Processo de Fresamento: Cálculos de Tempo e Potência

Práticas Industriais Prof Adriano Menezes da Silva Aula 15 10112021 Processo de Fresamento Exemplos de cálculo de tempo e Potência de Corte AULA DIA 22112022 Prof Paulo Rodolfo Buffon Ortiz Fresamento O fresamento é a operação de usinagem destinada à obtenção de superfícies quaisquer com o auxílio de ferramentas geralmente multicortantes Existem diversos formatos de peças Essas diferentes formas precisam ser obtidas usando o processo de fabricação adequado para sua obtenção O processo de fresamento Para tanto a ferramenta dita Fresa caracterizada por arestas cortantes dispostas simetricamente ao redor de um eixo é provida de um movimento de rotação permitindo que cada dente retire uma camada de material da peça O processo de fresamento O processo de fresamento O movimento de avanço é geralmente feito pela peça que está fixada à mesa da máquina Movimento de corte O processo de fresamento a Fresamento Tangencial eixo de rotação da ferramenta é paralelo a superfície da peça b Fresamento Frontal eixo de rotação da ferramenta é perpendicular a superfície da peça Fresamento Tangencial Fresamento Frontal Movimentos de Corte no Fresamento Tangencial O eixo da fresa está disposto paralelamente à superfície da peça Arestas de corte colocadas na periferia da parte cilíndrica Fresamento Tangencial Movimento de corte O processo de fresamento Movimentos de Corte no Fresamento Frontal O eixo da fresa é perpendicular à superfície de trabalho Fresamento Frontal O processo de fresamento Vantagens do corte discordante A operação da aresta de corte não depende das características da superfície da peça sendo usinada Crosta endurecida ou contaminações na superfície não prejudicam a vida da ferramenta O corte é suave desde que as arestas estejam bem afiadas O processo de fresamento Desvantagens do corte discordante A ferramenta tem a tendência de vibrar A peça é puxada para cima o que obriga a ter uma fixação adequada Desgaste mais rápido que no fresamento concordante O processo de fresamento O processo de fresamento Vantagens do corte concordante Dispositivos de fixação simples e econômicos força de corte para baixo Melhor acabamento da peça disposição dos cavacos Menor desgaste da ferramenta corte em hmax Menor potência de corte O processo de fresamento Desvantagens do corte concordante Forças de impacto na entrada da ferramenta na peça Dificuldade de usinar peças trabalhadas a quente forjadas e fundidas superfície dura httpswwwyoutubecom watchvNf6fA8ndvmA O processo de fresamento Fresa caracol ferramenta utilizada no processo Renânia Fresa de faceamento Fresa Abacaxi Fresa Módulo Fresa de Topo Ferramentas utilizadas no Fresamento O processo de fresamento Operações de Fresamento O processo de fresamento Operações de Fresamento O processo de fresamento Operações de Fresamento O processo de fresamento Operações de Fresamento O processo de fresamento Operações de Fresamento para Ferramentaria O processo de fresamento Fixações da peça na máquina O processo de fresamento Fixações da peça na máquina O processo de fresamento Existem dois movimentos de corte movimento primário de corte rotação movimento de avanço O processo de fresamento Grandezas do fresamento tangencial ae profundidade radial mm ap profundidade de usinagem mm vc velocidade de corte mmin vf velocidade de avanço mmmin n rotação rpm f avanço mmrev fz avanço por dente mmdente d diâmetro da fresa mm z número de dentes da fresa 𝑣𝑐 𝜋 𝑑 𝑛 1000 𝑣𝑓 𝑓𝑧 𝑧 𝑛 𝑜𝑢 𝑓 𝑛 𝑓 𝑓𝑧 𝑧 O processo de fresamento Grandezas do fresamento frontal O processo de fresamento Cálculo de tempo de usinagem O processo de fresamento Parâmetros de corte iniciais fresa Aço Rápido O processo de fresamento Parâmetros de corte iniciais fresa Metal Duro O processo de fresamento Potência de corte no fresamento ℎ 09 𝑓𝑧 Espessura média dos cavacos O processo de fresamento Potência de corte no fresamento ℎ 09 𝑓𝑧 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 𝑎𝑒 𝐷 Ângulo entre a entrada e saída da fresa ae largura fresada mm D diâmetro da fresa 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 50 100 𝜑 2 sin1 05 𝜑 2 30 𝜑 60 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 50 80 𝜑 2 sin1 0625 𝜑 2 3868 𝜑 7736 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 50 63 𝜑 2 sin1 0794 𝜑 2 5253 𝜑 10506 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 50 50 𝜑 2 sin1 10 𝜑 2 90 𝜑 180 O processo de fresamento Potência de corte no fresamento ℎ 09 𝑓𝑧 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 𝑎𝑒 𝐷 𝑧𝑒 𝜑 𝑧 360 Número de gumes efetivos O processo de fresamento Potência de corte no fresamento ℎ 09 𝑓𝑧 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 𝑎𝑒 𝐷 𝑧𝑒 𝜑 𝑧 360 𝐴 𝑎𝑝 ℎ 𝑧𝑒 Profundidade de corte mm Área de cavacos O processo de fresamento Potência de corte no fresamento ℎ 09 𝑓𝑧 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 𝑎𝑒 𝐷 𝑧𝑒 𝜑 𝑧 360 𝐴 𝑎𝑝 ℎ 𝑧𝑒 𝐹𝑐 𝐴 𝐾𝑐 𝐾𝑐 𝐶1 𝐶2 𝐾𝑐11 ℎ𝑚𝑐 Velocidade de corte mmin C1 10 30 13 31 80 11 81 400 10 400 09 Processo de fabricação C2 Fresamento 08 O processo de fresamento Potência de corte no fresamento ℎ 09 𝑓𝑧 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 𝑎𝑒 𝐷 𝑧𝑒 𝜑 𝑧 360 𝐴 𝑎𝑝 ℎ 𝑧𝑒 𝐹𝑐 𝐴 𝐾𝑐 𝑃𝑐 𝐹𝑐 𝑣𝑐 60000 Potência de corte kW O processo de fresamento Exemplo Considere a usinagem de uma chapa de SAE 1045 Kc11 1500 Nmm² e mc 025 nas seguintes condições de corte d25mm Vc200 mmin fz 011 mmdente ap3mm ae20mm z3 dentes Calcule a Potência de corte deste processo O processo de fresamento Exemplo Considere a usinagem de uma chapa de SAE 1045 Kc11 1500 Nmm² e mc 025 nas seguintes condições de corte Ø25mm Vc 200mmin fz 011mmdente ap 3mm ae 20mm z3 dentes Calcule a Potência de corte deste processo ℎ 09 𝑓𝑧 Espessura média dos cavacos ℎ 09 011 𝒉 𝟎 𝟎𝟗𝟗 𝒎𝒎 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 𝑎𝑒 𝐷 Ângulo entre a entrada e saída da fresa 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 20 25 𝜑 2 sin1 08 𝜑 2 5313 𝜑 10626 𝑧𝑒 𝜑 𝑧 360 Número de gumes efetivos 𝑧𝑒 10626 3 360 𝑧𝑒 31878 360 𝑧𝑒 089 𝑑𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝐴 𝑎𝑝 ℎ 𝑧𝑒 Área de cavacos 𝐴 3 0099 089 𝐴 0264 𝑚𝑚2 O processo de fresamento Exemplo Força Específica de corte 𝐾𝑐 𝐶1 𝐶2 𝐾𝑐11 ℎ𝑚𝑐 𝐾𝑐 10 08 1500 0099025 𝐾𝑐 1200 1783 𝐾𝑐 21396 𝑁𝑚𝑚2 Força de corte 𝐹𝑐 𝐴 𝐾𝑐 𝑃𝑐 𝐹𝑐 𝑣𝑐 60000 𝐹𝑐 0264 21396 𝐹𝑐 56485 𝑁 Potência de corte 𝑃𝑐 56485 200 60000 𝑃𝑐 112970 60000 𝑃𝑐 1883 𝑘𝑊 Considere a usinagem de uma chapa de SAE 1045 Kc11 1500 Nmm² e mc 025 nas seguintes condições de corte Ø25mm Vc 200mmin fz 011mmdente ap 3mm ae 20mm z3 dentes Calcule a Potência de corte deste processo O processo de fresamento Exemplo Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1045 com uma fresa de Aço Rápido de topo reto de 4 cortes de Ø20 mm com avanço de 005 mmdente a uma velocidade de corte de 24 mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1500 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 3mm Exemplo Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1045 com uma fresa de Aço Rápido de topo reto de 4 cortes de Ø20 mm com avanço de 005 mmdente a uma velocidade de corte de 24 mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1500 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 3mm ℎ 09 𝑓𝑧 Espessura média dos cavacos ℎ 09 005 𝒉 𝟎 𝟎𝟒𝟓 𝒎𝒎 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 𝑎𝑒 𝐷 Ângulo entre a entrada e saída da fresa 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 20 20 𝜑 2 sin1 10 𝜑 2 90 𝝋 𝟏𝟖𝟎 𝑧𝑒 𝜑 𝑧 360 Número de gumes efetivos 𝑧𝑒 180 4 360 𝑧𝑒 720 360 𝒛𝒆 𝟐 𝒅𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔 Exemplo Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1045 com uma fresa de Aço Rápido de topo reto de 4 cortes de Ø20 mm com avanço de 005 mmdente a uma velocidade de corte de 24 mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1500 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 3mm 𝐴 𝑎𝑝 ℎ 𝑧𝑒 Área de cavacos 𝐴 3 0045 2 𝑨 𝟎 𝟐𝟕 𝒎𝒎𝟐 Força Específica de corte 𝐾𝑐 𝐶1 𝐶2 𝐾𝑐11 ℎ𝑚𝑐 𝐾𝑐 13 08 1500 0045024 𝐾𝑐 1560 2105 𝑲𝒄 𝟑𝟐𝟖𝟑 𝟖 𝑵𝒎𝒎𝟐 Força de corte 𝐹𝑐 𝐴 𝐾𝑐 𝑃𝑐 𝐹𝑐 𝑣𝑐 60000 𝐹𝑐 027 32838 𝑭𝒄 𝟖𝟖𝟔 𝟔𝟑 𝑵 Potência de corte 𝑃𝑐 88683 24 60000 𝑃𝑐 2128392 60000 𝑷𝒄 𝟎 𝟑𝟓𝟓 𝒌𝑾 Exemplo Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1045 com uma fresa de Aço Rápido de topo reto de 4 cortes de Ø20 mm com avanço de 005 mmdente a uma velocidade de corte de 24 mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1500 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 3mm 𝑡𝑐 𝑙 𝑣𝑓 Cálculo do tempo de corte 𝑣𝑓 𝑓𝑧 𝑧 𝑛 𝑣𝑓 005 4 382 𝑛 𝑣𝑐 1000 𝜋 𝑛 24 1000 𝜋 20 𝑛 24000 6283 𝑛 382 𝑅𝑃𝑀 𝑣𝑓 764 𝑚𝑚𝑚𝑖𝑛 𝑡𝑐 70 764 𝒕𝒄 𝟎 𝟗𝟏𝟔 𝐦𝐢𝐧𝐩𝐚𝐬𝐬𝐞 Quantos passes serão necessários para atingir a profundidade de 20mm 7 passes 𝒕𝒄𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝟔 𝟒𝟏𝟐 𝐦𝐢𝐧 O processo de fresamento Exemplo OTIMIZADO em Vc e fz Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1045 com uma fresa de Metal Duro de topo reto de 4 cortes de Ø20 mm com avanço de 010 mmdente a uma velocidade de corte de 200mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1500 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 3mm Exemplo OTIMIZADO em Vc e fz Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1045 com uma fresa de Metal Duro de topo reto de 4 cortes de Ø20 mm com avanço de 010 mmdente a uma velocidade de corte de 200mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1500 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 3mm ℎ 09 𝑓𝑧 Espessura média dos cavacos ℎ 09 010 𝒉 𝟎 𝟎𝟗𝟎 𝒎𝒎 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 𝑎𝑒 𝐷 Ângulo entre a entrada e saída da fresa 𝑠𝑒𝑛 𝜑 2 20 20 𝜑 2 sin1 10 𝜑 2 90 𝝋 𝟏𝟖𝟎 𝑧𝑒 𝜑 𝑧 360 Número de gumes efetivos 𝑧𝑒 180 4 360 𝑧𝑒 720 360 𝒛𝒆 𝟐 𝒅𝒆𝒏𝒕𝒆𝒔 Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1045 com uma fresa de Metal Duro de topo reto de 4 cortes de Ø20 mm com avanço de 010 mmdente a uma velocidade de corte de 200mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1500 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 3mm 𝐴 𝑎𝑝 ℎ 𝑧𝑒 Área de cavacos 𝐴 3 0090 2 𝑨 𝟎 𝟓𝟒 𝒎𝒎𝟐 Força Específica de corte 𝐾𝑐 𝐶1 𝐶2 𝐾𝑐11 ℎ𝑚𝑐 𝐾𝑐 10 08 1500 0090024 𝐾𝑐 1200 1782 𝑲𝒄 𝟐𝟏𝟑𝟖 𝟒 𝑵𝒎𝒎𝟐 Força de corte 𝐹𝑐 𝐴 𝐾𝑐 𝑃𝑐 𝐹𝑐 𝑣𝑐 60000 𝐹𝑐 054 21384 𝑭𝒄 𝟏𝟏𝟓𝟒 𝟕𝟑𝟔 𝑵 Potência de corte 𝑃𝑐 1154736 200 60000 𝑃𝑐 2309472 60000 𝑷𝒄 𝟑 𝟖𝟓 𝒌𝑾 Exemplo OTIMIZADO em Vc e fz Exemplo OTIMIZADO em Vc e fz Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1045 com uma fresa de Metal Duro de topo reto de 4 cortes de Ø20 mm com avanço de 010 mmdente a uma velocidade de corte de 200mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1500 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 3mm 𝑡𝑐 𝑙 𝑣𝑓 Cálculo do tempo de corte 𝑣𝑓 𝑓𝑧 𝑧 𝑛 𝑣𝑓 010 4 3183 𝑛 𝑣𝑐 1000 𝜋 𝑛 200 1000 𝜋 20 𝑛 200000 6283 𝑛 3183 𝑅𝑃𝑀 𝑣𝑓 12732 𝑚𝑚𝑚𝑖𝑛 𝑡𝑐 70 12732 𝒕𝒄 𝟎 𝟎𝟓𝟓 𝐦𝐢𝐧𝐩𝐚𝐬𝐬𝐞 Quantos passes serão necessários para atingir a profundidade de 20mm 7 passes 𝒕𝒄𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝟎 𝟑𝟖𝟓 𝐦𝐢𝐧 1 Considere a usinagem de uma chapa de SAE 1070 Kc11 1650 Nmm² e mc 025 nas seguintes condições de corte d63mm Vc180 mmin fz 012 mmdente ap4mm ae40mm z6 dentes Calcule a Potência de corte deste processo EXERCÍCIOS PARA PRATICAR 𝑃𝑐 391 𝑘𝑊 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒐𝒔𝒕𝒂 2 Desejase fresar um rasgo de chaveta em um eixo de aço SAE 1020 com uma fresa de topo de 6 cortes de 20 mm com avanço de 006 mmdente a uma velocidade de corte de 34 mmin Calcule a Força de Corte a Potência de corte e o Tempo de Corte considerando o desenho abaixo Kc11 1350 Nmm² e mc 024 O ap máximo que pode ser utilizado é de 2mm EXERCÍCIOS PARA PRATICAR 𝑷𝒄 𝟎 𝟒𝟒 𝒌𝑾 𝑭𝒄 𝟕𝟕𝟓 𝟓 𝑵 𝒕𝒄𝒕𝒐𝒕𝒂𝒍 𝟗 𝟐 𝐦𝐢𝐧 𝒕𝒄 𝟎 𝟗𝟐 𝐦𝐢𝐧𝐩𝐚𝐬𝐬𝐞 𝑹𝒆𝒔𝒑𝒐𝒔𝒕𝒂𝒔