Capí Ca píttulo ulo 1 - IN INTR TROD ODUÇ UÇÃ ÃO Um subgrupo da norma DIN 8580 sob o termo "Separar", compreende os processos de fabricação com remoção de cavaco com ferramenta de geometria defini definida, da, que se caract caracteri eria a pe!a pe!a ap!ica ap!icação ção de ferram ferrament entas as com com caract caracter ersti sticas cas geometricamente definidas# $% a apro&imadamente '( a 50 mi! anos o )omem estava em condiç*es de produir ferramentas de pedras com gumes afiados por !ascamento, como nos mostram ac)ados arqueo!+gicos da idade da pedra figura abai&o-#
Ferramentas de pedra lascada.
.as .as um fato fato marc marcan ante te para para o dese desenv nvo! o!vi vime ment nto o tec tecno!+ no!+gi gico co foi foi a descoberta dos metais, como/ cobre, inco e ferro# $% a partir de 00 anos 1ntes de 2risto, praticamente todas as ferramentas eram e&ecutadas em ferro, e a partir do s3cu!o 4II foram descobertas constantes me!)oras no processo de fabricação do ferro e na siderurgia do aço, que co!ocaram o aço em posição vanta6osa em re!ação aos metais metais at3 então então con)ec con)ecido idos# s# 7studo 7studoss sistem sistem%ti %tico coss sobre sobre a tecno tecno!og !ogia ia de usinagem no entanto, s+ iniciaram no incio do s3cu!o 4I4 e !evaram entre outros a descoberta de novos materiais de corte# No incio de '00, o americano 9# :# ;amicos são outros resu!tados de uma pesquisa intensiva na %rea de materi materiais ais para ferram ferrament entas as que que at3 )o6e ainda ainda não est% conc!u conc!uda da e sim est% est% submetida a uma me!)ora constante? isto referido @ fabricação e uti!iação de materiais para ferramentas como por e&emp!o os materiais nitreto de boro cAbico e ferramentas de diamante#
Bara poder satisfaer as e&igCncias crescentes feitas a qua!idade das peças e a viabi!idade econmica do processo de fabricação, as ferramentas devem ser usadas de forma econmica para que todas as grandeas que participam no processo de usinagem como, geometria da ferramenta, condiç*es de corte, materia! da peça peça e mate materia riais is au&i au&i!i!iar ares es,, ten) ten)am am a sua sua inf! inf!uC uCnc ncia ia e seu seu efei efeito to sobr sobre e o resu!tado do traba!)o considerados# = con)ecimento da interdependCncia funciona! dos dos dive divers rsos os fato fatore res, s, perm permitite e o apro aprove veita itame ment nto o das das rese reserv rvas as tecn tecno! o!+g +gic icas as disp dispon onv vei eis# s# Bont Bonto o b%si b%sico co no proc proces esso so de usin usinag agem em,, 3 o proc proces esso so de corte corte propriamente dito com o que inicia esta aposti!a# No estu estudo do das das oper operaç aç*e *ess dos dos meta metais is,, dist distin ingu guemE emEse se duas duas gran grande dess c!asses de traba!)o/ As operações de de usinagem As operações de de conformação
2omo 2omo operaç operações ões de usina usinagem gem entendemos aque!as que, ao conferir @ peça a forma, ou as dimens*es ou o acabamento, ou ainda uma combinação qua! qua!qu quer er dest destes es trCs trCs bens bens,, prod produ uem em cava Definimos mos cavaco cavaco,, a porçã porção o de cavaco co.. Defini materia! da peça, retirada pe!a ferramenta, caracteriandoEse por apresentar forma geom3trica irregu!ar# 1!3m desta caracterstica, estão envo!vidos no mecanismo da formação do cavaco a!guns fenmenos particu!ares, tais como o recalque, a aresta postiça de corte, a craterização na superfcie de sada da ferramenta e a formação periódica do cavaco dentro de determinado campo de variação da ve!ocidade de
corte-F# 2omo oper entende demos mos aque!a aque!ass que que visam visam operaç açõe ões s de conf confor orma maçã ção o enten conferir @ peça a forma ou as dimens*es, ou o acabamento especfico, ou ainda qua!quer combinação destes trCs bens, atrav3s da deformação p!%stica do meta!# Devido Devido ao fato da operação operação de corte corte em chapas chapas estar !igada aos processos de estampagem profunda, dobra e curvatura de c)apas, essa operação 3 estudada no grupo de operaç*es de conformação dos metais# • Cl Clas assi sifi fica ca! !o o
e
nom nomencl enclaatura tura
dos dos
proc proces esso soss
mec"nicos de usina#em ' E ;=GN7 ;=GN71. 1.7N; 7N;= = E Broces Brocesso so mec>ni mec>nico co de usinag usinagem em destin destinad ado o @ obtenção de superfcies de revo!ução com au&!io de uma ou mais ferramentas monocortantes'# Bara tanto, a peça gira em torno do ei&o principa! de rotação da
m%quin m%quina a e a ferram ferrament enta a se des!oc des!oca a simu!t simu!tane aneame amente nte segun segundo do uma tra6et tra6et+ri +ria a cop!anar com o referido ei&o# Huan Huanto to @ form forma a da tra6 tra6et et+r +ria ia,, o torn tornea eame ment nto o pode pode ser ser retil#n retil#neo eo ou curvil#neo.
torne eamen amento to no qua qua! a &.& &.& - 'ornea rneame ment nto o reti retil# l#ne neoo- (roc (roces esso so de torn ferramenta se des!oca segundo uma tra6et+ria reti!nea# = torneamento reti!neo pode ser/ &.&.& &.&.& - 'orneam rneament ento o cil#nd cil#ndric rico o - (roces (rocesso so de torneamento no qua! a
ferramenta se des!oca segundo uma tra6et+ria para!e!a ao ei&o principa! de rotação da m%quina# Bode ser e)terno figura '- ou interno figura (-# Huando o torneamento ci!ndrico visa obter na peça um enta!)e circu!ar, na face perpendicu!ar ao ei&o principa! de rotação da m%quina, o torneamento 3 denominado sangramento a)ial figura -# tornea eame ment nto o no qua! qua! a &.&. &.&.* * - 'ornea rneame ment nto o c+ni c+nico co - (roc (roces esso so de torn ferramenta se des!oca segundo uma tra6et+ria reti!nea, inc!inada em re!ação ao ei&o principa! de rotação da m%quina# Bode ser e)terno figura J- ou interno figura 5-# tornea eame ment nto o no qua! qua! a &.&. &.&. - 'ornea rneame ment nto o radi radial al - (roc (roces esso so de torn ferram ferrament enta a se des!oc des!oca a segund segundo o uma tra6et tra6et+ri +ria a reti! reti!nea nea,, perpen perpendic dicu!a u!arr ao ei&o ei&o principa! de rotação da m%quina# Huando o torneamento radia! visa a obtenção de uma superfcie p!ana, o torn tornea eame ment nto o 3 deno denomi mina nado do torn figur ura a K-# K-# Huan Huando do o tornea eame ment nto o de face faceam amen ento to fig torn tornea eame ment nto o radi radia! a! visa visa a obte obtenç nção ão de um enta enta!) !)e e circ circu! u!ar ar,, o torn tornea eame ment nto o 3 denominado sangramento radial figura -# &.&. - (erfilamento - (rocesso de torneamento no qua! a ferramenta se
des!oca segundo uma tra6et+ria reti!nea radia! figura 8- ou a&ia! figura -, visando a obtenção de uma forma definida, determinada pe!o perfi! da ferramenta# tornea eame ment nto, o, no qua! qua! a l.* l.* - 'ornea rneame ment nto o curv curvil# il#ne neo o - (roc (roces esso so de torn ferramenta se des!oca segundo uma tra6et+ria curvi!nea figura '0-# Hua Huanto nto @ fin fina!id a!ida ade, de, as ope operaç* raç*e es de torn torne eame amento nto podem odem ser c!assi c!assific ficada adass ainda ainda em torneamento de desaste a torneamento de acaamento. 7ntendeEse por acabamento a operação de usinagem destinada a obter na peça as dime dimens ns*e *ess finai finais, s, ou um acab acabam amen ento to supe superf rfic icia ia!! espe especi cififica cado do,, ou ambo ambos# s# = desbaste 3 a operação de usinagem, anterior a de acabamento, visando a obter na peça a forma a dimens*es pr+&imas das finais#
( E 1BL1IN1 BL1IN1.7N .7N;= ;= E Broces Brocesso so mec>ni mec>nico co de usinag usinagem em destin destinado ado a obtenção de superfcies regradas, geradas por um movimento reti!neo a!ternativo da peça ou da ferramenta# = ap!ainamento pode ser horizontal ou vertical figuras '' a '8-# Huanto @ fina!idade, as operaç*es de ap!ainamento podem ser c!assificadas ainda em aplainamento de desaste a aplainamento de acaamento.
E 9UG1M= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado @ obtenção de um furo gera!mente ci!ndrico numa peça, com au&!io de uma ferramenta gera!mente mu!ticortante# Bara tanto, a ferramenta ou a peça giram e simu!taneamente a ferramenta ou a peça se des!ocam segundo uma tra6et+ria reti!nea, coincidente ou para!e!a ao ei&o principa! da m%quina# 1 furação subdivideEse nas operaç*es/ .& - /uração em cheio - (rocesso de furação destinado @ abertura de um
furo ci!ndrico numa peça, removendo todo o materia! compreendido no vo!ume do
)% necessidade de ferramenta especia! figura (-#
.* - 0scareamento- (rocesso de furação destinado @ abertura de um furo
ci!ndrico numa peça pr3Efurada figura (0-# . - /uração escalonada - (rocesso de furação destinado @ obtenção de
um furo com dois ou mais di>metros, simu!taneamente figura ('-# . - /uração de centros - (rocesso de furação destinado @ obtenção de
furos de centro, visando uma operação posterior na peça figura ((-# .1 - 'repanação - (rocesso de furação em que apenas uma parte de
materia! compreendido no vo!ume do furo fina! 3 reduida a cavaco, permanecendo
J E 1L1GO1.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado ao desbaste ou ao acabamento de furos ci!ndricos ou cmicos, com au&!io de ferramenta gera!mente mu!ticortante# Bara tanto, a ferramenta ou a peça giram e a ferramenta ou a peça se des!ocam segundo uma tra6et+ria reti!nea, coincidente ou para!e!a ao ei&o de rotação da ferramenta# = a!argamento pode ser/ .& - Alargamento de desaste - (rocesso de a!argamento destinado ao
desbaste da parede de um furo ci!ndrico figura (5- ou cnico figura (-# .* - Alargamento de acaamento - (rocesso de a!argamento destinado
ao acabamento da parede de um furo ci!ndrico figura (K- ou cnico figura (8-#
5 P G7Q1I41.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado @ obtenção de uma forma qua!quer na e&tremidade de um furo# Bara tanto, a ferramenta ou a peça giram e a ferramenta ou a peça se des!ocam segundo uma tra6et+ria reti!nea, coincidente ou para!e!a ao ei&o de rotação da ferramenta figuras ( a J- (# K E .1NDGIL1.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado @ obtenção de superfcies de revo!ução com au&!io de uma ou v%rias ferramentas de barra# Bara tanto, a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se des!ocam simu!taneamente segundo uma tra6et+ria determinada# 2.& - 3andrilamento cil#ndrico - (rocesso de mandri!amento no qua! a
superfcie usinada 3 ci!ndrica de revo!ução, cu6o ei&o coincide com o ei&o em torno do qua! gira a ferramenta figura 5-# 2.* - 3andrilamento radial - (rocesso de mandri!amento no qua! a
superfcie usinada 3 p!ana e perpendicu!ar ao ei&o em torno do qua! gira a ferramenta figura K-# 2. - 3andrilamento c+nico - (rocesso de mandri!amento no qua! a
superfcie usinada 3 cnica de revo!ução, cu6o ei&o coincide com o ei&o em torno do qua! gira a ferramenta figura -# 2.
-
3andrilamento
de
superf#cies
especiais
-
(rocesso
de
mandri!amento no qua! a superfcie usinada 3 uma superfcie de revo!ução, diferente das anteriores, cu6o ei&o coincide com o ei&o em torno do qua! gira a ferramenta# 7&emp!os/ mandrilamento esf$rico figura 8-, mandrilamento de sangramento, etc## Huanto @ fina!idade, as operaç*es de mandri!amento podem ser c!assificadas ainda em mandrilamento de desaste e mandrilamento de acaamento.
E 9G7S1.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado @ obtenção de superfcies quaisquer com o au&!io de ferramentas gera!mente mu!ticortantes# Bara tanto, a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se des!ocam segundo uma tra6et+ria qua!quer# DistinguemEse dois tipos b%sicos de fresamento/ 4.& - /resamento cil#ndrico tangencial - (rocesso de fresamento destinado
@ obtenção de superfcie p!ana para!e!a ao ei&o de rotação da ferramenta figuras
, J0 a J(-# Huando a superfcie obtida não for p!ana ou o ei&o de rotação da ferramenta for inc!inado em re!ação @ superfcie originada na peça, ser% considerado um processo especia! de fresamento tangencia! figuras JJ a J-#
4.* - /resamento frontal - (rocesso de fresamento destinado @ obtenção
de superfcie p!ana perpendicu!ar ao ei&o de rotação da ferramenta figuras J' a J5-# = caso de fresamento indicado na figura JK 3 considerado como um caso especia! de fresamento fronta!# R% casos que os dois tipos b%sicos de fresamento comparecem simu!taneamente, podendo )aver ou não predomin>ncia de um sobre outro figura J-# 1 operação indicada na figura J8 pode ser considerada como um fresamento
8 E S7GG1.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado ao seccionamento ou recorte com au&!io, de ferramentas mu!ticortantes de pequena espessura# Bara tanto, a ferramenta gira ou se des!oca, ou e&ecuta ambos os movimentos e a peça se des!oca ou se mant3m parada# = serramento pode ser/
se des!oca segundo uma tra6et+ria reti!nea# com movimento a!ternativo ou não# No primeiro caso, o serramento 3 retil#neo alternativo figura J-? no segundo caso, o serramento 3 retil#neo cont#nuo figuras 50 a 5'-#
5.* - 6erramento circular - (rocesso de serramento no qua! a ferramenta
gira ao redor de seu ei&o e a peça ou ferramenta se des!oca figuras 5( a 5J-# E QG=2R1.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado @ obtenção de superfcies quaisquer com au&!io de ferramentas mu!ticortantes# Bara
tanto, a ferramenta ou a peça se des!ocam segundo uma tra6et+ria reti!nea, coincidente ou para!e!a ao ei&o da ferramenta# = broc)amento pode ser/ 7.& - 8rochamento interno - (rocesso de broc)amento e&ecutado num
furo passante da peça figura 55-# 7.* - 8rochamento e)terno - (rocesso de broc)amento e&ecutado numa
superfcie e&terna da peça figura 5K-# '0 E G=S21.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado @ obtenção de fi!etes, por meio da abertura de um ou v%rios su!cos )e!icoidais de passo uniforme, em superfcies ci!ndricas ou cnicas de revo!ução# Bara tanto, a peça ou a ferramenta gira a uma de!as se des!oca simu!taneamente segundo uma tra6et+ria reti!nea para!e!a ou inc!inada ao ei&o de rotação# = roscamento pode ser interno ou e)terno. &9.& - :oscamento interno - (rocesso de roscamento e&ecutado em
superfcies internas ci!ndricas ou cnicas de revo!ução figuras 5 a K0-# '0#( E Goscamento e&terno E Brocesso de roscamento e&ecutado em superfcies e&ternas ci!ndricas ou cnicas de revo!ução figuras K' a KK-#
'' E LI.1O7. E Brocesso mec>nico de usinagem destinado a obtenção de superfcies quaisquer com au&!io de ferramentas mu!ticortantes e!aboradas por picagem- de movimento contnuo ou a!ternativo figuras K a K8-# '( E G1SHU7;71.7N;= E Brocesso manua! de usinagem destinado @ a6ustagem de superfcies com au&!io de ferramenta monocortante figura K-# ' E ;1.Q=G1.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem no qua! as peças são co!ocadas no interior de um tambor rotativo, 6untamente ou não com materiais especiais, para serem rebarbadas ou receberem um acabamento figura 0-#
'J E G7;I9I21M= E Brocesso de usinagem por abrasão destinado @ obtenção de superfcies com au&!io de ferramenta abrasiva de revo!ução # Bara tanto, a ferramenta gira e a peça ou a ferramenta se des!oca segundo uma tra6et+ria determinada, podendo a peça girar ou não# 1 retificação pode ser tangencia! ou fronta!# 'J#' E Getificação tangencia! E Brocesso de retificação e&ecutado com a superfcie de revo!ução da ferramenta figura '-# Bode ser/ 'J#'#' E Getificação ci!ndrica E Brocesso de retificação tangencia! no qua! a superfcie usinada 3 uma superfcie ci!ndrica figuras ' a J-# 7sta superfcie pode ser e&terna ou interna, de revo!ução ou não# Huanto ao avanço autom%tico da ferramenta ou da peça, a retificação ci!ndrica pode ser com avanço !ongitudina! da peça figura '-, com avanço radia! do rebo!o figura -, com avanço circu!ar do rebo!o figura J- ou com avanço !ongitudina! do rebo!oFF# 'J#'#( E Getificação cnica E Brocesso de retificação tangencia! no qua! a superfcie usinada 3 uma superfcie cnica figura 5-# 7sta superfcie pode ser interna ou e&terna# Huanto ao avanço autom%tico da ferramenta ou da peça, a retificação cnica pode ser com avanço !ongitudina! da peça figura 5-, com avanço radia! do rebo!o, com avanço circu!ar do reb!o ou com avanço !ongitudina! do rebo!o# &.&. - :etificação de perfis - (rocesso de retificação tangencia! no qua!
a superfcie usinada 3 uma superfcie qua!quer gerada pe!o perfi! do rebo!o figuras K a -# &.&. - :etificação tangencial plana - (rocesso de retificação tangencia!
no qua! a superfcie usinada 3 uma superfcie p!ana figura 8-# &.&.1 - :etificação cil#ndrica sem centros - (rocesso de retificação
ci!ndrica no qua! a peça sem fi&ação a&ia! 3 usinada por ferramentas abrasivas de revo!ução, com ou sem movimento !ongitudina! da peça figuras a 8(-# 1 retificação sem centros pode ser com avanço !ongitudina! da peça retificação de passagem- ou com avanço radial do reolo retificação em mergu!)o3
Denomina-se de usinagem por abrasão ao processo mecânico de usinagem no qual são empregados
abrasivos ligados ou soltos. Segundo a Norma PB- 26 - Ferramentas brasivas da . B. N. !." denomina-se #erramenta abrasiva a #erramenta constitu$da de grãos abrasivos ligados por aglutinante" com #ormas a dimens%es de#inidas. #erramenta abrasiva com a #orma de super#$cie de revolu&ão adapt'vel a um ei(o" )
figuras 80 a 8(-# &.* - :etificação frontal - (rocesso de retificação e&ecutado com a face
do rebo!o# gera!mente e&ecutada na superfcie p!ana da peça, perpendicu!armente ao ei&o do rebo!o# 1 retificação fronta! pode ser com avanço retil#neo da peça figura 8-, ou com avanço circular da peça figura 8J-#
'5 E QGUNI.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem por abrasão empregado no acabamento de furos ci!ndricos de revo!ução, no qua! todos os grãos ativos da ferramenta abrasiva estão em constante contato com a superfcie da peça e descrevem tra6et+rias )e!icoidais figura 85-# Bara tanto, a ferramenta ou a peça gira e se des!oca a&ia!mente com movimento a!ternativo#
abrasão empregado no acabamento de peças, no qua! os grãos ativos da ferramenta abrasiva estão em constante contato com a superfcie da peça# Bara tanto# a peça gira !entamente e a ferramenta se des!oca com movimento a!ternativo de pequena amp!itude a freqTCncia re!ativamente grande figuras 8 a 88-# ' E L1BID1M= E Brocesso mec>nico de usinagem por abrasão e&ecutado com abrasivo ap!icado por portaEferramenta adequado, com ob6etivo de se obter dimens*es especificadas da peça figura 8K- J# '8 E 7SB7LR1.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem por abrasão no qua! 3 dado o acabamento fina! da peça por meio de abrasivos, associados a um portaEferramenta especfico para cada tipo de operação, com o fim de se obter uma superfcie especu!ar# ' E B=LI.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem por abrasão no qua! a ferramenta 3 constituda por um disco ou cong!omerado de discos revestidos de subst>ncias abrasivas figura 8 a 0-# (0 E LI41.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem por abrasão e&ecutado por abrasivo aderido a uma te!a e movimentado com pressão contra a peça figuras ' a (-# (' E $1;71.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem por abrasão no qua! as peças são submetidas a um 6ato abrasivo, para serem rebarbadas, asperiadas ou receberem um acabamento figura -# (( E 19I1M= E Brocesso mec>nico de usinagem por abrasão, no qua! 3 dado o acabamento das superfcies da cun)a cortante da ferramenta, com o fim de )abi!itaE!a desempen)ar sua função# Desta forma, são obtidos os >ngu!os finais da ferramenta figura J-# ( E D7N;71.7N;= E Brocesso mec>nico de usinagem destinado @ obtenção de e!ementos denteados# Bode ser conseguido basicamente de duas maneiras/ formação e geração. 4
6egundo a (adronização 8rasileira (8-*2 da A. 8. !. '.. arasivo $ um produto natural ou sint$tico,
A formação emprega uma ferramenta que transmite a forma do seu perfi!
@ peça com os movimentos normais de corte a avanço# A geração emprega uma ferramenta de perfi! determinado, que com os
movimentos normais de corte, associados aos caractersticos de geração, produ um perfi! dese6ado na peça# = estudo deste processo não 3 feito aqui, por fugir do nosso ob6etivo de fornecer os con)ecimentos gerais dos processos de usinagem#
Capítulo $ - FUND%&'NTO(
D%
U(IN%)'&
CO&
F'RR%&'NT%( D' )'O&'TRI% D'FINID% 1. )'N'R%*ID%D'( Bara o estudo raciona! dos >ngu!os das ferramentas de corte, das forças de corte e das condiç*es de usinagem 3 imprescindve! a fi&ação de conceitos b%sicos sobre os movimentos e as re!aç*es geom3tricas do processo de usinagem# 7stes conceitos devem ser seguidos pe!os t3cnicos e engen)eiros que se dedicam @ usinagem, @ fabricação das ferramentas de corte e m%quinas operatries# Desta forma, tornaEse necess%ria a uniformiação de tais conceitos, ob6eto das associaç*es de normas t3cnicas# 2ada pas industria!iado tem assim,as suas normas sobre >ngu!os das ferramentas, formas e dimens*es das mesmas, etc# Na fa!ta de norma brasi!eira sobre esse assunto, vamos seguir a norma DIN K580, a qua! 3 a mais comp!eta e a que me!)or se ap!ica aos diferentes processos de usinagem# 7sta norma cont3m os fundamentos sobre uma sistem%tica uniforme de usinagem, constituindo a base para uma s3rie de normas referentes ao corte dos metais# 1p!icaEse fundamenta!mente a todos os processos de usinagem# Huando resu!tam !imitaç*es atrav3s de particu!aridades sobre certas ferramentas por e&emp!o, ferramentas abrasivas-, as mesmas são indicadas atrav3s de anotaç*es# 1 numerosidade de conceitos, que servem somente para uma ferramenta ou um processo de corte, não 3 tratada nesta norma# Bor outro !ado, a va!idade universa! do conceito para todos os processos de usinagem fornece a possibi!idade de reduir ao mnimo a quantidade de conceitos necess%rios @ pr%tica# =s conceitos tratados nessa norma se referem a um ponto gen3rico da aresta cortante, dito ponto de refer=ncia. Nas ferramentas de barra este ponto 3 fi&ado na parte da aresta cortante pr+&imo @ ponta da ferramenta# • &O+I&'NTO(
'NTR'
%
,'Ç%
'
%
%R'(T%
CORT%NT' =s movimentos no processo de usinagem são movimentos re!ativos entre a peça e a aresta cortante# 0stes movimentos são referidos peça, considerada como
parada# DeveEse distinguir duas esp3cies de movimentos/ os que causam diretamente a sada de cavaco a aque!es que não tomam parte direta na formação do cavaco# =rigina diretamente a sada de cavaco o movimento efetivo de corte, o qua! na maioria das vees 3 o resu!tante do movimento de corte e do movimento de avanço.
M OVIMENTO DE CORTE
= movimento de corte 3 o movimento entre a peça e a ferramenta, o qua! sem o movimento de avanço origina somente uma Anica remoção de cavaco# durante uma vo!ta ou um curso 9igura ( #' e 9igura ( #-#
9igura (#' E 9uração com broca )e!icoida!,mostrando os movimentos de corte e avanço#
9igura (#( E 9resamento com fresa ci!ndrica, mostrando os movimentos de corte e avanço#
M OVIMENTO DE AVANÇO
= movimento de avanço 3 o movimento entre a peça e a ferramenta, que, 6untamente com o movimento de corte, origina um !evantamento repetido ou contnuo de cavaco, durante v%rias revo!uç*es ou cursos 9igura ( #', e 9igura ( #-# = movimento de avanço pode ser o resu!tante de v%rios movimentos componentes, como por e&emp!o o movimento de avanço principal e o movimento de avanço lateral 9igura ( #J-#
9igura (# E Getificação p!ana tangencia! mostrando os movimentos de corte e avanço#
9igura (#J E 2opiagem de uma peça mostrando as componentes do movimento de avanço/ avanço principa! e avanço !atera!#
M OVIMENTO EFETIVO DE CORTE
= movimento efetivo de corte 3 o resu!tante dos movimentos de corte e de avanço, rea!iados ao mesmo tempo# Não tomam parte direta na formação do cavaco o movimento de posicionamento, o movimento de profundidade e o movimento de a
M OVIMENTO DE POSICIONAMENTO
o movimento entre a peça e a ferramenta, com o qua! a ferramenta, antes da usinagem, 3 apro&imada @ peça# 7&emp!o/ a broca 3 !evada @ posição em que deve ser feito o furo#
M OVIMENTO DE PROFUNDIDADE
o movimento entre a peça e a ferramenta, no qua! a espessura da camada de materia! a ser retirada 3 determinada de antemão# 7&emp!o/ fi&ação, no torno, da profundidade a p 9igura ( #5- da ferramenta#
9igura (#5 E ;orneamento# Superfcie principa! e !atera! de corte#
M OVIMENTO DE AJUSTE
o movimento de correção entre a peça e a ferramenta, no qua! o desgaste da ferramenta deve ser compensado# 7&emp!o/ movimento de a6uste para compensar o desgaste do rebo!o na retificação # • DIR'Ç'( DO( &O+I&'NTO(
DeveEse distinguir a direção de corte, direção de avanço e direção efetiva de corte.
DIREÇÃO DE CORTE
a direção instant>nea do movimento de corte#
DIREÇÃO DE AVANÇO
a direção instant>nea do movimento de avanço#
DIREÇÃO EFETIVA DE CORTE
a direção instant>nea do movimento efetivo de corte# • ,'RCUR(O D% F'RR%&'NT% '& FR'NT' D% ,'Ç%
DeveEse distinguir o percurso de corte, o percurso de avanço e o percurso efetivo de corte.
P ERCURSO DE CORTE
= percurso de corte l c, 3 o espaço percorrido sobre a peça pe!o ponto de refer=ncia da aresta cortante# segundo a direção de corte 9igura ( #K-#
9igura (#K E 9resamento tangencia! com fresa ci!ndrica# Bercurso de corte !c, percurso efetivo de corte Ie? percurso de avanço !f =s dentes ' e ( mostram o movimento da fresa-#
P ERCURSO DE AVANÇO
= percurso de avanço l f 3 o espaço percorrido pe!a ferramenta, segundo a direção de avanço 9igura
( #K-# DeveEse distinguir as diferentes componentes do
movimento de avanço 9igura ( #J-#
P ERCURSO EFETIVO DE CORTE
= percurso efetivo de corte > e 3 o espaço percorrido pe!o ponto de refer=ncia da aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte ? /igura * .2 @. • +'*OCID%D'(
DeveEse distinguir a velocidade de corte, a velocidade de avanço e a velocidade efetiva de corte.
V ELOCIDADE DE CORTE
1 ve!ocidade de corte v 3 a ve!ocidade instant>nea do ponto de refer=ncia da aresta cortante, segundo a direção a sentido de corte#
V ELOCIDADE DO AVANÇO
1 ve!ocidade de avanço v f 3 a ve!ocidade instant>nea da ferramenta segundo a direção e sentido de avanço#
V ELOCIDADE EFETIVA DE CORTE
1 ve!ocidade efetiva de corte v e 3 a ve!ocidade instant>nea do ponto de refer=ncia da aresta cortante, segundo a direção efetiva de corte# BodeEse ter ainda,
conforme o item (, as ve!ocidades de posicio namento, de profundidade e de a
1s grandeas de corte são as grandeas que devem ser a6ustadas na m%quina direta ou indiretamente para a retirada do cavaco#
AVANÇO
= avanço f 3 o percurso de avanço em cada vo!ta 9igura ( #5- ou em cada curso 9igura ( #-#
9igura (# E 9resamento tangencia!# Largura de corte a p? espessura de penetração e#
9igura (#8 E 9resamento fronta!# Brofundidade de corte a p? espessura de penetração e#
9igura (# E 1p!ainamento# Brofundidade de corte a p? avanço ff c#
9igura (#'0 E Getificação fronta!# Brofundidade de corte a p? espessura de penetração e#
P ROFUNDIDADE OU LARGURA DE CORTE
a profundidade ou !argura de penetração da aresta principa! de corte, medida numa direção perpendicular ao plano de traalho 9igura ( #5 e 9igura ( # e
'#'-# No torneamento propriamente dito, faceamento, ap!ainamento, fresamento fronta! e retificação fronta! ver tabe!a da Introdução-, a p corresponde @ profundidade de corte 9igura ( #5# 9igura ( #8, 9igura ( # e 9igura ( #'0-#
No sangramento, broc)amento, fresamento tangencia! em particu!ar fresamento ci!ndrico- e retificação tangencia! ver tabe!a da Introdução-, a p corresponde @ !argura de corte 9igura ( #, 9igura ( #''e 9igura ( #'(-#
9igura (#'' E Qroc)amento#
Na furação sem pr3Efuração-, a p corresponde @ metade do di>metro da broca 9igura ( #'-# A grandeza a p $ sempre aque!a que, mu!tip!icada pe!o avanço de corte f,
origina a %rea da secção de corte s# 7!a $ medida num p!ano perpendicu!ar ao p!ano de traba!)o, enquanto que o avanço de corte f c 3 medido sempre no p!ano de traba!)o# 7m a!guns casos recebe a denominação de profundidade de corte 9igura ( #5, 9igura ( # 8, 9igura ( # e 9igura ( #'0-, enquanto que noutros casos recebe a denominação de largura de corte 9igura
( #, 9igura ( #'' e 9igura ( #'(-? por3m, 3 sempre
representada pe!a !etra a p#
9igura (#'( E Getificação p!ana tangencia!# Largura de corte a p? espessura de penetração e# 9igura (#' E 9uração# Largura de corte a pdB* #
E SPESSURA DE PENETRAÇÃO
1 espessura de penetração e $ de import>ncia predominante no fresamento
e na retificação 9igura ( #, 9igura ( #8, 9igura ( #'0 e 9igura ( #'(-# a espessura de corte em cada curso ou revo!ução, medida no plano de traalho a numa direção perpendicular direção de avanço.
• )R%ND'%( R'*%TI+%( %O C%+%CO
7stas grandeas são derivadas das grandeas de corte e são obtidas atrav3s de c%!cu!o# Bor3m, não são idCnticas @s obtidas atrav3s da medição do cavaco, que no momento não nos interessam#
C OMPRIMENTO DE CORTE
= comprimento de corte 3 o comprimento de cavaco a ser retirado, medido na superfcie de corte# segundo a direção norma! @ direção de corte # , portanto, medido na intersecção da superfcie de corte com o p!ano norma! @ ve!ocidade de corte, passando pe!o ponto de referCncia da aresta cortante# 7m ferramentas com aresta cortante reti!nea a sem curvatura na ponta temEse# b
=
P
=
a p sen χ
(#'-
onde χ $ o ângulo de posição da aresta principa! de corte#
E SPESSURA DE CORTE
1 espessura de corte h 3 a espessura ca!cu!ada 5 do cavaco a ser retirado, medida norma!mente @ superfcie de corte e segundo a direção perpendicu!ar @ direção de corte # 7m ferramentas com aresta cortante reti!nea e sem curvatura da ponta, temE se *
=
# e
⋅
sen χ
(#(-
ÁREA DA SECÇÃO DE CORTE
1 %rea da secção de corte s ou simp!esmente secção de corte- 3 a %rea
5
A espessura calculada de cavaco não deve ser confundida com a espessura de cavaco hC otida pela
medição ?com instrumento de medida micr+metro, paqu#metro, etc.@. A primeira $ otida por c;lculo trigonom$trico, conforme a fórmula ?*.*@.
ca!cu!adaK da secção de cavaco a ser retirado, medida no p!ano norma! @ direção de corte#
6
A ;rea calculada da secção de cavaco não deve ser confundida com a ;rea da secção de cavaco a qual $
otida pela medição do cavaco atrav$s de instrumentos de medida.
Capítulo / - T'&,'R%TUR% D' CORT' E Deformação da rai do cavaco E 1trito entre peça e ferramenta
C%*OR
E 1trito entre cavaco e ferramenta s p ã i i ç o D s a
5X 5X (X '8X
• • • •
Ca0aco ,ea Ferramenta &eio amiente
=s va!ores das proporç*es variam com/ •
o tipo de usinagem/ torneamento, fresamento, broc)amento, etc#?
•
o materia! da ferramenta e da peça?
•
a forma da ferramenta?
•
as condiç*es de usinagem#
7&emp!o/ quantidade de ca!or gerada na deformação p!%stica para aços de construção/ vc V 50mWmin
5X do tota! do ca!or gerado
vc V (00mWmin
(5X do tota! do ca!or gerado
!ogo, nos regimes de corte a!tos, o atrito 3 a fonte b%sica de ca!or# 1 temperatura da ferramenta se e!evar% de acordo com o ca!or especfico e a condutibi!idade t3rmica dos corpos em contato, a!3m das dimens*es das seç*es onde se escoa o ca!or# 1 temperatura 3 o principa! fator !imitante da uti!iação das ferramentas de corte
em regimes de traba!)o e!evados, fi&ando, portanto as condiç*es m%&imas de produtividade e duração das ferramentas# 2omo as deformaç*es e forças de atrito se distribuem irregu!armente, o ca!or produido tamb3m se distribui de forma irregu!ar# 1 quantidade de ca!or devida ao atrito do cavaco com a superfcie de sada e que vai ferramenta , 3 re!ativamente pequena# Bor3m, como esta superfcie de contato
3 reduida, desenvo!vemEse a!i temperaturas significantes# 1 quantidade de ca!or gerada aumenta com a ve!ocidade e com a força de corte# 2onseqTentemente, a temperatura cresce com o aumento da ve!ocidade de corte, do avanço e da profundidade# 7ste aumento de temperatura 3 ace!erado com o desgaste da ferramenta, o qua! aumenta o va!or do coeficiente de atrito e conseqTentemente a força de corte# Bara aumentar a produtividade da ferramenta deveEse aumentar a ve!ocidade, o avanço e a profundidade de corte# ;odos estes fatores aumentam a temperatura# Bortanto deveEse procurar diminuir esta temperatura a!3m de empregar materiais de corte resistentes a a!tas temperaturas e ao desgaste# = meio mais barato para a diminuição da temperatura de corte 3 o emprego de f!uidos de corte#
Capítulo 2 - FORÇ% D' U(IN%)'& = con)ecimento da força de usinagem 9 ou de suas componentes/ força de corte 9c, força de avanço 9 f e da força passiva 9 p, 3 a base/ Bara o pro6eto de uma m%quina ferramenta dimensionamento
•
das estruturas, acionamentos, fi&aç*es, etc#-? Bara a determinação das condiç*es de corte em condiç*es de
•
traba!)o? Bara a ava!iação da precisão de uma m%quina ferramenta, em
•
certas condiç*es de traba!)o deformação da ferramenta, m%quina e peça-? Bara a e&p!icação de mecanismos de desgaste#
•
1 força de usinagem 3 tamb3m um crit3rio para a determinação da usinabi!idade de um materia! de peça# =s componentes da força de usinagem 9 c, 9f e 9 p- diminuem com o aumento da ve!ocidade de corte v c devido @ diminuição da resistCncia do materia! com o aumento da temperatura# =s componentes da força de usinagem aumentam com o aumento da profundidade de corte a p de uma forma proporciona! s+ va!e para a p maior que o raio de quina-# Inf!uCncia do >ngu!o de sada γ e do >ngu!o de inc!inação λ !atera! sobre os componentes da força de usinagem/ Inf!uCncia sobre a força de usinagem por grau 9c ',5X ng# de sada γ ng# de inc!inação ',5X !atera! λ ng# de sada γ ng#de inc!inação
',5X ',5X
9f 5,0X ',5X
9p J,0X '0,0X
5,0X ',5X
J,0X '0,0X
!atera! λ Uma variação do >ngu!o de incidCncia na fai&a de o≤α≤'(o não tem inf!uCncia consider%ve! sobre as componentes da força de usinagem# Uma variação do raio de quina não inf!uencia a força de usinagem, desde que a
condição (r ≤ap se6a satisfeita# 1 força de usinagem aumenta !inearmente com o aumento do teor de carbono da peça e da ferramenta# BodeEse ter variaç*es consider%veis pe!a variação dos teores de e!ementos de !iga que atuam sobre a diminuição da força de corte, como por e&emp!o pe!o en&ofre# = tipo de materia! da ferramenta, atua principa!mente no coeficiente de atrito entre cavaco e ferramenta e em decorrCncia disso, principa!mente sobre a força passiva e a força de avanço# 2om o aumento da condutividade t3rmica do materia! da ferramenta, em regra gera!, verificaEse o aumento da força de corte# = desgaste de cratera sobre a face da ferramenta que !eva @ formação de um >ngu!o de sada mais positivo, em regra, !eva @ diminuição das componentes da força de usinagem# = desgaste do f!anco da ferramenta aumenta as componentes da força de usinagem devido ao aumento da superfcie de atrito entre peça e superfcie de incidCncia#
Capítulo 3 - ,OT4NCI% D' U(IN%)'& 1 força principa! de corte 9 c 3 a base para o c%!cu!o da potCncia de usinagem# No caso do torneamento, podeEse estabe!ecer a seguinte re!ação entre a força de corte e a %rea da seção de usinagem/
F c
=
+ c ⋅
=
+ c a p # ⋅
⋅
[ N ]
em que Yc 3 a pressão especfica de corte em ZNWmm ([# = va!or de Yc 3 equiva!ente @ energia de corte por unidade de vo!ume e c, ou se6a, a energia necess%ria para remover uma unidade de vo!ume da peça# 7quiva!e ainda a potCncia de corte para remover a unidade de vo!ume da peça por unidade de tempo, p c# Yc ZNWmm([ V ec Z$Wcm[ V pc Z:#sWcm[ =s va!ores de Yc para a!guns materiais segundo a norma a!emã 1:9E'58 são dados na tabe!a abai&o/ a!ores orientativos das press*es especficas de corte 1:9 P '58σr
.1;7GI1IS
[NWmm(]
Yc [NWmm(] 1vanço em [mmWrot] 0,' 0,( 0,J 0,8
ou dureaat3 500
K00
(K00
'00
'K0
S;50'' 1QN; '00 a '05-
500 a K00
J000
(00
('00
'5(0
S;GK0'' 1QN; '0J0 a '0J5-
K00 a 00
J(00
000
((00
'5K0
S;0'' 1QN; '0K0-
00 a 850
JJ00
'50
(00
'KJ0
S; 85 1QN; '05-
850 a '000
JK00
00
(J00
'(0
00 a 50
(00
(00
'00
'(J0
500 a 00
K00
(K00
'00
'K0
\ 00
00
(850
(050
'500
00 a 850
J00
J00
(J50
'K0
850 a '000
5000
K00
(K00
'850
'000 a 'J00
500
800
(50
(000
'J00 a '800
500
J'00
000
('50
K00 a 00
5(00
50
(00
'(0
S;J'', St'', StJ('' 1QN; '0'5 a '0(5-
1ço fundido
1ço .n, aços 2rENi, aços 2rE.o e outros aços !igados
1ço ino&id%ve!
1ço ferramenta
'500 a '800
500
J'00
000
('50
E
KK00
J800
(500
(5(0
9erro fundido OO'(, OO'J
RQ at3 (00
'00
'K0
'000
(0
9erro fundido OO'8, OO(K
RQ (00 1 (50
(00
(080
'500
'080
9erro fundido !igado
RQ (50 1 J00
(00
(00
'00
'(00
(J00
'50
'(50
(0
K00
(K00
'00
'K0
2obre
('00
'5(0
''00
800
2obre com mica co!etores-
'00
'K0
'000
(0
'K00
''50
850
K00
Qrone verme!)o '0Sn, J]n, 8K2u-
'J00
'000
00
5(0
Qrone de fundição
J00
(J50
'800
'(80
Ligas de inco
J0
00
5K0
J0
1!umnio puro
'050
K0
550
J00
Ligas de 1!, cW a!to teor de Si ''E'X-
'J00
'000
00
5(0
Ligas pW 1!ESi ''E',5X Si- tena-
'J00
'000
00
5(0
Bistão O 1!ESi ''E',5X Si-
'(50
00
K50
J80
at3 00
''50
8J0
K00
J0
00 a J(0
'J00
'000
00
5(0
J(0 a 580
'00
'((0
850
KJ0
Ligas de magn3sio
580
J(0
00
((0
Qorrac)a dura, ebonite
J80
50
(50
'80
prensadas, isentas de borrac)a-
J80
50
(50
'80
#Bape! duro
80
(80
(00
'J0
1ço manganCsEduro
9erro fundido ma!e%ve! 9erro fundido duro
Latão
S)ore K5W0
RQ 80W'(0
=utras !igas de a!umnio para fundição e traba!)o a frio
Qaque!ite, Bertina&, Novote&t massas iso!antes
1 pot5ncia de corte ,c 3 a potCncia disponve! no gume da ferramenta e consumida na operação de remoção de cavacos# e!a que interessa no c%!cu!o de forças e press*es especficas de corte# 1 pot5ncia de acionamento , a 3 a potCncia fornecida pe!o motor @ m%quinaE ferramenta# 7!a difere da potCncia de corte pe!as perdas que ocorrem por atrito nos mancais, engrenagens, sistemas de !ubrificação e refrigeração, sistema de avanço, etc# 1 potCncia de avanço, embora se6a uma parce!a uti!iada na operação de corte, 3 muito pequena em re!ação @ potCncia de corte, sendo mais pr%tico reuniE!a no grupo das ^perdas_#
1 pot5ncia em 0a6io , o 3 a potCncia consumida pe!a m%quinaEferramenta !igada, com o mecanismo de avanço funcionando, por3m sem que ten)a !ugar qua!quer operação de corte# = rendimento da m%quina 3 dado por/ η
=
P c P a
⋅
100
=
P a
P o
−
P a
⋅
100
a!ores usuais estão entre K0X e 80X# 1 potCncia de corte pode ser ca!cu!ada pe!a equação/ F c v c ⋅
P c
=
60000
+ c v c ⋅
=
60000
+ c a p # v c ⋅
⋅
=
⋅
⋅
60000
[ +, ]
onde, Bc
V potCncia de corte necess%ria no gume da ferramenta ZY:[#
9c
V força de corte ZN[#
Yc
V pressão especfica de corte ZNWmm ([#
1
V seção de corte Zmm[#
1#vc V vo!ume de cavacos produidos na unidade de tempo Zmm Wmin[ ap
V profundidade de corte Zmm[#
f
V avanço ZmmWrot[#
vc
V ve!ocidade de corte ZmWmin[#
1s dimens*es de corte são o fator de inf!uCncia preponderante na força e na potCncia necess%ria para a usinagem# De um modo gera! verificaEse que a pressão especfica de corte Y c diminui com as dimens*es do cavaco, sendo esta diminuição mais notada para um aumento do avanço do que para um aumento da profundidade de corte# 2om base nas afirmaç*es anteriores, pesquisadores determinaram fatores de correção para Yc, sendo que o que mais se apro&ima da rea!idade 3 `ien!e, propondo a seguinte f+rmu!a/ + c
=
+ c1.1 * ⋅
−
mc
ou se6a, F c
=
+ c1.1 b * 1 ⋅
⋅
−
mc
Yc'#' V pressão especfica de corte para um cavaco de 1 V b#) V '&' mm (#
*
=
#
⋅
[ mm ]
sen κ
=
espessura
do
cavaco
1 f+rmu!a de `ien!e se mostrou v%!ida no c%!cu!o da força de corte nos diversos b
=
a p
÷
sen κ
[ mm]
=
l arg ura de corte
processos de usinagem com espessura ) constante do cavaco tornear, p!ainar, furar, broc)ar- como tamb3m em processos com espessura vari%ve! fresagem, serramento, denteamento de engrenagens-, uti!iando um va!or m3dio ) m# 1 tabe!a abai&o fornece, a ttu!o de e&emp!o, va!ores de 'Emc e Y c'#' para a!guns materiais# .ateria! DIN St 50 St K0 2 (( 2Y J5 2Y K0 K5 Si '00 2r K '00 2r K recoido OO L 'J OO L '8 OO (K O;:, O;S OS J5 OS 5(
1QN; equiva!ente '00W'0J5 '0J0W'0J5 '0(0 '0J5 '0K0 (K0 5('00 5('00
σr
Yc'#'
ZNWmm([ 5(0 K(0 500 K0 0 K0 KJ0 '0
ZNWmm([ '0 (''0 '800 (((0 ('0 '(0 'K00 (J00
'Emc 0,J 0,8 0,8 0,8K 0,8( 0, 0,' 0,
50 50 ''K0 '(00 'K00 '800
0, 0,8 0,J 0, 0,8 0,8J
9o9o cinento com grafite !ame!ar '(J o o 9 9 cinento RQ (00 .a!e%ve! brancoWpreto \ J00 1ço fundido 00###J00 1ço fundido 500###00
Capítulo 7 - &%T'RI%I( U(%DO( ,%R% F'RR%&'NT%( • '8i#5ncias 9sicas para um material de corte:
7!evada durea a quente? 7!evada durea a frio bem superior @ da peça usinada? ;enacidade para resistir aos esforços de corte e impactos? GesistCncia @ abrasão? 7stabi!idade qumica? 9aci!idade de obtenção a preços econmicos# Nen)um materia! disp*e de todas essas caractersticas# DeveEse, portanto verificar quais as primordiais e as secund%rias# • Classifica!o dos materiais de corte:
'# 1ços ferramenta (# 1ços r%pidos comuns # 1ços r%pidos ao coba!to J# Ligas fundidas 5# 2arbonetos sinteriados K# 2er>micas de corte # Diamantes 8# Nitreto de boro crista!ino cAbico 2QN
AÇOS FERRAMENTA
0,8X a ',5 de 2 e mnima porcentagem de outros e!ementos de !iga 1t3 '00 eram os Anicos materiais disponveis para ferramentas =bt3m durea por tratamento t3rmico Qai&a resistCncia a quente (00 o 2- P bai&as ve!ocidades de corte (5mWmin- P impr+prios para usinar aços de a!ta resistCncia# 1p!icaç*es secund%rias, tais como/ !imas, cin3is, serras para madeira, ferramentas dom3sticas, ferramentas de forma para usinagem de !atão e !igas de a!umnio, ferramentas para serem uti!iadas uma Anica ve ou para poucas peças# Bara me!)orar a sua qua!idade adicionaEse @ sua composição pequenas quantidades de 2r, e :#
Brincipais vantagens/ Qai&o custo 9aci!idade de usinagem gumes muito vivos9%ci! tratamento t3rmico Huando bem temperado, e!evada durea e resistCncia ao desgaste Qoa tenacidade#
1.1.1.
AÇOS RÁPIDOS
Aços rápios !o"#$s
2riados em '00, por 9#:# ;a
1.1.%.
Aços rápios !o" !o&'()o
Surgiram em '(' = coba!to aumenta a durea a quente e a resistCncia ao desgaste, mas diminui a tenacidade ;eor de 2o varia de 5 a '(X
1.1.*.
Aço rápio !o" r+,+s)i"+$)o + TiN
Gevestimento de ;iN ' a µm de espessura- ap!icado por processos BD B)
superficia! ;iN protege o meta! base contra temperatura Sucesso da ferramenta depende mais da adesão do revestimento do que da sua espessura Lascamento do revestimento tem sido a principa! causa de fa!)a Qons resu!tados em usinagem com corte interrompido fresamento, p!ainamento, etc#-
1.1.-.
Aço rápio si$)+ri'o
=btidos por processos de meta!urgia do p+ sinteriação-# 7strutura crista!ina muito fina e uniforme .enor deformação na tCmpera e no revenido .enos tendCncia a trincas e tens*es internas ;enacidade um pouco mais a!ta ida mais !onga .e!)or aderCncia de revestimentos de ;iN Ligas fundidas Descobertas por Ra
M ETAL DURO
;ungstCnio :meta! de mais a!to ponto de fusão 8 o 2maior resistCncia @ tração J(00 NWmm (mais bai&o coeficiente de di!atação t3rmica
1 dificu!dade de fusão do : !evou ao desenvo!vimento da meta!urgia do p+# 1 =sram fabricante de !>mpadas a!emã- cedeu seus estudos sobre o desenvo!vimento de fi!amentos de : para !>mpadas a `rupp, que os usou como base para pesquisas de ap!icação do carboneto de tungstCnio para a usinagem de metais# 7m '( a `rupp !ançou o produto :idia ^:ie diamant_ P como diamante-# 2omposição tpica/ 8'X de :, KX de 2 e 'X de 2o#
1.1./.
T0!$i!' + '&ri!'ç2o o "+)'( #ro
= min3rio Sc)ee!ita ou tungstato de c%!cio 2a:= J- 3 reduido a tri+&ido de tungstCnio :=-# Gedução do tri+&ido de tungstCnio := - pe!o )idrogCnio R (- d% origem ao tungstCnio :- puro em partcu!as# = : 3 misturado a carbono puro negro de fumo- e a mistura 3 !evada a um forno onde se obt3m carboneto de tungstCnio# = carboneto 3 modo e misturado em um moin)o de bo!as com p+ muito fino e puro de coba!to 2o-# 1 mistura 3 comprimida J00.pa- a frio em matries obtendoEse pasti!)as no formato dese6ado# 1s pasti!)as são !evadas a um forno de sinteriação que traba!)a sob v%cuo ou em atmosfera de )idrogCnio '50 a 'K00o2-# = materia! sofre uma contração de '5 a ((X# 7!evada resistCncia @ compressão 500 NWmm (-, durea de , .o)s, mantendo e!evada durea at3 '000o2# 7mpregadas com sucesso na usinagem do ferro fundido e de materiais não ferrosos# Não se prestam para usinagem de aço devido ao forte atrito entre ferramenta e cavaco# = cavaco escorrega com grande pressão e sob e!evada resistCncia, com forte geração de ca!or, formandoEse rapidamente uma cratera sobre a face da ferramenta e !avando o gume ao esface!amento#
1.1.3.
Co"po$+$)+s os "+)'is #ros + s#'s propri+'+s
1dição de carboneto de tit>nio e de t>nta!o ao meta! duro redu grandemente o atrito# 7stes carbonetos apresentam durea maior que o de tungstCnio#
1tua!mente são usados como componentes dos metais duros/
4C 5 Co6 o carboneto de tungstCnio 3 so!Ave! no coba!to, e em decorrCncia disso temos uma a!ta correspondCncia entre a resistCncia de !igação interna com boa resistCncia de gume# Bor outro !ado, o carboneto de tungstCnio tem !imitaç*es de ve!ocidade de corte devido a sua a!ta afinidade de difusão em temperaturas mais e!evadas#
TiC6 Bouca tendCncia @ difusão
maior resistCncia a quente
menor resistCncia de !igação interna
menor resistCncia do gume
metais duros com a!tos teores de ;i2 são fr%geis e de f%ci! fissura usados para usinagem de materiais ferrosos em a!tas ve!ocidades
T'C6 pequenas quantidades diminuem o taman)o dos grãos aumentando a tenacidade e a resistCncia do gume
N&C6 efeito seme!)ante ao ;a2 ;abe!a ' E 7feito de a!guns e!ementos sobre o meta! duro# 'lemento
;uantidade relati0a
'feito sore Resist5ncia ao Dure6a a
Bequena
1umenta muito
1umenta
1umenta !igeiramente
Orande
Diminui muito Diminui muito 1umenta muito
Diminui
1umenta
Diminui !igeiramente Diminui !igeiramente 1umenta !igeiramente
1umenta !igeiramente Diminui !igeiramente
1umenta !igeiramente 1umenta !igeiramente
2o Bequena :2 Orande ;a2 e Nb2
Bequena Orande
Diminui
1umenta !igeiramente 1umenta grandemente
Diminui muito 1umenta muito 1umenta muito Diminui muito 1umenta !igeiramente Diminui !igeiramente
Bequena
1umenta !igeiramente 1umenta grandemente 1umenta !igeiramente 1umenta grandemente Diminui !igeiramente Diminui grandemente
;i2 Orande Bequena Orão fino Orande Bequena Orão grosseiro
Orande
1.1.7.
1umenta !igeiramente 1umenta grandemente Bequeno efeito
1umenta !igeiramente
Bequeno efeito
1umenta considerave!mente Diminui !igeiramente
Bequeno efeito Bequeno efeito
1umenta moderadamente 1umenta !igeiramente
Diminui considerave!mente
Diminui !igeiramente Diminui grandemente Diminui grandemente Diminui grandemente 1umenta !igeiramente 1umenta grandemente
S#&i,is2o os "+)'is #ros
.etais duros convencionais IS= P '5E'5-
Gr#po P Simbo!iado pe!a cor au! Usinagem de aço, aço fundido, 9 o9o ma!e%ve!, nodu!ar, ou !igado, ou se6a, materiais de cavaco comprido# 1!ta resistCncia a quente, pequeno desgaste abrasivo 1!3m de :2 tem percentagens mais ou menos e!evadas de ;i2 at3 5X- e de ;a2 at3 X-
Gr#po M Simbo!iado pe!a cor amare!a Usinagem de aço, aço fundido, aço ao .n, 9 o9o !igado, aços ino&id%veis austenticos, 9o9o ma!e%ve! e nodu!ar e aços de corte !ivre
uso universa! em
condiç*es satisfat+rias Intermedi%rio entre os grupos B e ` GesistCncia a quente re!ativamente boa e boa resistCncia a abrasão
Gr#po 8 Simbo!iado pe!a cor verme!)a Usinagem de 9o9o comum e coqui!)ado, 9 o9o ma!e%ve! de cavaco curto, aços temperados, não ferrosos, não met%!icos, pedra e madeira, ou se6a, materiais de cavaco curto# .enor resistCncia a quente e a!ta resistCncia ao desgaste
2onstitudos quase que tota!mente de :2E2o =s metais mais duros são usados para usinagens de acabamento a!tas v c e bai&as ap-# 7m gera! >ngu!o de sada negativo# =s menos duros e mais tenaes a!to 2o- são usados em cortes pesados de desbaste, bai&as vc, cortes interrompidos, vibraç*es, m%quinas ve!)as, etc#
1.1.9.
M+)'is #ros + ":()ip('s 'i;'s + 'p(i!'ç2o
.at3riaEprima de maior purea e maior contro!e da sinteriação Basti!)as de e!evada resistCncia @ f!e&ão com mnima perda de durea devido a/ Oranu!ometria mais fina e uniforme Distribuição mais perfeita dos carbonetos .e!)or so!ubi!idade dos carbonetos no meta! de !igação Basti!)as cobrem mais fai&as de ap!icação reduindo os tipos necess%rios 7&istem inc!usive estudos para e!iminar o grupo .#
1.1.<.
M+)'is #ros !o" #"' !'"'' + r+,+s)i"+$)o
Desenvo!vidos com o ob6etivo de e&p!orar me!)or as vantagens iso!adas de a!guns materiais de e!evada durea e estabi!idade qumica# 2ompostos por uma base de meta! duro tena sobre a qua! se ap!ica uma ou mais camadas finas, duras, resistentes @ abrasão e de fina granu!ometria de um materia! composto de carbonetos ;i2, Rf2, ]r2, etc#-, nitretos ;iN, RfN, ]rN, etc#-, carbonitretos ;i2N- ou de +&idos p# e&# 1!(=-# =s revestimentos aumentam varias vees a vida de ferramenta 1p!icaç*es tpicas em torneamento e fresamento Brocesso mais uti!iado 3 a deposição de um vapor qumico 2D E 2)emica! apor Deposition-# Bara a geração de uma camada de ;i2, vaporiaEse uma mistura de tetraEc!oreto de tit>nio ;i2! J- e metano 2R J-# 1 mistura gasosa 3 !evada para uma camp>nu!a , na qua! estão co!ocados mi!)ares de pasti!)as de meta! duro, numa atmosfera protetora de )idrogCnio para evitar a formação de +&idos, que reduem a aderCncia entre o
revestimento e o meta! duro-# Numa temperatura de 00 a ''00 o2 e uma pressão !evemente inferior @ atmosf3rica, produEse uma reação qumica, na qua! 3 formado ;i2# = vapor condensa sobre as pasti!)as, produindo uma camada de revestimento que cresce muito !entamente#
R+,+s)i"+$)o !o" #"' !'"'' + !'r&o$+)o + )i)=$io 6 TiC = ;i2 tem menor coeficiente de atrito que os metais duros convencionais de :2 e ;i2 P 2o# 1 redução do atrito e o bai&o coeficiente de condutibi!idade t3rmica do revestimento, produem temperaturas mais bai&as no gume diminuindo a difusão entre ferramenta e peça# Isto redu o desgaste por abrasão e difusão# = ;i2 3 mais duro que o ;iN, o que o torna mais resistente ao desgaste por abrasão# .enores forças de usinagem devido ao menor atrito e menor aderCncia# = coeficiente de di!atação t3rmica menor o torna vanta6oso em operaç*es com variaç*es de temperatura, como o fresamento# 1 espessura das camadas vai de J a 8 µm#
R+,+s)i"+$)o !o" #"' !'"'' + $i)r+)o + )i)=$io 6 TiN = ;iN 3 quimicamente mais est%ve! que o ;i2, ou se6a, tem menor tendCncia @ difusão com aços# Isto redu o desgaste por formação de crateras na superfcie de sada# = desgaste do f!anco 3 maior que no ;i2# 1 aderCncia sobre o materia! de base não 3 muito boa# 1 espessura da camada vai de 5 a µm e tem a cor dourada# Gevestimento com uma camada de +&ido de a!umnio / αE1!(= 7!evada durea a quente# GesistCncia @ o&idação a a!tas temperaturas e ataques qumicos# Isto proporciona uma e!evada resistCncia ao desgaste de cratera# = mais fr%gi! de todos os materiais duros pequena resistCncia a c)oques e a osci!aç*es de temperatura-# Bouca aderCncia sobre bases de meta! duro#
1.1.1>. M+)'is #ros !o" ":()ip('s !'"''s + r+,+s)i"+$)o .enor tendCncia ao !ascamento do revestimento que os de camada Anica#
R+,+s)i"+$)os + !'r&o$i)r+)o + )i)=$io 6 TiC?Ti @CNB?TiN 2ombina a resistCncia ao desgaste do f!anco do ;i2 com a resistCncia ao desgaste de cratera e desgaste por o&idação do ;iN# Sobre o materia! de base ap!icaEse uma camada de ;i2 puro, que assegura uma boa aderCncia# 1p!icaEse em seguida uma camada de ;iN, gerandoEse uma passagem progressiva do ;i2 para o ;iN# 2omo o ;iN 3 menos fr%gi! e apresenta menores coeficientes de atrito que o ;i2, ocorrem menores forças de usinagem e )% condiç*es de uti!iação em cortes interrompidos, como o fresamento# 1p!icaEse para usinagem de aço, aço fundido, 9 o9o cinento, 9o9o ma!e%ve! e seme!)antes, materiais duros com a!ta ve!ocidade de corte# Não são adequados para a usinagem de materiais que ten)am afinidade com o ;i2 ou o ;iN, como !igas de a!umnio, magn3sio e tit>nio, materiais com a!tas !igas de nque!, aços de nitretação e a!guns aços resistentes @ corrosão e aos %cidos#
R+,+s)i"+$)os + TiC?A( % O * 2omo a aderCncia do +&ido de a!umnio ao meta! base, usaEse aqui uma camada intermedi%ria de ;i2# Usinagem de aço fundido e 9 o9o# ida de ferramenta K vees maior que o meta! duro não revestido na usinagem de 9o9o e vees maior para o aço# Usinagem de peças for6adas e fundidas com vida da ferramenta '(0 a 'J0X maior#
C ERMICAS DE CORTE
.uito importantes nos A!timos anos na usinagem em a!ta ve!ocidade de aço e 9o9o# 1 ve!ocidade de corte pode ser de J a 5 vees maior que as ferramentas de meta! duro menor tempo de usinagem-#
1 possibi!idade de usar pequenos avanços da ordem de 0,' mmWrot- e a!tas ve!o ve!oci cida dades des de cort corte e da orde ordem m de '000 '000 mWmi mWminn- perm permitite e e&ce! e&ce!en ente te acaba acabame ment nto o seme!)ante @ retificação-# Durante muitos anos não obtiveram sucesso comercia! por e&igirem m%quinasE ferramenta de a!ta ve!ocidade de corte, grande potCncia e e&trema rigide# 1 a!ta ve!ocidade de corte imp!ica num f!u&o intenso de cavacos tornando necess%ria sua eficiente remoção e proteção do operador#
1.1.111. C('ssii 1.1. C('ssii!'ç2 !'ç2o o os "')+ri "')+ri'is 'is !+ !+r="i r="i!os !os + !or)+ !or)+ 1s cer>micas de corte são c!assificadas segundo o seu teor de +&idos de a!umnio em cer>mica +&ida e cer>mica mista#
C+r="i!' ;i' .ateriais com +&ido de a!umnio superior a 0X o que d% a cor branca# 2omponente principa! 3 o corndon 1! (=-, o qua! qua! 3 uma uma form forma a est% est%ve ve!! α da a!umina# .ateria! de partida 3 um p+ finssimo ' a '0 µm-# Beças obtidas pe!a prensagem a frio da mat3riaEprima que pode ser 1! (= com ,8X de purea, ou então, uma composição de 0 a X de corndon e o restante de +&ido de si!cio, de .n, de 2r ou de Ni ou, ainda, outros componentes# Ro6e se adiciona ]r= ( na cer>mica pura para obter maior tenacidade# = materia materia!! prensad prensado o ainda ainda aprese apresenta ntaEse Ese muito muito poroso, poroso, sendo sendo sinter sinteria iado do a '00o2# Durante a sinteriação o materia! contrai diminuindo a porosidade# 1 qua!idade de uma ferramenta de cer>mica depende de sua pequena porosidade associada a pequenos taman)os de grãos# Isto e&ige contro!e rigoroso da sinteriação#
1.1.1%. 1.1. 1%. V'$)' V'$)'+$s +$s 's +rr'"+$)' +rr'"+$)'ss + !+r="i!' !+r="i!' 1!ta durea a quente maior que as cer>micas mistas-, que se mant3m at3 'K00o2, permitindo a!tas ve!ocidades de corte 5 a '0 vees maiores que as do meta! duro comum-# 7!ev 7!evada ada esta estabi bi!i!ida dade de qum qumic ica a do +&ido +&ido de a!um a!umn nio io,, que que se mant mant3m 3m at3 at3
apro&imadamente o seu ponto de fusão (050 o2-# Não )% pois fenmenos de o&idação ou difusão como no meta! duro# 2omo a cer>mica 3 iso!ante t3rmico, não )% risco de desgaste e!etroEqumico# 1!ta resistCncia @ compressão# Qai&o coeficiente de atrito# Nen)uma afinidade qumica com o aço, não se formando gume postiço# 7&ce!ente acabamento superficia!# .enor desgaste assegura me!)or precisão dimensiona!#
1.1.1*. 1.1. 1*. Pro&(+"'s Pro&(+"'s $' $' 'p(i!'ç 'p(i!'ç2o 2o + +rr' +rr'"+$)' "+$)'ss + !+r="i !+r="i!' !' Orande Orande fragi! fragi!ida idade, de, o que a torna torna defici deficient ente e na usinag usinagem em interro interrompi mpida, da, no emprego em m%quinas pouco rgidas, grandes ba!anços das ferramentas, vibraç*es# 2ondutibi!idade t3rmica muito bai&a, o que a torna sensve! a variaç*es bruscas de temperatura# Bor isso, não se recomenda o uso de f!uidos refrigerantes# Huas Huase e todo todoss os mate materi riai aiss podem podem ser usin usinado adoss com com cer>m cer>mic ica# a# 1s pouca poucass e&ceç*es são/ 1!umnio, que reage quimicamente com 1!(=# Ligas de tit>nio, com a!to teor de Ni e materiais resistentes ao ca!or, pe!a tendCncia a reaç*es qumicas# .agn3sio, .agn3sio, ber!io e ircnio, ircnio, que são inf!am%veis inf!am%veis na temperatura temperatura de traba!)o traba!)o da cer>mica
C+r="i!'s "is)'s ;eor de 1!(= menor que 0X, com adição de +&idos e carbonetos met%!icos, especia!mente = ;i2 e o :2# ;amb3m denominados 27G.7;S cer>micameta!-# =btidas por prensagem a quente, o que produ uma estrutura mais fec)ada# Oera!mente de cor preta# 1 presença de carbonetos de tit>nio e outros +&idos inibe o crescimento dos grãos# Isto d% e!evada durea, maior tenacidade e resistCncia a impactos, ao desgaste do gume e @ formação de crateras# São condutores e!3tricos, tem rao%ve! condutibi!idade t3rmica e são menos fr%geis#
São menos su6eitas as trincas t3rmicas do que as cer>micas +&idas# 7mpregada para desbaste e acabamento de ferro fundido duro, ferro fundido ma!e%ve!, esferoida! e cinento at3 durea de 00RQ e de aços aços de cementação, beneficiamento, aço r%pido e aço de a!ta !iga- com durea at3 KJ RG2#
DIAMANTE
.ateria! mais duro con)ecido# Dure6a de di0ersos materiais empre#ados na fa1rica!o de ferramentas Dure6a >noop 0
(000
Diamante Nitreto de boro cAbico 2arboneto de boro 2arboneto de si!"cio 2orindon 2arboneto de : 2arboneto de van%dio 2arboneto de ;it>ni ;it >nio o
2!assificamEse em diamantes naturais e sint3ticos
J000
K000
8000
1.1. 1.1.11-.. Di'" Di'"'$ '$)+ )+s s $')#r' $')#r'is is 2!assificados em 2arbonos, Qa!!os e Qorts# =s caronos ou diamantes ne#ros são aparentemente ^amorfos_ e perdem a durea por aquecimento# São empregados em ap!icaç*es especiais, como ferramentas para afiar rebo!os, pontas de brocas para minas, assim como para traba!)ar fibras, borrac)as e p!%sticos# =s allos são diamantes c!aros, de crescimento crescimento irregu!ar? especia!mente especia!mente duros em função de sua estrutura# Bor serem redondos, não se ap!icam @ fabricação de ferramentas de corte e de rebo!os# = ort, especia!mente o africano, 3 c!aro# Seu va!or depende da durea, da qua!idade e do nAmero de bordos naturais de traba!)o que oferece# =s gumes podem ser !apidados em >ngu!os apropriados# São monocrista!inos e anisotr+picos as propriedades mec>nicas variam com a direção-# ;em J direç*es preferenciais de c!ivagem# 1 !apidação deve ser feita na direção de menor durea# 1 montagem no portaEferramenta deve ser feita na direção de m%&ima durea# Indica Indicados dos para usinagens usinagens de metais metais !eves, !eves, brone, brone, cobre, cobre, !igas !igas de estan)o, estan)o, borrac)a dura e mo!e, vidro, p!%sticos e pedras# Usin Usinag agem em fina fina gra grand nde e prec precis isão ão e qua! qua!id idad ade e supe superf rfic icia ia!! seme seme!) !)an ante te ao po!imento-# 1 usinagem de aço e 9 o9o não 3 possve!, em virtude da afinidade do ferro com o carbono# Na ona de contato da peça com a ferramenta o carbono, devido @ a!ta temperatura, transformaEse em grafite e reage com o ferro# Isto !eva a um r%pido desgaste do gume# 1 ve!ocidade de corte praticamente não tem !imite superior# e!ocidades e!ocidades de (000 mWmin foram e&perimentadas com sucesso# 1 ve!ocidade de corte mnima 3 de '00 mWmin# 1vanços entre 0,0( e 0,0K mmWrot# Brofundidades de corte entre 0,0' e 0,( mm e&cepciona!mente 'mm-#
1.1.1/. Di'"'$)+ si$)0)i!o 7m ' foi apresentada uma ferramenta revestida com uma camada de diamante sint3tico po!icrista!ino# 1 mat3riaEprima 3 partcu!as muito finas de diamantes sint3ticos, de granu!ação muita definida para se obter o m%&imo de )omogeneidade e densidade# 1 camada de diamante po!icrista!ino 3 produida pe!a sinteriação de partcu!as de diamante com coba!to num processo de a!ta pressão K000 a 000 .pa- e a!ta temperatura 'J00 a (000o 2-# 1 camada de 0,5mm de espessura, ou 3 ap!icada diretamente sobre a pasti!)a de meta! duro pr3Esinteriado ou então 3 !igada ao meta! duro atrav3s de uma fina camada intermedi%ria de um meta! de bai&o m+du!o de e!asticidade# 1 camada 3 isotr+pica e nunca atinge a durea do diamante monocrista!ino na direção de m%&ima durea# Bara usinagem de metais !eves, !atão, cobre, brone, estan)o, p!%sticos, asbesto, fibras reforçadas de vidro carbono, carvão grafite, meta! duro pr3 sinteriado# Bara acabamento e desbaste# 7specia! ap!icação na usinagem de !igas a!umnioEsi!cio, que são de difci! usinagem#
N ITRETO DE ORO CICO CRISTALINO @CNB
Depois do diamante 3 o materia! mais duro que se con)ece# =btido sinteticamente pe!a reação de )a!ogenietos de boro com amonaco# 2omo no diamante e&iste uma forma macia, )e&agona!, de estrutura crista!ina igua! a do grafite e uma forma dura, cAbica, de estrutura igua! a do diamante# = 2QN foi obtido pe!a primeira ve em '5, pe!a transformação do nitreto de boro de estrutura )e&agona! em estrutura cAbica sob press*es de 5000 a 000 .pa e temperaturas de '500 a '00o2, na presença de um cata!isador, gera!mente !tio-# = 2QN 3 quimicamente mais est%ve! que o diamante, especia!mente contra a o&idação# Sob pressão atmosf3rica o 2QN 3 est%ve! at3 (000 o2, o diamante grafitia ao redor de 00o2#
po!icrista!ino# Uma camada de 0,5mm de espessura, de partcu!as de 2QN 3 sinteriada num processo de a!ta pressão e a!tas temperaturas, na presença de uma fase !igante, sobre uma base de meta! duro# 7mpregadas na usinagem de aços duros J5 a K5 RGc-, mesmo em condiç*es difceis, aço r%pido, !igas resistentes a a!tas temperaturas a base de Ni e 2o, revestimentos duros com a!tas porcentagens de :2 ou 2rENi# e!ocidades de corte de 50 a (00mWmin# 1vanços de 0,' a 0,mm# Brofundidade ap≤ (,5mm# Be!a sua resistCncia ao impacto podem ser usadas em cortes interrompidos, abrasivos, peças for6adas e fundidas e peças de 9 o9o coqui!)ado# Bara cortes interrompidos, desbaste e acabamento, usinagem fina# Gugosidades inferiores a ' µm, dispensando retificação#
Capítulo ? - U(IN%@I*ID%D' • DefiniAes:
Usinabi!idade 3 a propriedade que os materiais tCm de se dei&arem traba!)ar por ferramentas de corte# 1!guns materiais podem ser traba!)ados com grande faci!idade enquanto outros oferecem prob!emas tais como/ •
Desgaste r%pido ou super aquecimento da ferramenta?
•
7mpastamento ou enganc)amento da ferramenta pe!o materia! da peça?
•
Lascamento do gume de corte?
•
.au acabamento superficia! da peça usinada?
•
Necessidade de grandes forças ou potCncias de corte#
• +ari90eis
1 usinabi!idade depende das seguintes vari%veis/
1. V ARIÁVEIS DEPENDENTES DA MÁHUINA6 •
Gigide est%tica da m%quina, do portaEferramenta e do dispositivo de su6eição da peça?
•
Gigide din>mica/ amortecimento e freqTCncias pr+prias de vibração na fai&a de traba!)o?
•
BotCncia e força de corte disponveis na ponta da ferramenta?
•
Oama de ve!ocidades de corte e de avanço#
A ?
V ARIÁVEIS DEPENDENTES DA FERRAMENTA6 •
Oeometria da ferramenta/ >ngu!os, raio de quina, dimens*es, forma do gume, etc#
•
.ateria! da ferramenta/ composição qumica, durea a quente, tenacidade, tratamento t3rmico, etc#
•
Hua!idade do gume/ grau de afiação, desgaste, trincas, rugosidade da face e dos f!ancos, etc#
V ARIÁVEIS DEPENDENTES DA PEÇA6
•
9orma, dimens*es, rigide da peça?
•
Bropriedades, fsicas, qumicas e mec>nicas da peça/ durea, resistCncia @ tração, composição qumica, inc!us*es, afinidade qumica com o f!uido de corte ou com a ferramenta, microestrutura, etc#
•
;emperatura da peça#
V ARIÁVEIS DEPENDENTES DO FLUIDO DE CORTE 6
•
Bropriedades refrigerantes?
•
Bropriedades !ubrificantes?
•
;emperatura do f!uido?
•
9orma e intensidade de ap!icação#
V ARIÁVEIS DEPENDENTES DO PROCESSO 6
•
e!ocidade de corte?
•
Dimens*es de usinagem/ avanço e profundidade?
•
.odo de atuação da ferramenta sobre a peça/ condiç*es de entrada e sada, corte contnuo ou interrompido, comprimento de contato entre o gume e a peça, etc# • CritBrios para a0alia!o do #rau de usinailidade de
um material • ida da ferramenta entre duas reafiaç*es sucessivas e&pressa de
diversas formas-? • Orandea das forças que atuam sobre a ferramenta e da potCncia
consumida? • Hua!idade do acabamento superficia! obtido pe!a usinagem? • 9aci!idade de deformação do cavaco#
Destes crit3rios, apenas os trCs primeiros podem ser e&pressos em va!ores num3ricos, sendo portanto os mais uti!iados para a ava!iação do grau de usinabi!idade# 7stes fatores definem tamb3m, em grande parte, o custo do traba!)o de
usinagem rea!iado na f%brica# 1ssim/ 1 vida da ferramenta entre duas afiaç*es sucessivas tem grande inf!uCncia no custo da operação? 1 força e a potCncia necess%rias !imitam as dimens*es m%&imas de corte e, portanto, o vo!ume de materia! removido por )oraEm%quina# 7m certas peças, a e&igCncia de um acabamento de a!ta qua!idade pode ser causa da re6eição, inf!uindo assim no custo da usinagem# 2omo os va!ores obtidos para a vida da ferramenta, força e potCncia de corte, e acabamento superficia!, na usinagem de um dado materia!, variam ainda em função dos fatores dependentes da m%quina, da ferramenta, do f!uido de corte e do processo, 3 praticamente impossve! de se determinar um ^ndice de usinabi!idade_ como caracterstica c!ara e definida de um materia!# 7ntretanto, os va!ores dados em pub!icaç*es e manuais são de grande va!or como uma primeira id3ia sobre o comportamento efetivo do materia! na usinagem# 1 significação e a import>ncia desses va!ores serão maiores quanto mais e&atamente forem indicadas as condiç*es sobre as quais os ensaios foram rea!iados# 7m ensaios mais r%pidos, onde se dese6a reduir o tempo e o custo dos ensaios, uti!iamEse vari%veis de mais f%ci! mensuração, tais como/ •
9orça a&ia! de avanço da broca, em operaç*es de furação?
•
;empo de e&ecução de um furo de dimens*es dadas, com um mesmo esforço a&ia! de avanço da broca?
•
;emperatura da ferramenta e do cavaco?
•
Orau de encruamento do cavaco? • Fala e des#aste da ferramenta de corte
1 fa!)a de uma ferramenta de corte pode ocorrer de trCs formas distintas/ •
Lascamento do gume?
•
Desgaste do f!anco superfcie de incidCncia- formando uma marca de
des#aste •
Desgaste da face superfcie de sada- sob a forma de uma cratera
L's!'"+$)o6 Huebra de pedaços do gume, produindo superfcies %speras e irregu!ares devido a sobreso!icitaç*es t3rmicas eWou mec>nicas# São causas do !ascamento/
F+rr'"+$)' po#!o r+sis)+$)+ +,io '6 • ngu!o de cun)a βn ou >ngu!o de quina εr muito pequenos? •
.au acabamento do gume?
•
Basti!)a muito dura ou pouco tena para o serviço que est% sendo e&ecutado?
So&r+so(i!i)'ç+s "+!=$i!'s +,io '6 •
2ortes interrompidos ou impactos, especia!mente na usinagem de materiais muito tenaes?
•
Inc!us*es duras no materia! da peça# 7stas inc!us*es provocam !ascamentos parciais, especia!mente nos graus mais duros e resistentes ao desgaste de meta! duro e nas cer>micas# =s aços r%pidos são pouco sensveis a este tipo de sobreso!icitação?
•
Dimens*es e&cessivas do cavaco?
•
ibraç*es de qua!quer origem, principa!mente em ferramentas de meta! duro ou cer>micas#
So&r+so(i!i)'ç+s )0r"i!'s, causando um fissuramento do gume devido a um resfriamento brusco de pasti!)as muito quentes, na afiação ou na usinagem# = prob!ema do !ascamento pode ser e!iminado na maioria dos casos pe!a correção dos defeitos acima# GecomendaEse/ •
Usar >ngu!os de incidCncia adequados?
•
7mpregar >ngu!os de sada negativos em todos os traba!)os severos com pasti!)as de meta! duro ou cer>micas, especia!mente em cortes interrompidos, usinagem de fundidos com inc!us*es duras, peças com cord*es de so!da, etc?
•
7mprego de meta! duro de grau adequado?
•
Getificado fino ou po!ido da face e do f!anco da ferramenta?
•
Na usinagem com fortes impactos devidos a cortes interrompidos ou com
grandes avanços, ou de materiais com inc!us*es de a!ta durea, temEse obtido +timos resu!tados com um !eve ^cegamento_ do gume por meio de uma pedra de afiar ^oi!stone_-# 1 pedra, segura num >ngu!o de 0 a J5 o, 3 passada no gume at3 que se forma um pequeno c)anfro com !argura igua! a apro&imadamente (0X do avanço#
M'r!' + +s's)+ a fai&a desgastada no f!anco da ferramenta, sendo que a sua !argura e&prime o grau de desgaste# 7sta !argura, em gera!, não 3 uniforme, mas 3 maior nos e&tremos da marca e na quina da ferramenta# Um raio de quina adequado pode diminuir a !argura da merca nesta ona# Uma marca de desgaste irregu!ar 3 devida norma!mente a um micro!ascamento do gume#
Cr')+r' a concavidade que se forma na face superfcie de sada- da ferramenta devido ao atrito da mesma com o cavaco# 1 cratera 3 caracteriada pe!a sua profundidade `; e pe!a dist>ncia ao meio do gume `.# = co!apso da ferramenta pode darEse pe!a cratera, pe!a marca de desgaste ou pe!o efeito combinado# = desgaste provoca um des!ocamento do gume#
• Causas do des#aste da ferramenta
=s fatores principais de desgaste são/ •
Deformação p!%stica
• 1brasão
• 1derCncia •
Difusão
•
=&idação
•
2orrentes e!3tricas inicas
D+or"'ç2o p(ás)i!' =corre quando a durea a quente do materia! da ferramenta não 3 mais suficiente para resistir @s press*es de usinagem, o que se verifica especia!mente com maiores avanços#
A&r's2o o arrancamento de finas partcu!as de materia!, em decorrCncia do escorregamento sob a!ta pressão e temperatura entre a peça e a ferramenta# 1umenta com o nAmero de inc!us*es e partcu!as duras no aço como carbonetos e +&idos-# 1 presença de 1!(= no aço 3 nociva devido a sua e!evada durea e abrasividade# 1 resistCncia @ abrasão depende essencia!mente da durea do materia! da ferramenta# = aumento da v c aumenta a ve!ocidade de desgaste, em virtude principa!mente da redução da resistCncia ao desgaste da ferramenta causada pe!o aumento da temperatura#
A+r$!i' 1 aderCncia entre o materia! da peça e as aspereas superficiais da ferramenta se deve @ ação das a!tas temperaturas e press*es presentes na ona de corte e o fato de que a superfcie inferior do cavaco, rec3m arrancada, apresentaEse !impa, sem camadas protetoras de +&idos e, portanto, quimicamente muito ativa# 1 prova de que tais aderCncias se podem formar, 3 o gume postiço? formado por partcu!as que se so!dam na face da ferramenta e apresentam um e!evado grau de deformação a frio, isto 3, estão encruadas, duras e resistentes# 7!as dificu!tam o des!iamento do cavaco, aumentando o coeficiente de atrito na face e provocando um maior reca!que do cavaco#
= aumento do atrito provoca um aumento progressivo da força de des!iamento do cavaco, at3 que as partcu!as so!dadas são arrancadas# = arrancamento destas partcu!as podeEse dar por cisa!)amento das aspereas da ferramenta, por separação na so!da ou por cisa!)amento dentro das pr+prias partcu!as# No primeiro caso ocorre maior desgaste na face da ferramenta# De modo gera!, o des!ocamento de partcu!as encruadas e duras separadas do gume postiço, sob a!ta pressão, provoca desgaste abrasivo no f!anco e na face da ferramenta# = gume postiço ocorre em bai&as ve!ocidades de corte# = desgaste aumenta, inicia!mente, com a ve!ocidade, pois vão se a!cançando temperaturas e press*es que favorecem a aderCncia# $% as ve!ocidades mais e!evadas, a temperatura sobe a ponto de amo!ecer as partcu!as aderidas, que recrista!iam, enquanto o materia! da ferramenta, muito mais resistente ao ca!or, não 3 afetado# Não )avendo mais condiç*es de formação do gume postiço, o desgaste da ferramenta diminui, bem como o reca!que do cavaco, pois o mesmo des!ia mais faci!mente pe!a face da ferramenta#
Di#s2o =corre em temperaturas mais e!evadas, em que as mo!3cu!as adquirem certa mobi!idade# Bara ferramentas de aço carbono e aço r%pido, esta forma de desgaste não tem significação, pois a fai&a de temperaturas de difusão 3 bem mais a!ta que a temperatura de amo!ecimento da ferramenta# Diferente 3 a situação nos metais duros, nos quais podem ocorrer os seguintes fenmenos em temperaturas na fai&a de 00 a '002/ Difusão do ferro na base do coba!to, formando uma !iga de bai&o ponto de fusão e de f%ci! desgaste# Difusão do coba!to no aço, com formação de uma camada de cristais mistos# Difusão do carbono, que 3 retirado dos carbonetos duros e imigra para o aço# Disso!ução do carboneto de tungstCnio na !iga pastosa coba!toEcarboneto de tungstCnioEferro, com formação de carbonetos mistos e dup!os do tipo 9e : 2, 9e:-K
e 9e7-( 2K e !iberação de carbono# = aumento da temperatura gera tens*es no esque!eto de carbonetos do meta! duro# 2omo o coba!to tem um coeficiente de e&pansão t3rmica cerca de quatro vees maior do que o esque!eto de carbonetos, o aumento da temperatura provoca a e&pu!são sob a!ta pressão do coba!to e a geração de tens*es no interior do meta! duro#
O;i'ç2o =&idação, como ocorre no aquecimento de peças a a!tas temperaturas com a formação de carepas, pode ser causa de desgaste# 1 o&idação em bai&as temperaturas 3 norma!mente evitada por camadas protetoras de materia! o&idado# 1çosEcarbono, aços r%pidos e Ste!!ites s+ formam carepas em temperaturas bem superiores @ de amo!ecimento da ferramenta# .etais duros 6% iniciam a formação de carepas em temperaturas de 00 a 8002, ou se6a, em temperaturas usuais de usinagem com este materia!# 7&periCncias feitas demonstram, efetivamente, que na usinagem com meta! duro em a!tas ve!ocidades, o desgaste 3 menor numa atmosfera neutra do que na presença do ar#
Corr+$)+s +(0)ri!'s BroduemEse no contato entre peça e ferramenta durante a usinagem# 7stas correntes podem ser e&p!icadas como um fenmeno termoe!3trico, gerandoEse pe!o aquecimento do ponto de união de um par de materiais distintos termopar-# 7nsaios minuciosos rea!iados pe!o Brof# =pit e seus assistentes na 7sco!a Superior ;3cnica de 1ac)en, !evaram @ conc!usão que/ Na usinagem, dependendo do par de materiais, a ferramenta constitui usua!mente o p+!o negativo# 7m virtude das diferenças de temperatura nos diversos pontos da ona de corte, ocorrem na pr+pria ferramenta circuitos fec)ados de corrente, os quais e&p!icam a magnetiação freqTente observada na mesma# 1 corrente medida no circuito m%quinaE peçaEferramenta 3, portanto, apenas uma fração da corrente tota! gerada# 1 iso!ação pura e simp!es provoca, em a!guns casos, uma pequena redução do
desgaste da ferramenta# 1 ap!icação de uma corrente de compensação produ gera!mente uma redução mais not%ve! do desgaste, no f!anco da ferramenta#
• CritBrios para determina!o do fim de 0ida da
ferramenta medida que a ferramenta vai se desgastando, observamEse variaç*es mais ou menos profundas no processo de usinagem# 1 temperatura se e!eva progressivamente, a força de corte e a potCncia consumida aumentam, as dimens*es da superfcie usinada se a!teram, o acabamento superficia! piora# 7m condiç*es e&tremas, ocorre um faiscamento intenso no corte, a superfcie usinada se apresenta %spera# 2om ferramentas de aço r%pido, ocorre um sobreaquecimento do gume, que amo!ece e fica com aspecto de queimado, ao mesmo tempo em que ocorre, subitamente, um vio!ento efeito de frenagem da ferramenta sobre a peça, na qua! se forma uma fai&a a!tamente po!ida pe!o atrito# 7m ferramentas de meta! duro o aumento das forças de corte, no caso de um desgaste e&cessivo, provoca o !ascamento e destruição tota! do gume# 1 uti!iação de uma ferramenta at3 este ponto 3 de todo desaconse!)%ve!, pois ser% necess%rio um !ongo traba!)o de reafiação com a remoção de uma e&tensa camada de materia! de corte, antes que se possa restabe!ecer um gume adequado# 1 fi&ação do ponto representativo do fim de vida de uma ferramenta 3 fundamenta! no estudo da usinabi!idade# São uti!iados na pr%tica e nos ensaios de !aborat+rio diversos crit3rios para determinar mais ou menos com e&atidão este ponto, dependendo a esco!)a, em grande parte, das e&igCncias da usinagem precisão de medidas, grau de acabamento- e do materia! da ferramenta# BodeEse citar/
F'(K' !o"p(+)' ' +rr'"+$)'6 Inabi!ita para o corte, por superaquecimento queima-, !ascamento ou quebra# Na pr%tica não se recomenda ir at3 este ponto devido ao a!to custo de reafiação
ou aquisição da ferramenta#
F'(K' pr+(i"i$'r ' +rr'"+$)'6 1cusada pe!o aparecimento na superfcie usinada ou transit+ria da peça, de uma estreita fai&a a!tamente po!ida, indicando forte atrito de escorregamento com o f!anco da ferramenta# =corre faiscamento intenso# 7ste 3 um crit3rio freqTentemente usado no emprego de ferramentas de aço r%pido#
L'r#r' ' "'r!' + +s's)+ $o ('$!o6 7ste 3 o crit3rio de emprego mais freqTente na indAstria para a determinação do fim de vida da ferramenta de meta! duro e cer>mica# 1s ferramentas de meta! duro perdem a eficiCncia de corte com 0,8 a (mm de marca de desgaste# 9erramentas maiores, mais tenaes e em ve!ocidades de corte mais bai&as admitem maiores marcas de desgaste# Basti!)as mais duras e fr%geis, como a cer>mica, admitem no m%&imo 0,5m de marca de desgaste#
Vi&r'ç+s i$)+$s's ' p+ç' o# ' +rr'"+$)' r#os or)+s por ,i&r'ç2o ' "á#i$'6 Impedem o prosseguimento da usinagem# Bodem ter origem no desgaste no f!anco da ferramenta#
Pro#$i'+ + !r')+r' 8T o# is)=$!i' 8L6 1 profundidade `; de cratera pode ameaçar o !ascamento da pasti!)a# 1 fai&a remanescente `L entre o gume e o incio da cratera pode se reduir at3 ameaçar a integridade do gume#
D+i!i$!i' + '!'&'"+$)o s#p+ri!i'(6 =corre freqTentemente de maneira sAbita e pronunciada do grau de acabamento superficia!, a qua! pode ser tomada como !imite de vida da ferramenta#
For"'ç2o + r+&'r&'s + #si$'+" $' p+ç'. r#s!' ,'ri'ç2o $' or"' os !','!os. A()+r'ç+s + i"+$s+s ' p+ç'6 = desgaste provoca um des!ocamento do gume, o que por sua ve determina uma a!teração nas dimens*es da peça usinada# Um des!ocamento de 0,'mm no gume resu!ta um aumento de 0,(mm no di>metro da peça#
Forç' + !or)+ )or#+ o# po)$!i'. A#"+$)o ' orç' + ','$ço6 Usado especia!mente em brocas# = aumento da força de avanço est% intimamente !igado ao desgaste do f!anco e, portanto, com a marca de desgaste#
A#"+$)o $' )+"p+r')#r' o #"+.
• &Btodos usuais na especifica!o da 0ida de uma
ferramenta de corte entre duas reafiaAes sucessi0as: •
;empo de m%quina principa!mente em m%quinas autom%ticas-#
•
;empo efetivo de corte mais usua!-#
•
o!ume do meta! removido#
•
NAmero de peças usinadas#
•
e!ocidade de corte equiva!ente ou ve!ocidade de ;a
Capítulo E - &'IO(
*U@RI-R'FRI)'R%NT'(
,%R%
%
U(IN%)'& .eios !ubriErefrigerantes para a usinagem/ • Oeti0os:
= emprego de meios !ubriErefrigerantes tamb3m c)amados f!uidos de corte, +!eos de corte, meios de !ubrificação e arrefecimento, !quidos refrigerantes, etc- tem por fina!idade/ • 1umentar a vida da ferramenta • 1umentar a eficiCncia de remoção de materia! •
.e!)orar o acabamento superficia!
•
Geduir a força e potCncia de corte# • FunAes:
=s meios !ubriErefrigerantes tCm as seguintes funç*es b%sicas/ •
Gefrigeração
•
Lubrificação
•
Broteção contra corrosão
• 1rrastamento dos cavacos •
7!iminação do gume postiço
Refri#era!o da ferramenta - especia!mente importante em a!tas ve!ocidades de corte# Huando se uti!ia ao m%&imo as possibi!idades ao m%&imo as possibi!idades da ferramenta e a temperatura do gume se apro&ima do ponto de amo!ecimento, pequeno esfriamento pode provocar grande aumento na vida da ferramenta# 1ssim, num ensaio sob determinadas condiç*es de corte, o abai&amento da temperatura para 002 para K502 provocou um aumento de vida de J para (0 minutos e uma nova redução de temperatura para K002 e!evou a vida da ferramenta para v%rias )oras# 1 ;abe!a ( indica a possibi!idade de praticar ve!ocidades de corte at3 J0X maiores com o uso de refrigeração intensa, mantida a mesma vida da ferramenta#
;abe!a ( E 2oeficientes de correção da ve!ocidade de corte para a ços r%pidos# 2oeficiente mu!tip!icador para usinagem ;ipo de aço r%pido
com refrigeração
'JEJE'
a seco 0,8
m3dia ',0J
intensiva ','
'8EJE'
0,J
','8
',(
'8EJE(
',00
',(5
',J0
'8EJE
',08
',5
',5'
'8EJE( com '0X 2o
',(8
',K0
',80
'8EJE( com '8X 2o
',
',K
',8K
*urifica!o - Deve atuar especia!mente na ona de contato da peça e do cavaco com a face da ferramenta# Bara diminuir a temperatura no gume da ferramenta podeEse e!iminar pe!a refrigeração o ca!or gerado, como tamb3m procurar reduir a geração de ca!or# 7ste segundo camin)o 3 rea!iado pe!a !ubrificação# erificaEse que o aquecimento se deve a dois fatores/ atrito com a peça e com o cavaco, respons%ve! por (5X do ca!or gerado? traba!)o de dobramento do cavaco, respons%ve! por 5X do ca!or gerado# 1 !ubrificação atua, pois, diretamente, apenas sobre uma pequena parce!a do ca!or gerado# Indiretamente, por3m, verificaEse que a !ubrificação diminui o fator de reca!que do cavaco e, com isto, redu, tamb3m, o traba!)o de dobramento do cavaco# ;em sido muito discutido o mecanismo de atuação do f!udo !ubrificante, uma ve que a e&istCncia de press*es de contato entre cavaco e superfcie de sada, da ordem de (00 .Ba e temperaturas por vees superiores a K002, tornam de todo impossve! a )ip+tese de !ubrificação )idrodin>mica, com formação de uma cun)a de +!eo seme!)ante @ que ocorre em mancais# 1 viscosidade do !ubrificante não tem nen)um efeito sobre o coeficiente de atrito# Uma e&p!icação do mecanismo de !ubrificação 3 a seguinte/ as superfcies do cavaco e da peça não são abso!utamente p!anas, mas apresentam irregu!aridades, nas quais pode penetrar o f!uido de corte por capi!aridade ou outra ação mec>nica# 7m face das press*es e&tremamente a!tas, entre as superfcies met%!icas que escorregam uma sobre a outra, geraEse uma situação de atrito !imite# 1s rugosidades mais sa!ientes, em contato met%!ico, atritamEse e so!damEse momentaneamente# 9ora
dos pontos de contato e&iste uma pe!cu!a de !ubrificante de espessura apenas mo!ecu!ar# =s aditivos e&istentes no !ubrificante formam por absorção ou por reação qumica camadas intermedi%rias, que reduem o atrito met%!ico entre as superfcies não 3 possve! na usinagem# 1s pe!cu!as de adsorção são formadas por aditivos de atuação fsica que tem forte aderCncia, como os +!eos gra&os-# 1s pe!cu!as de adsorção são eficientes at3 temperaturas de apro&imadamente '502 e portanto, muito bai&as por uma boa atuação sob condiç*es pesadas de usinagem# 1ditivos de e&trema pressão 7B-, de ação qumica, formam pe!cu!as resistentes a press*es e temperaturas mais e!evadas# 1 parte inferior do cavaco, sem nen)uma e&posição anterior ao meio ambiente, apresentaEse quimicamente muito ativa, o que somado @s a!tas press*es e temperaturas, favorece as reaç*es qumicas# 7stas geram pe!cu!as s+!idas, fi&as, que impedem as so!dagens, resistem @s a!tas press*es e diminuem a resistCncia ao cisa!)amento das rugosidades das superfcies em contato# São usados como aditivos compostos de f+sforo, c!oro e en&ofre, bem como en&ofre puro não combinado-# 7stes aditivos tornamEse atuantes em temperaturas na fai&a de (00 a '0002# 1 reação com o 2! forma uma camada de 9e2! ( ou de 9e(2!K, cu6a resistCncia ao cisa!)amento 3 de apenas 80, respectivamente '55 NWmm (, contra '0 NWmm( do aço# Da mesma forma, a presença de en&ofre determina a formação de 9eS e 9eS(, com uma redução de K0X no atrito e abai&amento da temperatura na ona de corte# =s componentes ativos adicionados ao meio !ubriErefrigerante
devem ser
se!ecionados especificamente de acordo com o tipo de operação de usinagem# medida que aumenta a ve!ocidade de corte, o tempo para a entrada do f!uido entre as superfcies atritantes e para a reação qumica dos aditivos se torna insuficiente, perdendoEse progressivamente o efeito !ubrificante# 7m a!tas ve!ocidades, de qua!quer forma o efeito refrigerante 3 mais importante que a !ubrificação#
,rote!o contra a corros!o - = f!udo de corte deve proteger a peça, assim como a m%quina contra a corrosão# Isso obriga, no caso de uti!iação de %gua, que tem e&ce!entes qua!idades de refrigeração, ao emprego de +!eos com emu!sificantes ou de aditivos anticorrosão#
%rrastamento de ca0acos - = f!uido de corte, quer por ação mec>nica de
arrastamento, quer pe!o esfriamento brusco e fragi!iação do cavaco, quer por a!teração da forma do cavaco, tem uma importante função na e!iminação dos cavacos da %rea de traba!)o# 7sta ação 3 especia!mente Ati! na furação profunda, na trepanação e na furação com brocas can)ão, onde se usa f!uido in6etado sob pressão, atrav3s da ferramenta de corte, para forçar os cavacos para fora do furo#
'limina!o do #ume postio - = gume postiço se forma especia!mente em bai&as ve!ocidades de corte, pre6udicando seriamente o acabamento superficia!# 1 !ubrificação da face da ferramenta superfcie de sada- por f!uidos com aditivos de e&trema pressão 7B- ou por +!eos gra&os, pode evitar a formação do gume postiço#
;ualidades acessGrias P =s meios !ubriErefrigerantes devem ter ainda as seguintes qua!idades acess+rias/ •
GesistCncia a infectação por bact3rias e fungos#
•
Não ter tendCncia ao enve!)ecimento formação de borras, espumas, o&idação, perda de estabi!idade-#
•
Não afetar a saAde, quer pe!o contato direto, quer pe!os seus vapores e n3voas#
•
9aci!idade de preparação e manutenção#
•
Não atacar metais, p!%sticos, tintas, borrac)as, e!ementos de vedação e outras peças da m%quina#
•
Não atacar !igantes dos rebo!os na retificação-#
•
Qoa transparCncia, para permitir a observação do processo de usinagem#
•
Qai&a inf!amabi!idade#
•
Não afetar ou po!uir o meio ambiente, nem na uti!iação nem no descarte#
•
Não ter c)eiro incomodativo#
•
Boder de remover impureas#
•
Qoa mo!)abi!idade e resistCncia a a!tas press*es#
•
Qoa fi!trabi!idade#
•
Não formar espuma#
1s qua!idades e&igidas variam de acordo com a ap!icação e, as vees, são at3 e&traordin%rias# Não e&iste um f!uido de caractersticas universais, que atende a todas as e&igCncias# No desenvo!vimento de meios !ubriErefrigerantes, a me!)oria de certas qua!idades, por e&emp!o pe!o uso de aditivos, indu freqTentemente a piora de outras# Da a necessidade do estudo de cada caso por especia!istas, para a se!eção do tipo de !ubriErefrigerante mais adequado#
Do ponto de 0ista econHmico - 1 an%!ise 3 em gera! bastante comp!e&a, pois devem ser computados os custos g!obais de aquisição, estocagem, ap!icação, manutenção e descarte, os quais devem ser ba!anceados com os benefcios obtidos# = custo simp!es do meio !ubriErefrigerante tem pouca significação, representando em gera! menos de ' a (X do custo da usinagem#
• Tipos de meios luri-refri#erantes empre#ados
=s inAmeros tipos de meios !ubriErefrigerantes )o6e empregados podem ser c!assificados como segue/
1.1.13. M+ios (#&ri?r+ri+r'$)+s "is!,+is !o" ' á#'6 •
So!uç*es aquosas representam poucos X do consumo-
•
7mu!s*es representam J0X do consumo-
1.1.17. M+ios (#&ri?r+ri+r'$)+s $2o "is!,+is !o" ' á#'6 @r+pr+s+$)'" +" !o$#$)o 3> o !o$s#"oB •
+!eos minerais puros
•
+!eos gra&os
•
+!eos mistos
•
+!eos com aditivos po!ares
•
+!eos com aditivos de e&trema pressão ativos e inativos-#
1.1.19. G's+s + $0,o's. 1.1.1<. S(ios.
1.1.%>. M+ios (#&ri?r+ri+r'$)+s "is!,+is !o" ' á#' 1 %gua 3 o mais eficiente absorvente e condutor de ca!or, mas seu uso em m%quinas 3 !imitado porque ace!era a corrosão e tem pequeno efeito !ubrificante# 7m virtude da bai&a viscosidade a %gua tem +timas caractersticas de arraste de sua vida !imitada, e&ige despesas mais e!evadas de contro!e, manutenção, manipu!ação e descarte# Suas caractersticas refrigerantes, em re!ação aos +!eos podem ser deduidas dos dados abai&o/ !eo minera!
%gua
2a!or especfico $Wg`-
cerca ',
J,(
2ondutibi!idade t3rmica :Wm`-
cerca 0,'
0,K
2a!or de vaporiação $Wg-
cerca ('0
(#(K0
Bara me!)orar as qua!idades !ubrificantes e evitar o efeito corrosivo da %gua, usamEse aditivos# DistinguemEse dois tipos de meios !ubriErefrigerantes miscveis com a %gua/
So(#ç+s '#os's Decorrem da mistura com %gua, de um concentrado de produtos org>nicos ou inorg>nicos, so!Aveis em %gua# Não cont3m derivados de petr+!eo# 1 adição de sais a!ca!inos e so!uç*es de nitrito de s+dio at3 5X-, boratos, fosfato tris+dico, a!cano!amina, trietano!amina, sabão e derivados de %cidos org>nicos são usados para contro!ar a corrosão# ;em a vantagem da !impea, da transparCncia faci!itando a visão do processo de usinagem- e do a!to poder de refrigeração# São denominados, por vees, de ^f!uidos qumicos_ ou ^f!uidos sint3ticos_, tendo encontrado ap!icação crescente face a e!evação dos preços dos derivados de petr+!eo# = pR das so!uç*es 3 mantido em gera! entre 8 e ,5 para evitar a corrosão# 1s so!uç*es distinguemEse das emu!s*es pe!os seguintes aspectos principais/
1s so!uç*es são mais resistentes @s bact3rias e tem, portanto, vida mais !onga? São menos sensveis @ durea da %gua? 1 mistura 3 mais f%ci!, sendo necess%rio apenas um pouco de agitação? São usados em concentraç*es menores, na fai&a de '/50 a '/'00? ;em mostrado bons resu!tados na retificação, mas são uti!i%veis, com formu!ação adequada, em todas as operaç*es de usinagem em que usa emu!s*es? Gepe!em +!eos infi!trados provenientes de sistemas )idr%u!icos e de !ubrificação? ;em !ubricidade muito !imitada# Bodem !avar pe!cu!as !ubrificantes aderentes a guias, causando emperramentos? 1!ta detergCncia pode irritar a pe!e de operadores sensveis? Bodem atacar vernies e vedantes e formar gomas aderentes, se penetrarem em sistemas de !ubrificação ou acionamentos )idr%u!icos? ;endCncia a formar espumas pode ser corrigida por formu!ação adequada-? 1!guns prob!emas de descarte, pe!a dificu!dade de remover os produtos qumicos da fase !quida? Brob!emas decorrentes em torno da controv3rsia sobre as nitrosaminas# Sob certas condiç*es de pR e de temperatura, as misturas de a!cano!aminas com nitritos, podem formar nitrosaminas, as quais in6etadas em animais tem mostrado efeitos cancergenos-# 1s so!uç*es podem ser aditivadas com agentes ^mo!)antes_, que permitem que as guias, torres e outras partes m+veis da m%quina funcionem sem prob!emas# 7m operaç*es difceis, podeEse usar aditivos de e&trema pressão 7B-, que cont3m en&ofre, c!oro ou f+sforo# 7stas so!uç*es são usadas na fai&a de concentração de '/5 a '/0# Bara obter qua!idades !ubrificantes, usaEse @s vees adicionar uma pequena quantidade de +!eo minera! mais aditivos para reforçar as qua!idades !ubrificantes# 9a!aE se então em ^f!uidos semiqumicos_ ou ^f!uidos semiEsint3ticos_#
E"#(s+s 2onsistem da mistura de +!eo com %gua, com a adição de um agente emu!sificador, que fa com que o +!eo fique distribudo, de modo uniforme e est%ve!, na %gua, sob a forma de finas gotcu!as# São uti!iadas, usua!mente, quando a ocorrCncia de a!tas temperaturas de usinagem constitui um prob!ema# São mais con)ecidas pe!a
denominação errnea de ^+!eos so!Aveis_# 7m sua forma origina!, estes produtos são compostos !quidos ou pastosos de sab*es e +!eos, os quais misturados com uma !arga proporção '/'0 a '/50- de %gua, formam um f!uido de corte !eitoso ou trans!Acido# 2om emu!sificadores se usam sab*es, su!fatos e su!fonatos#
(aAes 2omo emu!sificadores c!%ssicos são con)ecidos os sais de s+dio e sais amnicos de %cidos gra&os de cadeia !onga %cidos este%ricos e o!3icos-, mas tamb3m sab*es naftCnicos# =s sab*es a!ca!inos tCm a desvantagem de que s+ atingem p!ena efetividade com a!ca!inidades muito a!tas pR em vo!ta de '0-# Sab*es amnicos ainda são efetivos com pR igua! a 8# 1mbos tem a desvantagem de formarem com ons de 2a e de Rg sab*es inso!Aveis na %gua, que se separam# Sab*es naftCnicos tCm a vantagem de sua re!ativa insensibi!idade e!etro!tica, mas pode ter a desvantagem da maior formação de espuma#
(ulfatos 7ntre e!es con)eceEse +!eos gra&os su!fatados e %!coois gra&os#
(ulfonatos 7ntre os quais se distinguem os su!fonatos a!if%ticos e su!fonatos arom%ticos# 1!3m de suas propriedades emu!sificantes, representam um pape! importante nos f!uidos de corte de metais, pe!a sua boa proteção contra a corrosão# São usados, ainda, como agentes emu!sificantes, produtos eto&i!ados, como fen+is a!qu!icos, 3teres de sorbita, %!coois gra&os e amidos de %cidos gra&os# = +!eo a ser emu!sificado pode ser um +!eo derivado de petr+!eo, um +!eo gra&o ou qua!quer combinação destes e outros +!eos de corte# Usua!mente, a!3m do sabão e do +!eo, entra, ainda na composição um so!vente mAtuo, ta! como um %!coo! ou um g!ico!# = efeito principa! dos +!eos so!Aveis 3 o de refrigeração# = fabricante do produto pode variar a formu!ação, de modo a !evar em conta as condiç*es qumicas e bio!+gicas de %gua# Na )ora de preparação da emu!são deveEse ter presente este fato, pois um +!eo feito para %gua dura pode espumar e&cessivamente em %gua mo!e, enquanto que o produto feito para %gua mo!e provave!mente se separa na %gua dura# 2om o uso, a concentração de +!eo na emu!são ir% se reduindo gradua!mente, porque mais +!eo do que %gua adere aos cavacos e @s peças acabadas# R% pois necessidade de adicionar, periodicamente, +!eo, para manter a efetividade da emu!são#
.icroEorganismos na %gua encurtam a vida Ati! das emu!s*es de +!eo# ;rCs tipos de microEorganismos são freqTentemente encontrados nas emu!s*es/ bact3rias, a!gas e fungos# Bodem ser combatidos com bactericidas e fungicidas, em quantidades restritas pois os mesmos tCm !imitada so!ubi!idade na %gua# 1s emu!s*es tamb3m podem ser formu!adas com aditivos de e&trema pressão, contendo en&ofre, c!oro, f+sforo e +!eos gra&os, para oferecer condiç*es de !ubrificação e operaç*es de usinagem mais difci!# 7stas emu!s*es são usadas em concentraç*es maiores, na fai&a de '/5 a '/(0# 7m a!gumas operaç*es de usinagem
como
broc)amento e fresamento por geração de engrenagens, as emu!s*es 7B tCm substitudo os meios !ubriErefrigerantes não miscveis em %gua# = custo inicia! das so!uç*es e emu!s*es 3 bai&o, por3m em virtude de sua vida !imitada, e&igem despesas mais e!evadas de contro!e, manutenção, manipu!ação e descarte#
1.1.%1. M+ios (#&ri?r+ri+r'$)+s $2o "is!,+is !o" á#' =s meios !ubriErefrigerantes não miscveis com a %gua são constitudos pe!os +!eos gra&os e +!eos minerais, que podem ser usados puros, misturados ou com aditivos po!ares eWou aditivos qumicos ativos e inativos# São usados em gera!, em processos de usinagem de bai&a ve!ocidade ou com metais de difci! usinabi!idade# 2usto e!evado, perigos decorrentes de n3voas e incCndio, bem como efeitos nocivos @ saAde !imitam sua uti!iação#
(+os r';os 1s mo!3cu!as dos +!eos gra&os são formadas por !ongas cadeias e %tomos de carbono, cu6os e&tremos po!ariados aderem fortemente @s superfcies, formando uma pe!cu!a !ubrificante que redu o atrito e o desgaste# Isto confere aos +!eos gra&os e&ce!entes qua!idades de !ubrificação, mesmo em situaç*es de e&trema pressão# ;em, entretanto, o inconveniente de rancificarem com o tempo, apresentando, então um odor desagrad%ve!# São usados tanto +!eos de origem anima! como vegeta!, tais como +!eo de ba!eia, sebo, ban)a, +!eo de a!godão, de co!a, de amendoim, de mamona, de so6a, de girasso!, de pa!ma, etc#
(+os "i$+r'is p#ros São uti!iados para certas operaç*es !eves em m%quinas autom%ticas, para a usinagem de aço, !atão, a!umnio, magn3sio e metais antifricção# Sua principa! vantagem 3 a !ubrificação simu!t>nea de guias e partes m+veis da m%quina, assim com a proteção contra a corrosão# Do ponto de vista da refrigeração as qua!idades são muito inferiores @s da %gua e as qua!idades de !ubrificação, nas condiç*es e&tremas de pressão e temperaturas que ocorrem entre cavaco e ferramenta, tamb3m são muito !imitadas# =s +!eos minerais puros não são corrosivos e, mantidos !impos, podem ser usados por !ongo tempo#
(+os "is)os São +!eos formu!ados pe!a mistura de +!eos minerais com +!eos gra&os de origem anima! ou vegeta!# 7stes aditivos, pe!as suas caractersticas po!ares, aumentam a ^mo!)abi!idade_ e a aderCncia do meio !ubriErefrigerante, reduindo o atrito entre a face da ferramenta e o cavaco# !eos minerais naftCnicos ou misturas de parafnicosE naftCnicos, pe!a sua maior compatibi!idade com os aditivos, são os mais empregados# =s +!eos mistos apresentam boa parte das vantagens de !ubrificação sob e&tremaE pressão dos +!eos gra&os# Huando a temperatura u!trapassa '502 a pe!cu!a !ubrificante perde sua efetividade# Bor isto são empregados em processos difceis de usinagem, de bai&a ve!ocidade, onde ocorre pouca e!evação de temperatura e se e&ige bom acabamento superficia!, como em m%quinas de roscar, na usinagem de aço doce, !atão, brone, cobre ou a!umnio# =s +!eos mistos não manc)am os metais, tem tendCncia a formar gomas# .odernos aditivos po!ares foram aperfeiçoados para evitar estes inconvenientes, inc!usive pe!o uso crescente de subst>ncias sint3ticas, como 3ster de %cido carbnico#
(+os !o" 'i)i,os + +;)r+"'?pr+ss2o @EPB 7m ap!icaç*es em que as condiç*es de usinagem são particu!armente difceis e as forças de corte e!evadas, usamEse +!eos minerais ou +!eos gra&os com aditivos 7B# 7stes são compostos de en&ofre, c!oro ou f+sforo, que reagem em a!tas temperaturas (002 a '0002-, formando na ona de corte su!fetos, c!oretos ou fosfetos, constituindo uma pe!cu!a antiEso!da na face da ferramenta e assim, minimiando a
formação do gume postiço# Se a quantidade de aditivo for pequena e fortemente !igada quimicamente, os +!eos não manc)am os metais e são denominados de +!eos inativos# Se )ouver en&ofre !ivre ou c!oro e f+sforo em forma ativa, formamEse pe!cu!as 7B est%veis e resistentes, especia!mente Ateis em ap!icaç*es de a!ta temperatura e a!ta pressão# 7stes +!eos 7B ativos manc)am a!guns metais#
(+os s#(#r'os 1ditivos na base de en&ofre formam camadas su!fetos met%!icos que agem como !ubrificantes s+!idos at3 temperaturas de 002# 1ços doces e&igem usua!mente um teor mais e!evado de en&ofre# 1ços duros precisam menos en&ofre# =peraç*es difceis, como broc)ar e roscar são feitas com +!eo de a!to teor de en&ofre# !eos com bai&o teor menos de (X- de en&ofre são usados para furar, a!argar, tornear e fresar# Latão e outras !igas met%!icas são enegrecidos por +!eos de a!to teor de en&ofre#
(+os !(or'os Broduem um fi!me de c!oreto de bai&a resistCncia ao cisa!)amento, que redu o atrito at3 temperaturas de cerca de J002# 1cima desta temperatura o fi!me se decomp*e# São usados especia!mente no broc)amento#
(+os osor'os Brovocam a redução do atrito, do fator de reca!que e do desgaste da ferramenta# Seus efeitos em gra! são menos dram%ticos que os do en&ofre e do c!oro#
(+os s#(o?!(or'os ;anto de origem minera! como +!eos gra&os, oferecem caractersticas de 7B e antiEso!dagem, efetivos sobre uma !arga fai&a de temperaturas de corte#
1.1.%%. G's+s r+ri+r'$)+s ;Cm sido ensaiados em operaç*es de corte# ;emEse obtido a!guns resu!tados
promissores com emprego de uma n3voa de +!eo com ar comprimido de K00 YBa KYgWcm(- de pressão#
iss#(+)o + "o(i&$io @Mo(iQo)+B Be!as suas caractersticas de !ubrificante em condiç*es de e&trema pressão, tem dado e&ce!entes resu!tados# Qasta muitas vees uma !eve pintura da superfcie de sada da ferramenta com pasta de .oS (#
• (ele!o dos meios luri-refri#erantes para a usina#em
de metais 1 se!eção do meio !ubriErefrigerante depende dos ob6etivos que se quer a!cançar/ aumento da produção, vida mais !onga da ferramenta, arraste de cavacos, me!)or acabamento superficia!, etc# Não 3 tarefa f%ci!, pois deverão ser observadas todas as condiç*es gerais do processo de fabricação envo!vendo/ •
Brocesso de usinagem, vari%veis de usinagem, materia! da peça e da ferramenta?
•
Hua!idade da usinagem, precisão de forma e de medidas, acabamento superficia!?
•
.%quinasEferramentas usadas/ simp!es, mA!tip!a usinagem? produção individua!, em s3rie, em massa?
• 1rmaenagem, !impea, tratamentos posteriores das peças? •
Sistemas de recircu!ação dos meios !ubriErefrigerantes/ sistemas individuais, mA!tip!os, centra!iados? tipo, taman)o e componentes do sistema de recircu!ação? adução dos meios !ubriErefrigerantes @ ona de corte?
• 1n%!ise econmica/ custos de preparação, manipu!ação, contro!e,
transporte, mane6o, armaenagem? benefcios obtidos? •
Segurança/ efeitos sobre a saAde, n3voas de +!eo, risco de incCndios, descarte?
•
2ondiç*es de fornecimento/ apoio t3cnico do fornecedor, garantias de fornecimento, etc#
1.1.%*.
S+(+ç2o o (#io (#&ri?r+ri+r'$)+ +" #$ç2o o
pro!+sso + #si$'+" 2omo regra, em processos de usinagem difci! usamEse bai&as ve!ocidades de corte, recomendandoEse o uso de f!uidos que ten)am boas caractersticas de !ubrificação# 1o contr%rio, em processos de usinagem f%ci!, usaEse a!tas ve!ocidades de corte e o f!uido deve ter, preponderantemente, qua!idades refrigerantes# = quadro a seguir d% uma c!assificação orientativa dos v%rios processos de usinagem# Bara aços podeEse estabe!ecer as seguintes regras orientativas/ E Bara processos de usinagem difci! usamEse +!eos com aditivos 7B# Bara processos de usinagem f%ci! usamEse emu!s*es ou so!uç*es# 1 d% uma orientação sobre os f!uidos de corte recomendados em distintas operaç*es de corte e diferentes materiais# Brocesso de usinagem e!ocidade Dificu!dade de corte 1!ta
de usinagem Qai&a
9aer roscas 7scan)oar engrenagens Oeração por p!ainamento 9uração profunda 2ortar com bedame ;raba!)os em tornos autom%ticos 9urar Oeração por fresamento 9resar Serrar Qai&a
1!ta
;abe!a E Se!eção do f!uido de corte para a usinagem# 1ços com ndice de usinabi!idade \ 0X 55 a 5X 55X
Ligas de cobre Ligas
=peração B!ainar, tornear e S 0/'-, =E(, S 0/'-, =E(, S (0/'-, =E, S (0/'-, =E'
a!umnio S 0/'-, =Ea
furar Serrar
=EJ S 0/'-
=EJ S 0/'-
=EJ, =E S 0/'-
S (0/'-
=Ea
9resar, mandri!ar
=E' S (0/'-
=E' S '5/'-
=E' S '0/'-
=E' S '5/'-
S 0/'S (0/'-
1!argar
=EJ, =E( S '5/'-
=E(, =E =E, =EJ =E' S '0/'-, =E(, S '0/'-, =E, S '5/'-
=Ea S (0/'-
9uração profunda
=EJ, =E( =E(
=EJ, =E =E(
=EJ, =E5, =E =E
=E' S '5/'-
=Ea S '5/'-
Gosquear
=EJ =EJ
=EJ =E
=E5 =E
=E' S '0/'-
=Ea S '0/'-
=E5, =E S '5/'-
=E5, =E S '0/'-
=E' S '5/'-
=Ea S '5/'-
=EJ =E
=E5, =E =E
=E' S '5/'-
=Ea S '5/'-
acabamentoS 7B- '0/'Qroc)ar serviço =EK
=E5, =E =EK
=E5, =E =EK
=E' S '5/'-
=Ea S '0/'-
pesado.%quinas
=E =EJ
=E =EJ
=E' =E'
=Ea =Ea
Qroc)ar desbaste- S '5/'Qroc)ar
autom%ticas
=EJ =E(, =EJ
=E =E'
de
%re0iaAes: S V emu!s*es proporç*es indicadas- ou so!uç*es? S 7B- V emu!s*es com aditivos de e&trema pressão? = V +!eo de corte/ '- minera! puro? (- com misturas de at3 '0X de +!eos gra&os animais? - idem, at3 J0X? J- com adição de en&ofre menos de 'X-? 5- idem at3 (X? K- idem, mais de (X de en&ofre? - +!eo su!furado, com adição de +!eos gra&os? a- +!eo minera! puro, transparente e inodoro, pr+prio para a!umnio, querosene? querosene com 0X de +!eo minera! puro# Oser0a!o: com magn3sio, nunca usar f!uidos a base de %gua#
Na retifica!o ocorrem fortes aquecimentos que produem marcas de superaquecimento,
endurecimento
de
certos
pontos,
camadas
macias
por
recrista!iação, trincas, etc# Bara evitar estes danos t3rmicos 3 preciso reduir a temperatura na ona de retificação, o que se pode obter por refrigeração ou redução do atrito#7m operaç*es !eves de retificação por e&# retificação ci!ndrica, retificação sem centros, retificação p!ana- empregaEse preponderantemente meios miscveis em %gua# =s aditivos usados protegem contra a corrosão, reduem o atrito e o desgaste do rebo!o e mant3m o mesmo !ivre de partcu!as met%!icas evita o empastamento do rebo!o-# Na retificação com rebo!os perfi!ados para ran)uras, roscas, engrenagens, etc#-, geraEse, especia!mente nos ressa!tos norma! ao ei&o muito ca!or de atrito# 1!3m disto, )% grandes e&igCncias quanto @ precisão de formas e de medidas e de qua!idade do acabamento superficia!# Bor isto, usaEse nestes casos, preferencia!mente, +!eos com aditivos redutores do atrito# No superacaamento para se obter mnima rugosidade superficia!, o meio !ubriErefrigerante deve reduir o atrito e o desgaste, a!3m de arrastar cavacos e detritos da pedra abrasiva# Uti!iamEse +!eos de viscosidade muito bai&a com aditivos de a!ta pressão e me!)oradores das qua!idades !ubrificantes#
1.1.%-. S+(+ç2o o (#io (#&ri?r+ri+r'$)+ +" #$ç2o o "')+ri'( ' p+ç' Li's + "'$0sio Huase todas as !igas de magn3sio são de corte f%ci! e permitem a!tas ve!ocidades de corte, com bom acabamento# = magn3sio o&ida faci!mente, decompondo a %gua e gerando ca!or e )idrogCnio# Isto !eva faci!mente @ autoEignição#
Bor isto o magn3sio s+ pode ser usinado a seco ou com +!eos de bai&a viscosidade#
Nunca se deve usar %gua, emu!s*es ou so!uç*es aquosas#
F+rro #$io = ferro fundido cina e o ma!e%ve! de cavaco curto são usinados gera!mente a seco# = grafite dos cavacos de ferro fundido, na presença de +!eos de corte e de emu!s*es, indu a formação de massas que entopem os fi!tros e podem emperrar as ferramentas p#e&# brocas-# No a!argamento manua! de furos o emprego de grafite misturado com sebo, d% e&ce!entes resu!tados# 2om ferro fundido esferoida! empregamEse emu!s*es com sucesso#
Li's + '(#"$io São em gera! de f%ci! usinagem, permitindo o emprego de a!tas ve!ocidades de corte# = ca!or gerado, em virtude da boa condutibi!idade t3rmica do a!umnio, escoa rapidamente# No caso de a!umnio puro ou com percentagens muito bai&as de !iga, ocorre forte tendCncia @ formação de gumes postiços# 1!tas percentagens de si!cio provocam forte desgaste abrasivo das ferramentas# 9reqTentemente se usina a!umnio a seco# No corte refrigerado usamEse de preferCncia emu!s*es e, a!gumas vees, +!eos de bai&a viscosidade# Bara operaç*es difceis usaEse +!eos com aditivos 7B, os quais devem ter uma formu!ação que impeça a formação de manc)as negras nas peças# 7m !igas de a!umnio com a!to teor de inco não se deve usar so!uç*es aquosas, pois estas reagem com o inco formando )idrogCnio e amonaco, com s3rio risco de incCndios e e&p!os*es#
Li's + !o&r+ ;Cm usinabi!idade muito vari%ve!# = cobre puro, por e&emp!o, forma cavacos !ongos, com e!evado fator de reca!que e p3ssimo acabamento# Latão, brone e metais de maior durea são f%ceis de usinar, em gera! a seco ou usando emu!s*es# Bara !igas de cavaco !ongo usamEse +!eos de bai&a viscosidade com aditivos que me!)oram o efeito !ubrificante# 2obre puro e&ige +!eos mais viscosos# 1ditivos 7B com en&ofre !ivre produem manc)as nas peças#
Aços Bara aços de usinabi!idade norma! aços de cementação, de beneficiamento e de construção- recomendaEse o uso de emu!s*es e so!uç*es# Bara aços de usinabi!idade difci! aços de cementação e beneficiamento de a!ta !iga, aços 2r de a!ta !iga, aços 2rNi, Ino&, aço fundido- recomendaEse emu!s*es 7B e +!eos a!tamente aditivados# Bara aços de dific!ima usinagem aço manganCs, .nSi, 2r.o, aços si!cio- 3 necess%rio a emprego de +!eos 7B#
1.1.%/. S+(+ç2o o (#io (#&ri?r+ri+r'$)+ +" #$ç2o o "')+ri'( ' +rr'"+$)'. Aço rápio Bermite o uso de qua!quer meio !ubriErefrigerante#
M+)'( #ro ;amb3m não oferece prob!ema para a maioria dos meios !ubriErefrigerantes bem formu!ados, o prob!ema 3 a sensibi!idade aos c)oques t3rmicos# Bara minimiaE!os recomendaEse/ •
Ligar o f!u&o refrigerante antes de iniciar a operação de corte?
•
.anter o f!u&o refrigerante durante um pequeno espaço de tempo depois de conc!udo o corte?
•
Usar +!eos de bai&as propriedades de transferCncia de ca!or quando não )% garantia de f!u&o constante de refrigerante#
C+r="i!' usua!mente empregada a seco#
Di'"'$)+ refrigerado usua!mente por so!uç*es aquosas#
1.1.%3. S+(+ç2o o "+io (#&ri?r+ri+r'$)+ +" #$ç2o o )ipo + "á#i$' .uitas m%quinas para processos de usinagem especficos, usando ferramentas
caras e com e&igCncias de a!to grau de acabamento das peças, necessitam meios !ubriE refrigerantes especiais, em gera! +!eos com aditivos 7B# Inc!uiEse nesta !ista broc)adeiras, rosqueadeiras, geradores de engrenagens, superacabadoras, etc# 2entros de usinagem, que rea!iam uma grande variedade de processos de usinagem, usando ferramentas de diversos tipos e materiais, com distintas ve!ocidades e dimens*es de corte, e&igem meios !ubriErefrigerantes de amp!a gama de ap!icaç*es#
CritBrios de prB-sele!o a- Refri#erado ou a secoJ (eco Refri#erado E .ateriais de f%ci! usinagem e&, ferro E 1ços e outros materiais de usinagem fundido cinento, metais !eves, metais a norma! at3 dific!ima base de cobre-, em processos com pequena so!icitação da ferramenta E 7m parte na usinagem de meta! duro
E Brocessos de usinagem que so!icitam
muito a ferramenta E Na maioria dos empregos das cer>micas E .%quinas autom%ticas de corte
E ;odos os processos de retificação E S3ries grandes
- &eio miscí0el ou n!o na 9#uaJ Característica E Usinagem
&eio n!o-miscí0el E Leve a pesada#
&eio miscí0el E Leve a m3dia#
E Superacabado, retificação E Getificação em gera! de perfis e roscas E e!ocidade de corte E Qai&a a m3dia E ida da ferramenta E 7m gera! mais a!ta E 1cabamento E 7m gera! me!)or E 2ompatibi!idade com o E .anc)as em !igas de
E 1!ta E 7m gera! menor E 7m gera! pior E Não compatve!
materia! da peça cobre por +!eos 7B E 2ompatibi!idade com a E ;odas
magn3sio E Limitada com meta! duro
ferramenta E 2ompatibi!idade com a E Qoa
E Impr+prio para cer>mica E 1s vees prob!em%tica
m%quina E 2ompatibi!idade com o E Qoa
E .enos boa
+!eo de vaamento
com
E 2ompatibi!idade com o E 7m gera! boa com a pe!e
E .ais !impo no uso
pessoa!
E Brob!emas/ odor, ataque
E 9ormação de n3voas
E 2ompatibi!idade com o E
Bisos
e
por bact3rias pavi!)*es E Qoa
meio ambiente
recobertos com pe!cu!as de
E Oama de ap!icaç*es
+!eo E 1mp!a# !eos universais E Não cobre todos os us%veis
tamb3m
!ubrificação )idr%u!icos E ida E .ais !onga E 7feito de arraste E Bior E GesistCncia a bact3rias E Qoa E Broteção contra corrosão E Qoa E 2onsumo E .aior E Inf!amabi!idade E Sim E 2usto E 1!to E 2ustos adicionais E Qai&os manipu!ação,
e
para processos e materiais
sistemas E .enor E .e!)or E .enos boa E .enos boa E .enor E Não E .enor E 1!tos
preparação,
contro!e, descarteC K 'mulsAes ou soluAesJ +anta#ens das soluAes EGebo!os mais agressivos
+anta#ens das emulsAes E .ais eficientes com so!icitaç*es pesadas
de corte E .enos riscos de danos t3rmicos na peça E .e!)or proteção contra corrosão p# e&# trincas, pontos duros, camada maci a, marcas de super aquecimentoE .anutenção mais simp!es E ida mais !onga em uso E .e!)or separação de
+!eos
E .e!)or compatibi!idade com tintas e vernies E .enos agressivos @ pe!e dos operadores de E .enos tendCncia de ^!avar_ o fi!me de
vaamentos !ubrificante de guias, mancais e outras E .e!)or resistCncia a bact3rias partes m+veis da m%quina E .enor consumo de concentrado E ;ransparCncia permite me!)or observação do processo de usinagem E .e!)or estabi!idade de mistura E Breparação mais f%ci! E Qiodegradação mais f%ci! do descarte
• Forma de aplica!o dos meios luri-refri#erantes
=s principais aspectos a serem considerados para uma eficiente uti!iação de meios !ubriErefrigerantes diem respeito a sua forma de ap!icação, quais se6am/ •
vo!ume?
•
pressão?
•
ve!ocidade dos 6atos?
•
>ngu!o de impacto?
•
forma e nAmero de bocais#
7m gera! basta uma adução abundante, sob mnima pressão, dirigida adequadamente para a região de corte# importante que o meio !ubriErefrigerante se6a ap!icado antes e não depois do incio do processo de usinagem# Não deve )aver, tamb3m, uma interrupção na adução, por qua!quer que se6a o motivo#
N' r+)ii!'ç2o 1 vaão recomendada em m%quinas modernas 3 de a J,5 !Wmin por mi!metro de !argura do rebo!o# 1s press*es aumentam com a potCncia da m%quina, indo de 0,'5 .Ba a 0,K .Ba#
No )or$+'"+$)o = vo!ume de refrigerante deve ser o mais amp!o possve!, ap!icandoEse por cima do gume, sem pressão, para evitar que os cavacos mudem a direção do 6ato e se inunde o !oca! de traba!)o# = vo!ume mnimo recomend%ve! 3 da ordem de 5 !Wmin por Y: de potCncia de corte# = di>metro do tubo de sada do f!uido deve ter ao menos da !argura da ferramenta, devendo sua boca ser dirigida diretamente sobre o gume e estar situada tão pr+&ima quanto possve! do mesmo# 7m cortes pesados, a!3m do 6ato por cima, conv3m ap!icar outro 6ato, neste caso com a!guma pressão, por bai&o do gume#
No r+s'"+$)o 1p!icar dois 6atos !aterais dirigidos para a ona de corte#
N' #r'ç2o + '('r'"+$)o 1dução interna pe!o corpo da ferramenta eWou e&terna por tubos e bocais# No caso da adução interna se usa pressão de at3 (0 .Ba, para a6udar na remoção de cavacos# $atos de a!ta ve!ocidade são eficientes, por3m e&igem bombas de a!ta
