Força de Relacionamento no Corte de Metal (com Diagrama)
Existem dois tipos de processos de corte de metal. Um é o processo de corte oblíquo que é mostrado na Fig. 9.3 (b) e o segundo é o processo de corte ortogonal como mostrado na Fig. 9.3 (a).
Vamos discutir a relação de força em cada caso acima nos seguintes artigos:
(i) Força de Relacionamento no Corte Oblíquo:
A Fig. 9.31 mostra um processo de torneamento no corte oblíquo. No corte oblíquo, a aresta de corte principal (ab) faz um ângulo com a direção da alimentação. Como o metal está sendo cortado, deve haver uma força de corte (R). Esta força de corte (R) pode ser resolvida em três direções perpendiculares entre si. Portanto, a relação de força no corte oblíquo é complexa por natureza e não é considerada para análise de força no processo de corte. Somente o processo de corte ortogonal é mais adequado para facilidade de cálculo e menor complexidade.
A força de corte (R) no corte oblíquo pode ser resolvida em três direções perpendiculares, conforme abaixo:
(a) Na direção da alimentação da ferramenta (F d ):
São os componentes horizontais da força de corte. É também chamado de Feed Force (F d ).
(b) Na direção perpendicular à direção da alimentação (F r ):
Está na direção radial, ou seja, na direção perpendicular à superfície gerada. Pode ser considerado devido à reação entre a ferramenta e a peça de trabalho. É também chamado de força de empuxo e é representado por (F r ).
c) Na direção vertical (F C ):
É componente vertical da força de corte. É a principal força de corte. É representado por (F C ).
(ii) Força de Relacionamento no Corte Ortogonal:
A Fig. 9.32 mostra um processo de usinagem ortogonal. Nesse processo, a força de corte possui apenas dois componentes. Um na direção de alimentação (F d ) e outro na direção de corte (F c ).
A ferramenta de corte se move ao longo da direção da alimentação. O metal fica deformado plasticamente ao longo do plano de cisalhamento. Os chips se movem ao longo da face de inclinação da ferramenta. O chip sendo áspero ganha resistência em movimento e, portanto, uma força de atrito F da ferramenta atuando no chip.
Então, várias forças atuando são:
Força F:
Resistência ao atrito da ferramenta atuando no chip.
Força N:
Reação fornecida pela ferramenta, atuando em uma direção normal à face de inclinação da ferramenta. É normal a força de atrito F.
Força F s :
Força de cisalhamento do metal. É devido à resistência do metal ao cisalhamento na formação dos cavacos.
Força F n :
Força normal ao plano de corte. É uma força de apoio fornecida pela peça de trabalho no chip. Causa tensão de compressão no plano de cisalhamento.
Um diagrama de corpo livre do chip com as forças atuando nele é mostrado na Fig. 9.33:
Forçar R:
É o resultante das forças F s e F n .
Force R ':
É o resultante das forças F e N.
Como o chip está em equilíbrio, as forças resultantes R e R 'são iguais na magnitude, mas opostas na direção e colineares.
Para uma geometria fixa da ferramenta de corte, existe uma relação definida entre essas forças. O componente das forças de corte poderia ser medido por um dinamômetro e todas as outras forças poderiam ser calculadas.
