FATEC- Faculdade de Tecnologia de Sorocaba
OBJETIVO Determinar a pressão especifica de corte (Ks) em função da velocidade de corte e da potência solicitada do motor da maquina ferramenta.
INTRODUÇÃO A força de corte é expressa pela equação de Kienzle: Onde: Fc = Força de corte [Kgf ; N] Ks = Pressão especifica de corte [Kgf/mm² ; N/mm²] (Forla de corte por unidade de área a secção de corte) A = Área a secção de corte [mm²] A = p . a = b . a [mm²] Para este experimento vamos determinar a pressão especifica de corte (Ks) em função da velocidade de corte e da potência solicitada do motor da maquina ferramenta. Potência de corte:
Onde: Nc = Potência de corte [W] Força de corte [N] Velocidade de corte [m/min] Para o calculo da potência de corte, utiliza-se: Onde: P = Potência [W] V = Tensão alimentação I = Corrente
Felipe Bernardo Arbol Souza – ON 092108 – Processos de Produção – Maquinas I
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PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Medir a corrente necessária para acionar a rotação da placa [I 1] Usinar um trecho dos corpos de prova, sob as condições pré-estabelecidas e medir a corrente durante a usinagem [I 2] Calcula-se, então P 1 e P2 para cada corrente no calculo da potência de trabalho devemos considerar o fator de correção do motor: cosφ = 0,78
P1 = V . I1 . 0,78 P2 = V . I2 . 0,78
A diferença entre as duas potências P1 e P2, temos a potência de corte. Nc = P2 – P1 [W] A partir da potência de corte (Nc), calcula-se calcula -se a FC. Para a Fc deve-se analisar an alisar o seguinte: Na relação proposta por Kienzle, o coeficiente Ks 1 e o expoente (1-z) são validos somente se forem utilizadas as mesmas geometrias das ferramentas dos ensaios realizados pelo autor (ângulos de inclinação λ e de saída γ). Na hipótese da não
utilização da mesma geometria, torna-se necessária a realização da correção da força principal de corte, da seguinte forma: Para cada diferença de um grau nestes referidos ângulos, deve-se variar a Fc entre 1% e 2%. Está variação poderá ser efetuada no sentido de aumentar ou diminuir o esforço. A maior influência na força principal de corte se da pelo ângulo de saída γ, o
ângulo de inclinação só influencia se for um valor muito grande. O sentido de variação podemos considerar da seguinte forma:
Para ângulos de saída maiores que 6°, a Fc deve-se diminuir Para ângulos de saída menores que 6°, a Fc deve-se aumentar Deve-se comparar os dados obtidos com o Ks encontrado na experiência feita por Kienzle, através das tabelas apresentadas por Ferraresi em 1987, ou seja:
Ks1 = Constante especifica de corte ou torneamento de um secção de corte de 1mm², ou seja, b = 1mm e h = 1mm. Felipe Bernardo Arbol Souza – ON 092108 – Processos de Produção – Maquinas I
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EXPERIMENTO Equipamentos, materiais e métodos: Maquina: Torno CNC Centur 30D – CNC Mach 9 Tensão de alimentação: 220V Potência nominal do Motor: 15cv [11Kw] Fator de correção: cosφ = 0,78
Ferramenta: Suporte: PWLNR2525M06 Ferramenta: WNMG060408M3TP3000
Instrumento de medição: Alicate amperímetro digital
Materiais: AÇO SAE 1020 AÇO SAE 1045
Parâmetros de Usinagem: Para cada material usinaremos com os parâmetros abaixo: Vc = 100 m/min Vc = 150 m/min Avanço (a) = 0,1 mm/rot Avanço (a) = 0,2 mm/rot Avanço (a) = 0,4 mm/rot Profundidade de corte (p) = 1,0 mm
Felipe Bernardo Arbol Souza – ON 092108 – Processos de Produção – Maquinas I
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RESULTADOS SAE 1020 Vc = 100 m/min Avanço [ mm/rot]
I1 [A]
I2 [A]
P1 [W]
P2 [W]
Nc = P2 - P1 [W]
0,1
3,6
5,3
617,76
909,48
291,72
0,2
3,6
6,4
617,76
1098,24
480,48
0,4
3,6
8,7
617,76
1492,92
875,16
Ângulo saída γ [°]
11
cosφ
0,78
Tensão [V]
220
Fator de Correção
0,925
Nc
Fc (Calculado)
Vc
Fc (corrigida)
A (pxa) [mm²]
Ks (calculado)
291,72
175,03
100
161,9046
0,1
1619,046
480,48
288,29
100
266,6664
0,2
1333,332
875,16
525,10
100
485,7138
0,4
1214,2845
Ks1
h = a.sen 95°
z
Ks (teorico)
Ks1 (calculado)
1400
0,0996
0,193
2185,0631
1037,3451
1400
0,1992
0,193
1911,4599
976,5650
1400
0,3985
0,193
1672,0350
1016,7241
SAE 1020 Vc = 150 m/min [I1 = 4,9 A] Avanço [ mm/rot]
I1 [A]
I2 [A]
P1 [W]
P2 [W]
Nc = P2 - P1 [W]
0,1
4,9
7,3
840,84
1252,68
411,84
0,2
4,9
8,7
840,84
1492,92
652,08
0,4
4,9
11,7
840,84
2007,72
1166,88
Ângulo saída γ [°]
11
cosφ
0,78
Tensão [V]
220
Fator de Correção
0,925
Nc
Fc
Vc
Fc (corrigida)
A (pxa) [mm²]
Ks (Calculado)
411,84
164,74
150
152,3808
0,1
1523,808
652,08
260,83
150
241,2696
0,2
1206,348
1166,88
466,75
150
431,7456
0,4
1079,364
Ks1
h = a.sen 95°
z
Ks (teorico)
Ks1 (calculado)
1340
0,0996
0,19
2076,9953
983,1041
1340
0,1992
0,19
1820,7060
887,8459
1340
0,3985
0,19
1595,9652
906,2527
Felipe Bernardo Arbol Souza – ON 092108 – Processos de Produção – Maquinas I
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SAE 1045 Vc = 100 m/min [I1 = 3,6 A] Avanço [ mm/rot]
I1 [A]
I2 [A]
P1 [W]
P2 [W]
Nc = P2 - P1 [W]
0,1
3,6
5,3
617,76
909,48
291,72
0,2
3,6
6,5
617,76
1115,4
497,64
0,4
3,6
8,8
617,76
1510,08
892,32
Ângulo saída γ [°]
11
cosφ
0,78
Tensão [V]
220
Fator de Correção
0,925
Nc
Fc
Vc
Fc (corrigida)
A (pxa) [mm²]
Ks (calculado)
291,72
175,03
100
161,9046
0,1
1619,046
497,64
298,58
100
276,1902
0,2
1380,951
892,32
535,39
100
495,2376
0,4
1238,094
Ks1
h = a.sen 95°
z
Ks (teorico)
Ks1 (calculado)
1460
0,0996
0,173
2175,9754
1086,3207
1460
0,1992
0,173
1930,0822
1044,6128
1460
0,3985
0,173
1711,9014
1055,9120
SAE 1045 Vc = 150 m/min [I1 = 4,9 A] Avanço [ mm/rot]
I1 [A]
I2 [A]
P1 [W]
P2 [W]
Nc = P2 - P1 [W]
0,1
4,9
7,3
840,84
1252,68
411,84
0,2
4,9
9,1
840,84
1561,56
720,72
0,4
4,9
12,3
840,84
2110,68
1269,84
Ângulo saída γ [°]
11
cosφ
0,78
Tensão [V]
220
Fator de Correção
0,925
Nc
Fc
Vc
Fc (corrigida)
A (pxa) [mm²]
Ks (Calculado)
411,84
164,74
150
152,3808
0,1
1523,808
720,72
288,29
150
266,6664
0,2
1333,332
1269,84
507,94
150
469,8408
0,4
1174,602
Ks1
h = a.sen 95°
z
Ks (teorico)
Ks1 (calculado)
1450
0,0996
0,17
2146,1690
1029,5189
1450
0,1992
0,17
1907,6066
1013,4854
1450
0,3985
0,17
1695,4898
1004,5315
Felipe Bernardo Arbol Souza – ON 092108 – Processos de Produção – Maquinas I
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CONCLUSÃO Os valores obtidos do Ks (teórico) e os valores obtidos do Ks (calculado) tem-se que os valores calculados são menores que o teórico, visto que mesmo com a correção dos ângulos da ferramenta há desvios como parâmetros de corte, tipos de quebra-cavaco e refrigeração durante a usinagem, vemos também que a medida que o avanço é maior, maior será a força de corte e menor será a pressão especifica de corte (Ks). Bibliografica: Apostila Usinagem dos Materiais – Eng° Luiz Carlos Rosa Tabelas – Ensaios realizados no centro de Tecnologia da Unicamp
Felipe Bernardo Arbol Souza – ON 092108 – Processos de Produção – Maquinas I
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ANEXOS
Felipe Bernardo Arbol Souza – ON 092108 – Processos de Produção – Maquinas I
