Dada operaçâo de torneamento cilindrieo de um aço ABNT 1045 utilizando as segumtes condiçōes de corte Vc
, ap 4 mm ; vf
. D 150 mm ; tc
; rendimento do motor de
, calcule: (2.10)
a) Comprimente de corte (II)
b) Avanço (f)
c) Rotaçāo da peça (n)
d) Força de corte (Fe)
e) Potencia de Corte (Pe)
a) Comprimente de corte (II)
b) Avanço (f)
c) Rotaçāo da peça (n)
d) Força de corte (Fe)
e) Potencia de Corte (Pe)
Passo 1
Vamos organizar o que o enunciado nos deu e o que é pedido. Dados fornecidos (peguei todos estes valores do enunciado):
- Velocidade de corte:
. - Profundidade de corte:
. - Velocidade de avanço linear:
. - Diâmetro da peça:
. - Tempo de corte:
. - Rendimento do motor:
.
O enunciado pede que calculemos:
a) Comprimento de corte (vou chamar de ).
b) Avanço por rotação (vou chamar de , em
).
c) Rotação da peça (vou chamar de , em
).
d) Força de corte (vou chamar de , em
).
e) Potência de corte (vou chamar de , em
ou
).
a) Comprimento de corte (vou chamar de
b) Avanço por rotação (vou chamar de
c) Rotação da peça (vou chamar de
d) Força de corte (vou chamar de
e) Potência de corte (vou chamar de
Obs.: faltava no enunciado um valor direto do esforço específico de corte
(ou a potência de corte já dada). Para poder calcular a força de corte é necessário um valor de
. Vou usar um valor típico de referência para aço médio (AISI/ABNT 1045) em torneamento geral:
. Vou explicar a fórmula e justificar esse valor quando chegar na etapa respectiva.
Passo 2
Calcular a rotação da peça
. Fórmula e explicação:
- A relação entre velocidade de corte
(em ), diâmetro da peça (em ) e rotação (em ) é
Aqui:
dá o comprimento por minuto em
; dividimos por
para converter para
.
Isolando :
Isolando
Substituindo os números (mostrar contas passo a passo):
Numericamente,
Arredondando para um valor prático de usinagem, podemos usar
.
Passo 3
Calcular o avanço por rotação
. Explicação:
- A velocidade de avanço linear
( ) é o produto do avanço por rotação ( ) pela rotação ( ):
Isolando
:
Substituindo os valores (usar o
calculado):
Arredondando para três algarismos significativos:
Passo 4
Calcular o comprimento de corte
. Explicação:
- O comprimento total que a ferramenta percorre no sentido do avanço durante o tempo de corte
é simplesmente
onde
está em
e
em
, resultando em
.
Substituindo:
Substituindo:
Arredondando:
(ou cerca de
).
Passo 5
Explicar e escolher a fórmula para a força de corte
. Aula curta:
- Em torneamento, uma forma prática e muito usada para estimar a força tangencial de corte é
onde:
-
é a força de corte tangencial em , -
é o esforço específico de corte em (depende do material, condição de corte e geometria da ferramenta), -
é a profundidade de corte em , -
é o avanço por rotação em . - Intuição:
é a seção transversal do cavaco removido (em ); multiplicando por obtém-se a força necessária para cortar essa seção.
Justificativa do valor de
:
- Como o enunciado não deu
, usei um valor típico de referência para aço médio ABNT 1045 em torneamento geral: . Esse valor é representativo para estimativas de levantamento de força em usinagem em condições gerais (valores práticos variam com avanço, aresta da ferramenta, tratamento térmico, etc.). Se houver tabela ou valor fornecido pelo professor, deve-se usar esse valor em vez deste.
Agora calcular
:
Arredondando,
Passo 6
Calcular a potência de corte
. Explicação:
- A potência de corte mecânica é a potência consumida para vencer a força de corte movendo-se à velocidade de corte. Fórmula:
Aqui
em
,
em
; dividir por
converte
para
(multiplica por
) e dá
em
(N·m/s = W).
Substituindo:
Substituindo:
Convertendo para kilowatts:
Passo 7
(Bônus rápido — uso do rendimento do motor)
- O enunciado deu rendimento do motor
. Se quiser saber a potência elétrica do motor necessária para suprir , dividir pela eficiência:
Isso é só uma referência prática (não foi solicitado explicitamente, mas usei o rendimento porque veio no enunciado).
Resposta
a)
b)
c) (usar
como valor prático)
d) (aprox.
)
e) (aprox.
)
b)
c)
d)
e)