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Força e potência de usinagem

Razões para se conhecer o comportamento das forças de usinagem:

• 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 + Fu’ = 0

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CÍRCULO DE MERCHANT

Fu = Fc + Ff

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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 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;• baixo drift.

Influenciados mais pela características dos elementos dosistema 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 daorientação 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 ferramentapode ser calculada, por exemplo, pelasrelações:

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