Escreva em suas anotações as equações utilizadas para os cálculos de força e potência de corte:
Potência de Corte (Pc)
Potência de Corte (Pc)
Passo 1
O que o enunciado pede: escrever as equações que se usam para calcular a força de corte e, em particular, a potência de corte
.
Informações típicas necessárias (não foram fornecidas números pelo enunciado, por isso listo as grandezas que normalmente aparecem nos cálculos):
Informações típicas necessárias (não foram fornecidas números pelo enunciado, por isso listo as grandezas que normalmente aparecem nos cálculos):
- profundidade de corte:
(ex.: em ou ); - avanço por dente / avanço por rotação:
ou (em ou ); - largura de corte (ou comprimento de corte):
(quando aplicável); - área de seção de cavaco:
(em ou ); - força de corte principal:
(em ); - velocidade de corte:
(em ou ); - torque:
(em ); - rotação do eixo:
(em ); - resistência específica de corte (força específica):
(em ou ).
Passo 2
Equação básica para estimar a força de corte usando a força específica: explicar a ideia e as variáveis.
A ideia: a força necessária para cortar é proporcional à área da seção do cavaco . Em corte ortogonal simples usa-se comumente:
A ideia: a força necessária para cortar é proporcional à área da seção do cavaco
onde:
-
é a força de corte principal (em ), -
é a força específica de corte (em se estiver em ), -
é a área da seção do cavaco.
Para corte simples e muitas operações (ex.: torneamento ortogonal) a área
costuma ser:
onde:
-
é a profundidade de corte (em ), -
é o avanço por rotação (em ) ou avanço por passagem adequado ao caso.
Logo, combinando:
Explanação didática rápida: pense em
como “quantos newtons por
” o material exige; multiplica-se pela área do cavaco para ter força total. Sempre cheque unidades: se
em
e
em
, então
sai em
.
Passo 3
Velocidade de corte
: fórmulas práticas e conversões de unidade (m/min e m/s).
Para torneamento (peça rotativa de diâmetro e rotação
):
Para torneamento (peça rotativa de diâmetro
atenção às unidades: se
em
e
em
então
em
. No entanto, na prática
costuma estar em
; duas fórmulas úteis:
- velocidade de corte em
:
- velocidade de corte em
quando em e em :
(tomar cuidado: nesta segunda fórmula o
está em
e o resultado é
).
Se for dado em
e for necessário
, converte-se dividindo por
:
Se
Passo 4
Definição básica da potência de corte e variantes (interpretação física e unidades).
Potência mecânica de corte é o trabalho por unidade de tempo realizado pela força de corte movendo-se à velocidade de corte:
Potência mecânica de corte é o trabalho por unidade de tempo realizado pela força de corte movendo-se à velocidade de corte:
onde:
-
em se em e em .
Se
estiver em
, use a conversão:
Para obter
em
:
Passo 5
Forma usando torque e rotação (útil em máquinas): derivação curta.
Potência também pode ser escrita em função do torque e da velocidade angular
:
Potência também pode ser escrita em função do torque
onde
(rad/s com
em
). Substituindo:
Relação entre torque e força de corte (ex.: torneamento) quando a força atua à distância radial
:
Substituindo nesta expressão recupera-se a igualdade
(consistência entre as fórmulas).
Passo 6
Exemplo numérico curto (para ver como usar as fórmulas e checar unidades).
Suponha que estimou-se e que a velocidade de corte é
. Convertemos
para
:
Suponha que estimou-se
A potência de corte então é
Dica: sempre confira unidades antes de multiplicar; se
em
e
em
,
sai direto em
.
Passo 7
Resumo prático para a prova (passos que você deve fazer no cálculo):
- determine a área do cavaco
e a força de corte usando (ou dados experimentais); - calcule a velocidade de corte
com a fórmula adequada ao processo (ver Passo 3); - calcule
por (atenção às unidades); - se precisar de torque use
e relacione e quando aplicável.
Vai dar certo — checar unidades é o truque que salva na prova!