Temperatura no processo de Usinagem, Slides de Engenharia de Processos

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UNIDADE IV:

TEMPERUTURA NO

PROCESSO DE USINAGEM

Usinagem Prof. Armando Marques Prof. Álisson Rocha Machado Prof. Marcio Bacci da Silva

Usinagem TEMPERATURA NO PROCESSO DE USINAGEM

ZONAS DE GERAÇÃO DE

CALOR EM USINAGEM

A - zona de cisalhamento

primário

B e C - zona de cisalhamento

secundário

D - zona de interface

entre a peça e a

superfície de folga da

ferramenta

CALOR GERADO NA ZONA DE CISALHAMENTO PRIMÁRIO - Qz

A maior parte deste calor é dissipado pelo cavaco, mas uma pequena fração M, é conduzida na peça. O aumento da temperatura do cavaco devido a Qz pode ser calculado:     c M Fc Ff J c h b  1   tan

....   onde: J = equivalente mecânico de calor.  = densidade do material da peça. c = calor específico do material da peça.

CALOR GERADO NA ZONA DE CISALHAMENTO PRIMÁRIO -

Qz

A temperatura do cavaco terá, praticamente, nenhuma influência na temperatura da ferramenta, porque o tempo com que uma pequena porção do cavaco (lamela) passa sobre a superfície de saída da ferramenta, é muito pequeno (poucos milissegundos) para conduzir calor. Além disso, na presença da zona de fluxo, na zona de cisalhamento secundário, haverá ali o desenvolvimento de temperaturas bem maiores que as temperaturas do cavaco. Assim, o calor fluirá da zona de fluxo em direção ao cavaco, e não o contrário.

CALOR GERADO NA ZONA DE CISALHAMENTO SECUNDÁRIO

- Qa

 Na presença da zona de fluxo a quantidade e a taxa de

deformação são tão altas e complexas que se torna irrealista a tentativa de calcular o aumento de temperatura naquela região.  A temperatura na zona de fluxo, e portanto, a temperatura da ferramenta depende da quantidade de trabalho realizado para cisalhar o material e da quantidade de material que passa pela zona de fluxo, e isto varia com o material da peça.

Temperaturas máximas da interface cavaco-ferramenta em função da velocidade de corte, para vários materiais.

Trent enumerou pelo menos três parâmetros metalúrgicos que influenciam a temperatura da ferramenta: (i) - O ponto de fusão do principal elemento químico do material da peça. Quanto maior o ponto de fusão deste elemento, maior a temperatura da interface cavaco/ferramenta, para qualquer velocidade de corte. (ii) - Elementos de liga que aumentam a resistência do material da peça. Eles aumentam a temperatura de interface para qualquer taxa de remoção de material. (iii) - Presença de fases de baixa resistência ao cisalhamento na interface (tais como MnS e grafita). Elas podem reduzir a temperatura.

CALOR GERADO NA ZONA DE INTERFACE ENTRE

A PEÇA E A SUPERFÍCIE DE FOLGA DA

FERRAMENTA - Qa

Esta fonte de calor só é importante quando usinado

com ângulos de folga pequenos (< 2 º) ou quando o

desgaste de flanco atingir proporções consideráveis.

Neste caso a análise é similar à Qa 1 , com a presença

da zona de fluxo e altas temperaturas na superfície de

folga, podendo levar a ferramenta de corte ao colapso.

Al 7075: Temperature

Fonte de origem:http://www.engin.brown.edu/courses/En175/Notes/BVP/BVP.htm

Al 6061: Temperature

Fonte de origem:http://www.engin.brown.edu/courses/En175/Notes/BVP/BVP.htm

Cast Iron: Temperature

Fonte de origem:http://www.engin.brown.edu/courses/En175/Notes/BVP/BVP.htm

Ti-6Al-4V: Temperature

Fonte de origem:http://www.engin.brown.edu/courses/En175/Notes/BVP/BVP.htm