Um eixo de aço com resistência mecânica de
(St60) é usinado no torno com a velocidade de corte
. Calcule a Potência de corte. Dados: Avanço f
, Profundidade ap
, Ângulo da Ferramenta c
graus e Rendimento da máquina
. Considere a teoria de Kienzle para a sua resposta.
Passo 1
Beleza, aqui a gente tem um exercício de torneamento (matéria: mecânica dos cortes) usando a teoria de Kienzle. O eixo é de aço St-60 (resistência 600 N/mm²), velocidade de corte Vc=10 m/min, avanço f=1,10 mm/rev, profundidade ap=6 mm, ângulo da ferramenta κ=45°, rendimento da máquina η=0,90.
Para resolver vamos precisar:
Para resolver vamos precisar:
- calcular a área de corte A = f·ap;
- usar a lei de Kienzle para achar a força de corte Fc, ou seja o “kc” específico;
- converter essa força e a velocidade em potência;
- ajustar pelo rendimento da máquina.
Passo 2
Primeiro a área do corte:
A = f · ap
No nosso caso:
A = f · ap
No nosso caso:
Passo 3
Na teoria de Kienzle a força específica de corte kc depende da espessura de corte efetiva
, que é
e depois
Onde, tipicamente para aços médios, pega-se
C = 2000 N/mm² e m = 0,2.
Vamos calcular:
C = 2000 N/mm² e m = 0,2.
Vamos calcular:
- h = 1,10 mm · sin 45° = 1,10·0,7071 ≃ 0,778 mm
-
. - Primeiro
- Então
- Primeiro
Passo 4
Agora a força de corte Fc é simplesmente
Substituindo:
Passo 5
Com a força e a velocidade a potência de corte (sem contar perdas) vem de
Mas atenção: Vc está em m/min e queremos watts. Então
Logo
Passo 6
Por fim ajustamos pelo rendimento da máquina:
Resposta
A potência de corte necessária é aproximadamente 2,64 kW.