Formação de Cavaco na Usinagem

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Questions and Answers

Em processos de usinagem, qual a implicação direta da periodicidade na formação do cavaco, considerando as fases de recalque, deformação plástica, ruptura, deslizamento e saída?

  • Estabilização das forças de corte, facilitando o controle dimensional da peça.
  • Melhora na qualidade da superfície usinada, minimizando vibrações e ruídos no processo.
  • Geração de excitações dinâmicas na ferramenta, que podem ser analisadas via filmagem ou frequência da força de usinagem. (correct)
  • Redução do desgaste da ferramenta devido à uniformidade do processo de remoção de material.

No contexto do corte ortogonal, qual a importância da relação entre a espessura de corte ($\mathit{h}$), equivalente ao avanço ($\mathit{f}$), e a largura de corte ($\mathit{b}$), para a simplificação do estudo da formação do cavaco?

  • Simplifica o modelo para uma análise bidimensional, assumindo que a deformação ocorre principalmente no plano de corte. (correct)
  • Possibilita o uso de ferramentas de corte com geometrias mais complexas.
  • Garante a continuidade do cavaco, independentemente das propriedades do material.
  • Permite analisar o processo como um fenômeno tridimensional complexo.

Durante o processo de corte ortogonal, se o ângulo de cisalhamento observado se aproxima de zero, e considerando que $\gamma$ (ângulo de saída) não pode ser negativo, qual seria a interpretação física mais plausível?

  • O material da peça está sofrendo uma deformação plástica severa, sem cisalhamento efetivo. (correct)
  • A velocidade de corte está muito alta, resultando em fusão instantânea do material.
  • O processo de corte se aproxima de uma extrusão, com o material sendo forçado através de um orifício.
  • O ângulo de atrito na interface ferramenta-cavaco é mínimo, facilitando o fluxo do material.

Em termos de tipos de cavacos, como se distingue um cavaco contínuo formado durante a usinagem de aço de baixo carbono de um cavaco serrilhado formado em titânio, considerando a influência das propriedades do material e das condições de corte?

<p>Cavacos contínuos indicam um processo de deformação plástica estável, enquanto cavacos serrilhados sugerem instabilidades e concentrações de tensão. (A)</p> Signup and view all the answers

Ao analisar a geometria do cavaco, qual a relação entre o ângulo de saída da ferramenta e a direção do fluxo do cavaco, considerando as implicações para a distribuição de tensões e o atrito na interface ferramenta-cavaco?

<p>Um ângulo de saída positivo diminui o atrito e a força de corte, direcionando o fluxo do cavaco para longe da superfície usinada. (B)</p> Signup and view all the answers

Em operações de usinagem de alta velocidade, como a utilização de quebra-cavacos influencia a integridade superficial da peça, considerando a interação entre a frequência de quebra do cavaco, a vibração da ferramenta e a dissipação de calor?

<p>Aumenta a rugosidade devido ao impacto repetitivo do cavaco quebrando. (C)</p> Signup and view all the answers

Na usinagem de materiais de alta dureza, como aços temperados, qual a estratégia mais eficaz para minimizar o desgaste da ferramenta e otimizar a formação do cavaco, considerando a seleção do material da ferramenta, a geometria de corte e a aplicação de fluidos de corte?

<p>Utilização de ferramentas de cerâmica com geometria de corte negativa e aplicação de fluidos de corte à base de óleo. (A)</p> Signup and view all the answers

Em operações de torneamento de titânio, qual o efeito dominante do aumento da velocidade de corte na temperatura da ferramenta e na formação da aresta postiça de corte (APC), e como isso influencia a vida útil da ferramenta?

<p>Aumenta exponencialmente a temperatura, promovendo a formação de APC e acelerando o desgaste adesivo, reduzindo a vida útil da ferramenta. (D)</p> Signup and view all the answers

Considerando o Modelo de Piispanen para a formação de cavacos, qual a sua principal limitação ao ser aplicado em simulações de usinagem de materiais compósitos avançados, como os CFRP (plásticos reforçados com fibra de carbono)?

<p>O modelo não considera a anisotropia do material, essencial para prever a direção de propagação das fraturas nas fibras. (D)</p> Signup and view all the answers

Em um processo de retificação, como a interação entre o tamanho do grão abrasivo, a velocidade da roda e a profundidade de corte influencia a temperatura na zona de corte e a probabilidade de ocorrência de queima da peça?

<p>Grãos menores, alta velocidade e baixa profundidade minimizam a temperatura e a queima. (A)</p> Signup and view all the answers

Na análise da interface cavaco-ferramenta, qual a importância da pureza do material da peça em contato com a ferramenta para a ocorrência da zona de aderência, e como essa pureza interage com a pressão e a taxa de deformação?

<p>A pureza promove o contato íntimo e a adesão, aumentando a resistência ao cisalhamento e a taxa de deformação. (B)</p> Signup and view all the answers

Em processos de usinagem CNC de alta precisão, qual o principal desafio ao controlar a forma do cavaco, considerando a variação das condições de corte ao longo da trajetória da ferramenta e a necessidade de evitar a formação de cavacos longos e emaranhados?

<p>A programação adaptativa do avanço e da velocidade de corte em tempo real, baseada no monitoramento da força de corte e da vibração da ferramenta. (D)</p> Signup and view all the answers

Em um processo de furação profunda, quais os mecanismos de formação de cavaco predominantes e como eles influenciam a evacuação do cavaco e a estabilidade da ferramenta?

<p>Cavacos em forma de espiral, que facilitam a evacuação, mas podem comprometer a estabilidade da ferramenta. (D)</p> Signup and view all the answers

Em que medida a seleção inadequada dos parâmetros de corte (velocidade, avanço, profundidade) pode levar à instabilidade no processo de usinagem?

<p>Pode induzir vibrações autoexcitadas, comprometendo a precisão e a vida útil da ferramenta. (A)</p> Signup and view all the answers

Durante a usinagem de materiais compósitos, como a orientação das fibras em relação à direção do corte influencia o mecanismo de formação do cavaco e a qualidade da superfície usinada?

<p>A orientação paralela à direção do corte favorece o lascamento e aumenta a rugosidade. (A)</p> Signup and view all the answers

Ao usinar materiais com inclusões duras, como aços ferramenta com carbonetos de tungstênio, qual o principal desafio na formação do cavaco e como isso afeta o desgaste da ferramenta?

<p>As inclusões geram concentrações de tensão, promovendo o desgaste abrasivo e a fratura da aresta de corte. (B)</p> Signup and view all the answers

Ao realizar furação profunda em materiais de baixa usinabilidade, como o Inconel, quais são os tipos de cavacos mais comuns e como estes cavacos afetam a remoção de calor da zona de corte e a vida útil da ferramenta?

<p>Cavacos curtos e descontínuos que aumentam o atrito e a temperatura e diminuem a vida útil da ferramenta. (D)</p> Signup and view all the answers

Durante o processo de torneamento de um aço de alta liga, qual a influência da taxa de deformação na formação do cavaco e como esse fenômeno afeta a microestrutura do material próximo à superfície usinada?

<p>A alta taxa de deformação induz ao cisalhamento localizado e à formação de cavacos serrilhados, com significativa deformação plástica na superfície. (C)</p> Signup and view all the answers

Em uma operação de fresamento de um material compósito com matriz polimérica e reforço de fibras de carbono, qual a relação entre a velocidade de corte, o ângulo de ataque da ferramenta, e a ocorrência de defeitos como o lascamento e a delaminação na superfície usinada?

<p>Baixas velocidades de corte e ângulos de ataque positivos reduzem a delaminação, mas favorecem o lascamento. (A)</p> Signup and view all the answers

Como a utilização de refrigeração criogênica, em comparação com a refrigeração convencional com fluidos de corte, influencia a formação do cavaco na usinagem de aços inoxidáveis austeníticos em termos de mecanismos de deformação plástica e atrito na interface ferramenta-cavaco?

<p>A refrigeração criogênica causa o encruamento superficial do material e aumenta o atrito, levando à formação de cavacos segmentados. (B)</p> Signup and view all the answers

Ao usinar um material que exibe forte tendência ao encruamento, qual o impacto da variação do avanço na formação do cavaco e na vida útil da ferramenta, considerando o balanço entre a taxa de deformação imposta e a dissipação de calor gerada?

<p>Aumentar o avanço resulta em maior taxa de deformação, mas pode reduzir o tempo de contato e, dependendo da dissipação de calor, prolongar a vida útil da ferramenta. (B)</p> Signup and view all the answers

Na usinagem de ligas de alumínio com alto teor de silício, qual a principal influência da presença de partículas de silício na formação do cavaco e como isso afeta o desgaste da ferramenta de corte?

<p>As partículas de silício causam abrasão e microfraturas na aresta de corte, acelerando o desgaste da ferramenta. (A)</p> Signup and view all the answers

Em um processo de brochamento de engrenagens, como a geometria dos dentes da ferramenta de corte influencia a fragmentação do cavaco e a qualidade da superfície dos dentes usinados?

<p>Dentes com múltiplos canais de quebra-cavaco facilitam a fragmentação do cavaco e reduzem o atrito, melhorando a qualidade da superfície. (B)</p> Signup and view all the answers

Considere um material com alta anisotropia na sua resistência mecânica, como madeira ou alguns compósitos. Como essa característica influenciará a formação do cavaco durante o processo de usinagem?

<p>O cavaco tenderá a se formar preferencialmente nas direções de menor resistência, exigindo parâmetros de corte otimizados para cada orientação. (A)</p> Signup and view all the answers

Em um processo de torneamento de um aço inoxidável austenítico, qual o efeito da utilização de uma ferramenta com revestimento multicamadas (ex: TiAlN/AlCrN) na temperatura de corte e na formação da aresta postiça de corte (APC)?

<p>O revestimento multicamadas reduz o atrito e a adesão, diminuindo a tendência à formação da APC e permitindo o uso de velocidades de corte mais elevadas. (B)</p> Signup and view all the answers

Em um cenário de retificação de alta precisão utilizando uma roda de CBN (nitreto de boro cúbico), como a taxa de remoção de material, a velocidade da roda e a aplicação de fluido de corte afetam a integridade superficial da peça e a ocorrência de tensões residuais?

<p>Baixas taxas de remoção, altas velocidades e intenso resfriamento resultam em maior integridade superficial e menores tensões residuais. (B)</p> Signup and view all the answers

Ao realizar um processo de corte a laser em um material polimérico, quais os principais mecanismos de remoção de material e como a potência do laser, a velocidade de corte e a atmosfera de gás de assistência influenciam a zona afetada termicamente (ZAT) e a formação de resíduos na superfície cortada?

<p>Vaporização, fusão e ablação, com altas potências, baixas velocidades e gases inertes minimizando a ZAT e os resíduos. (C)</p> Signup and view all the answers

Em um processo de eletroerosão (EDM), como a frequência e a duração dos pulsos elétricos, o tipo de dielétrico e a polaridade dos eletrodos influenciam o tamanho da cratera formada na peça, a taxa de remoção de material e o acabamento superficial?

<p>Baixa frequência, longa duração, dielétrico de alta condutividade e polaridade negativa minimizam o tamanho da cratera e maximizam o acabamento. (C)</p> Signup and view all the answers

Flashcards

Cavaco (Definição)

Porção de material removida da peça pela ferramenta.

Zona de Cisalhamento Primário

Zona onde ocorre a deformação plástica inicial do material.

Recalque Inicial

Pequena porção do material comprimida antes do corte.

Deformação e Ruptura

Processo de deformação elástica seguida por deformação plástica até a ruptura.

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Saída do Cavaco

Ponto onde o material deformado escorrega sobre a superfície da peça.

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Zona de Aderência

Ocorre devido a altas tensões, taxas de deformação e pureza no contato ferramenta-peça.

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Periodicidade da Formação do Cavaco

Repetição cíclica das fases de recalque, deformação, ruptura e saída do cavaco.

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Corte Ortogonal

Simplificação do corte onde cavacos são contínuos e a espessura de corte é pequena.

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Grau de Recalque

Razão entre a espessura do cavaco após e antes do corte.

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Velocidade de Saída do Cavaco

Relação entre a velocidade de corte e a velocidade de saída do cavaco.

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Ângulo de Cisalhamento

Ângulo formado entre o plano de cisalhamento e a direção de corte.

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Tipos de Cavacos Contínuos

Cavacos formados por materiais dúcteis, com lamelas pouco distintas.

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Tipos de Cavacos Descontínuos

Cavacos formados por lamelas justapostas bem distintas.

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Tipos de Cavacos de Ruptura

Cavacos formados por fragmentos arrancados de materiais frágeis.

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Quebra-Cavacos

Dispositivos para controlar a forma do cavaco.

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Temperatura de Corte

Transformação da energia mecânica em calor durante o corte.

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Aresta Postiça de Corte (APC)

Adesão de camadas do material da peça na ferramenta, formando uma aresta.

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Study Notes

  • O cavaco é a porção de material removida da peça pela ferramenta, apresentando forma irregular.

Mecanismo de Formação

  • O processo de formação envolve atrito, força e movimento relativo, resultando em calor e desgaste.

Etapas da Formação do Cavaco

  • Recalque inicial: compressão de uma pequena porção do material contra a superfície de saída da ferramenta.
  • Deformação e ruptura: o material passa por deformação elástica, seguida de plástica até atingir o limite de ruptura; a fratura pode ser dúctil ou frágil.
  • Trincas se formam na zona de cisalhamento primária.
  • Deslizamento das lamelas:determinado pelas propriedades do material e condições de avanço e velocidade de corte; isso afeta a união do segmento rompido ao cavaco recém-formado.
  • Saída do cavaco: inicia-se com o escorregamento da porção deformada sobre a superfície de saída, sob altas tensões normais, velocidade e temperaturas, e ocorre na zona de aderência e cisalhamento secundário.

Interface Cavaco-Ferramenta

  • A zona de aderência ocorre devido a altas tensões de compressão, altas taxas de deformação e pureza do material da peça em contato com a ferramenta.
  • Condições que favorecem a aderência incluem altas velocidades de corte, longos tempos de usinagem e pequenas diferenças entre o material da peça e da ferramenta.

Periodicidade da Formação

  • Em condições normais, as fases de recalque, deformação plástica, ruptura, deslizamento e saída do cavaco repetem-se ciclicamente.
  • Essa periodicidade causa excitações dinâmicas na ferramenta de corte, comprováveis por filmagem ou pela frequência e amplitude da força de usinagem.

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