15 - Ensaios de Usinabilidade

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Processos de Usinagem
Capítulo 15
ENSAIOS DE USINABILIDADE
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
“Em termos gerais
USINABILIDADE pode ser
definida como sendo uma
grandeza que indica a
FACILIDADE ou a DIFICULDADE
de se usinar um material”.
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
VARIÁVEIS QUE PODEM SER CONSIDERADAS
UMA MEDIDA DA USINABILIDADE:
 Força de corte
 Energia requerida na usinagem (ou potência)
 Vida da ferramenta
 Acabamento superficial
 Taxa de desgaste
 Temperatura de corte
 Disposição do cavaco (coeficiente de empacotamento)
 Propriedades físicas
 etc...
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
CLASSIFICAÇÃO DOS TESTES DE USINABILIDADE
Dois grupos:
- Requer usinagem
- Não requer usinagem
Dois sub-grupos:
- Ranking Testes
- Testes Absolutos
DE ACORDO COM O TEMPO DE EXECUÇÃO
- Curta duração
- Longa duração
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
RANKING TESTES:
Indicam meramente a usinabilidade relativa de duas ou
mais combinações de pares ferramenta-peça, para uma
dada condição de corte.
TESTES ABSOLUTOS:
Indicam os “méritos” relativos de duas ou mais
combinações de pares ferramenta-peça, para uma dada
faixa de condições de corte.
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
Exemplos de testes que não requerem usinagem:
 Teste de composição química - R
 Teste de microestrutura - R
 Teste de propriedades físicas - R
Exemplos de testes que requerem usinagem:
 Teste de pressão (Fa) constantes - R
 Teste de faceamento rápido - R
 Teste de torneamento cônico - A
 Teste de taxa de desgaste - A (Taylor)
 etc...
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
Teste de composição química - R
Relação para a velocidade de corte para uma vida de 60 min no torneamento
de aços, com ferramentas de metal duro, com precisão de ± 8%
(Czaplicki,1962):
V
c60
= 161.5 – 141.4 x %C – 42.4 x %Si – 39.2 x %Mn
– 179.4 x %P + 121.4 x %S
Relação para expressar a usinabilidade de aços de livre-corte (Boulger et
alli, 1951):
Índice de usinabilidade = 146 – 400 x %C – 1500 x %Si + 200 x %S
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
Teste de microestrutura - R
Tabela - Efeito da microestrutura na usinabilidade dos aços
 
 Tipo de microestrutura Dureza Brinell Vc20 [m/min]
 10% - perlita e 90% ferrita 100 – 120 290
 20% - perlita e 80% ferrita 120 – 140 260
 25% de perlita esferoidizada 160 – 180 180
 50% - perlita e 50% ferrita 150 – 180 150*
 75% - perlita e 25% ferrita 170 – 190 140
 100% perlita 180 – 220 145
 Martensita revenida 280 – 320 105
 Martensita revenida 370 – 420 46
 * Valor estimado
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
Teste da pressão F
f
constante - R
É um teste de curta duração e
consiste em aplicar uma força de
avanço, F
f
constante e medir o
tempo para se furar uma chapa de
espessura fixa, ou fixar um
determinado tempo e medir o
percurso de avanço.
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
Teste do faceamento rápido - R
1000
.. 1
1
nd
vc


1000
.. 2
2
nd
vc


Vc1vc2
d1
d2
Teste prático, de curta duração, que consiste em facear um disco do centro para a
periferia. Com este procedimento, a velocidade de corte vai aumentando constantemente,
até atingir o colapso da ferramenta. A medida de usinabilidade pode ser o tempo para a
falha da ferramenta, o percurso de avanço até atingir a falha, ou a velocidade de corte
para a qual a falha ocorreu, vc2.
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
Teste do torneamento cônico - A
Neste tipo de teste utiliza-se uma peça de
perfil cônico para ser usada em
torneamento, iniciando no diâmetro menor
para o maior do cone. Este procedimento
permite um aumento progressivo da
velocidade de corte, acelerando assim o
final da vida da ferramenta, de acordo com
um critério pre-estabelecido.
Capítulo 15:
Ensaios de Usinabilidade
Teste da taxa de desgaste - A
O melhor exemplo de testes absoluto de longa
duração é o teste de vida da ferramenta, com
ferramenta de tornear monocortante,
especificado pela norma ISO 3685 de 1977. O
objetivo desta norma é assegurar que testes
sejam realizados em condições padrões para
se ter dados compatíveis de fontes diferentes.
Os resultados, são geralmente apresentados
usando a equação de Taylor.