OS PARÂMETROS QUE INFLUENCIAM NA APLICAÇÃO DO PROCESSO DE USINAGEM HSM

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UNIVERSIDADE DE CAXIAS DO SUL

DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA

CURSO DE ENGENHARIA MECÂNICA

PROCESSOS DE USINAGEM

Eduardo Carraro

 Maicon Forchesato

 Mauro Radaelli

PARÂMETROS QUE INFLUENCIAM NA APLICAÇÃO DO PROCESSO DE USINAGEM HSM

CAXIAS DO SUL

2009

Sumário

1. INTRODUÇÃO………………………………………………………………………....... 3

2. USINAGEM A ALTAS VELOCIDADES X CONVENCIONAL................................ 5

3. PARÂMETROS QUE INFLUENCIAM A USINAGEM HSM................................... 8

3.1 Parâmetros de corte................................................................................ 8

3.2 Temperatura............................................................................................ 8

1. Ferramenta................................................................................................. 9

4. VANTAGENS E DESVANTAGENS DO PROCESSO HSM................................. 12

          4.1 Vantagens econômicas..........................................................................12

1. Vantagens Tecnológicas..........................................................................12

          4.3Desvantagens..........................................................................................13

5. FATORES QUE INFLUENCIAM O ACABAMENTO FINAL DE USINAGEM...... 14

5.1 Integridade da superfície.......................................................................... 17

6.CONCLUSÃO........................................................................................................ 20

7. REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS..................................................................... 21

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Lista de figuras

FIGURA 1. – PESO DAS ETAPAS NO TMPO GLOBAL DE PRODUÇÃO (SANDVIK, 1999).......................................................................................................  5

FIGURA 2 – RACIONALIZAÇÃO DO PROCESSO DE FABRICAÇÃO DE UMA MATRIZ (SANDVIK, 1999)......................................................................................... 6

FIGURA 3 – FAIXAS DE VELOCIDADES DE CORTE PARA DIFERENTES MATERIAIS (SCHULZ, 1996).................................................................................... 7

FIGURA 4 – VELOCIDADES DE CORTE CONVENCIONAL E HSC (MULLER & SOTO, 1999)............................................................................................................... 7

FIGURA 5 – TEMPERATURA VERSUS VELOCIDADE DE CORTE (SCHUTZER e SCHULZ, 2003)........................................................................................................... 9

FIGURA 6 – COMPORTAMENTO DO PROCESSO HSC (SCHULZ, H. 1996)....... 12

FIGURA 7 – TECNOLOGIAS RELACIONADAS AO PROCESSO HSC (SCHULZ, 2001).......................................................................................................................... 14

FIGURA 8 – ALTURA DA CRISTA (SOUZA, 2001)................................................. 15

FIGURA 9 – REPRESENTAÇÃO TRIGONOMETRICA PARA CALCULO DA ALTURA DA CRISTA (SOUZA, 2001)..................................................................... 15

FIGURA 10 – RUGOSIDADE DE UMA PEÇA PLANA APÓS A USINAGEM (SANDVIK, 1999)...................................................................................................... 16

FIGURA 11 – EFEITOS DA USINAGEM NA INTEGRIDADE DA SUPERFICIE (BETHKE, 1992)........................................................................................................ 18

FIGURA 12 – A) DISTRIBUIÇÃO DA SISSIPAÇÃO DA ENERGIA DE CORTE COM A VELOCIDADE DE CORTE B) DISTRIBUIÇÃO TIPICA DA TEMPERATURA NA FERRAMENTA DE METAL DURO (DINIZ et al, 2000)...........................................19

1. Introdução  

Usinagem em HSC (High Speed Cutting) ou HSM (High Speed Machining) é a mais avançada tecnologia de usinagem que temos a disposição, essa tecnologia surgiu a quase 80 anos na Alemanha e ela consiste em substituir um processo de poucos passes, pesados e lentos por muitos passes leves e com altas velocidades de corte. As áreas que mais utilizam esse tipo de usinagem é a de moldes e matrizes, aeroespacial e automotiva.

        Nos dias atuais só é possível aplicar altas velocidades de corte devido à grande evolução das ferramentas de corte e pela elevada tecnologia empregada nos centros de usinagem permitindo que os mesmos operem sem desgaste excessivo em altas velocidades. Esta evolução acontece devido a necessidades do mercado de produtos industriais que é muito diversificada e o ciclo de vida destes produtos e cada vez mais curto. Com isso a indústria busca técnicas de fabricação dada vez mais ágeis fabricando somente o produto solicitado e na quantidade necessária, de acordo com a demanda.  A usinagem altamente eficiente é a chave para a obtenção de resultados bem sucedidos do sistema de manufatura ágil, com melhoria da flexibilidade até seu limite sem reduzir a produtividade (Oliveira 2003).

Algumas vantagens da Usinagem HSM é o aumento considerável de volume de material removido com conseqüente redução nos tempos de processo, redução das forças de usinagem, ótima qualidade superficial, usinagem de materiais endurecidos entre outras. A usinagem em elevadas velocidades de corte gera altas temperaturas na região do corte reduzindo assim o tempo de vida útil da ferramenta (Woods et al., 2003).

        Para que a usinagem possa ser considerada HSM, é necessário empregar uma velocidade de corte na faixa de 5 a 10 vezes maior que a velocidade normal de trabalho dependendo do par peça ferramenta. Para tanto a faixa de rotação utilizada para obtermos estas altas velocidades fica em torno de 15.000 a 40.000 rotações por minuto. Essa utilização de altíssimas velocidades de corte oferece um conjunto de vantagens técnicas e econômicas em vários campos de aplicação (Souza, 2005).