Cálculo de Potência de torno para usinagem

Sumário

1.Título        2

2. Objetivo        2

3. Introdução        2

2.1.        Método de Kienzle        5

2.2.        Método Sandvik        5

2.3.        Método da Potência Elétrica        5

3.        Procedimentos        6

3.1.        Parâmetros de Referência        6

3.2.        Constantes Utilizadas        6

4.        Resultados        7

5.        Conclusão        8

6.        Bibliografia        8

1.Título

Torno Mecânico – Potência de Torno

2. Objetivo

Calcular o esforço da máquina  por três métodos de operação de usinagem

3. Introdução

Conforme discutido na experiência anterior o torno mecânico realiza operações de usinagem em peças, sendo essas de corte, desbaste, rosqueamento, acabamento, entre outras, porém para realizar tais operações ele deve trabalhar em conjunto com outros fatores que possibilitem um melhor aproveitamento, precisão e capacidade de operação, tais fatores, no caso deste experimento, são, além do próprio torno (torno horizontal universal), o motor elétrico que proporciona a força motriz retirada da potência elétrica da rede local e o sistema de transmissão (caixa Norton e recâmbio) que possibilita um melhor aproveitamento e gerenciamento dessa força motriz embarcada no aparelho. Tais fatores possibilitam ao torno o desenvolvimento da potência necessária para realizar várias operações possíveis.

Para entender melhor como a potência de torneamento, ou de corte, influi sobre o aparelho devem ser introduzidos alguns conceitos primeiramente o fator resultante do contato entre a ferramenta e a peça responsável pela retirada de cavaco (material retirado na usinagem) a força de corte (FC), por meio dela será efetuado o cálculo da potência de corte mais a frente, outras forças também atuam na operação de usinagem, as forças de avanço (Ff, contato e ação da ferramenta na peça) e profundidade (FP, modo de penetração da ferramenta na peça), vetorialmente falando, quando essas forças são “traçadas” em uma ação de usinagem elas geram uma resultante, tal resultante é considerada como força de usinagem (FU). Ainda falando de forma vetorial, no momento do contato da ferramenta com a peça a ser usinada ocorre o aparecimento de velocidades por se tratar de uma operação dinâmica, são elas: velocidade de avanço (Vf, possibilita o ato de usinar a peça e arrancar cavaco), velocidade de corte (VC, na mesma direção, porém de sentido oposto ao da força de corte, onde ocorre a ação de usinagem) e a velocidade efetiva (VE, resultante do sistema vetorial de velocidades).

[pic 2]

Figura 1 - Esquema dos vetores força e velocidade em ação de usinagem

Logicamente a força de usinagem depende também de outros diversos fatores, sendo eles:

• O tipo de material da peça a ser usinada, pode proporcionar diversos valores de grandes ou baixos módulos;
• Área da secção de corte (S) varia conforme tipo de ferramenta utilizada;
• Espessura ou altura de corte (h) pode variar conforme o tipo de penetração da ferramenta na peça, determinando diferentes valores de forças de usinagem;
• Profundidade de corte (ap), quanto maior a profundidade da usinagem, mais força e potência serão necessárias para o processamento;
• Geometria e ângulo de posição da ferramenta (χr) participando do tipo de penetração na peça são essenciais para cálculos de potência;
• Estado de afiação da ferramenta deve estar bem calibrada e preparada para não haver gasto excessivo de energia e tempo para o torno trabalhar da melhor maneira possível;
• Material da ferramenta pode ser feita de metal duro ou sinterizado, tais estruturas também possibilitam diversas formas de trabalho e aplicação de forças;
• Lubrificação também essencial dentro do processo garante a ferramenta um aumento de sua vida útil e uma melhor utilização da mesma no processo, fazendo-a trabalhar de forma correta;
• Velocidade de corte (VC) também essencial ao processo e fundamental nas tomadas de cálculos para a potência do torno.

Voltando um pouco, podemos calcular a força de usinagem (FU) e a velocidade efetiva de usinagem (VE) pelas seguintes fórmulas:

FU=  (onde: FC, Ff, FP, respectivamente forças de corte, avanço e profundidade).[pic 3]

VE=  (onde: VC e Vf, respectivamente velocidades de corte e avanço).[pic 4]

Ainda dentro deste tópico pode-se citar o cálculo da área da ferramenta de usinagem (S) que participará do cálculo da pressão específica de corte, no cálculo da área estarão inclusos os valores de profundidade do corte (ap) e avanço (f) para um primeiro caso, para um segundo caso, a largura da ferramenta (b) e a altura de corte (h): S = ap x f; S = b x h. Também pode-se citar o cálculo do seno do ângulo de posição da ferramenta (χr) que participará do cálculo das potências de usinagem dos métodos de Kienzle e Sandvik: sin (χr) = ap/b ou sin (χr) = h/f; sendo os fatores participantes os mesmo citados para cálculo de área.