usinado Tensão de Ruptura (kg/mm²) 46 a 56 42 42-49 35 42 53 46 28 a 46 39 49 63-41 40 46 53 60 74 102 50 49 51 77 84 60 67 77 92 53 74 81 102 54 92 194 58 84 70 81 106 58 93 94 84-159 Tensão de Ruptura (kg/mm²)
  • 6. 66 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ bola na rede bola na rede figura Diagrama de obtenção pressão específica de corte (Ks) 5 5 Material Tensão de ruptura em Kg/mm2 ou dureza 1. Aço duro manganês 2. Aço liga 140-180 Kg/mm2 Aço Ferram. 150-180 Kg/mm2 3. Aço liga 100-140 Kg/mm2 4. Aço inoxidável 60-70 Kg/mm2 5. Aço Cr Mg 85-100 Kg/mm2 6. Aço Mn Cr Ni 70-85 Kg/mm2 7. Aço 85-100 Kg/mm2 8. Aço 70-85 Kg/mm2 9. Aço 60-70 Kg/mm2 10. Aço 50-60 Kg/mm2 11. Aço fundido acima de TO Kg/mm2 12. Aço até 50 Kg/mm2 Aço Fundido 50-70 Kg/mm2 Fundição de concha 65-90 shore 13. Aço fundido 30-50 Kg/mm2 Ferro fundido de liga 250-400 brinell 14. Ferro fundido 200-250 brinell 15. Ferro fundido maleável 16. Ferro fundido até 200 brinell Como utilizar a tabela a a Definir o material que se quer usinar. b b Definir o avanço em mm/rot para a usinagem. c c Definir Tensão de ruptura (Tr) do material a ser usinado, utilizando tabela específica (Quadro 3). d d Aplicar o valor da tensão de ruptura achado, na relação de material na tabela da pressão especifica de corte (Ks) (Figura 5), determinado-se assim uma das 16 retas do gráfico. e e Procurar o avanço empregado em mm/rot. no eixo das abscissas. f f Traçar uma linha até interceptar a reta determinada no item d d e passar uma perpendicular até o eixo das ordenadas, determinado-se assim o Ks em Kg/mm².
  • 7. 67 PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Finalmente aplicamos esses valores na Figura 5 (na pá- gina ao lado) de Ks. A partir da abscissa (eixo denomina- do Avanço – mm/rotação) traçamos uma reta vertical até atingirmos a reta diagonal com número 12 (obtido ante- riormente). Nesse ponto de intersecção, seguir com uma reta horizontal e paralela ao eixo das abscissas até tocar um ponto no eixo das coordenadas (Pressão específica de corte). A reta tocou no valor 250, o que significa que te- mos um Ks = 250 kg/mm². Força de corte (Fc) A força de corte Fc (também conhecida por força princi- pal de corte) é, por definição, a projeção da força de usi- nagem sobre a direção de corte, conforme a Figura 6. Olha aí! olha aí! Então, para aços até 50 kg/mm², temos a reta número 12. O avanço já foi dado = 0,2mm/rot. CHOQUE DE ORDEM CHOQUE DE ORDEM Exemplo Usinar uma peça cujo material é aço SAE 1020, forjado, com um avanço de 0,2 mm/rot. Vamos até à tabela da tensão de ruptura e localizamos o material e sua respectiva Tr. Aço-carbono: SAE 1010 (laminado ou forjado) SAE 1020 (laminado ou forjado) SAE 1030 (laminado ou forjado) SAE 1040 (laminado ou forjado) SAE 1060 (laminado ou forjado) SAE 1095 (laminado ou forjado) Para aços SAE 1020, forjado Tr = 46 kg/mm² Com o valor de Tr = 46 kg/mm² (resistência), vamos até a tabela de Ks e determinamos a reta do material empregado. Para isso, devemos verificar na legenda do quadro o número da reta indicada para o material com Tr = 46kg/mm2 . 40 46 53 60 74 102 figura Força de corte 6 6 Força de usinagem
  • 8. 68 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Esse parâmetro resulta do produto da pressão especi- fica de corte (Ks) com a área de corte (S). A unidade é da- da em kgf. Então: Velocidade de corte (Vc) Por definição, a velocidade de corte (Vc) é a velocidade circunferencial ou de rotação da peça. Em cada rotação da peça a ser torneada, o seu perímetro passa uma vez pe- la aresta cortante da ferramenta, conforme a Figura 7. A velocidade de corte é importantíssima no estabele- cimento de uma boa usinabilidade do material (quebra de cavaco, grau de rugosidade e vida útil da ferramenta) e varia conforme o tipo de material; classe do inserto; a ferramenta e a operação de usinagem. É uma grandeza numérica diretamente proporcional ao diâmetro da pe- ça e à rotação do eixo-árvore, é dada pela fórmula que es- tá no quadro Para calcular ou velocidade de corte. figura Representação do movimento circunferencial 7 7 A maioria dos fabricantes de ferramenta informa, em tabela, a Vc em função do material e da classe do inserto utilizado. Nesse caso, calcula-se a rotação do eixo-árvore pela fórmula destacada abaixo. Uma luz Uma luz Vc = Velocidade de corte (metros/minuto) π = Constante = 3,1416 D = Diâmetro (mm) N = Rotação do eixo-árvore (rpm) π . D . N 1.000 Vc = Para calcular a velocidade de corte Vc . 1.000 π . D N = pois Lembrando: P = Profundidade de corte (mm) A = Avanço (mm/rot.) Fc = Ks . S S = P . A Fc = Ks . P . A ou
  • 9. 69 PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ bola na rede bola na rede Tabelas de velocidades de corte destinadas à usinagem seriada de grandes lotes são tabelas completas que levam em conta todos os fatores que permitem trabalhar com parâmetros muito perto dos valores ideais. Podemos con- tar também com tabelas que levam em conta apenas o fa- tor mais representativo, ou o mais crítico, possibilitando a determinação dos valores de usinagem de maneira mais simples e rápida (Quadro 4). Exemplo Utilizando-se uma Vc = 160m/min, qual é a rotação do eixo-árvore para a usinagem de uma peça de 60mm de diâmetro? Aplique a fórmula 160 . 1.000 π . 60 N = N ≅ 849 rpm Vc . 1.000 π . D N = CHOQUE DE ORDEM CHOQUE DE ORDEM Visando facilitar o trabalho, costuma-se utilizar tabelas relacionando velocidade de corte e diâmetro de material, para a determinação da rotação ideal. Vejamos um tipo de tabela no Quadro 5, na página a seguir. quadro Velocidades de corte (Vc) para torno (em metros por minuto) 4 4 Materiais Aço 0,35%C Aço 0,45%C Aço extraduro Ferro fundido maleável Ferro fundido gris Ferro fundido duro Bronze Latão e cobre Alumínio Fibra e ebonite Ferramentas de aço rápido Desbaste 25 15 12 20 15 10 30 40 60 25 Acabamento 30 20 16 25 20 15 40 50 90 40 Roscar Recartilhar 10 8 6 8 8 6 10-25 10-25 15-35 10-20 Ferramentas de carboneto-metálico Desbaste 200 120 40 70 65 30 300 350 500 120 Acabamento 300 160 60 85 95 50 380 400 700 150
  • 10. 70 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Para determinar a N (rpm) necessária para usinar um cilindro de aço 1020, com uma ferramenta de aço rápido, conforme desenho da Figura 8, onde o valor de Ø100, “maior”, é para desbaste, enquanto o de Ø95, “menor”, é para acabamento. Na linha do vento Na linha do vento Vamos a um exemplo prático, considerando desbaste e acabamento, tomando os Quadros 4 e 5 e as fórmulas já apresentadas. quadro Rotações por minuto (rpm) 5 5 V m/min 6 318 477 636 794 1 108 1 114 1 272 1 483 1 588 1 908 2 120 2 382 2 650 2 860 3 176 3 440 4 600 4 475 6 352 12 900 6 9 12 15 19 21 24 28 30 36 40 45 50 54 60 65 72 85 120 243 10 191 287 382 477 605 669 764 892 954 1 146 1 272 1 431 1 590 1 720 1 908 1 070 2 292 2 710 3 816 7 750 20 96 144 191 238 303 335 382 446 477 573 636 716 795 860 954 1 035 1 146 1 355 1 908 3 875 30 64 96 127 159 202 223 255 297 318 382 424 477 530 573 636 690 764 903 1 272 2 583 40 48 72 96 119 152 168 191 223 238 286 318 358 398 430 477 518 573 679 945 1 938 50 38 57 76 96 121 134 152 178 190 230 254 286 318 344 382 414 458 542 764 1 550 60 32 48 64 80 101 112 128 149 159 191 212 239 265 287 318 345 382 452 636 1 292 70 27 41 54 68 86 95 109 127 136 164 182 205 227 245 272 296 327 386 544 1 105 80 24 36 48 60 76 84 96 112 119 143 159 179 199 215 239 259 287 339 477 969 90 21 32 42 53 67 74 85 99 106 127 141 159 177 191 212 230 255 301 424 861 10 19 29 38 48 60 67 76 89 95 115 127 143 159 172 191 207 229 271 382 775 120 16 24 32 40 50 56 64 75 80 96 106 120 133 144 159 173 191 226 318 646 Diâmetro do material em milímetros figura Desgaste e acabamento 8 8 Ø95 Ø100 Olha aí! olha aí! Na página ao lado você encontra os dados e a solução para debaste. Confira e acompanhe.
  • 11. 71 PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Potência de corte (Pc) Potência de corte é a grandeza despen- dida no eixo-árvore para a realização de uma determinada usinagem. É um pa- râmetro de corte que nos auxilia a esta- belecer o quanto podemos exigir de uma máquina-ferramenta para um má- ximo rendimento, sem prejuízo dos componentes dessa máquina, obtendo- se assim uma perfeita usinabilidade. É diretamente proporcional à velocidade de cor- te (Vc) e à força de corte (Fc). Reúnem-se todos os dados necessários Para desbaste Para acabamento A velocidade de corte obtém-se no Quadro 3. Monta-se a fórmula e substituem-se os valores. Ø de desbaste Vc de desbaste Ø de acabamento Vc de acabamento Uma luz Uma luz Vc . 1.000 π . D 25 . 1.000 mm π mm . min . 100 1 mm N = = = 80 Vc . 1.000 π . D N = 30 . 1.000 mm 95 . π mm . min 1 mm N = = 100 N ≅ 80 rpm Valor obtido na Figura 8 Valor obtido na Tabela 3 D = 100 mm m min Vc = 25 Para materiais de aço 0,35%C o desbaste com ferramentas de aço rápido indica Vc = 25 Valor obtido na Figura 8 D = 95 mm N ≅ 100 rpm m min Vc = 30 Valor obtido na Tabela 3 Solução para desbaste Solução para acabamento Onde: Ks = Pressão específica de corte (kg/mm²) P = Profundidade de corte (mm) A = Avanço (mm/rot.) Vc = Velocidade de corte (m/min)  = Rendimento da máquina (%) Pc = Potência de corte (CV) Fc . Vc  . 60 . 75 Pc = Ks . P . A . Vc  . 4.500 Pc = Fc = Ks . P . A ligação direta ligação direta Pc (potência de corte) é dada em CV (cavalo-vapor), utilizando-se corretamente os parâmetros em suas unidades mencionadas acima.
  • 12. 72 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ A fórmula apresentada, na prática, é a mais utilizada, pois sempre é fornecida a potência nominal da máquina. Quando se deseja obter a potência de corte (Pc) em kw (quilowatt), basta transformar a unidade (da Pc que é CV) pela relação: 1 CV = 0,736 kw Na prática, também é fornecida a potência do motor principal da máquina-ferramenta. Então, no lugar de cal- cularmos a Pc (potência de corte) e compararmos o re- sultado com a potência do motor, aplicamos a fórmula para o cálculo da profundidade de corte (P) permitida de acordo com a potência fornecida pela máquina. Pc .  . 4.500 Ks . A . Vc P = Visando consolidar o entendimento, vamos a um exemplo para cálculo da profundidade de corte (P). Dados: Potência da máquina: 35kw Ks = 230 kg/mm² A = 0,3 mm/rot. Vc = 180 m/min.  = 0,8 (máquina nova) Olha aí! olha aí! Duas dicas O rendimento () Geralmente, em máquinas novas, tem-se um rendimento entre 70% e 80% (0,7 a 0,8). Em máquinas usadas, um rendimento entre 50% e 60% (0,5 a 0,6). O rendimento é uma grandeza que leva em consideração as perdas de potência da máquina por atrito, transmissão, entre outras. O HP é também uma unidade de potência, e podemos considerar que 1 1 2 2 1 HP = 1 CV Observe que não é dado o valor da potência de corte (Pc), mas já foi indicado que Pc pode ser dada em cava- lo-vapor (CV) que, por sua vez, pode ser transformada em kw e vice-versa. Então, primeiramente, vamos obter Pc a partir de kw. Agora, aplicamos todos os valores à fórmula. Logo, a máxima profundidade de corte (P) permitida nas condições acima, para uma potência do motor prin- cipal da máquina de 35 kw (47,55 CV), é de 13mm. Pc .  . 4.500 Ks . A . Vc P = A fórmula apresentada, na prática, é a mais utilizada, pois sempre é fornecida a potência nominal da máquina. 1 CV X 0,736 kw 35 kw 35 0,736 X = X = 47,55 CV 47,55 . 0,8 . 4.500 230 . 0,3 . 180 P = P = 13 mm
  • 13. 73 PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Tempo de fabricação O tempo de fabricação abarca desde o começo até a en- trega do produto de uma tarefa que não tenha sofrido in- terrupção anormal em nenhuma de suas etapas. O tempo de fabricação engloba tempos de caracterís- ticas diferentes, dentre os quais consta o tempo de usina- gem propriamente dito, tecnicamente chamado tempo de corte (Tc). Senão, vejamos: preparar e desmontar a máquina se faz uma única vez por tarefa; já o corte se repete tantas vezes quantas forem as peças. Fixar, medir, posicionar resultam em tempo de mano- bra, operações necessárias, mas sem dar progresso na conformação da peça.Também podemos ter desperdícios de tempo ocasionados por quebra de ferramentas, falta de energia etc. Tempo de corte (Tc) Também chamado tempo principal, é aquele em que a peça se transforma tanto por conformação (tirar mate- rial) como por deformação. Nesta unidade só trataremos do cálculo do tempo de corte (Tc) em que a unidade usual e adequada é o segun- do ou o minuto. para botar na moldura para botar na moldura Cálculo do tempo de corte (Tc) Inicialmente, antes de vermos o tempo de corte propriamente dito, vamos recordar como se processa o cálculo do tempo em física. O tempo (t) necessário para que um objeto realize um movimento é o quociente de uma distância S (comprimento) por uma velocidade V. Se pensarmos no nosso trabalho, especificamente, o tempo para que a ferramenta execute um movimento está representando na equação Tc = [s; min] Vamos então, ao estudo de uma variável importante para a determinação do tempo de fabricação: Tempo de Corte (Tc). bater de frente bater de frente S (comprimento) V (avanço) Olha aí! olha aí! A seguir vamos apresentar um exemplo prático.
  • 14. 74 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ bola na rede bola na rede Exemplo Um comprimento de 60mm deve ser percorrido por uma ferramenta com a velocidade (avanço) de 20 mm/min. Qual o tempo necessário para percorrer essa distância? Solução Fórmula geral Vejamos agora, a fórmula do Tc, considerando tais re- lações entre comprimento e velocidade. O avanço (a) é caracterizado por milímetros de deslo- camento por volta. Através da fórmula do tempo, vemos que velocidade de avanço (Va) pode ser determinada pe- lo produto do avanço (mm) e da rotação (rpm). Portanto, a fórmula para o cálculo do tempo de corte pode ser: 60mm . min 20mm t = S V t = 1 min Va = a . n mm . S a . n Tc = [ min ] L . i a . N Tc = [ min ] Conforme o desenho e a notação da Figura 9, e levan- do em conta o número de passes (i), podemos ter a fór- mula completa: ligação direta ligação direta Veja na página ao lado um exemplo de aplicação desta fórmula em um processo de torneamento longitudinal. Observe a Figura 9. Onde: L = eixo de comprimento i = nº de passes (movimentos) a = avanço N = rotação por minuto
  • 15. 75 PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE  SENAI-RJ Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ Torneamento longitudinal Torneamento transversal O cálculo de Tc neste tipo de torneamento é o mesmo que paraotorneamentolongitudinal,sendoqueocomprimen- toLécalculadoemfunçãododiâmetrodapeça(Figura10). figura Torneamento longitudinal 9 9 L a n bola na rede bola na rede Calcular N = rpm Calcular o Tempo de corte a a a a Exemplo Um eixo de comprimento L = 1.350 mm; Vc = 14m/min; diâmetro Ø = 95mm; avanço a = 2mm, deve ser torneado longitudinalmente com 3 passes. Rotações da máquina: 24 – 33,5 – 48 – 67 – 96 – 132/min Calcule a a rpm b b Tempo de corte Tc Veja a solução do exemplo no quadro ao lado. 1º passo 1º passo 2º passo 2º passo Solução 14 . 1.000 95mm . πmm 46,93 min N = = 1.350mm . 3 2mm . 48 min Tc = = 42min N = 48 Vc . 1.000 d . π N = L . i a . n Tc =
  • 16. 76 SENAI-RJ  PROGRAMA DE CAPACITAÇÃO  ATUALIZAÇÃO TECNOLÓGICA DE DOCENTE Ação de lubrificação e refrigeração na usinagem M Ó D U L O METALMECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA TORNEARIA MECÂNICA SENAI-RJ figura Torneamento transversal 10 10 Anote e guarde d d D d 2 L = D – d 2 L = bola na rede bola na rede Agora que terminamos a apresentação dos diversos elementos e procedimentos envolvidos no torneamento, vamos à prática. Aproveite o espaço ao lado para suas anotações. Anote e guarde