Lista de exercício IV - 2024.1
FURACÃO
Uma broca helicoidal de aço rápido com 12 mm de diâmetro está sendo usada para usinar um furo numa peça de aço ABNT 1020. Dados: avanço 0,5 mm/rotação.
Calcule o momento torsor.
Calcule o momento torsor.
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma broca helicoidal de aço rápido com 12 mm de diâmetro, que está furando uma peça de aço ABNT 1020. O avanço é de 0,5 mm por rotação. O objetivo aqui é calcular o momento torsor, que basicamente é o torque necessário para realizar esse furo. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco sobre resistência dos materiais e como calcular o torque em operações de usinagem.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é o momento torsor (torque). O torque é a força que faz algo girar em torno de um eixo. No caso da broca, é a força que o motor da furadeira precisa aplicar para girar a broca e fazer o furo no metal.
Passo 3
Para calcular o torque, precisamos primeiro determinar a força de corte que a broca está exercendo no material. A força de corte ($ F_c $) pode ser calculada usando a seguinte fórmula:
Onde:
- $ K_c $ é a força de corte específica do material (em N/mm²).
- $ A $ é a área de corte (em mm²).
Passo 4
Vamos calcular a área de corte ($ A $). A área de corte para a broca pode ser calculada multiplicando o diâmetro da broca pelo avanço por rotação:
Onde:
- $ D $ é o diâmetro da broca (12 mm).
- $ f $ é o avanço por rotação (0,5 mm/rotação).
Passo 5
Agora, precisamos da força de corte específica ($ K_c $) para o aço ABNT 1020. Geralmente, para o aço carbono como o ABNT 1020, $ K_c $ é aproximadamente 700 N/mm². (Obs: Esse valor pode variar dependendo das condições específicas de usinagem, mas usaremos 700 N/mm² como uma estimativa comum.)
Passo 6
Com $ K_c = 700 , N/mm² $ e $ A = 6 , mm² $, podemos calcular a força de corte:
Passo 7
Agora que temos a força de corte, vamos calcular o torque ($ T $). A fórmula para o torque é:
Onde:
- $ F_c $ é a força de corte (4200 N).
- $ D $ é o diâmetro da broca (12 mm).
Convertendo para N.m:
Passo 8
Portanto, o momento torsor necessário para usinar o furo é de 25,2 N.m.
Resposta
O momento torsor necessário para usinar o furo é de 25,2 N.m.