Falha e Desgaste de Ferramentas de Corte

Falha e desgaste de uma ferramenta de corte Segundo Stemmer 2005 a falha de uma ferramenta de corte pode ocorrer de três formas diferentes conforme descrito a seguir Lascamento do gume quebra de pedaços do gume que por consequência produz uma superfície usinada áspera e irregular Desgaste no flanco presença de uma marca na ferramenta chamada de marca de desgaste que provoca aumento na temperatura de usinagem e na potência consumida Desgaste na face ou desgaste de superfície presença de uma cratera na superfície de saída da ferramenta que provoca o deslocamento do gume e com isso altera as características da superfície usinada Tomo 6 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 A figura 1 mostra uma ferramenta de usinagem com a representação desses tipos de desgaste Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 As causas do desgaste das ferramentas de corte são as seguintes STEMMER 2005 deformação plástica do material da ferramenta abrasão que o material usinado faz na superfície da ferramenta aderência entre o material usinado e a ferramenta nessa situação existe a formação de um gume postiço difusão de componentes entre os materiais da peça e ferramenta e com isso mudança da composição química da ferramenta oxidação do material da ferramenta aparecimento de correntes elétricas iônicas produzidas no atrito entre a ferramenta e a peça À medida que uma ferramenta desgastase são observadas variações no processo de usinagem como por exemplo aumento da força de corte elevação da potência consumida e alteração na superfície de usinagem etc É necessário então fixar um ponto que represente o fim da vida da ferramenta DINIZ 2002 Corrente iônica Constituída pelo deslocamento dos íons positivos e negativos movendose simultaneamente em sentidos opostos Ocorre nas soluções eletrolíticas soluções de ácidos sais ou bases e nos gases ionizados lâmpadas fluorescentes Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Vida de uma ferramenta de corte A vida de uma ferramenta de corte é o período no qual ela pode ser mantida usinando de forma econômica O critério econômico pode ser relacionado principalmente com tolerâncias dimensionais e geométricas qualidade superficial da peça nível de vibrações no processo de usinagem nível de esforços no processo e possibilidade de reafiação da ferramenta STOETERAU 2004 Dentre os métodos usuais de especificação de vida de uma ferramenta encontramos o método da velocidade de corte equivalente também chamado de velocidade de Taylor em que é determinada a velocidade de corte para uma vida prefixada Por exemplo v30 é a velocidade de corte que permite à ferramenta ter vida efetiva de 30 minutos entre duas afiações FERRARESI 2000 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Questão 1 Um fabricante de discos de freio desenvolveu um novo material para essas peças e não dispunha de parâmetros de usinagem de referência para operação de faceamento dos discos nos seus tornos frontais especialmente adquiridos para essa finalidade com faixa de rotações escalonadas por caixa de engrenagens de 100 a 6 500 rotações por minuto rpm O faceamento deverá ser feito a partir do diâmetro de 25 mm até o diâmetro de 150 mm do disco que associado à faixa de rpm da máquina é possível realizar velocidades de corte desde 7 até 3 063 mmin Considerando que a decisão do melhor material de ferramenta juntamente com seus parâmetros de corte deve estar embasada nos resultados de ensaios de usinabilidade e nos custos de produção dos discos especialmente nos custos do tempo de troca de ferramentas dos salários e das máquinas a empresa realizou esses ensaios com o material dos discos e com três tipos de materiais de ferramenta açorápido metal duro e cerâmica O resultado dos experimentos está apresentado na figura abaixo na forma de curvas de vida de ferramentas Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Considerando a situação descrita analise as seguintes asserções Asserções valor modal de um enunciado predicativo positivo ou negativo cuja validade o locutor assume totalmente e que está em oposição a outros valores modais como a interrogação a ordem o pedido a dúvida a exclamação etc declaração Questão 1 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Dos três materiais de ferramentas experimentados o açorápido proporcionará o menor custo de produção dos discos de freio PORQUE Com ferramenta de açorápido e a inevitável condição do aumento da velocidade de corte ao facear cada disco de freio no percurso de avanço da ferramenta desde o diâmetro 25 mm até 150 mm temse a menor taxa de redução da vida útil da ferramenta e a possibilidade de menores tempos de produção Acerca dessas asserções assinale a opção correta A As duas asserções são proposições verdadeiras e a segunda é uma justificativa correta da primeira B As duas asserções são proposições verdadeiras e a segunda não é uma justificativa correta da primeira C A primeira asserção é uma proposição verdadeira e a segunda uma proposição falsa D A primeira asserção é uma proposição falsa e a segunda uma proposição verdadeira E Tanto a primeira quanto a segunda asserções são proposições falsas Questão 1 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Solução da questão A questão apresenta um gráfico que mostra a vida da ferramenta em função da velocidade de corte reproduzido na figura 3 Devemos observar que no gráfico da figura 3 as escalas dos eixos são logarítmicas Escala logarítmica é uma escala que usa o logaritmo de uma grandeza em vez da grandeza propriamente dita A apresentação de dados em uma escala logarítmica pode ser útil quando os dados cobrem uma grande gama de valores o logaritmo reduz a representação a uma escala mais fácil de ser visualizada e manejada Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 No gráfico da figura 4 foi assinalada uma vida de ferramenta igual a 100 minutos e determinada a velocidade de corte para cada material A partir dessas velocidades foi estabelecida uma variação de velocidade de corte aproximadamente igual a 20 mmin Com essa variação de velocidade de corte foi possível obter a variação na vida da ferramenta para os três tipos de material de ferramentas Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Para a ferramenta de aço rápido encontramos a rotação máxima próxima a 50 mmin que provocou redução de vida igual a 92 minutos A ferramenta de metal duro apresentou redução de 20 minutos e a ferramenta de aço rápido 10 minutos Quando se faz a relação entre a redução de vida e a variação da velocidade de corte para a ferramenta de aço rápido encontramos A relação mostra que a vida da ferramenta é reduzida em 46 minutos para cada acréscimo unitário em mmin na velocidade de corte Para o metal duro e para a cerâmica temos o que segue Aço rápido Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Análise das asserções I Asserção falsa JUSTIFICATIVA A ferramenta de aço rápido proporcionará maior número de trocas de ferramenta II Asserção falsa JUSTIFICATIVA A ferramenta de aço rápido é a que tem maior taxa de redução de vida Alternativa correta E Eng Mec Me Paulo C Wanderley 20231 Indicações bibliográficas