Análise Comparativa de Forças em Processos de Usinagem

1 Processos de Usinagem Prof Paulo Cardoso sala k 12 paulocardosofurgbr Universidade Federal de Rio Grande FURG Curso de Engenharia Mecânica Pc fracFc cdot vc60000 3 Dentre as várias maneiras de calcular as forças envolvidas nos processos de usinagem citamse vários modelos teóricos com as de Taylor da ASME American Society for Mechanical Engineers da AWS Associação Alemã de Produção Econômica de Kronemberg e de Kienzle Para um determinado processo de torneamento externo pedese que seja feita uma análise comparativa entre os cinco processos em termos de potência de corte em CV Aindase fosse tomado o valor verdadeiro de potência necessária como a média dos valores obtidos diga qual dos métodos estaria mais próximo do verdadeiro Os dados necessários para os cálculos são fornecidos nos apêndices Pense as máquinas como tendo rendimento de 100 e assuma a correção de avanço diferente de 04 como devendo ser empregada somente para dados oriundos da Sandvik que não é o caso Situação Torneamento de um eixo de ABNT 1035 resistência a tração de 50Kgfmm2 partindo de um diâmetro inicial de 100 mm profundidade de corte de 3 mm e avanço de 025 mmvolta com rotação indicada de 300 RPM Ferramenta de Metal duro P20 com Kr 600 60 150 00 e r 05 mm Pc fracFc cdot vc4500 Kienzle Fc ks1 cdot b cdot h1z ASME Fc Ca cdot ap1x cdot f1y 6 Um eixo de comprimento 1900 mm deve ser usinado em 4 passes sendo que a velocidade de corte recomendada para esta operação é de 140 mmin para desbaste e 280 mmin para acabamento O diâmetro inicial da peça é de 380 mm e o final é de 358 mm o avanço a ser empregado deve ser de 10 mmrot para desbaste e 06 mmrot para acabamento e a profundidade de corte para desbaste e acabamento deve ser de 7 mm e 1 mm em diâmetro respectivamente Detalhes do material AISI 4140 Detalhes da ferramenta Kr750 20 30 20 r 12 mm Detalhes de máquina rendimento 60 As rotações disponíveis da máquina são 36 50 68 80 105 130 175 200 250 300 e 400 Faça os cálculos com as Vc fornecidas mas indique as rotações a serem usadas realmente as mais próximas das calculadas e calcule os tempos com elas Calcule a potência mínima para desbaste e para acabamento e indique os tempos de usinagem Obs assuma a correção de avanço diferente de 04 como sendo empregada somente para dados da Sandvik que não é o caso x 01 aços e ferros fundidos y 02 aços y 03 ferros fundidos Kronenberg Fc CkS cdot left fracG5 rightg cdot A1i Fc k s1 b h1z 250 10 sin 75074 8829 Kgf Fc real 8829 106 9359 Kgf 8 Devese realizar operação de furação em cheio em uma placa de um aço média liga ABNT 1060 com espessura de 15 cm Será utilizada um furadeira de coluna com ferramenta tipo broca helicoidal padrão de diâmetro 15 mm Sua faixa de avanço é de 010 a 050 mmvolta mas recomendouse ao operador usar 025 mmvolta O mesmo operador colocou a rotação da furadeira em um valor que achava normal 1000 RPM Possuindo a furadeira um rendimento de 80 diga qual a potência mínima necessária qual o tempo por furo e qual o torque em Nm Apresente ainda largura e espessura do cavaco gerado Obs assuma a correção de avanço diferente de 04 como sendo empregada somente para dados da Sandvik que não é o caso g 0160 aços g 0120 ferros fund i 0197 aços i 0137 ferros fund Fc k s1 D sen x r f2 sen x r 1z 213 15sen 59 0252 sen 59082 597 Kgf 10 Necessitase realizar um fresamento frontal em uma peça de ABNT 1050 A peça a ser usinada é quadrada e possui largura de 110 mm tendo sido escolhida uma fresa de diâmetro 140 mm Por outro lado a pastilha indicada limitou a profundidade de corte em 30 mm sendo que a peça deve ter uma diferença de 9 mm entre a altura inicial e a final A fresa possuía 8 pastilhas acopladas e seu avanço indicado foi de 03 mmdente A rotação utilizada foi de 250 RPM Dados da pastilha Kr 800 80 100 00 e r 05 mm Supondo a máquina com rendimento de 90 diga qual a potência de máquina mínima necessária e qual o tempo de corte calculase da mesma maneira que no torneamento apenas o avanço por dente deve ser multiplicado pelo número de dentes Obs assuma a correção de avanço diferente de 04 como sendo empregada somente para dados da Sandvik que não é o caso ks para h eq 04 ext mmrot kscorr kstab cdot left frac04h right029 sen φ1 2 a e1 D 255 140 q 1 5179 ϕ1 51790 Z c z φ s 360 82 5179 360 23 dientes ks ext para gamma0 eq 6circ 2 de Fc para cada ext 1circ de gamma0 15 de Fc para cada ext 1circ de gamma0 Fofo cinzento Taylor Fofo branco ks frac138ap007 cdot f025 Aço semi doce ks frac200f007 Vc fracpi cdot 1003001000 9425 ext RPM ext igual para todas as técnicas TAYLOR Ks frac200f007 2204 ext Kgfmm2 Fc 2204 cdot 3025 16529 ext Kgf Pc frac16529 cdot 94254500 346 ext CV ASME Ks fracCaf02 201 AWF Ks fracckf0477 140 cdot 02500477 Ks 27121 ext Kgfmm2 Fc 27121 cdot 30 cdot 025 2034 ext Kgf Pc frac2034 cdot 94254500 426 ext CV KRONENBERG Ks fracCkS cdot left fracG5 rightgAi Ks 28122 ext Kgfmm2 G fracapf Kienzle Ks Ks1 cdot hz h f cdot sinKr Ks 199 cdot 025 cdot sin60026 29623 ext Kgfmm2 Fc 22217 ext Kgf Fc frac19218 cdot 94254500 403 ext CV RESPOSTAS método de cálculo da força Potência obtida CV Média CV Valor CV Diferença da média de Potência Taylor 346 398 100 346 124 ASME 373 398 100 373x 557 AWF 426 398 100 426x 785 Kronenberg 442 398 100 442x 119 Kienzle 403 398 100 403x 126