Força e potência de usinagem
Razões para se conhecer o comportamento das forças de usinagem:
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Para se estimar a potência requerida no corte
Projetos de máquinas e seus componentes
Ela tem influência direta no desenvolvimento dos desgastes das ferramentas
São usadas como parâmetro para controle adaptativo
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FORÇA DE USINAGEM NO CORTE ORTOGONAL
Fu + F u ’ = 0
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CÍRCULO DE MERCHANT
Fu = F c + F f
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Componentes das forças de usinagem em função de Fc e Ff
FT = Fc sen + Ff
cos
FN = Fc cos -
Ff sen
FZ = Fc cos - Ff sen
FNZ = Fcsen + Ff cos
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FORÇA DE USINAGEM NO CORTE TRIDIMENSIONAL
TORNEAMENTO
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FRESAMENTO
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A força de usinagem é dependente de dois fatores principais:
 Área de contato cavaco-ferramenta
 Resistência ao cisalhamento do material da peça, no plano de cisalhamento
primário e secundário
Assim a influência de qualquer parâmetro de usinagem na força Fu pode ser
analisada com base nos seus efeitos sobre estes dois fatores.
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Influência da
velocidade de
corte na força
de usinagem
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Influencia da
seção de corte e
da resistência do
material da peça
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Influencia da
geometria da
ferramenta de
corte
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Força de usinagem segundo Kienzle
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Medição da força de corte
Dinamômetros empregados na medição de força na usinagem:
• Empregando extensiometria;
• Empregando cerâmicas piezoelétricas.
Os dinamômetros devem ter:
• alta sensibilidade;
• alta rigidez;
• alta resposta em frequência;
• alta linearidade;
Influenciados mais pela características dos elementos do
• baixo drift.
sistema elétricos do que pelo sistema mecânico.
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Sistemas empregando extensiometria
Baseado na variação de resistência elétrica dos extensômetros quando estes
são deformados.
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Algumas configurações
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Sistemas empregando cristais piezoelétricos
Efeito piezoelétrico - para algumas cerâmicas, uma polarização de cargas
ocorre quando elas são submetidas à esforços mecânicos, dependendo da
orientação dos cristais.
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Plataforma piezoelétrica da Kienzle
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Modelos de cálculo de forças de corte segundo Altintas
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A força em cada elemento da ferramenta
pode ser calculada, por exemplo, pelas
relações:
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