Usinagem: Fundamentos e Práticas

USINAGEM ORGANIZADORES NATHANAEL WAGNER SALES MORAIS MARCELO CARLOS BARBELI Usinagem GRUPO SER EDUCACIONAL O livro Usinagem é direcionado para estudantes de cursos de usinagem e mecânica Além de abordar assuntos gerais o livro traz conteúdo específ co acerca dos fundamentos da usinagem em materiais metálicos materi ais desgaste e vida útil fuidos de corte usinabilidade dos materiais condições econômicas de corte e aspectos ambientais econômicos e de segurança Após a leitura da obra o leitor vai conhecer os fuidos de corte e sua utili dade na usinagem de materiais compreender os principais tipos de fuidos de corte e as operações e materiais em que podem ser utilizados aprender sobre os parâmetros que infuenciam nas condições econômicas de corte apreciar os mecanismos de formação e os tipos de cavacos para as oper ações de usinagem convencional ter conhecimento dos principais tipos de desgaste e avarias que elas podem sofrer e os fundamentos técnicos que explicam suas causas E não é só isso Tem muito mais O livro tem muito conteúdo relevante Aproveite Agora é com você Bons estudos USINAGEM ORGANIZADORES NATHANAEL WAGNER SALES MORAIS MARCELO CARLOS BARBELI gente criando futuro C M Y CM MY CY CMY K USINAGEM Todos os direitos reservados Nenhuma parte desta publicação poderá ser reproduzida ou transmitida de qualquer modo ou por qualquer outro meio eletrônico ou mecânico incluindo fotocópia gravação ou qualquer outro tipo de sistema de armazenamento e transmissão de informação sem prévia autorização por escrito do Grupo Ser Educacional Diretor de EAD Enzo Moreira Gerente de design instrucional Paulo Kazuo Kato Coordenadora de projetos EAD Manuela Martins Alves Gomes Coordenadora educacional Pamela Marques Equipe de apoio educacional Caroline Guglielmi Danise Grimm Jaqueline Morais Laís Pessoa Designers gráficos Kamilla Moreira Mário Gomes Sérgio RamosTiago da Rocha Ilustradores Anderson Eloy Luiz Meneghel Vinícius Manzi Morais Nathanael Wagner Sales Usinagem Nathanael Wagner Sales Morais Marcelo Carlos Barbeli Cengage 2020 Bibliografia ISBN 9786555580266 1 Mecânica 2 Usinagem Grupo Ser Educacional Rua Treze de Maio 254 Santo Amaro CEP 50100160 Recife PE PABX 81 34134611 Email sereducacionalsereducacionalcom É através da educação que a igualdade de oportunidades surge e com isso há um maior desenvolvimento econômico e social para a nação Há alguns anos o Brasil vive um período de mudanças e assim a educação também passa por tais transformações A demanda por mão de obra qualificada o aumento da competitividade e a produtividade fizeram com que o Ensino Superior ganhasse força e fosse tratado como prioridade para o Brasil O Programa Nacional de Acesso ao Ensino Técnico e Emprego Pronatec tem como objetivo atender a essa demanda e ajudar o País a qualificar seus cidadãos em suas formações contribuindo para o desenvolvimento da economia da crescente globalização além de garantir o exercício da democracia com a ampliação da escolaridade Dessa forma as instituições do Grupo Ser Educacional buscam ampliar as competências básicas da educação de seus estudantes além de oferecer lhes uma sólida formação técnica sempre pensando nas ações dos alunos no contexto da sociedade Janguiê Diniz PALAVRA DO GRUPO SER EDUCACIONAL Autoria Nathanael Wagner Sales Morais Bacharel em engenharia metalúrgica e mestre em Ciência dos materiais pela Universidade Federal do Ceará doutor em engenharia e ciência dos materiais pela Universidade de São Paulo Atualmente é professor de Ciência dos Materiais Resistência dos Materiais Cálculo 2 e 3 e Pesquisa Operacional na Faculdade Ipanema em Sorocaba Marcelo Carlos Barbeli Graduado em engenharia mecânica pela Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho UNESP Bauru mestre em planejamento de sistemas energéticos pela universidade estadual de Campinas UNICAMP doutor em planejamento de sistemas energéticos pela universidade estadual de Campinas UNICAMP Atualmente é professor de engenharia mecânica e de produção nas faculdades integradas Einstein de LimeiraSP SUMÁRIO Prefácio 8 UNIDADE 1 Fundamentos da usinagem em materiais metálicos 9 Introdução10 1 Introdução 11 2 Grandezas físicas no processo cortante 13 3 Geometria da cunha cortante 20 4 Formação dos cavacos 25 5 Força e potência de usinagem 33 PARA RESUMIR 36 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 37 UNIDADE 2 Ferramentas de usinagem materiais desgaste e vida útil 39 Introdução40 1 Noções preliminares 41 2 Materiais para ferramentas 43 3 Avarias e desgaste da ferramenta 46 4 Mecanismos causadores dos desgastes das ferramentas 48 5 Desgaste e vida da ferramenta49 6 Curva de vida da ferramenta 51 PARA RESUMIR 53 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 54 UNIDADE 3 Ferramentas de usinagem fluidos de corte usinabilidade dos materiais 55 Introdução56 1 Noções preliminares 57 2 Fluidos de corte58 3 Usinabilidade dos materiais 66 PARA RESUMIR 69 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 70 UNIDADE 4 Ferramentas de usinagem condições econômicas de corte e aspectos ambientais econômicos e de segurança 71 Introdução72 1 Noções preliminares 73 2 Ciclos e tempos de usinagem 74 3 Aspectos ambientais econômicos e de segurança 86 PARA RESUMIR 91 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 92 Este livro Usinagem informa o leitor além de conceitos básicos da área conteúdo específico sobre fundamentos da usinagem em materiais metálicos materiais desgaste e vida útil fluidos de corte usinabilidade dos materiais condições econômicas de corte e aspectos ambientais econômicos e de segurança Entre muitos assuntos a primeira unidade Fundamentos da usinagem em materiais metálicos fornece os conceitos a respeito dos processos de usinagem convencionais geometria das ferramentas formação de cavos e força e potência de usinagem A segunda Ferramentas de usinagem materiais desgaste e vida útil explana os conceitos sobre ferramentas de usinagem os tipos de avarias a que estão submetidas os principais modos de desgaste e vida útil das mesmas dentre outros A terceira unidade Ferramentas de usinagem fluidos de corte usinabilidade dos materiais trata de conceitos sobre o grau de dificuldade de usinar determinado material e os tipos de fluidos de corte que podem ser utilizados conforme o tipo de material a ser usinado Agora para finalizar o conteúdo da obra a quarta unidade Ferramentas de usinagem condições econômicas de corte e aspectos ambientais econômicos e de segurança aborda as condições econômicas de corte e os fatores ambientais econômicos e de segurança Esta é apenas uma pequena amostra do que o leitor aprenderá após a leitura do livro Desejamos que o leitor tenha uma carreira de sucesso com muito prestígio Aos leitores sorte em seus estudos PREFÁCIO UNIDADE 1 Fundamentos da usinagem em materiais metálicos Olá Você está na unidade Fundamentos da usinagem em materiais metálicos Conheça aqui os conceitos iniciais a respeito dos processos de usinagem convencionais geometria das ferramentas formação de cavos e força e potência de usinagem Aprenda também alguns conceitos matemáticos e físicos simples mas importantes para o processo Descubra ainda como planejar as etapas e os processos necessários para a fabricação de algumas peças metálicas Bons estudos Introdução 11 1 INTRODUÇÃO A usinagem consiste no processo de fabricação de produtos semiacabados e acabados que utiliza um equipamento munido de uma ferramenta para executar uma operação de remoção de massa na forma de cavacos no material que se deseja processar Cavacos por sua vez podem ser definidos como o resíduo geometricamente irregular de um material ao ser processado por uma ferramenta FERRARESI 1997 As definições podem parecer complexas mas é muito comum que as pessoas realizem alguma operação de usinagem mesmo sem o conhecimento prévio do que se trata O uso de uma broca ferramenta em uma furadeira equipamento para furar operação uma parede de concreto material por exemplo faz o concreto se transformar em um pó fino cavaco que é retirado do furo pela ação da ferramenta A figura a seguir mostra dois tipos de peças que podem ser obtidas por meio de processos de usinagem Perceba que é possível produzir peças e produtos de diferentes níveis de complexidade desde as mais simples como uma polia até as mais complexas como uma engrenagem para transmissão de potência Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 12 Figura 1 Exemplos de produtos usinados Fonte Viktor Chursin Shutterstock 2020 e Alex Mit Shutterstock Shutterstock 2020 ParaCegoVer As figuras mostram dois tipos de peças que podem ser obtidas por meio de processos de usinagem uma polia e uma engrenagem para transmissão de potência Os processos de usinagem podem ser classificados ainda em convencionais e não convencionais A tabela a seguir apresenta os principais processos de cada um Figura 2 Principais processos de usinagem convencional e não convencional Fonte Ferraresi 1997 Adaptado 13 ParaCegoVer A imagem mostra uma tabela dos principais processos de usinagem convencional e não convencional Na convencional estão o torneamento o fresamento a furação o aplainamento a mandrilação o serramento o brochamento o brunimento e a retificação Na não convencional estão o ultrassom o feixe de eletróns o corte por água o jato abrasivo o fluxo abrasivo a eletroerosão a eletroquímica e o laser plasma Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 2 GRANDEZAS FÍSICAS NO PROCESSO CORTANTE As grandezas físicas em um processo de corte são os parâmetros ajustáveis na usinagem As grandezas podem ser de natureza vetorial ou escalar Um vetor é apenas um segmento de reta orientado que possui módulo tamanho direção inclinação em relação a um dos eixos coordenados e sentido esquerda ou direita dependendo do referencial podem ser positivos ou negativos Grandezas como deslocamento velocidade e força podem ser definidas por vetores o que facilita visualizar de onde vem e para onde vão assim como o efeito dessas grandezas sobre o processo estudado Outra vantagem de usar a notação vetorial é a possibilidade de somálos com facilidade tanto de forma numérica como geométrica para obter os vetores resultantes de velocidade deslocamento e força A figura a seguir mostra o passo a passo para o procedimento geométrico de soma de dois vetores 14 Figura 3 Exemplo do método geométrico para a soma de vetores Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A figura mostra quatro etapas do procedimento geométrico da soma de dois vetores Conforme é possível perceber o primeiro passo mostra os vetores originais a serem somados a seguido pelos vetores unidos pelas origens b Depois os vetores originais são duplicados para criar um paralelogramo c para que então as origens possam ser unidas às pontas por meio de outro vetor que será a resultante da soma dos vetores originais d 21 Movimentos no processo de usinagem Na usinagem todo movimento ocorre em relação a um referencial Um carro está sempre em movimento em relação à estrada por exemplo mas ao mesmo tempo também está parado em relação aos demais passageiros Definir esse referencial é fundamental para adotar um ponto específico como a origem dos vetores esteja ele dotado de velocidade ou não Para os processos de usinagem o referencial para movimento é sempre o material que está sendo processado que para efeitos de simplificação será considerado sempre como estático FERRARESI 1997 Os movimentos são classificados em efetivos quando geram saída de cavacos e não efetivos quando não geram saída de cavacos O movimento de corte efetivo é a soma vetorial dos movimentos de avanço e de corte O movimento de corte é definido como o movimento relativo entre uma aresta de corte e o material de modo a gerar apenas a remoção de um cavaco durante uma operação É o caso por exemplo de cada giro de uma broca ou da ação de um dente de serra sobre o material Já o movimento de avanço é aquele que ocorre entre a peça e um ponto arbitrário na ferramenta que em conjunto com o movimento de corte gera a remoção contínua do cavaco A primeira imagem da figura a seguir mostra a fresa de topo avançando para a esquerda enquanto o movimento de corte é executado pela rotação das arestas de corte Isso gera um vetor diagonal em direção à direita O movimento efetivo de corte devido à soma dos vetores ocorre na diagonal mas para a esquerda Já a segunda imagem mostra uma situação onde o movimento de avanço resultante Ar é a soma vetorial de um movimento em x Ax e yAy Esse tipo de avanço é comum em operações de 15 perfilamento onde há um avanço transversal e um longitudinal Neste caso o vetor que definirá o movimento de avanço é composto pela soma vetorial dos dois movimentos MACHADO et al 2009 Figura 4 Exemplo da composição dos movimentos em uma operação de fresamento Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A figura mostra dois exemplos de composição de movimentos em uma operação de fresamento Por outro lado os movimentos não efetivos não promovem o contato da ferramenta com o material processado Logo não geram a saída de cavacos Esses movimentos são os de ajuste de posicionamento e de profundidade O movimento de ajuste consiste em corrigir o movimento de profundidade para compensar os desgastes da ferramenta durante os processos de usinagem Já o movimento de posicionamento é a ação de levar a ferramenta até a posição de corte É o caso por exemplo de posicionar a fresa próximo à superfície onde irá iniciarse a operação Por fim o movimento de profundidade consiste em rebaixar a ferramenta ou elevar o material processado para ajustar a camada de material a ser retirada Esse movimento não deve ser confundido com o movimento de avanço A primeira imagem da figura a seguir mostra o movimento de profundidade onde a fresa é posicionada próxima ao material e a espessura p da camada a ser retira é definida Já a segunda imagem mostra a fresa executando o movimento de avanço de forma a retirar a camada de material Figura 5 Diferença entre os movimentos de profundidade e de avanço Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A figura mostra dois desenhos de fresa de forma a apontar as diferenças existentes entre os movimentos de profundidade e de avanço 16 22 Direções e percursos As direções no processo de usinagem são instantâneas e portanto podem mudar a cada instante Assim como os movimentos há as três direções principais no processo de usinagem a direção de corte a direção de avanço e a direção efetiva Os percursos por sua vez podem ser distinguidos como percurso de corte percurso de avanço e percurso efetivo Ao contrário das direções e da velocidade o percurso é um lugar geométrico e não um vetor Todos eles são constituídos pelos espaços percorridos pela ferramenta ou pelo conjunto ferramentamaterial Essa grandeza também é chamada de trajeto O percurso de corte é abreviado por Lc e consiste no espaço percorrido pela por um ponto da aresta de corte da ferramenta seguindose a direção de corte O percurso de avanço é abreviado por La e consiste no espaço percorrido pela ferramenta em relação ao material seguindose a direção de avanço É necessário ressaltar que cada direção de avanço gerará um percurso de avanço diferente O percurso efetivo é designado por Le e consiste na soma geométrica dos percursos de avanço e de corte A figura a seguir mostra os três percursos em uma operação de furação As linhas tracejadas representam a posição inicial da ferramenta e as linhas cheias a posição final A direção de corte muda a cada instante mas pode ser simplificada como um vetor tangente à trajetória da ferramenta Figura 6 Percursos de corte avanço e efetivo para uma operação de furação Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A imagem mostra os percursos de corte avanço e efetivo para uma operação de furação 23 Velocidades Assim como nas grandezas anteriores as velocidades no processo de usinagem podem 17 ser a de corte de avanço e efetiva de corte A velocidade efetiva de corte está diretamente ligada à produtividade do processo mas limitada pela ferramenta e não pelo equipamento A necessidade de elevaremse as velocidades de corte levou ao desenvolvimento dos aços rápidos e posteriormente das ferramentas de cerâmicas avanças WC e cermets e das ferramentas diamantadas Os vetores de direção orientam as velocidades no processo de usinagem e tal como as direções as velocidades nos processos de corte também são definidas de modo instantâneo A velocidade é de corte designada por Vc mmin para ferramentas rotativas é definida pela equação Neste caso d é o diâmetro da ferramenta em mm e n é a rotação da ferramenta em rpm A velocidade de avanço designada por Va mmmin é definida pela equação Já f é o avanço em mmrev e n é a rotação da ferramenta em rpm A velocidade efetiva de corte será a soma vetorial de Vc e Va 24 Outros conceitos importantes O plano de trabalho é definido pelas direções de corte e avanço É nele que as operações de retirada do cavaco acontecem e a partir do qual se definem o ângulo da direção de avanço φ e o ângulo da direção efetiva de corte η O ângulo φ é formado entre a direção de corte e de avanço Em operações como o fresamento e a furação as direções podem não ser perpendiculares O ângulo da direção efetiva de corte é definido entre a direção efetiva de corte e a direção de avanço A figura a seguir mostra o plano de trabalho o ângulo da direção de avanço e o ângulo da direção efetiva de corte em uma operação de torneamento cilíndrico externo 18 Figura 7 Ângulos da direção de avanço φ e da direção efetiva de corte η Fonte Machado et al 2009 adaptada ParaCegoVer A figura mostra os ângulos da direção de avanço φ e da direção efetiva de corte η em uma operação de torneamento cilíndrico externo 25 Grandezas relacionadas ao corte Toda grandeza que precisam ser ajustadas em uma operação de usinagem seja de modo direto ou indireto são chamadas grandezas de corte As principais grandezas são o avanço e a profundidade de corte O avanço já foi mencionado durante a definição dos movimentos das direções das velocidades e dos ângulos de processo A definição formal de avanço é o percurso executado pela ferramenta a cada operação em mmgolpe seja essa linear como no aplainamento ou rotativo como no fresamento ou torneamento Para ferramentas multicortantes o avanço é definido por face ou dente dividindose o avanço total pelo número de faces cortantes A profundidade de corte ac também chamada de largura de corte é definida como sendo a medida da penetração da ferramenta no material a ser processado medida em uma direção perpendicular ao plano de trabalho Definese também a profundidade de trabalho ae como a penetração da ferramenta no material a ser usinado a partir do plano de trabalho Definese também a profundidade de avanço af que é medida no plano de trabalho paralela à direção de avanço A figura a seguir mostra as profundidades de corte de trabalho e de avanço para uma operação de fresamento 19 Figura 8 Profundidades de corte trabalho e avanço para uma operação de fresamento Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A imagem mostra as profundidades de corte trabalho e avanço para uma operação de fresamento 26 Grandezas relacionadas ao cavaco As grandezas geométricas relativas ao cavaco largura de corte b e espessura de corte h são calculadas e não ajustadas no maquinário A largura de corte consiste na seção transversal de corte a ser retirada Esse parâmetro tem dependência direta com a geometria da ferramenta para ferramentas de corte com aresta retilínea sem curvatura a largura de corte é inversamente proporcional ao ângulo de posição da aresta primária de corte Essa grandeza pode ser calculada através da equação Onde ap é a profundidade de trabalho e χp é ângulo da aresta primária de corte A espessura de corte consiste na seção transversal a ser retirada medida em relação à superfície normal de corte Essa grandeza é diretamente proporcional ao ângulo da aresta primária de corte e pode ser calculada por meio da equação Equação 4 Onde fc é o avanço na direção de corte e χp é ângulo da aresta primária de corte Importante ressaltar que a espessura e a largura são inversamente proporcionais entre si 20 3 GEOMETRIA DA CUNHA CORTANTE As ferramentas são parte fundamental dos processos de usinagem Logo se faz necessário compreender como cada elemento de sua geometria interfere diretamente sobre o processo em si As designações dos elementos geométricos são determinadas pela norma técnica NBR 6163 de 1990 Definese como superfície de saída Ar a superfície pela qual o cavaco desliza sobre a ferramenta e por superfície de folga a superfície que determina a distância entre a ferramenta e superfície de trabalho É importante destacar que pode haver superfícies de folga principal Aα e superfícies de folga secundárias Aα O encontro entre as superfícies de saída e de folga formam as arestas de corte A aresta de corte primária S também chamada de principal decorre do encontro da superfície de saída e da superfície de folga principal analogamente a aresta de corte secundária S decorre do encontro da superfície de folga secundária e da superfície de saída A definição de superfície de saída e de folga pode variar de acordo com a direção de avanço Figura 9 Arestas e superfícies em uma ferramenta de corte em barra Fonte Machado et al 2009 adaptado ParaCegoVer A imagem mostra as arestas de corte e planos em uma ferramenta em barra 31 Sistemas de referência Para determinar os ângulos na cunha de corte é necessário escolher um sistema de referência Todo sistema de orientação espacial baseiase em pelo menos dois planos ou dois vetores ortogonais O sistema de orientação pode ter origem na ferramenta ou na direção efetiva de corte Para estudar os ângulos da ferramenta ou os ângulos efetivos de trabalho devemse escolher o sistema de referência correto O sistema de referência na ferramenta é utilizado na fabricação e reparo de ferramentas já o sistema efetivo é utilizado durante as operações de corte Adotamse três planos de referência para todos os sistemas o plano efetivo de referência o plano de corte e o plano de medida 21 O Plano de Referência Efetivo PRE é determinado pela direção efetiva de corte e por um ponto de referência na ferramenta durante a operação de corte de modo que esse contenha o ponto e seja ortogonal ao à direção efetiva de corte O Plano de Referência da Ferramenta PRF é determinado pela direção de corte e uma das arestas ou planos da ferramenta Figura 10 Planos de referência para uma ferramenta helicoidal Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A figura mostra o Plano de Referência Efetivo PRE e o Plano de Referência da Ferramenta PRF para uma ferramenta helicoidal O plano de corte é determinado pela aresta de corte e pelo PRE Para arestas curvas esse plano é determinado por uma tangente à aresta O Plano Efetivo de Medida abreviado para PEM definido pelo plano de corte e pelo plano efetivo de referência O plano de trabalho da ferramenta é definido pela direção de avanço e pelo PRF Para ferramentas em barra como as aplicadas no torneamento e aplainamento o plano de trabalho da ferramenta tende a ser perpendicular ao cabo para brochas é paralela ao cabo e para fresas é perpendicular ao eixo Figura 11 Plano de trabalho para uma ferramenta helicoidal ParaCegoVer A figura mostra o plano de trabalho para uma ferramenta helicoidal 22 32 Ângulos na cunha de corte Os ângulos na cunha de corte são utilizados para determinar a posição e a forma de cunha de corte Os ângulos podem ser medidos em relação a cada um dos sistemas de referência efetivo ou ferramenta Os ângulos de posição denominado χ e o ângulo de ponta denominado ε são medidos no plano de referência O ângulo χ é sempre positivo e definido como a abertura entre o plano de corte e o plano de trabalho O vértice do ângulo χ indica a ponta da aresta de corte principal esse mesmo ângulo pode ser definido para a aresta de corte secundária sendo denominado como χl O ângulo ε entre o plano principal e o plano lateral de corte medido no plano de referência Esses ângulos se relacionam por meio da equação Figura 12 Ângulos χ χl e ε para uma ferramenta de torno no plano efetivo de referência Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A figura mostra os ângulos χ χl e ε em uma vista a partir do plano efetivo de referência vista superior para uma ferramenta de torneamento O ângulo de inclinação λ é definido como a abertura entre a aresta de corte o plano de referência medidas no plano de corte Assim como o ângulo de posição χ seu vértice está sobre a ponta da cunha de corte O ângulo de folga α também chamado de ângulo de incidência consiste na abertura entre a superfície de folga e o plano de corte Esse ângulo é medido no plano na cunha de corte Quando a aresta de corte adiantase em relação à superfície de folga o ângulo α é positivo O ângulo de cunha β é definido pela abertura entre a superfície de saída e de folga medido no plano da cunha de corte O ângulo de saída γ é definido pela superfície de saída e pelo plano de referência medido no plano da cunha de corte Os ângulos α β e γ se relacionam pela equação 23 Figura 13 Visão frontal de uma ferramenta de corte de torno mostrando os ângulos α β e γ Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A imagem mostra a visão de uma referência de corte de torno com ênfase nos ângulos α β e γ para uma ferramenta em barra Os ângulos laterais de cunha de folga e de saída são denominados αx βx e γx respectivamente e são medidos no plano de trabalho Os ângulos faceais de cunha de folga e de saída αy βy e γy respectivamente são medidos em um plano perpendicular ao de trabalho e de referência Tanto os ângulos faceais quanto laterais obedecem a relação da equação anterior 33 Influência dos ângulos de corte sobre o processo de usinagem Cada ângulo apresentado tem sua importância no processo de corte e devem ser estudados e determinados para que a operação de usinagem em questão seja bemsucedida O ângulo de posição χ tem como funções distribuir as forças durante o corte e também direcionar a saída do cavaco Esse ângulo também tem influência sobre a força normal força de contato exercida pela ferramenta sobre o material que está sendo processado de modo que a má escolha desse ângulo pode gerar deformações e empenhamentos nas peças usinadas O ângulo de ponta ε é determinado pela geometria da ferramenta para insertos poligonais mas para insertos circulares é dependente da profundidade efetiva de corte Sua principal função é a garantir a resistência mecânica da ferramenta sendo também importante no auxílio na dissipação de calor O ângulo de inclinação λ tem importante papel para elevar a durabilidade da ferramenta sendo responsável por auxiliar a saída do cavaco reduzir vibrações e evitar impactos indesejados sobre a aresta de corte 24 O ângulo de folga α tem como função evitar o contato entre as superfícies de folga e o material que está sendo usinado Caso o ângulo de folga α seja escolhido de modo inadequado a ferramenta perderá a afiação rapidamente podendo ainda sofrer avarias na cunha de corte Esse ângulo está intimamente ligado à resistência mecânica do material da ferramenta de modo que quanto mais resistente menor o ângulo O ângulo de saída γ é importante para minimizar a força e potência de corte Esse ângulo altera a taxa de dobramento e de encruamento do cavaco Seus valores estão ligados com as resistências mecânicas do material processado e da ferramenta de modo que para materiais dúcteis como ligas de Al Mg e Nb são necessários ângulos de saída positivos para diminuir o tamanho do percurso do cavaco sobre a ferramenta para materiais mais resistentes como ligas de Ni e aços endurecidos esse ângulo tende a ter valor negativo para garantir maior resistência à cunha de corte Figura 14 Valores típicos para os ângulos de posição de ponta de inclinação de folga e de saída Fonte Machado et al 2009 adaptado ParaCegoVer A imagem mostra uma tabela com os valores típicos para os ângulos de posição de ponta de inclinação de folga e de saída 34 Outras características geométricas da cunha de corte O raio de ponta rc em conjunto com o ângulo de ponta determina a resistência mecânica da cunha de corte Valores mais elevados garantem uma maior resistência mecânica à ponta da ferramenta no entanto devido o aumento da profundidade lateral de corte há uma maior geração de calor durante o corte o que pode acelerar seu desgaste além de aumentar a força normal entre a ferramenta e o material usinado O raio da cunha rh tem como função proteger a cunha de corte Valores elevados tendem a aumentar a força de corte na direção de avanço O quebracavaco consiste na alteração da geometria na superfície de saída logo após a aresta de corte de modo a facilitar a quebra do cavaco A escolha da posição do quebracavaco e o tipo a ser utilizado dependem diretamente da profundidade de corte e do avanço pois esse elemento deve 25 ser posicionado no local de formação dos cavacos Deve ser ajustado de acordo com a natureza da operação sendo essa de desbaste ou acabamento Os quebracavacos podem ser do tipo anteparo cratera ou postiço e serão escolhidos de acordo com o raio de curvatura estimado do cavaco A figura a seguir mostra o raio de ponta para um inserto a o raio de cunha para uma ferramenta de corte em barra no item b um quebracavaco para operações de acabamento no item c e um quebracavaco para operação de desbaste d Figura 15 Outros aspectos geométricos das ferramentas Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A figura está dividida em quatro a primeira mostra o raio de ponta para um inserto a segunda mostra o raio de cunha para uma ferramenta de corte em barra no item a terceira mostra um quebra cavaco para operações de acabamento no item e a quarta mostra um quebracavaco para operação de desbaste 4 FORMAÇÃO DOS CAVACOS Estudar e compreender a formação dos cavacos é fundamental para os processos de usinagem O modo como os cavacos se formam interfere diretamente na produtividade e na qualidade da superfície obtida 41 Regimes de deformação para materiais metálicos Os materiais metálicos possuem pelo menos dois comportamentos mecânicos o elástico e o plástico Todo material deformase elasticamente seja em maior ou menor grau Em materiais metálicos a deformação elástica ocorre até cerca de 02 do processo de deformação em materiais elastômeros esse valor pode chegar a mais de 10 A deformação elástica é caracterizada pelo armazenamento de energia na forma de deformação que pode ser revertida Por exemplo quando uma mola é pressionada ela acumular energia e quando essa mola é solta ela retorna ao comprimento original sem a necessidade de intervenção HOSFORD 2005 26 A deformação plástica é irreversível Portanto quando os esforços são retirados o material mantém a sua forma O regime de deformação plástica é que permite a confecção de produtos metálicos através de processos de conformação mecânica Quando o material é deformado além da do que pode suportar plasticamente o mesmo inicia uma fratura que irá se propagar até a ruptura do material A compreensão dos regimes de deformação elástica de deformação plástica e por fim a ruptura é importante para o entendimento do estudo da formação dos cavacos A temperatura de deformação também influencia o comportamento mecânico dos materiais Quando um material é deformado abaixo da sua temperatura de recristalização em torno de 60 da temperatura absoluta de fusão dizse que essa deformação ocorreu a frio A deformação a frio gera o encruamento fenômeno onde a resistência mecânica e a dureza do material elevamse devido à fatores cristalográficos A deformação a quente ocorre quando a temperatura de recristalização é ultrapassada de modo que o material recupera suas propriedades mecânicas endurecendo menos em relação à deformação a frio Embora as temperaturas envolvidas nos processos de usinagem sejam elevadas podendo causar queimaduras e acidentes caso não sejam obedecidas às normas de segurança para a maior parte dos materiais usináveis esse processo ocorre a frio de modo que a superfície usinada e o cavaco tende a ter dureza mais elevada em relação ao material original 42 Etapas da formação dos cavacos Os cavacos formamse em um processo de quatro etapas recalque ruptura deslizamento e saída No recalque a ferramenta penetra no material de modo que uma pequena porção é pressionada contra a superfície de saída da ferramenta promovendo uma pequena deformação plástica Nesta fase inicial o cavaco ainda está preso no material A fase de ruptura por sua vez é caracterizada por duas sub etapas a deformação e ruptura A fase de deformação iniciase quando o material é pressionado sobre a superfície de saída iniciando um processo de deformação elástica e posteriormente plástica Quando o estado de tensões provoca uma tensão de cisalhamento suficientemente elevada ocorre a ruptura do cavaco A ruptura inicia uma fratura que tende a propagarse de acordo com as características físicas e metalúrgicas do material A trinca propagase por uma região chamada zona primária de cisalhamento que é composta por planos instantâneos de cisalhamento e ruptura Nessa zona definese o ângulo de cisalhamento Φ definido pela abertura entre a velocidade de corte e pelo plano de cisalhamento A fase de deslizamento é caracterizada pelo início do escorregamento do cavaco sobre a ferramenta Esse deslizamento gerará lamelas que se assemelham a cartas de baralho empilhadas segundo o modelo de Piispanen PIISPANEN 1937 e acordo com as condições de corte e propriedades microestruturais do material irão facilitar ou dificultar a quebra do cavaco 27 A lamela em laranja mostra o momento em que o cavaco desprendese do material de base A ruptura parcial ou completa do material que forma o cavaco ocorre de acordo com a extensão da trinca na zona de cisalhamento Por fim a fase de saída iniciase com o movimento relativo entre o cavaco e a superfície de saída finalizandose com o desprendimento do cavaco dessa superfície e o início da formação de um novo cavaco Figura 16 Etapas da formação do cavaco Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A figura mostra as quatro etapas da formação do cavaco recalque ruptura deslizamento e saída 43 Modelo corte ortogonal Para simplificar o tratamento físico e matemático acerca da formação do cavaco estudase o corte ortogonal Nessa modalidade admitese que a geometria da ferramenta e as condições de corte impõe com que a aresta de corte seja ortogonal à direção de corte e à direção de avanço Admitese também que o cavaco formado é contínuo e sem aderência à ferramenta não há 28 contato da superfície de folga da ferramenta e a superfície usinada a largura de corte é menor que a aresta de corte que a largura de corte é igual à largura do cavaco e que a aresta de corte é idealmente afiada e perpendicular ao plano de trabalho As condições acima são raras em condições de trabalho normal mas podem ser simuladas em processos de torneamento cilíndrico aplainamento ou fresamento Essas condições possibilitam estudar como os cavacos se comportam da formação até a saída do material Definese como grau de recalque Rc a razão entre a profundidade de corte h e a espessura do cavaco h essa grandeza está relacionada com o ângulo de saída e de cisalhamento por meio da equação Euação 6 Neste caso γ é conhecido e ajustável o ângulo de cisalhamento é função do grau de recalque Dado que o cavaco é freado pela superfície de saída há uma tendência da espessura do cavaco ser maior que a profundidade de corte de modo que Rc é sempre maior que 1 de modo que o cavaco é sempre mais espesso e menos longo que o volume original do material retirado Determinar a espessura do cavaco é um processo complexo pois o mesmo é formado por uma série de lamelas justapostas como foi mostrado na figura anterior Essa medida só ser realizada medindose o comprimento do cavaco e obtendo sua área de seção transversal através da massa específica A determinação do ângulo de cisalhamento é fundamental para o cálculo de velocidades de forças e de tensões durante o processo de usinagem Por meio da conservação de volume com o uso do ângulo de cisalhamento é possível calcular as velocidades de saída do cavaco vcav assim como a velocidade de cisalhamento vz através da velocidade de corte vc A velocidade de cisalhamento vz e a velocidade do cavaco são expressas pelas equações Outro fator importante a ser calculado é o grau de deformação angular ε0 que consiste na razão entre a deformação longitudinal e a deformação de cisalhamento Essa razão é calculada por meio da equação Os valores típicos para ε0 são da ordem de 105 pelo menos 100 vezes mais rápidos que 29 ensaios de impacto Charpy ou Izod As elevadas taxas de deformação associadas à elevada temperatura do processo de corte geram diferenças quando se utilizam os valores de tensão de cisalhamento obtidos em ensaios padronizados para o cálculo das tensões de usinagem 44 Tipos de cavacos Os cavacos podem ser contínuos parcialmente contínuos descontínuos ou segmentados A natureza do cavaco estará ligada às propriedades mecânicas e microestruturais do material usinado assim como às condições gerais de corte como velocidade avanço e presença de lubrificação Os cavacos contínuos são formados na usinagem de materiais dúcteis como Al e ligas ligas de Cu e aço baixa liga Sua formação se dá durante a fase de ruptura onde o material passa pela zona de cisalhamento mantendose homogêneo Esses cavacos assemelhamse a fitas alongadas de metal Sua formação é promovida pelo equilíbrio entre as tensões normais e as tensões de cisalhamento evitando a propagação da trinca e retardando o processo de quebra do cavaco Para facilitar a propagação da trinca e promover a quebra do cavaco ajustamse os ângulos de saída a velocidade de avanço a profundidade de corte e aspectos microestruturais do material a ser usinado Alguns aços têm adição de elementos como S Pb e P coma finalidade de produzir inclusões frágeis e facilitar a quebra do cavaco Se houver afinidade química entre o material usinado e o material da ferramenta pode haver formação de uma aresta postiça de corte APC A APC formase em baixas velocidades de corte associadas a grandes profundidades de corte altas temperaturas É indesejável pois modifica a geometria da ferramenta e degrada o acabamento superficial da peça usinada Sua formação pode ser evitada modificandose os parâmetros de usinagem e usando os fluidos de corte Os cavacos contínuos são indesejáveis pois podem produzir acidentes danificar a superfície usinada e danificar a ferramenta Caso esse tipo de cavaco seja produzido é conveniente remodelar a ferramenta incluindo um quebracavaco para induzir a segmentação do material O cavaco parcialmente contínuo formase por um mecanismo semelhante ao contínuo mas onde a trinca consegue caminha parcialmente pelo plano de cisalhamento Embora seja formada a trinca sob o cavaco é parada devido perda de contato entre o cavaco e a ferramenta quando esse desliza sobre a mesma O deslizamento do cavaco sobre a ferramenta gera tensões compressivas na direção do plano de cisalhamento impedindo a propagação da trinca A eventual ruptura desses cavacos ocorre quando sua extensão é longa o suficiente para que o peso do mesmo rompa o material O cavaco descontínuo é comum na usinagem de materiais na qual a microestrutura favoreça a quebra constante do cavaco Materiais frágeis como ferros fundidos e bronzes tendem a deformar 30 se pouco antes de sofrer ruptura logo são mais propensos a gerarem cavacos descontínuos Baixas velocidade de corte associadas a ângulos de saída pequenos e grandes avanços também podem gerar cavacos descontínuos em materiais frágeis Com a elevação da velocidade de corte uma maior quantidade de calor é gerada de modo que os materiais tendem a perder resistência na interface com a ferramenta e assim elevar a ductilidade O cavaco segmentado é típico de materiais com baixa condutividade térmica Esse tipo de cavaco surge quando há elevadas deformações plásticas em bandas estreitas com pouca ou nenhuma deformação no interior Devido à baixa condutividade térmica o calor não é dissipado de forma eficiente gerando elevadas temperaturas na interface de corte Esse fenômeno gera uma perda da resistência mecânica do material que supera o encruamento gerado pela deformação a frio Quando as tensões impostas pelo movimento da ferramenta atingem o limite de escoamento do material o cisalhamento para formar o cavaco passa a ocorrer em um plano de cisalhamento próprio para cada material determinado pela estrutura cristalina do material usinado A energia mecânica acumulada é transformada em calor gerando a ativação de planos de deslizamento antes inativos no material Ao se afastar da ponta de corte esses planos passam por uma rotação no plano de cisalhamento até que a torção aplicada pela rotação supere a energia para deformar o material em temperatura ambiente em um plano cristalográfico que exige menor energia Esse complexo mecanismo de formação é denominado como cisalhamento adiabático 45 Classificação dos formatos dos cavacos A forma dos cavacos é classificada de acordo com a norma ISO 368593 A forma dos cavacos pode classificada e subclassificada em Fita longos curtos e emaranhados Tubular longos curtos e emaranhados Helicoidal arruela longa arruela curta arruela emaranhada cônico longo cônico curto e cônico emaranhado Em arco 31 condensado ou solto Espiral planos ou cônicos Lascas ou pedaços fragmentados e agulhas A natureza dos cavacos é influenciada principalmente pelo material que está sendo usinado Cavacos contínuos parcialmente contínuos e segmentados podem ser classificados em qualquer uma das formas previstas pela norma no entanto os cavacos descontínuos somente podem ser classificados como lascas Os parâmetros de usinagem também influenciam na forma dos cavacos sendo o avanço e a profundidade de corte os mais influentes De acordo com Smith Smith1989 pequenos avanços e pequenas profundidades de corte tendem a gerar cavacos em fita emaranhados aumentandose a profundidade de corte o cavaco tende a formarse em fita longa Avanços elevados tendem promover a formação de cavacos em arco condensados Parâmetros intermediários promovem cavacos tubulares ou helicoidais Cavacos longos oferecem riscos à operação e à segurança A geometria irregular desse material faz com que grandes volumes sejam ocupados com pouca massa fazendo necessária uma maior quantidade de paradas com a finalidade de removêlos do equipamento Como mencionado anteriormente cavacos longos também podem prenderse ao material usinado ou à ferramenta podendo provocar acidentes com o operador e perda da qualidade da superfície Outros problemas causados por cavacos longos são o aumento na força de corte e o impedimento do acesso do fluido de corte à área da formação do cavaco Os quebracavacos alteram o raio de curvatura de saída dos cavacos impondo uma tensão de flexão até a ruptura dos mesmos Outra possibilidade para promover a fragmentação do cavaco é injetar o fluido de corte em elevadas pressões no sentido contrário à saída do cavaco Cavacos menos espessos possuem maior flexibilidade de modo que são mais difíceis de fragmentar necessitando de elevadas deformações para romper após a superfície de saída Essa deformação pode ser obtida elevandose o avanço ou a espessura de corte que implica em prejudicar o acabamento superficial ou reduzindose o raio de curvatura do cavaco 46 Interface entre a ferramenta e o cavaco Durante a fase de saída quarta fase da formação de cavacos as elevadas forças de contato e velocidades de saída dos cavacos geram elevadas temperaturas impedem que a modelagem dessa 32 fase seja realizada utilizando a teoria do atrito convencional onde a força de atrito é proporcional à força de contato O modelo de atrito convencional é chamado de Modelo de Coulomb A figura a seguir mostra as possibilidades para atrito entre superfícies A primeira imagem representa a interação inicial entre as superfícies em que a força de cisalhamento força de atrito é proporcional à área de contato real entre as superfícies Já a segunda imagem mostra uma situação onde a força normal fez com que as superfícies se unissem completamente em uma situação similar à soldagem por pressão Nesta condição o aumento da força normal não gerará um aumento na força de cisalhamento Durante a fase de saída dos cavacos o atrito inicia se do modo b e finalizase no modo a ZOREV 1963 apud Machado et al 2009 Figura 17 Possíveis situações de atrito Fonte Elaborada pelo autor 2020 ParaCegoVer A imagem contém duas figuras que mostram a representação de possíveis situações de atrito A interface entre o cavaco e a ferramenta segundo Trent Trent1963 apud Machado et al 2009 é composta pela zona de aderência e pela zona de escorregamento Na zona de aderência a tensão compressiva é elevada o suficiente para promover as condições de soldagem ligação química entre os materiais por pressão Devido à união entre o material do cavaco e da ferramenta a tensão de cisalhamento passa a atuar no material do cavaco formando a chamada zona de fluxo A zona de fluxo possui um perfil de velocidades ao longo de sua espessura iniciandose em zero na interface e atingindo o máximo vcav na parte superior do cavaco De modo análogo o perfil de deformação por cisalhamento no cavaco segue o inverso do perfil de velocidades de modo que quanto menor a velocidade maior a deformação A zona de escorregamento é modelada por meio do atrito convencional pois as tensões compressivas que unem as superfícies diminuem desfavorecendo a soldagem entre as superfícies A elevada temperatura do cavaco e exposição à atmosfera gera a formação de óxidos na superfície Esses compostos reduzem a interação química entre a superfície da ferramenta e 33 do cavaco também desfavorecendo a união entre as superfícies metálicas Na usinagem dos aços é comum que a superfície do cavaco tenha sua cor alterada pela formação de óxidos 5 FORÇA E POTÊNCIA DE USINAGEM Conhecer as forças de usinagem é importante para dimensionar corretamente máquinas ferramentas e parâmetros de processo O correto dimensionamento dos elementos de fixação e suportes de ferramentas evitam folgas excessivas e vibrações as quais comprometem a durabilidade das ferramentas a qualidade superficial a produtividade e a segurança no processo TRENT 2004 Existem pelo menos três forças atuando no processo de usinagem a força de corte Fc atuando na direção de corte a força tangencial Ft atuando na mesma direção de avanço mas no sentido oposto e a força passiva A baixa magnitude da força passiva normalmente a faz desprezível para efeito de cálculo TRENT 2004 no entanto devese observar a presença de empenamento em peças geradas por operações de revolução como o torneamento pois o mesmo procede da força passiva MACHADO et al 2009 Figura 18 Esquema de forças para um torneamento ortogonal Fonte Trent 2004 Adaptado ParaCegoVer A figura mostra as direções das forças atuando entre a ferramenta e a peça As forças no processo de usinagem em comparação com os processos de conformação mecânica são reduzidas no entanto as tensões de corte são elevadas Tensões mecânicas são definidas como o quociente entre a força aplicada e a área de aplicação Quanto menor a área de aplicação maior a tensão O leitor deve já deve ter tido a experiência de cortar um tomate com uma lâmina cega é necessária uma força elevada para cortar a fruta em alguns casos cortando a fruta por esmagamento O problema anterior é solucionado afiandose a 34 lâmina de modo que apenas com o peso da mesma o tomate é facilmente cortado O mesmo processo ocorre durante as operações de usinagem pois as áreas dos cavacos são pequenas gerando elevadas tensões A força efetiva de cisalhamento é a soma das componentes vetoriais da força tangencial e força de corte sobre o plano de cisalhamento Devido à origem dessas forças a força de corte está diretamente relacionada à velocidade de corte enquanto a força tangencial está relacionada à velocidade de avanço A tensão de cisalhamento para iniciar a geração do cavaco deve ultrapassar a resistência ao cisalhamento do material que está sendo trabalhado no entanto na prática é difícil de controlar a área do plano de cisalhamento TRENT2004 A área do plano de cisalhamento é dada pela Equação 10 Equação 10 Neste caso As é projeção da área de seção transversal do cavaco antes de ser deformado no plano de cisalhamento b é largura de corte h é a profundidade de corte e Φ é o ângulo de cisalhamento As características geométricas da ferramenta influenciam as forças de usinagem sendo os ângulos de folga primário e secundário os mais influentes sobre a força Uma das maneiras de reduzir em até 50 a força de corte é através da utilização de maiores ângulos de tanto primários como secundários tornando a aresta de corte mais aguda e portanto reduzindo o contato do cavaco com a superfície de saída da ferramenta A utilização de maiores avanços altera a profundidade de corte elevando por sua as forças nas operações de usinagem Figura 19 Forças de corte típicas para um aço baixo carbono de corte livre Fonte Trent 2004 Adaptada ParaCegoVer A figura mostra a influência do ângulo de folga primário e do avanço sobre as forças de corte e tangencial para um aço de baixo carbono A alteração desses parâmetros reduza força de usinagem mas reduz a espessura de corte e causam a redução da produtividade para um mesmo conjunto de velocidades de avanço e de corte 35 As forças de corte são inversamente proporcionais à velocidade de corte Segundo estudos com aço titânio e cobre WILLIAMS et al 1970 a força de corte é mais elevada à baixas velocidades tendendo a reduzir com o aumento da velocidade efetiva de corte Esse efeito decorre das elevadas temperaturas na interface entre a ferramenta e o material usinado que reduzem a tensão de cisalhamento necessária para iniciar a formação do cavaco Ligas metálicas tendem a ser mais resistentes que os metais na forma comercialmente pura porém tendem a demandar menores forças de corte em comparação a metais puros Ligas metálicas duras tendem a formar cavacos descontínuos ou segmentados de modo que a região de contato do cavaco com a superfície de saída tende a ser menor Williams et al O uso de lubrificantes em baixas velocidades de corte causa a redução das forças de processo pois reduzem o comprimento da zona de aderência entre o cavaco e a ferramenta Para operações com elevadas velocidades de corte o uso de lubrificantes não é efetivo devido à dificuldade dos mesmos para penetrar na interface entre a ferramenta e o cavaco Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 36 conhecer a definição e as principais operações de usinagem conhecer as grandezas físicas relativas ao processo de usinagem conhecer os elementos geométricos das ferramentas de corte e sua importância para as operações de usinagem conhecer os mecanismos de formação e os tipos de cavacos para as operações de usinagem convencional ter uma introdução sobre os aspectos de força e potência de usinagem PARA RESUMIR FERRASI D Teoria da usinagem dos metais São Paulo Editora Blucher 1997 HOSFORD W F Mechanical behavior of materials Cambridge Cambridge Press 2005 MACHADO A R ABRÃO A M COELHO R T SILVA M B Teoria da usinagem dos materiais São Paulo Editora Blucher 2009 PIISPANEN V Lastunmuodostumisen teoriaa Teknillen Aikakausleht 1937 TRENT E M Cuttíng steel and íron with cemented carbide toolks Jourruü of the Iron and Steel Instituie novembro 1963 p 923932 TRENT E M WRIGHT P Metal cutting Butterworth Heinemann 2004 ZOREV N M Interrelatíonshíp between shear processes occurríng along tool face and on shear plane in metal cuttíng Proc Int Prado Eng Res Conf setembro 1963 p 4249 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS UNIDADE 2 Ferramentas de usinagem materiais desgaste e vida útil Você está na unidade Ferramentas de usinagem Conheça aqui os conceitos sobre ferramentas de usinagem e os tipos de avarias a que estão submetidas e a sua vida útil Entenda os fundamentos técnicos que direcionam os trabalhos do profissional de usinagem e a importância de se conhecer os princípios básicos sobre ferramentas e materiais para o pleno exercício da profissão Aprenda ainda sobre os fundamentos técnicos que norteiam o trabalho de usinagem de materiais de engenharia e como devem ser as técnicas de escolha de materiais para determinar a melhor ferramenta a ser utilizada em processos de corte e acabamento em metais Conheça também algumas das principais causas de avarias em ferramentas de usinagem e as ações que podem ser tomadas para minimizálas Bons estudos Introdução 41 1 NOÇÕES PRELIMINARES Os materiais mecânicos têm uma importância muito grande na área de usinagem de metais O desenvolvimento tecnológico dos materiais nas últimas décadas proporcionou o desenvolvimento da usinagem dos materiais por conta da sua utilização nas ferramentas para usinagem Antes de descrever os principais materiais utilizados para fabricação de ferramentas de usinagem é preciso considerar alguns fatores que influenciam tanto a ferramenta quanto o próprio processo de usinagem Dentre os mais importantes segundo DINIZ 2014 devese levar em conta O material da peça a ser usinada ou seja a dureza que esse material possui O tipo de cavaco resultante da usinagem também é um indicativo importante sobre o material da peça O processo de usinagem propriamente dito que requisita determinados tipos de ferra menta Características da máquina operatriz como idade potência estado de conservação Características geométricas da ferramenta tais como forma e diâmetro Custo do material da ferramenta onde devese observar a relação benefíciocusto Condições de usinagem Além desses fatores as ferramentas de usinagem precisam cumprir alguns requisitos para poderem desempenhar satisfatoriamente a sua função CHIAVERINI 1981 cita dentre os mais importantes Dureza a quente dependendo do material que se vai usinar e do tipo de operação a temperatura na ferramenta pode ser muito alta superando os 1000 C e o material da ferramenta deve suportar essa temperatura sem perder a dureza Resistência ao desgaste as operações de usinagem normalmente envolvem atrito a abrasão e o material da ferramenta deve suportar essas operações Tenacidade o material da ferramenta deve suportar choques sem se romper 42 Estabilidade química em altas velocidades de corte a temperatura pode aumentar bastante desestabilizando o material da ferramenta Resistência ao choque térmico em razão das altas temperaturas de trabalho e necessidade de resfriamento por fluido de corte Para realizar o trabalho satisfatoriamente e atender a esses requisitos a ferramentas precisam ser construídas com materiais que permitam maximizar seu desempenho e lhes confiram as propriedades exigidas Os metais se encaixam nesse perfil pois além compor o corpo da ferramenta quando ligados a outros elementos permitem alterar as características do gume cortante Os elementos mais comumente utilizados para formar essa liga são os seguintes Callister 2012 carbono C tungstênio W Molibdênio Mo Vanádio V Nióbio Nb Cromo Cr Cobalto Co e Titânio Ti Cada um desses elementos desempenho um papel importante e altera alguma propriedade do aço O carbono aumenta a dureza e a temperabilidade do aço Aços com alto teor de carbono são mais duros e resistentes ao desgaste O tungstênio e o molibdênio aumentam a resistência e a dureza a quente dos aços O vanádio aumenta a resistência ao desgaste e tem sido substituído pelo nióbio que apresenta características semelhantes e custo mais baixo O cromo é responsável por conferir temperabilidade ao aço enquanto o cobalto aumenta a dureza a quente do mesmo aumentando a eficiência de corte do aço da ferramenta Por fim o titânio apresenta elevada resistência à altas temperaturas e baixa densidade diminuindo o peso da ferramenta Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 43 2 MATERIAIS PARA FERRAMENTAS Visto os principais elementos constituintes dos aços utilizados para ferramentas de usinagem o próximo passo é conhecer os tipos de materiais utilizados para a confecção das ferramentas Não há uma classificação rígida para materiais de ferramentas Segundo Diniz 2014 aquelas que são encontradas de forma mais comum são fabricadas com os seguintes materiais aços rápidos aços rápidos com cobertura metal duro metal duro com cobertura CERMETS material cerâmico nitreto de boro cúbico CBN e diamante Figura 1 Materiais para ferramentas Fonte SasinTipchai Shutterstock 2020 ParaCegoVer A figura mostra um soldador devidamente uniformizado e protegido fazer a solda de um materialde uma lupa Junto com as planilhas há uma calculadora um caderno e uma caneta 21 Aços rápidos Desenvolvida em 1905 a ferramenta de aço rápido suportava as maiores velocidades de corte até então por isso o seu nome O aço rápido consiste em uma liga com altos teores de tungstênio molibdênio vanádio nióbio cromo e cobalto elementos esses que conferem resistência ao desgaste e dureza a quente Podem ser utilizadas em temperaturas de corte da ordem dos 600C porém apresentam o inconveniente da baixa tenacidade ou seja as ferramentas de aço rápido quebramse facilmente ao sofrerem impactos ou ação de forças 22 Aços rápidos com cobertura As ferramentas de aço rápido com cobertura são uma evolução das ferramentas de aço rápido em razão de atender a necessidades de operação de usinagem ou geometria e dimensões de determinados tipos de ferramentas Consiste basicamente na aplicação de uma camada de 44 cobertura de materiais mais resistentes ao desgaste como o nitreto de titânio TiN o nitreto de titânioalumínio TiNAl o carbonitreto de titânio TiCN e o nitreto de cromoalumínio AlCrN Obviamente essa cobertura torna a ferramenta mais cara mas a relação benefíciocusto é favorável pois a vida da ferramenta é maior o tempo de corte é menor a qualidade da usinagem é maior além da diminuição do setup da máquinaferramenta 23 Metal duro Obtido através de metalurgia do pó normalmente com a mistura de carboneto de tungstênio e outros carbonetos formados com nióbio tântalo e titânio Essa mistura naturalmente deve ser aglomerada e para isso utilizase o cobalto como agente aglomerante na maioria dos casos Isso faz com que se obtenha dureza em altas temperaturas e tenacidade Os diversos metais duros são classificados conforme a norma ISO e são divididos em cinco grupos designados pelas letras P M K S e H Além desses grupos temos ainda os subgrupos designados por números de 1 a 50 para o grupo P de 1 a 40 para os grupos M e K e de 1 a 30 para os grupos S e H Assim um metal duro P30 possui 82 de carboneto de tungstênio WC 8 de carboneto de titânio TiC ou carboneto de tântalo TaC e 10 de cobalto Essa composição confere a esse aço uma dureza de HV1450 dureza na escala Vickers e uma resistência à ruptura transversal de 170 kgfmm2 Recentemente as normas ISO fizeram uma nova classificação do metal duro com a criação dos grupos S e H e não mais baseandose na composição química mas na aplicabilidade do material Além dos fatores de influência na escolha das ferramentas de usinagem já citados no caso do metal duro há a necessidade de se considerar também a severidade da operação de usinagem velocidade e corte e tendência à vibração 24 Metal duro com cobertura Tratase do metal duro revestido com cobertura cuja finalidade é aumentar a resistência ao desgaste da porção da ferramenta que entra em contato com o cavaco e com a peça a ser usinada aumentando a vida útil da ferramenta e diminuindo os esforços de corte Esse material concilia três características importantes tenacidade dureza a quente e resistência ao desgaste O material utilizado na cobertura da pastilha de corte normalmente é o titânio nas formas de carboneto de titânio nitreto de titânio ou carbonitreto de titânio e o alumínio na forma de óxido de alumínio uma cerâmica 25 Cermet Nome composto cerâmica mais metal que significa uma composição de metal e cerâmica que apresenta elevada resistência ao desgaste estabilidade química e dureza a quente em uma faixa intermediário entre o metal duro e a cerâmica São também resistentes à oxidação e a deformação 45 plástica São utilizadas em operações de torneamento e fresagem leve e sem refrigeração para usinagem de aços moles e aços inoxidáveis e em fresamento de acabamento de aços para moldes e matrizes 26 Material cerâmico Cerâmicas são usadas desde a década de 1950 mas adquiriu importância na área de ferramentas de corte nos anos 1980 após o desenvolvimento das pesquisas que resultaram na melhoria das propriedades do material Tem como propriedades a dureza a quente e a frio estabilidade química e resistência ao desgaste As duas principais cerâmicas utilizadas para ferramentas de usinagem são o óxido de alumínio Al2O3 ou alumina e o nitreto de silício Si3N4 Apesar das vantagens as cerâmicas são frágeis e se não for trabalhada com cuidado pode se quebrar ou lascar na aresta de corte Assim as pastilhas cerâmicas apresentam um chanfro na aresta de corte evitando a fragilidade do canto vivo 27 Diamante São os materiais mais duro encontrados na natureza Excelentes nas ferramentas de corte quando se deseja alta precisão de medidas e acabamento polido e brilhante Ideal para usinar espelhos e lentes Porém seu custo é muito alto o que limita o seu uso A solução para essa limitação foi a criação do diamante sintético poli cristalino PCD composto por partículas do diamante natural de forma aglomerada Ainda assim há uma limitação do uso do diamante em razão da sua anisotropia ou seja é preciso cuidado na lapidação do PCD de forma a coincidir a direção mais resistente do cristal coma direção dos maiores esforços de corte Além disso o diamante reage com o ferro em temperaturas moderadas fazendo com que ocorra um elevado desgaste da ferramenta por um processo de difusão 28 Nitreto cúbico de boro CBN Tratase de um material sintético mais estável que o diamante Portanto pode usinar ligas de ferro sem a preocupação com o processo de difusão que leva a ferramenta ao desgaste prematuro Só perde em dureza para o diamante São tipicamente utilizadas para usinagem de aços duros aços ferramenta aços rápidos ligas ferrosas resistentes a altas temperaturas a base de níquel e cobalto metais duros e revestimentos duros a base de carboneto de tungstênio O custo do CBN é alto mais caro que os materiais cerâmicos mas pode apresentar boa relação benefíciocusto em razão do maior número de peças que pode usinar por aresta de corte também pela diminuição do tempo de parada da máquina para troca de ferramenta gasta Entretanto devese evitar usar essa ferramenta em metais moles que geram cavacos mais compridos Fluido de corte também deve ser evitado quando se usa ferramenta CBN pois as altas temperaturas resultantes da usinagem não afetam o CBN mas facilitam o processo de corte ou usinagem da peça 46 Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 3 AVARIAS E DESGASTE DA FERRAMENTA Com o decorrer das operações de corte e usinagem é comum a ferramenta apresentar desgaste ou mesmo avarias O desgaste caracterizase por uma perda lenta e contínua da função de corte onde as partes das ferramentas se desgastam em razão do atrito com a peça a ser usinada As avarias caracterizamse por uma perda mais acelerada da função normalmente com ruptura de partes da ferramenta e perda de material De acordo com Diniz 2014 são sete tipos de desgaste e avarias que uma ferramenta de usinagem pode sofrer Desgaste de flanco ou desgaste frontal é o mais comum dos desgastes que uma ferramenta de usinagem pode sofrer Ele é inevitável uma vez que ocorre na superfície de folga da ferramenta em razão do seu contato com a peça Assim a aresta de corte da ferramenta vai perdendo material e diminuindo fazendo com que as dimensões da peça usinada também sejam alteradas FIQUE DE OLHO Os materiais utilizados na confecção de ferramentas de usinagem são muito amplos e eles precisam ser dimensionados de acordo com as características do material da peça a ser usinada para evitar desgastes e avarias nas ferramentas e problemas de acabamento nas peças usinadas Você pode ir mais a fundo no tema acessando o link httpswwwsandvik coromantcomptptknowledgematerialspagescuttingtoolmaterialsaspx 47 Desgaste de entalhe ocorre nos dois extremos de contato entre a superfície de folga da ferramenta e a peça e altera a forma da ponta da ferramenta influenciando no acabamento da usinagem Tanto a elevada temperatura quanto a velocidade de corte aceleram esse tipo de desgaste Desgaste de cratera ocorre na superfície de saída da ferramenta e é causado pelo atrito com o cavaco Esse desgaste não ocorre quando se usa ferramentas de metal duro recobertas ou cerâmicas e também quando o material da peça usinada é frágil pois o cavaco resultante é curto e gera menos atrito com a ferramenta Deformação plástica da aresta de corte considerada uma avaria resulta da combinação da pressão aplicada à ponta da ferramenta com a alta temperatura Nessa situação fica difícil controlar o cavaco e o acabamento superficial da peça e a aresta de corte da ferramenta pode se quebrar Para evitar esse tipo de avaria pode se empregar ferramentas de maior dureza a quente mais resistentes à deformação plástica ou pela alteração das condições de usinagem Podese também mudar a geometria da ferramenta de corte com intuito de diminuir a pressão e a temperatura de corte Lascamento uma avaria que como o próprio nome diz retira lascas da ferramenta Em casos extremos pode promover a quebra da ferramenta Normalmente ocorre em ferramentas de material frágil ou com arestas de corte pouco reforçadas Trincas tratase de uma avaria causada por esforços mecânicos ou pela variação brusca de temperatura A variação de temperatura causa trincas perpendiculares à aresta de corte enquanto os esforços mecânicos causam trincas paralelas à aresta de corte A variação de temperatura e os esforços mecânicos são causados normalmente pelos seguintes fatores corte interrompido má distribuição do fluido de corte e variação da espessura de corte Quebra é a mais drástica das avarias Pode ocorrer em razão do uso de materiais muito duros e pouco tenazes choques paradas instantâneas de movimento de corte problemas na tiragem dos cavacos raios de ponta ângulo de ponta ou ângulo de cunha pequenos causando danos á pastilha ao portaferramentas e na própria peça 48 4 MECANISMOS CAUSADORES DOS DESGASTES DAS FERRAMENTAS Alguns autores consideram que tanto avarias como desgaste são mecanismos causadores de desgastes em ferramentas Autores contemporâneos no entanto costumam separar avarias e desgaste dos mecanismos que os causam Partindo desse ponto de vista Diniz 2014 e Machado et al 2009 concordam que os principais mecanismos causadores dos desgastes das ferramentas são Aresta postiça de corte é formada na superfície de contato entre o cavaco e a superfície de saída da ferramenta e caracteriza se por pedaços de cavaco que aderem à ferramenta e conforme mais se depositam sofrem encruamento se deformam e se soldam na aresta de corte funcionando como parte da ferramenta em razão da resistência mecânica que adquirem Todo esse processo ocorre a baixas velocidades de corte Porém em dado momento elas se desprendem da ferramenta causando uma série de problemas dentre os quais a erosão na superfície de folga da ferramenta Por outro lado a superfície de saída da ferramenta fica protegida uma vez que o cavaco não entra em atrito com ela mas sim com a aresta postiça Quando a velocidade de corte aumenta a aresta postiça tende a desaparecer pois a temperatura de corte aumenta e quando ultrapassa a temperatura de recristalização do cavaco ela não se forma mais Abrasão mecânica o atrito gera o desgaste da ferramenta principalmente se o material da peça for duro O aumento da temperatura em razão do atrito também faz com que a resistência da ferramenta também diminua Aderência nome dado ao processo no qual duas superfícies metálicas quando colocadas em contato sob cargas moderadas e baixas velocidade de corte e temperatura formam entre elas um extrato metálico que provoca aderência A resistência da aderência é tão alta que quando as duas superfícies são separadas ocorre a ruptura de um dos metais e não da superfície aderida Difusão processo microscópico que ocorre entre o cavaco e a ferramenta onde um metal transfere átomos ao outro e é ativado pela temperatura na zona de corte Esse tipo mecanismo de desgaste causa a erosão na ferramenta A transferência por difusão dos átomos de ferro presentes no cavaco para a ferramenta principalmente se esta for de metal duro causa uma reação química e muda o estado de equilíbrio entre os elementos da ferramenta levandoa ao desgaste 49 Oxidação ocorre em razão das altas temperaturas envolvidas no processo de corte em presença do ar e de umidade A água contida no fluido de corte normalmente não causa oxidação pois esses fluidos trazem em sua composição agentes antioxidantes O problema ocorre quando a conservação do fluido de corte na máquina não é bem feito pois ele pode se tornar ácido e promover a oxidação com consequente corrosão na ferramenta A figura abaixo dá uma ideia geral das causas e ações para a minimização de avarias e desgastes da ferramenta Quadro 1 Causas e ações para minimização de avarias e desgastes de ferramentas Fonte Diniz 2014 Adaptado 5 DESGASTE E VIDA DA FERRAMENTA A vida da ferramenta é o tempo de trabalho efetivo da mesma até o momento em que perde sua capacidade de corte Obviamente essa capacidade de corte depende de critérios previamente estabelecidos 50 Diniz 2014 afirma que o percurso de corte lc e o percurso de avanço lf podem ser usados para estimar a vida de uma ferramenta Podem ser calculados da seguinte forma Onde vc é a velocidade de corte mmin T é a vida em minutos f é o avanço mmvolta n é a rotação rpm Alguns fatores indicam uma situação limite de desgaste e fim da vida útil de uma ferramenta Em operações de desbaste onde não há a necessidade de tolerâncias a percepção visual do desgaste indica a troca da ferramenta sob pena de quebrála caso nenhuma atitude seja tomada O desgaste da superfície de folga no caso de operações de acabamento também é um indicativo Por fim o aumento da força de usinagem mostra que a aresta de corte da ferramenta atingiu um nível limite e ela deve ser substituída 51 Fatores de influência no desgaste e vida da ferramenta Alguns fatores influenciam o desgaste e consequentemente a vida da ferramenta As condições de usinagem é um fator a ser considerado Essas condições incluem a velocidade de corte o avanço e a profundidade de corte A velocidade de corte é o fator mais importante pois quanto mais alta mais calor é gerado na operação para a mesma área da ferramenta Diniz 2014 A geometria da ferramenta também deve ser considerada um fator decisivo para a vida da ferramenta A geometria correta permite uma melhor distribuição da temperatura de corte Os parâmetros afetados pela geometria da ferramenta de corte são o ângulo da ponta e o ângulo de folga O ângulo de ponta deve ser o maior possível para não enfraquecer a ponta da ferramenta Já em relação ao ângulo de folga o seu crescimento diminui o desgaste frontal porque reduz a área de atrito entre a ferramenta e a peça mas por outro lado também enfraquece a cunha de corte Assim recomendase valores menores possível em torno dos 5 Diniz 2014 52 Fatores de influência na rugosidade da peça O raio da ponta de ferramenta influencia a rugosidade da peça Se esse raio aumentar a 51 ferramenta fica mais resistente mas quanto maior mais atrito ocorrerá em razão do aumento da área de contato entre ferramenta e peça ocasionando aumento da vibração Assim a relação entre raio da ponta e avanço é decisivo para a rugosidade e consequentemente para o acabamento da peça Diniz 2014 Essa relação é dada por nde f é o avanço mm RԐ é o raio da ponta da ferramenta mm A velocidade de corte também é considerada um valor de importância A rugosidade oscila entre valores altos e baixos conforme a velocidade de corte cresce muito provavelmente em razão de maiores ou menores valores de vibração associados ao sistema máquinapeçaferramenta A profundidade de corte influencia a rugosidade de forma positiva para valores inferiores a 1 mm Diniz 2014 Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 6 CURVA DE VIDA DA FERRAMENTA Uma curva de vida de uma ferramenta pode ser expressa em um ábaco que relaciona a vida da ferramenta com a velocidade de corte Pode ser visto na figura abaixo 52 Figura 2 Determinação da curva de vida de uma ferramenta Fonte Diniz 2014 Adaptado A Curvas de desgaste em função do tempo de usinagem para diferentes velocidades de corte em determinadas condições de usinagem B Curva de vida da ferramenta para o desgaste VB 08 mm Enfim é sempre recomendável que o profissional da área de usinagem esteja atento às inovações tecnológicas e informações atualizadas afinal de contas quando se fala em usinagem estamos tratando de uma área extremamente tecnológica e contextualizada na indústria 40 Todo cuidado é pouco para não se desatualizar e perder de foco as tendências futuras na área FIQUE DE OLHO Atrito abrasão e superfícies em contato sempre existirão em usinagem de matérias Portanto desgaste e avarias são considerados problemas normais se bem controlados As condições de usinagem e a escolha correta dos principais parâmetros de usinagem é função do profissional que trabalha nessa área Para saber mais sobre avarias e desgaste das ferramentas bem como curvas de desgaste e se aperfeiçoar no tema acesse o link httpswwwsandvikcoromant comptptknowledgematerialspageswearoncuttingedgesaspx 53 Nesta unidade você teve a oportunidade de Conhecer as ferramentas de usinagem e os materiais nos quais elas podem ser fabri cadas Compreender os principais tipos de desgaste e avarias que elas podem sofrer e os fundamentos técnicos que explicam suas causas Aprender sobre os fatores que influenciam o desgaste das ferramentas e como evi talos Entender a necessidade de planejar a ferramenta certa para determinado tipo de usinagem Aprender que cada tipo de ferramenta tem uma curva de vida e os parâmetros de usinagem velocidade de corte avanço profundidade de corte influenciam essa curva de vida PARA RESUMIR CALLISTER JR W D Ciência e engenharia de materiais uma introdução São Paulo LTC 2012 CHIAVERINI V Aços e ferros fundidos Associação Brasileira de Normas Técnicas 1981 DINIZ AE MARCONDES FC COPPINI NL Tecnologia da usinagem dos materiais 9 ed São Paulo Artliber Editora 2014 FERRARESI D Fundamentos de usinagem dos metais São Paulo Edgard Blucher 1977 LISBOA FC MORAES JJ HIRASHITA M A Fluidos de corte uma abordagem geral e novas tendências XXXIII ENEGEP 2013 MACHADO A S ABRÃO A M COELHO R T DA SILVA M B Teoria da usinagem dos metais São Paulo Edgard Blucher 2009 SANDVIK COROMANT Catálogo de ferramentas rotativas 2017 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS UNIDADE 3 Ferramentas de usinagem fluidos de corte usinabilidade dos materiais Introdução Você está na unidade usinabilidade dos materiais e fluidos de corte Conheça aqui os conceitos sobre o grau de dificuldade de usinar um determinado material e os tipos de fluidos de corte que podem ser utilizados conforme o tipo de material a ser usinado Entenda ainda os fundamentos técnicos que norteiam a escolha de determinados tipos de materiais e acordo com o processo de usinagem determinado bem como a importância de se conhecer os tipos de fluidos de corte e as suas indicações de utilização Aprenda fundamentos técnicos que facilitam a escolha de materiais de acordo com suas condições de usinagem para trabalhos de corte desbaste e acabamento Conheça também as condições de corte a seco e corte com mínima quantidade de fluido e as questões ambientais decorrentes da utilização de fluidos de corte Bons estudos 57 1 NOÇÕES PRELIMINARES Os fluidos de corte são muito importantes nas operações de usinagem Dentre as funções úteis que desempenham podese citar a ação refrigerante e a capacidade lubrificante que facilita operações de usinagem reduzindo o consumo de ferramentas aumentando sua vida útil Entretanto a ação do fluido de corte não fica restrita somente na ferramenta e na peça que está sendo usinada Alguns fatores diretamente ligados à utilização de fluidos de corte como impacto ambiental custos operacionais e saúde ocupacional do trabalhador tem motivado pesquisas recentes para minimização do seu uso O contato do fluido de corte com a pele humana é um problema bem como a inalação de seus vapores podendo causar desde dermatites até alguns tipos de câncer Do ponto de vista ambiental o grande problema se refere ao descarte do fluido de corte ao fim de sua vida útil Para amenizar esses problemas realizamse pesquisas para substituição de óleos e aditivos poluentes que compõem o fluido de corte e também de técnicas alternativas de eliminação ou minimização de uso Neste sentido duas técnicas ganharam destaque nos últimos anos o corte totalmente sem fluido corte a seco e o corte com quantidade mínima de fluido MQF Ambas serão apresentadas mais à frente Os pioneiros nas pesquisas são os alemães motivados por uma situação alarmante percebida em 1992 quando um levantamento executado indicou um consumo de óleo nos processos de transformação metalomecânica da ordem de 1151312 tano que representava 60 do consumo total de lubrificantes DINIZ 2014 Traduzindo esses números o gasto com fluidos de corte por peça fabricada representava cerca de 75 a 17 do custo total de fabricação da peça DINIZ 2014 Isso sem dúvida representa um valor muito alto Além do impacto na saúde do trabalhador e no aumento dos custos operacionais a utilização dessas técnicas proporciona a saída de um cavaco mais limpo e fácil de acondicionar proporcionando um local de trabalho mais agradável Todavia a usinabilidade do material terá uma influência importante na maior ou menor utilização de fluidos de corte Usinabilidade é a capacidade de um material ser usinado e está diretamente relacionada com as propriedades de usinagem Estas expressam seu efeito sobre grandezas mensuráveis intrínsecas ao processo como vida da ferramenta temperatura de corte acabamento superficial da peça característica do cavaco dentre outras A usinabilidade depende muito do material de sua dureza composição química e propriedades mecânicas Depende também das condições de usinagem características da ferramenta rigidez do sistema máquina ferramentapeçafixação condições de refrigeração Por conta de todas essas variáveis um material pode ter usinabilidade alta em uma determinada situação e baixa em outra situação 58 Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 2 FLUIDOS DE CORTE A geração de calor é um fenômeno que ocorre nas operações de corte e usinagem em razão do atrito entre a ferramenta e a peça e entre o cavaco e a ferramenta Esse calor gerado pode se transformar em um problema sério uma vez que pode contribuir para a soldagem do cavaco extraído da peça na ferramenta de usinagem Tratase do fenômeno da aresta postiça de corte já estudado Também pode contribuir para uma dilatação térmica da peça que ao ser usinada em estado dilatado apresentará dimensões diferentes em razão do resfriamento posterior É ai que entra o fluido de corte Suas características refrigerantes contribuem para diminuição dos efeitos desse calor gerado bem como diminuição dos esforços e da potência de corte Além de promover a extração de calor da área de corte da ferramenta e da peça o fluido de corte também facilita as operações de usinagem promovendo a lubrificação das interfaces ferramentacavaco e ferramentapeça Obviamente a lubrificação dessas interfaces contribui para redução do atrito com consequente redução da geração de calor na operação Figura 1 Fluido de corte Fonte Guryanov Andrey Shutterstock 2020 ParaCegoVer A imagem mostra um fluido de corte 59 O fluido de corte apresenta ainda duas outras características que proporcionam benefícios para a usinagem Ele facilita a extração do cavaco da região de corte principalmente em operações de furação profunda onde o único meio de retirar o cavaco do furo é através do fluxo do fluido através da broca Devido à suas características também promove a proteção da peça e da ferramenta contra a corrosão O assunto fluido de corte deve ser discutido mais detalhadamente pois como foi visto a falta de critério em sua utilização pode causar danos e prejuízos a saúde e o meio ambiente ou simplesmente inviabilizar a operação de usinagem Portanto vamos procurar saber mais um pouquinho para utilizálo de forma correta 21 Fluido de corte como refrigerante É fato que o fluido de corte retira o calor da área de corte e isso é benéfico para a operação de usinagem por razões já vistas Mas isso pode ser feito de forma otimizada ou não Para que seja feito de forma ótima o fluido de corte deve apresentar algumas características Dentre as mais importantes temse Baixa viscosidade precisa fluir facilmente Molhabilidade capacidade de molhar o material para promover as trocas térmicas Alta condutividade térmica para roubar o calor da ferramenta e da peça com facilida de Alto calor específico para não se vaporizar com o calor gerado nas operações de corte O fluido de corte com ação refrigerante na maioria das vezes atua para proteger a ferramenta e aumentar sua vida útil Entretanto essa ação refrigerante se estende também a peça Em casos onde o acabamento superficial exigido é fino e o respeito a tolerâncias dimensionais devem ser seguidas à risca a ação refrigerante é benéfica pois evita a dilatação da peça Por outro lado principalmente no caso do acabamento superficial uma ação lubrificante também é necessária Isso parece contraditório uma vez que a ação lubrificante requer mais viscosidade do fluido enquanto que a ação refrigerante requer menos viscosidade Nos casos em que se tem peças com pequenas dimensões ou com paredes finas essa suposta contradição precisa ser bem equacionada de acordo com a criticidade da operação de usinagem Se o material da ferramenta for duro o suficiente de tal forma que o seu desgaste não seja causado pelas altas temperaturas um fluido mais espesso com maior poder lubrificante pode ser usado para facilitar a usinagem do material e prover melhor acabamento superficial O processo de retificação é um exemplo disso O rebolo ferramenta de retificação é feito com material refratário ou seja seu acréscimo de temperatura é pequeno Porém a operação de retífica tem como resultado final excelentes qualidades superficiais de acabamento e de geometria que 60 exigem refrigeração e lubrificação da peça e não da ferramenta A usinagem do alumínio é um exemplo onde o fluido deve ser escolhido de acordo com a peça e não da ferramenta e deve ter ação refrigerante O alumínio é um material mole e sua usinagem não gera calor muito alto Mesmo assim a usinagem do alumínio com ferramentas de metal duro requer a proteção térmica da peça uma vez que o calor gerado pode deformála em razão do seu baixo ponto de fusão 22 O fluido de corte como transportador de cavacos Uma outra função muito importante do fluido de corte é de ser transportador de cavacos Essa característica funcional pode ser observada principalmente em operações de furação profunda onde o cavaco retirado do furo deve subir à superfície da peça Neste caso dependendo do formato do cavaco e do material da peça a utilização do fluido de corte é fundamental Se o cavaco for contínuo ele é conduzido pelos canais helicoidais da broca de furação Se o cavaco for descontínuo fragmentado ele não consegue percorrer os canais helicoidais da broca de furação e pode causar problemas de acabamento na peça e na quebra da ferramenta Mas isso não é regra No caso do alumínio seu cavaco longo e dúctil acaba aderindo aos canais helicoidais e não consegue ser expulso do furo podendo inclusive quebrar a broca de furação Neste caso específico há a necessidade do emprego do fluido de corte Os materiais de ferramentas mais duros e frágeis como os cerâmicos a base de óxido de alumínio não suportam um gradiente térmico e quebramse Para essas ferramentas é melhor evitar o uso de fluidos de corte refrigerantes mesmo porque elas suportam altas temperaturas e não há garantias que o fluido de corte manterá uma temperatura constante na ferramenta Ainda assim é necessário observar a geometria da peça bem como o seu material de modo que as altas temperaturas suportadas pela ferramenta não danifiquem a peça Também deve ser evitado o uso de fluido de corte em situações onde se tenha o corte interrompido pois ocorre uma situação de alta temperatura durante o corte e temperaturas menores quando o corte é interrompido gerando o gradiente de temperatura Na usinagem de alguns materiais como ferro fundido cinzento magnésio e alumínio não se esqueça do que foi dito anteriormente para a operação de furação o uso de fluido de corte não influencia a vida da ferramenta Na realidade esses materiais apresentam boa usinabilidade No caso do ferro fundido cinzento a grafita presente em sua composição age naturalmente como lubrificante tornando desnecessário o uso de fluido de corte De qualquer maneira devese avaliar bem a necessidade de uso de fluido de corte com objetivo de refrigeração nos processos de usinagem 23 Fluido de corte como lubrificante Para recordar um lubrificante age como um redutor de atrito O atrito ocorre entre a ferramenta e a peça e entre a ferramenta e o cavaco Nestes ocorrem as maiores temperaturas em razão do atrito na superfície de saída da ferramenta 61 Portanto o fluido de corte com características lubrificantes podem reduzir esse atrito melhorando o fluxo de cavaco e reduzindo a força a potência de corte e a temperatura no processo de usinagem Para isso o fluido de corte deve ser capaz de penetrar nos interstícios entre a peça a ferramenta e o cavaco Percebese que a capacidade lubrificante do fluido de corte é afetada é afetada pela velocidade de corte Isso se dá em razão da necessidade de fazer com que o fluido chegue até a área de corte sem se vaporizar Lembrese que essa área está sujeita a altas temperaturas e pressões Além disso em cortes contínuos há a formação do fenômeno de aderência já comentado entre a ferramenta e o cavaco e a penetração do fluido nessa aderência mesmo sob pressão é praticamente nula Por outro lado nos interstícios entre a peça e a ferramenta a penetração do fluido de corte é dificultada em razão das altas velocidades de corte utilizadas Em processos com corte interrompido essa penetração é muito mais fácil em razão do contato do fluido com a ferramenta quando esta não está em contato com a peça Resumindo para que um fluido de corte seja considerado um bom lubrificante ele deve possuir as seguintes características Boas propriedades antifricção e antisoldantes Não vaporizar quando submetidos a altas pressões e temperaturas Viscosidade adequada ou seja baixa a ponto de permitir a circulação do fluido e alta a ponto de facilitar a formação de filme lubrificante entre as superfícies de contato De uma maneira geral além da ação lubrificante e de refrigeração um bom fluido de corte deve apresentar algumas outras características dentre as quais Não oxidar nem apresentar características corrosivas Não ter odor desagradável Não formar incrustações nas máquinas e dutos de circulação de fluido de corte Não causar danos a pele ou liberar inaláveis prejudiciais à saúde humana 24 Classificação dos fluidos de corte Os fluidos de corte podem ser classificados segundo a figura abaixo 62 Figura 2 Classificação dos fluidos de corte Fonte Diniz 2014 Adaptada ParaCegoVer A figura mostra a classificação dos fluídos de corte 25 Fluidos miscíveis em água emulsões Nada mais são do que óleos minerais ou vegetais dispersos em água com a ajuda de emulsificadores substâncias que reduzem a tensão superficial da água facilitando a dispersão do óleo na água e outras substâncias aditivos anticorrosivos e antioxidantes Assim as emulsões são excelentes na refrigeração por conta da água presente ao mesmo tempo que a aditivação inibe a corrosão Portanto as emulsões são especialmente indicadas para operações de usinagem cujo requisito principal é a refrigeração da ferramenta ou da peça e a lubrificação não é requisito crítico DINIZ 2014 Nesse contexto é interessante em operações de usinagem onde a retirada de material não é expressiva seja em torneamento furação retificação ou serramento dentre outras desde que ocorra avanço e profundidade de usinagem baixas ou médias e velocidades de corte médias ou altas Caso contrário óleo deve ser a primeira opção Algumas emulsões são compostas com aditivos EP extrema pressão cuja função é elevar o ponto de vaporização do óleo componente para que suporte condições mais severas de corte 26 Fluidos miscíveis em água micro emulsões soluções semissintéticas Caracterizamse por apresentar entre 5 a 50 de óleo mineral no fluido além de forte aditivação fazendo com que se dissolva em água formando moléculas individuais Sua coloração é menos leitosa que a emulsão comum e a presença de biocidas reduzem riscos à saúde e aumenta a vida útil do fluido 63 27 Fluidos miscíveis em água soluções sintéticas São livres de óleos minerais em sua composição Compostos por sais orgânicos e inorgânicos aditivos de lubricidade biocidas e inibidores de corrosão formam soluções transparentes e são bons refrigerantes e lubrificantes 28 Fluidos miscíveis em água óleos integrais Utilizados quando o foco é a lubrificação São óleos minerais ou vegetais puros ou com aditivos de alta pressão Os óleos leves possuem maior capacidade de refrigeração em comparação com os óleos pesados Os óleos leves são utilizados em operações que envolvem altas velocidades de corte onde o calor deve ser rapidamente dissipado Já os óleos pesados devem ser utilizados em operações onde as velocidades de corte são menores e o avanço e profundidade de corte maiores Ainda assim nos últimos anos os óleos integrais estão sendo substituídos pelas emulsões em razão do risco à saúde do trabalhador risco de incêndio e ineficiência de refrigeração em altas velocidades de corte 29 Fluidos miscíveis em água determinação do fluido de corte Os principais fatores a serem considerados na escolha do fluido de corte para que as operações de usinagem não sejam comprometidas estão relacionados a materiais e a própria usinagem A tabela 1 mostrada a seguir pode ser considerada um guia de consulta rápida para auxiliar na escolha do fluido de corte com base nos quatro fatores de importância e em sua utilização Obviamente a tabela traz dados resumidos e a consulta a catálogo de fabricantes de ferramentas é obrigatória na seleção de fluidos de corte e trará informações mais detalhadas aumentando as chances de uma escolha acertada 64 Figura 3 Seleção do fluido de corte Fonte Diniz 2014 Adaptado ParaCegoVer A figura mostra quais podem levar em consideração para a seleção de corte 210 Usinagem a seco ou com mínima quantidade de fluido MQF As discussões sobre a maior ou menor utilização dos fluidos de corte tem sido intensas nos últimos anos Os fatos mostram que a utilização do fluido de corte é vantajosa na maioria das vezes quando se trata da durabilidade da ferramenta e da qualidade final da peça usinada Entretanto os fatos também mostram a face negativa de sua utilização Problemas relacionados a dificuldade e custo da reciclagem do fluido e do cavaco molhado por ele impactos ambientais em sua utilização e descarte além de problemas de saúde ocupacional são algumas características que tem motivado estudados e discussões direcionados à possível diminuição de seu uso Uma das questões que se discute está relacionada a pesquisa de novos materiais com baixo coeficiente de atrito alta dureza a quente e estabilidade química O que se coloca à mesa é se um possível aumento no custo da ferramenta pode ser compensado pelo benefício do menor uso do fluido de corte Tratase de uma avaliação benefíciocusto com base em novas tecnologias de materiais e processos de usinagem Nesse contexto segundo Diniz 2014 duas técnicas ganharam força nesta última década o corte a seco e o corte com MQF No corte a seco a aposta está na utilização adequada de alguns materiais em relação ao processo de usinagem A utilização de ferramentas com metal duro revestidas com camadas 65 duras de cobertura de TiCN TiAlN AlTiN e diamante tem sido uma solução O uso de Cermets e materiais cerâmicos também estão na pauta Paralelamente ao uso desses materiais o aumento do avanço e a diminuição da velocidade de corte surgem como aliados do corte a seco Mas para que esse processo funcione há a necessidade de aumentar o raio da ponta da ferramenta para não comprometer a rugosidade da superfície da peça usinada O corte com mínima quantidade de fluido MQF é utilizado quando não é possível prescindir totalmente do fluido de corte Essa técnica consiste basicamente em pulverizar uma quantidade mínima não mais que 60 mlh de óleo em um fluxo de ar comprimido Notase pelo que foi visto até agora que esse fluido não possui alta capacidade de refrigeração mas sim alta capacidade de lubrificação na região de corte Essa técnica tem se mostrado eficaz por exemplo na furação de ligas de alumínio Como já foi dito o cavaco do alumínio dúctil tende a aderir nas ranhuras helicoidais e se enrolar na broca quebrandoa Essa mistura inserida sob pressão ar comprimido no furobroca expulsa o cavaco com maior eficiência Embora essa técnica desperte interesse mundo afora principalmente em razão do apelo ecológico há ainda algumas questões que devem ser melhor discutidas sobre a técnica Dentre as mais importantes estão a própria questão ambiental o consumo do fluido e o barulho causado Com relação a poluição ambiental a pulverizado óleo passa a ser uma questão importante O tipo de partícula gerado as condições de exaustão e o sistema de controle de emissão de partículas são questões que não estão ainda devidamente resolvidas O consumo de fluido é outro problema a ser pensado uma vez que a nebulização do fluido não tem retorno O fluido é totalmente perdido o que conecta esse problema ao anterior em razão do problema da exaustão O benefíciocusto deve ser bem equacionado neste caso Por fim o barulho causado em sistemas de ar comprimido pode comprometer a saúde do trabalhador e impactar o ambiente próximo A verdade é que essa área produtiva da indústria requer muita pesquisa e se mostra aberta a isso As possibilidades de novos materiais ou melhoria de utilização dos atuais bem como pesquisas de novos processos de usinagem deixam em aberto uma variada área de atuação para o profissional no futuro próximo FIQUE DE OLHO A área de usinagem de materiais é ampla e repleta de oportunidades O profissional pode atuar tanto na operação quanto em pesquisas pois ainda há muito o que fazer e descobrir sobre materiais e processos de usinagem Leia sobre o assunto e pesquise Você vai se surpreender com as possibilidades Quer ir além Acesse o link httpswwwsandvikcoromantcompt ptknowledgematerialspagescuttingtoolmaterialsaspx 66 3 USINABILIDADE DOS MATERIAIS Segundo Diniz 2014 usinabilidade pode ser definida como uma grandeza tecnológica que expressa por meio de um valor numérico comparativo um conjunto de propriedades de um material em relação a outro tomado como padrão Portanto podese falar em um índice de usinabilidade que pode ser calculado Se existe uma comparação então materiais são mais ou menos fáceis de usinar uns em relação aos outros E essa comparação não é geral ou seja comparase um em relação ao outro com base em alguma propriedade de usinagem E propriedades de usinagem são aquelas que expressam seu efeito sobre grandezas que podem ser medidas inerentes ao processo São exemplos de propriedades de usinagem acabamento superficial da peça vida da ferramenta temperatura de corte esforços de corte produtividade características do cavaco dentre outras Ainda assim usinabilidade não se restringe a essa comparação de propriedades e materiais Depende também das condições de usinagem ferramenta refrigeração rigidez do sistema máquinaferramentapeçafixação além do tipo de trabalho executado pela ferramenta Resumindo um mesmo material pode ter uma usinabilidade alta ou baixa dependendo das condições de usinagem Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 31 Ensaios de usinabilidade Existem vários métodos para se calcular o índice de usinabilidade O mais aceito segundo Diniz 2014 é o ensaio de longa duração Neste ensaio o material ensaiado e o material padrão são usinados até o fim da vida da ferramenta ou até um determinado valor de desgaste da ferramenta VB ou KT em diversas velocidades de corte diferentes Este ensaio permite a obtenção da velocidade de corte para uma vida determinada da ferramenta por exemplo 30 67 minutos VC30 ou 50 minutos VC50 O índice de usinabilidade IU é dado pela relação entre VC20 ou VC50 do material ensaiado e aquela correspondente ao material padrão de acordo com a seguinte equação O material mais utilizado como padrão em ensaios de aço é o aço AISI B1112 32 Usinabilidade e propriedade dos materiais Quando se fala em usinabilidade e matérias a impressão e a de que quanto mais mole o material mais usinavel ele é e viceversa Isso realmente não passa de impressão aliás uma perigosa e falsa impressão É claro que as propriedades dos materiais influenciam as condições de usinagem E algumas propriedades são de fundamental importância na usinabilidade dos materiais Dentre as mais importantes deve ressaltar Dureza e resistência mecânica valores baixos de dureza e resistência mecânica favorecem a usinabilidade Mas isso tem um limite Valores de dureza e resistência mecânica muito baixos podem causar o fenômeno da aresta postiça de corte visto anteriormente Ductilidade valores baixos de ductilidade são benéficos para a usinabilidade por gerar cavacos curtos menor atrito com a ferramenta e menor calor gerado lembrase Porém é necessário estar atendo quando se tenta baixar a ductilidade do material por deformação a frio encruamento pois a tendência é a de que sua dureza aumente Condutividade térmica alta condutividade térmica do material faz com que o calor seja conduzido rapidamente para fora da área de corte desgastando menos a ferramenta Contudo a peça usinada acumulará mais calor podendo se danificar perder tolerância ou sofrer danos superficiais Taxa de encruamento materiais com alto grau de encruamento aqueles que tem mais possibilidade de serem trabalhados a frio por exemplo dobrados tendem a ficar mais duros e resistentes dificultando a usinabilidade e aumentando as chances de ocorrência da aresta postiça de corte 68 A adição de elementos de liga nos aços pode melhorar sua usinabilidade Elementos como enxofre S selênio Se telúrio Te chumbo Pb bismuto Bi estanho Sn fósforo P e nitrogênio N adicionados de forma isolada ou em compostos alteram as propriedades dos aços facilitando a quebra do cavaco e a lubrificação da ferramenta diminuindo os esforços de corte Utilize o QR Code para assistir ao vídeo FIQUE DE OLHO Cuidado com as falsas impressões Os materiais influenciam a usinabilidade mas não fazem isso sozinho Há uma série de fatores que influenciam a usinabilidade como dureza resistência mecânica ductilidade condutividade térmica e encruamento e esses fatores podem ser alterados nos materiais mediante operações e tratamentos térmicos e mecânicos Interessante não é mesmo Que tal se aprofundar mais no assunto Acesse o link https wwwmecanicaindustrialcombrusinabilidadenocorteconvencionaldemetal 69 Nesta unidade você teve a oportunidade de Conhecer os fluidos de corte e sua utilidade na usinagem de materiais Compreender os principais tipos de fluidos de corte e as operações e materiais em que podem ser utilizados Entender o paradoxo usar ou não usar fluido de corte e os prós e contras de sua utilização Aprender sobre a usinabilidade dos materiais e a forma como pode ser calculada Aprender que cada tipo de material apresenta usinabilidade de acordo com algumas características e que essa usinabilidade pode ser alterada por meio de medidas como adição de elementos de liga nos aços PARA RESUMIR CALLISTER JR W D Ciência e engenharia de materiais uma introdução São Paulo LTC 2012 CHIAVERINI V Aços e ferros fundidos Associação Brasileira de Normas Técnicas 1981 DINIZ A E MARCONDES FC COPPINI N L Tecnologia da usinagem dos materiais 9ed São Paulo Artliber Editora 2014 FERRARESI D Fundamentos de usinagem dos metais São Paulo Edgard Blucher 1977 LISBOA F C MORAES J J HIRASHITA M A Fluidos de corte uma abordagem geral e novas tendências XXXIII ENEGEP 2013 MACHADO A S ABRÃO A M COELHO RT DA SILVA M B Teoria da usinagem dos metais São Paulo Edgard Blucher 2009 SANDVIK COROMANT Catálogo de ferramentas rotativas 2017 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS UNIDADE 4 Ferramentas de usinagem con dições econômicas de corte e as pectos ambientais econômicos e de segurança Você está na unidade que discute as condições econômicas de corte e os fatores ambientais econômicos e de segurança Conheça aqui os conceitos sobre como usinar um determinado material levando em conta os aspectos econômicos e ambientais envolvidos nas operações Entenda ainda os fundamentos técnicos que norteiam a questões econômicas relevantes nos processos de corte e usinagem e os principais fatores que determinam um maior ou menor custo nas operações de corte de materiais Compreenda a importância de se controlar as condições de corte e usinagem para evitar impactos ambientais devido ao uso de fluidos de corte Adquira elementos para melhorar a tomada de decisões acerca da disposição dos resíduos de usinagem também conhecido como cavaco Bons estudos Introdução 73 1 NOÇÕES PRELIMINARES Os processos de corte e usinagem de materiais podem ser entendidos basicamente como processos produtivos Uma linha de produção uma esteira que conduz produtos para uma determinada operação uma operação de furação ou a usinagem de um eixo todos podem ser considerados um processo produtivo A partir dessa generalização todos esses processos produtivos podem se desenvolver de forma controlada e otimizada apresentando uma máxima produção possível e um mínimo custo Esse é o objetivo de todo o processo de produção e a filosofia de controle de custos segue a mesma linha para todos os processos produtivos Porém cada processo produtivo tem as suas especificidades e isso leva a considerações diferentes Diante disso estabelecer condições econômicas ou redução de custos em processos de corte e usinagem nos leva a pensar não só no processo produtivo em si mas também no controle de alguns parâmetros de importância dentro das especificidades do processo de corte e usinagem propriamente dito E como vimos anteriormente o desgaste acelerado da ferramenta de usinagem acarreta um aumento nos custos de produção Controlar esse desgaste então passa a ser um dos objetivos quando se trata de usinar e cortar materiais de forma satisfatória do ponto de vista econômico O parâmetro talvez mais importante a ser considerado no desgaste de uma ferramenta é a velocidade de corte Uma velocidade corte baixa geralmente provoca menor desgaste na ferramenta porém aumenta o tempo de usinagem provocando queda da produtividade Uma velocidade de corte mais alta provocará desgaste mais acelerado e aumento de custos com o ferramental Devese então encontrar um referencial de velocidade para cada operação que equilibre esse parâmetro Outra questão que interfere nos custos de corte e usinagem é a utilização ou não do fluido de corte discutida na unidade dois Aliás compreendese o dilema entre usar fluido de corte e desgastar menos a ferramenta contra desgastar mais a ferramenta e usar menos ou não usar o fluido de corte obtendo uma redução de custo nas operações de usinagem A questão é de certa forma complexa e exige bom senso e critério na avaliação da melhor alternativa possível Essa questão inclusive nos leva a outras discussões o impacto ambiental gerado com o uso do fluido de corte a qualidade final obtida na peça usinada e a saúde do operador da máquina operatriz O resfriamento e a lubrificação causada no sistema ferramentapeça e no sistema ferramentacavaco influenciam na qualidade final da peça E os meios para se conseguir isso influenciam na saúde do trabalhador e no meio ambiente O contato do fluido de corte com a pele humana ou a inalação dos seus vapores como já vimos podem causar sérios problemas de saúde Pelo lado ambiental o descarte do fluido de corte e do cavaco gerado nas operações de usinagem tem motivado pesquisas para substituição de óleos e aditivos poluentes que compõem o fluido de corte Técnicas alternativas de eliminação ou minimização do seu uso também são objetos de pesquisas e influenciam as condições econômicas de corte 74 Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 2 CICLOS E TEMPOS DE USINAGEM Segundo Diniz 2014 os ciclos e tempos de usinagem podem ser calculados e todos os cálculos desenvolvidos a seguir baseiamse no referido autor Considere uma peça pertencente a um lote de Z peças que serão usinadas O ciclo de usinagem dessa peça tem as seguintes fases Colocação e fixação da peça no cabeçote da máquina Posicionamento e aproximação da ferramenta Início do corte Afastamento da ferramenta Inspeção e retirada da peça do cabeçote da máquina Preparo da máquina Remoção da ferramenta para substituição Colocação e ajustagem da nova ferramenta A cada uma dessas fases será designado um tempo de acordo com a legenda abaixo tt tempo total de usinagem da peça tc tempo de corte da peça fase 3 ts tempo secundário fase 1 e 5 75 ta tempo de aproximação e afastamento fase 2 e 4 tp tempo de preparo da máquina fase 6 tft tempo de troca da ferramenta fase 7 e 8 Assim o tempo total de usinagem será dado por Onde Nt número de trocas da ferramenta para usinagem do lote e Zt número de peças usinadas durante a vida T da ferramenta Substituindo 3 em 1 temse tc t1 t2 então Portanto notase que o tempo total de usinagem da peça depende de três tempos tc tempo de corte que diminui com o aumento da velocidade de corte t1 tempo improdutivo colocação inspeção e retirada da peça aproximação e afastamento da ferramenta substituição da ferramenta e preparo da máquina para usinagem do lote que independe da velocidade de corte t2 tempo da troca da ferramenta quanto maior a velocidade de corte menor a vida da ferramenta maior o número de paradas da máquina para substituição da ferramenta e maior esse tempo 21 Velocidade de corte de máxima produção Vcmxp De acordo com Diniz 2014 a velocidade de corte de máxima produção é a velocidade de corte em que o tempo tt de confecção de uma peça é mínimo Para exemplificar a metodologia de cálculo considere o torneamento cilíndrico de uma peça Seja 76 E considerando a rotação da peça Temse no torneamento cilíndrico Onde Lf percurso de avanço mm d diâmetro da peça f avanço mmvolta vc velocidade de corte mmin Em operações onde o avanço da ferramenta não perfaz uma trajetória retilínea como em uma cópia de perfil eou quando a velocidade de avanço não é constante como no caso de um torneamento de face onde a rotação varia para manter a velocidade de corte constante e uniforme o cálculo do tempo de corte não pode ser mais ser calculado a partir da equação 8 Neste caso temse dois caminhos a seguir ou calculase uma equação do tempo de corte em função da velocidade de corte e comprimento de avanço caminho esse mais difícil em razão da necessidade de uso de técnicas de integração ou de forma mais simples cronometrase esse tempo Para simplificar no caso do primeiro caminho vamos substituir a equação 8 na equação 4 Temse então Considerando fórmula de Taylor 10 e substituindo a equação 10 na equação 9 temse tc t1 t2 Comparandose a equação 11 com a equação 5 podese perceber a diferença que ocorre com as três parcelas que constituem o tempo total de confecção de uma peça para cada um dos casos 77 A figura 1 apresenta a variação das três parcelas tc t1 e t2 em função da velocidade de corte Figura 1 Tempo de produção por peça x velocidade de corte Fonte Diniz 2014 Adaptado É possível identificar na figura que o tempo de corte diminui com o crescimento da velocidade de corte o tempo t1 é independente da velocidade e o tempo t2 troca da ferramenta aumenta com a velocidade de corte A velocidade máxima de produção onde se dá o tempo mínimo de produção ocorre no ponto de mínimo da equação 11 Se consideramos o avanço e a profundidade de usinagem constantes o ponto de mínimo da função é dado por E o mínimo da função ocorre quando 78 e a velocidade onde ocorre a máxima produção pode ser escrita como Substituindo a equação 12 na equação 10 Considerando o exposto concluise que a velocidade de máxima produção pode ser obtida a partir do tempo de troca da ferramenta que pode ser obtido através de cronometragem Os valores de K e x da fórmula de Taylor equação 10 para o par peçaferramenta pode ser obtido em tabelas ou no próprio processo produtivo 22 Custos de produção Os custos de produção de usinagem podem ser divididos em dois tipos os custos diretos do processo de usinagem e os custos indiretos do processo Segundo Diniz 2014 os custos diretos são aqueles decorrentes da usinagem os de ocupação de máquinas e mãodeobra Os custos indiretos são aqueles relativos a controle de qualidade matériaprima e mãodeobra indireta por exemplo Para efeito de modelagem matemática os custos diretamente envolvidos com a produção de uma peça por processos de corte ou usinagem são os seguintes KP custo de produção por peça KUS custo de mãodeobra de usinagem KUF custo do ferramental envolve depreciação troca afiação etc KUM custo da máquina envolve depreciação manutenção espaço ocupado consumo de energia etc Portanto temse KP KUS KUM KUF 14 Essas parcelas de custo são dadas por Onde 79 tt tempo total de confecção de cada peça em minutos Sh salários e encargos pagos ao operador em Rhora Onde Kum custo de produção da máquina Rpeça Vmi valor de aquisição da máquina R m idade da máquina anos M vida prevista para a máquina anos j taxa de juros ao ano Kmc custo anual de manutenção Rano Em espaço ocupado pela máquina m2 Ke custo do m2 ocupado pela máquina Rm2 x ano H número de horas de trabalho por ano Portanto Onde Sm custo total da máquina Rhora Se for utilizado pastilhas intercambiáveis como ferramenta de corte o custo da ferramenta por vida é dado por Onde Nfp vida média do portaferramentas em quantidade de arestas até sua possível 80 inutilização Vsi custo de aquisição do portaferramenta Ns número de arestas de corte da pastilha intercambiável Kpi custo de aquisição da pastilha intercambiável Finalmente o custo da ferramenta por peça usinada pode ser descrito como Onde Zt número de peças usinadas por tempo T de vida da ferramenta 23 Vida econômica da ferramenta Considerando a equação 14 e substituindo as equações 15 16 e 18 temse Substituindo a equação 4 na equação 19 e simplificando temse Onde C1 constante independente da velocidade de corte Rpeça C2 soma das despesas com mãodeobra e com máquina Rhora C3 constante de custo da ferramenta No caso do torneamento cilíndrico tc é dado por Substituindo essa expressão na equação 20 temse Substituindo a equação 10 na equação 21 temos 81 A figura 2 mostra as três parcelas que compõe o custo de usinagem por peça Kp O termo C1 independe da velocidade de corte o segundo termo diminui à medida que a velocidade de corte aumenta e o terceiro termo aumenta com o aumento da velocidade Figura 2 Custo por peça de acordo com a velocidade de corte Fonte Diniz 2014 Adaptado O valor mínimo de Kp é obtido derivandose a equação 22 em função da velocidade de corte e igualandoa a zero Desta forma obtémse a velocidade de corte de mínimo custo através da fórmula Diferentemente da expressão de velocidade de máxima produção essa expressão de velocidade de mínimo custo possui parâmetros mais difíceis de serem obtidos dentro do processo produtivo De qualquer forma a vida da ferramenta de corte para a condição de mínimo custo é obtida substituindose vco na equação de Taylor equação 10 e é dada por 82 24 Intervalo de máxima eficiência O intervalo de máxima eficiência é obtido no intervalo entre as velocidades de mínimo custo vco e de máxima produção vcmxp e pode ser visualizado na figura abaixo Figura 3 Intervalo de máxima eficiência Fonte Diniz 2014 Adaptado Portanto é fundamental que a velocidade de corte utilizada no processo esteja dentro do intervalo descrito na figura 3 Nesta figura é possível perceber que se o valor da velocidade de corte estiver abaixo da velocidade de mínimo custo vco o custo de usinagem da peça estará próximo do mínimo mas o tempo de fabricação será alto Há uma outra velocidade de corte dentro do intervalo em que o custo é idêntico mas o tempo de fabricação da peça é bem menor Por outro lado se o valor da velocidade de corte for superior a vcmxp o tempo de fabricação da peça está próximo do mínimo mas o custo de produção da peça será alto No entanto existe um valor de velocidade de corte dentro do intervalo hachurado no qual o tempo de fabricação de uma peça é o mesmo comparado com as situações anteriores mas o custo é bem menor 83 25 Critérios de escolha da velocidade de corte dentro do intervalo de máxima eficiência O estudo das condições econômicas de usinagem vem sendo realizado há bastante tempo por vários autores e profissionais da área de usinagem Estudos menos contemporâneos e que formam uma grande base sobre o assunto foram realizados há muito tempo e na época as técnicas de produção eram bastante diferentes A produção de bens ainda era organizada na forma de grandes lotes e as máquinas eram mecanicamente automatizadas sem contar que necessitavam de um tempo de preparação muito longo Estudos mais modernos ainda que poucos vislumbram um outro ambiente produtivo onde os lotes de produção estão cada vez menores Paralelamente a isso as máquinas mais modernas exigem tempos de preparação cada vez menores ás vezes tendendo a zero e as trocas de ferramentas acontecem ainda com a peça sendo usinada Parece absurdo mas a indústria 40 realmente faz jus à fama na área de usinagem e corte de materiais As modernas tecnologias chegaram se instalaram e mudam a forma de trabalho cotidianamente Novas ferramentas novos materiais novas máquinas e nova forma de pensar a produção acontecem paralela e sistematicamente neste setor Neste interim é necessário avaliar como essa mudança de paradigma afeta as condições econômicas de corte Visto por esse ângulo algumas questões podem ser levantadas e merecem uma discussão que podemos considerar como discussão inicial uma vez que o assunto não se esgota aqui Figura 4 Indústria 40 Fonte Gorodenkoff Shuttertock 2020 ParaCegoVer A figura mostra um funcionário uniformizado e de capacete dentro da produção de uma fábrica utilizando um computador de forma a representar a indústria 40 Uma das questões que se pode discutir inicialmente olhando para a figura anterior é em que circunstâncias a velocidade de corte pode ou deve se aproximar de vcmxp ou de vco 84 Para o caso de um período de alta produção onde o prazo de entrega das peças é apertado a velocidade deve se aproximar de vcmxp mas nunca a ultrapassar Em períodos de baixa produção a velocidade deve se aproximar de vco não ser menor do que ela nunca Outra questão pertinente levantada por Diniz 2014 referese as restrições encontradas nas máquinas ou no sistema produtivo Em uma linha ou célula de produção a máquina considerada gargalo ou seja aquela na qual tem o maior tempo padrão na célula ou linha mais lenta deve trabalhar no limite de sua produção ou na condição de máxima produção enquanto as outras máquinas devem ser preparadas para trabalhar na condição de mínimo custo Devemos otimizar o tempo de produção na máquina gargalo pois nas outras máquinas o tempo de produção não é fator limitante A consequência disso é o aumento do consumo de ferramentas na máquina gargalo mas a diminuição do tempo de produção de uma peça nessa máquina Atrelado a essa postura evitase a aquisição de uma nova máquina idêntica que talvez fosse necessária para nivelar e balancear a célula tratase de custo evitado Outra consideração importante feita por Diniz 2014 e que influencia diretamente as condições econômicas de corte e usinagem se refere ao chamado takt time Este é o tempo que uma fábrica tem para produzir um produto a fim de suprir uma demanda de mercado Se a fábrica produzir em um tempo menor do que este vai acumular estoques Se produzir em tempo maior não vai conseguir honrar seus compromissos de entrega Dessa forma respeitar esse takt time é condição obrigatória e deve ser buscada Para isso a máquina que tiver dificuldades de trabalhar nesse takt time deve ser programada para buscar a máxima condição de produção enquanto a máquina que não tem dificuldades para trabalhar dentro deste takt time deve ser programada para operar em condições de mínimo custo Na maior parte dos sistemas produtivos é relativamente fácil ter em mãos os valores de vcmxp ou pelo menos valores bem próximos pois vcmxp só depende das constantes de Taylor e do tempo de troca de ferramenta obtidos no processo Já os valores de vco são mais difíceis de serem encontrados pois ela depende de fatores que variam continuamente e sua determinação é imprecisa Portanto devemos trabalhar com o valor da velocidade de corte próximo mas sempre abaixo de vcmxp Assim garantimos distância de vco uma vez que vcmxp é sempre maior que vco Diniz 2014 Entretanto devese estimar o custo da peça quando se utiliza a condição de produção máxima ou o tempo de produção da peça na condição de mínimo custo Olhando para a figura 3 seria interessante que as curvas de custo versus curvas de velocidade de corte tivessem inclinação pequena Da mesma maneira seria interessante que as curvas de tempo de produção versus velocidade de corte também tivessem inclinação pequena Nos dois casos teríamos baixo custo na condição de máxima produção e tempo baixo na condição de mínimo custo Dito isso pode se concluir que somente no caso de a ferramenta ser muito cara é que não se deve trabalhar na condição de máxima produção sob pena de elevar os custos do processo Diniz 2014 Em todos os outros casos de acordo com estudos realizados por Diniz 2014 o custo por peça na condição de máxima produção não é muito maior que o custo de produção na de mínimo 85 custo Portanto o autor afirma que o estabelecimento da máxima produção é considerado uma condição suficiente para o processo trabalhar no modo otimizado 26 Utilização intervalo de máxima eficiência dentro dos modernos sistemas de manufatura As questões referentes a mínimo custo e máxima produção tem sido discutidas a muito tempo e na realidade esses conceitos foram equacionados em tempos onde a manufatura se fazia em lotes grandes com processo mecânico de automatização e longos tempos de preparação Isso mudou e atualmente já se dispõe de máquinas operatrizes que realizam trocas de ferramentas antes mesmo da ferramenta terminar a usinagem sem falar nos tempos de preparação cada vez menores chegando a zero em alguns processos Diniz 2014 propõe discutir três aspectos sob a ótica de novos paradigmas de produção ou seja considerando atualmente máquinas tecnologicamente modernas e com alto grau de automação eletrônica equipadas com sistemas e dispositivos que praticamente zeram tempos de preparação e troca de ferramentas sem contar as novas técnicas utilizados em processos de produção com a utilização de lotes cada vez menores Sendo assim segundo o autor podemos considerar três questões a serem discutidas A primeira questão referese ao que ocorre com os modelos descritos anteriormente quando os tempos de troca de ferramenta atuais são iguais a ou tendem a zero Nesse caso a máxima produção coincide com a máxima velocidade que o sistema pode suportar Isso pode fazer com que a condição de máxima produção se distancie da condição de mínimo custo principalmente nos casos onde a ferramenta é muito cara Assim o desgaste da ferramenta precisa ser considerado pois ela será muito exigida Se a ferramenta for muito cara o processo será da mesma forma encarecido A segunda questão considera a dúvida sobre o que ocorre com os modelos descritos anteriormente quando o tempo de preparação da máquina para usinar um lote tp é muito pequeno Antes havia longos tempos de preparação tp para grandes lotes de produção Z Isso não ocorre mais hoje em dia mas mesmo com essa mudança de paradigmas a modelagem antiga continua válida O parâmetro tpZ contido no cálculo do tempo total de fabricação da peça tt e que é usado no computo da velocidade máxima de produção e na velocidade de mínimo custo não sofre alterações significativas Os valores de vco e vcmxp não se alteram e portanto o modelo é válido A terceira e última questão diz respeito ao que ocorre com os modelos descritos no passado quando a vida da ferramenta T ou ZT é maior que o tamanho do lote Z que tem diminuído bastante Os modelos neste caso perdem validade e devem ser melhor equacionados pois a equação 10 perde função e corrompe toda a modelagem mostrada Uma saída para esse problema é considerar os pequenos lotes como um único grande lote Para que isso seja factível as peças dos pequenos lotes devem ser feitas do mesmo material e ter formas e dimensões semelhantes para poderem ser agrupadas segundo uma tecnologia de grupos 86 3 ASPECTOS AMBIENTAIS ECONÔMICOS E DE SEGURANÇA Os principais aspectos ambientais decorrentes das operações de usinagem referemse utilização do fluido de corte e geração de resíduos decorrentes do processo resíduo esse conhecido como cavaco Utilize o QR Code para assistir ao vídeo 31 O uso do fluido de corte Como visto na unidade anterior a utilização do fluido de corte implica em impactos ambientais em questões de segurança principalmente com relação a saúde ocupacional e em considerações econômicas Do ponto de vista ambiental os processos de usinagem utilizam em maior ou menor grau o fluido de corte Este pode ser miscível em água ou pode ser um óleo Tanto um como outro podem ter em sua composição agentes emulsificantes espessantes lubrificantes antioxidantes fungicidas e outros aditivos dependendo do fluido Além disso o fluido de corte tem uma vida útil ou seja depois de certo tempo precisa ser trocado Esse descarte passa a ser um problema FIQUE DE OLHO Muitos fatores afetam as condições econômicas de corte em usinagem mas a mais importante é a velocidade de corte Essa velocidade interfere diretamente na vida da ferramenta indicando o maior ou menor desgaste Assim determinar corretamente e controlar essa velocidade tornase uma preocupação para o profissional de usinagem Acesse o link httpswww sandvikcoromantcomptptknowledgematerialspagescuttingtoolmaterialsaspx 87 em razão desses aditivos pois não podem ser drenados para a rede de esgoto comum Além dos aditivos carregam também material particulado Os fluidos de corte podem ser reciclados dentro de certos limites e isso deve ser feito por empresa qualificada e especializada pois haverá necessidade de processos de filtragem refino e aditivação para tornalo útil novamente Devese estar atento também à geração de cavaco Este resíduo de processo também apresenta problemas de descarte e se não puder ser reciclado passa a ser uma preocupação a mais Além do mais o fluido de corte impregna o cavaco e acaba sendo descartado junto a este Dependendo do destino do cavaco esse fluido de corte aderido ao mesmo pode contaminar o solo e cursos dágua próximos Uma forma de controlar isso é a aplicação do housekeeping substituição de matériasprimas e substituição de tecnologias Com relação ao housekeeping podese citar OLIVEIRA ALVES 2007 Selecionar fornecedores que garantam procedência assistência e composição dos flui dos além de suporte de manejo ambiental Treinar operadores e desenvolver procedimentos para o correto manuseio do fluido Desenvolver procedimentos de forma a aumentar a eficiência na recuperação interna do fluido Controlar a quantidade perdida do fluido ao registrar a diferença entre volume de entra da e de saída do fluido No que diz respeito a substituição de matériasprimas a opção por óleos de base vegetal aumenta a biodegradabilidade minimiza riscos de saúde do trabalhador e aumenta a qualidade do processo No que tange a substituição de tecnologias e considerando os aspectos econômicos também já discutido anteriormente na unidade 3 a questão se resume na otimização do uso de fluidos de corte Técnicas recentes proporcionam uma redução no seu uso tal como a MQF mínima quantidade de fluido onde uma pequena quantidade de fluido de corte é inserida em ar comprimido otimizando sua inserção na zona de corte através de pulverização O uso dessa técnica tem como pretexto a melhoria dos problemas ambientais Mas isso precisa ser avaliado com cautela pois a pulverização pode levantar no ambiente do entorno da máquina partículas de óleo Um estudo do local onde a máquina se encontra com a criação de meios de contenção desse particulado pode ajudar com esse problema A própria máquina deve ser fechada com guardas de proteção e possuir sistemas de exaustão com filtros para conter os particulados que podem vir de névoas vapor ou fumaças de óleo Outro inconveniente oriundo dessa técnica é o barulho causado pelo fluxo de ar comprimido O ar comprimido funciona de forma intermitente durante o processo o que agrava esse barulho que pode ser superior a 80 dB e prejudicar tanto o ouvido humano quanto as comunicações Do ponto de vista econômico deve se ter cautela também com relação a quantidade de 88 fluido consumido nesse processo Como dito anteriormente essa mistura ar comprimidofluido de corte pode acontecer de duas formas vaporização ou nebulização A aplicação por névoa é sem retorno ou seja perdese todo o fluido de corte é perdido Imagine um baixo nível de vazão por exemplo consumo de 40 ml de fluido por hora A utilização contínua em 8 horas de trabalho por dia gera um consumo final de 320 ml de fluido na forma de névoa em um dia Ao final de um mês ou seja 22 dias úteis de trabalho o consumo de fluido foi de cerca de 7000 ml ou 7 litros em um mês E tudo isso foi jogado fora pois não pode ser reaproveitado Outra técnica preconiza a não utilização do fluido de corte através da utilização de ferramentas de metal duro com revestimento também chamado de corte a seco Obviamente um estudo deve ser realizado de forma detalhada pois essa possibilidade gera economia com o fluido mas por outro lado um aumento de custo com ferramental uma vez que o desgaste aumenta significativamente Uma avaliação qualitativa de acabamento superficial também deve ser feita para constatar a viabilidade da ação Também deve ser considerado o custo da ferramenta ou seja ferramentas caras podem inviabilizar o uso da técnica encarecendo o processo Os aspectos de segurança estão ligados a saúde ocupacional ou seja a saúde do operador da máquina operatriz O fluido de corte a partir de seus constituintes pode causar problemas por contato e por inalação Quanto ao contato é comum haver problemas na pele como dermatites e queimaduras Quanto a inalação recordemos que uma das funções do fluido de corte é refrigerar o sistema ferramentapeçacavaco que dependendo da operação pode ultrapassar os 1000C Assim uma parcela do fluido de corte evaporase e pode ser inalada pelo operador da máquina ou por pessoas que estejam próximas E isso pode causar muitos problemas de saúde dentre os mais severos o câncer O uso de fluidos lubrirefrigerantes exige cuidados especiais relativos a manipulação manutenção transporte e armazenagem para evitar os seguintes problemas Corrosão de peças eou da máquina a presença de água nas soluções e emulsões pode acelerar o processo de corrosão Aditivos anticorrosivos amenizam esse problema Infectação por bactérias o crescimento de bactérias pode resultar em odores ofensivos manchas nas peças e máquinas problemas com filtros e clarificadores bem como a redução da vida do fluido de corte principalmente emulsões e óleos Sujeiras e impurezas partículas metálicas óleos hidráulicos e de lubrificação da máquina e até mesmo maus 89 hábitos de higiene dos operadores podem tanto prejudicar as peças ferramentas e máquinas quanto reduzir a vida do fluido de corte Risco de incêndio fluidos integrais podem entrar em combustão É preciso estar atento com as condições de corte e com a formulação do óleo Além disso metais como o magnésio podem provocar ignição quando em contato com a água e portanto não se usam soluções nem emulsões com o magnésio Ataque à saúde névoas de óleo podem irritar a pele e as vias respiratórias O contato frequente da pele com fluidos de corte principalmente os que contém óleo na composição pode resultar numa variedade de problemas de pele havendo diferentes mecanismos de ataque e sintomas Recomendase hábitos de higiene constantes e cremes protetores para a pele Poluição do meio ambiente um litro de óleo pode tornar um milhão de litros de água inicialmente potável em imprópria para o uso Por este e muitos outros motivos é necessária total atenção ao tratamento e destinação do fluido de corte usado Algumas práticas podem ser consideradas incorretas no descarte de fluidos de corte tais como Algumas práticas podem ser consideradas incorretas no descarte de fluidos de corte tais como Manejo inadequado Ausência de tratamento Armazenagem inadequada Transporte impróprio Entrega a receptores não autorizados Disposição de resíduos em local não autorizado Por essa razão a escolha correta do fluido de corte bem como a determinação de sua necessidade tornase imperativo nas operações de corte e usinagem de qualquer tipo de material 90 Utilize o QR Code para assistir ao vídeo FIQUE DE OLHO Qualquer atividade produtiva está submetida a condições econômicas Com usinagem não é diferente Determinar corretamente os parâmetros de usinagem principalmente a velocidade de corte faz com que se consiga atingir uma boa margem de redução dos custos de usinagem Faz parte da atribuição do profissional envolvido com usinagem como também proteger o meio ambiente e os operadores de máquinas dos riscos advindos do uso de fluido de corte Interessante não é mesmo E exige muita responsabilidade Que tal se aprofundar mais no assunto Acesse o link httpswwwmecanicaindustrialcombrusinabilidadenocorte convencionaldemetal 91 Nesta unidade você teve a oportunidade de Conhecer os impactos ambientais causados por processos de usinagem Compreender os agentes causadores desses impactos e perceber que também tem influência nas questões econômicas e de segurança Entender que o paradoxo usar ou não usar fluido de corte e os prós e contras de sua utilização continua na pauta da usinagem Aprender sobre os parâmetros que influenciam nas condições econômicas de corte Aprender que a velocidade de corte dentre todos os possíveis parâmetros é o mais importante para se determinar as melhores condições econômicas de corte pois influencia diretamente o desgaste da ferramenta PARA RESUMIR CALLISTER J R W D Ciência e engenharia de materiais uma introdução São Paulo LTC 2012 CHIAVERINI V Aços e ferros fundidos Associação Brasileira de Normas Técnicas 1981 DINIZ A E MARCONDES F C COPPINI N L Tecnologia da usinagem dos materiais 9 ed São Paulo Artliber Editora 2014 FERRARESI D Fundamentos de usinagem dos metais São Paulo Edgard Blucher 1977 LISBOA F C MORAES J J HIRASHITA M A Fluidos de corte uma abordagem geral e novas tendências XXXIII ENEGEP 2013 MACHADO A S ABRÃO A M COELHO R T DA SILVA M B Teoria da usinagem dos metais São Paulo Edgard Blucher 2009 Ministério do Meio Ambiente Resolução CONAMA n450 Brasília 06 de março de 2012 OLIVEIRA J F G ALVES S M Adequação ambiental dos processos usinagem utilizando produção mais limpa como estratégia de gestão ambiental Revista Produção v17 n1 p 129138 Janabr 2007 SANDVIK COROMANT Catálogo de ferramentas rotativas 2017 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS O livro Usinagem é direcionado para estudantes de cursos de usinagem e mecânica Além de abordar assuntos gerais o livro traz conteúdo específico acerca dos fundamentos da usinagem em materiais metálicos materiais desgaste e vida útil fluidos de corte usinabilidade dos materiais condições econômicas de corte e aspectos ambientais econômicos e de segurança Após a leitura da obra o leitor vai conhecer os fluidos de corte e sua utilidade na usinagem de materiais compreender os principais tipos de fluidos de corte e as operações e materiais em que podem ser utilizados aprender sobre os parâmetros que influenciam nas condições econômicas de corte apreciar os mecanismos de formação e os tipos de cavacos para as operações de usinagem convencional ter conhecimento dos principais tipos de desgaste e avarias que elas podem sofrer e os fundamentos técnicos que explicam suas causas E não é só isso Tem muito mais O livro tem muito conteúdo relevante Aproveite Agora é com você Bons estudos