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1 GCaet OnLine Divisão de Conteúdos Minimização de Custos com Ferramentas de Usinagem Por Delmonte Friedrich, Msc. Eng. Todos os direitos reservados. É proibido reproduzir total ou parcialmente esta publicação sem prévia autorização do autor. Para solicitar autorização entre em contato conosco pelo 1) Introdução A usinagem é um importante processo de fabricação, por meio da qual são fabricados inúmeros produtos presentes em nossas vidas. Como exemplos têm-se componentes de carros, de aviões, de navios, motores, moldes, armas, máquinas e equipamentos. Trata-se de um processo que evoluiu muito no decorrer dos anos, e atualmente envolve inúmeras variáveis. Existem diversos artigos sobre o assunto, abordando as várias possibilidades de usinagem. Neste artigo, produzido especificamente para o Portal Caet, aborda-se, de forma resumida, alguns aspectos que se deve considerar em relação à Usinagem. 2) Principais Tipos de Materiais para Ferramentas de Usinagem Os materiais citados a seguir são os utilizados na fabricação de ferramentas de usinagem, e são classificados em função da resistência ao desgaste.

2 É importante salientar que a escolha do material da ferramenta depende do que vai ser usinado. Um exemplo interessante diz respeito à usinagem de osso humano, quando da fabricação de implantes, na qual a ferramenta mais indicada è aquela produzida a partir de aço rápido, pois este material proporciona um gume ou aresta cortante mais viva, diminuindo a geração de calor, e com isso evitando danos ao produto obtido. Sendo assim, têm-se os seguintes materiais empregados na fabricação de ferramentas de usinagem: Aços rápidos; Metal Duro; CERMET; Cerâmica; CBN; Diamante. 3) Materiais para Ferramentas de Usinagem versus resistência ao desgaste A figura abaixo ilustra a relação existente entre as propriedades mecânicas dos materiais. Quanto mais frágil o material, ou seja, menor sua resistência à flexão, maior é a resistência ao desgaste do mesmo, bem como aumenta a dificuldade em dar forma à ferramenta. Assim, por exemplo a cerâmica, é obtida por processos avançados de fabricação, a Metalurgia do Pó. A ferramenta já sai praticamente pronta, sem a possibilidade de retificar para melhorar o gume. Isso já é possível nos aços rápidos, os quais permitem que as ferramentas sejam afiadas com freqüência, para melhor aproveitamento.

3 Figura 1 Resistência ao desgaste versus resistência à flexão dos mateiriais 4) Processos de Obtenção dos Materiais para ferramentas Lingotamento e Conformação; Fundição; Metalurgia do Pó. nosso site. Estes processos são descritos particularmente em outros artigos disponíveis em 4) Parâmetros de Corte utilizados na usinagem sejam: São três os parâmetros de corte que se deve considerar na usinagem, quais

4 Desgaste de flanco VB N (mm) - velocidade de corte vc em m/min; - profundidade de corte ap em mm; - avanço f em mm. 5) Cálculo da Velocidade de Corte vc = (p.d.n)/1000 (m/min) 6) Influência do acabamento da ferramenta no tempo de usinagem O exemplo a seguir faz parte de um estudo conduzido pelo autor para observar a influência do acabamento das faces que compõem o gume da ferramenta na vida útil da mesma. O gráfico abaixo ilustra que durante ensaio de vida de ferramenta, aquela que foi polida em seu flanco apresentou uma vida útil quase que o dobro da que não foi polida. Este gráfico é resultado de ensaio de vida útil de ferramenta de aço rápido sinterizado. 0,8 0,7 Fim de vida devido a piora no acabamento, desgaste execessivo no gume secundário e ruído TSV68-1 0,6 TSV68-4 0,5 0,4 0,3 0,2 Colapso devido a destruição da quina Dureza= 839 Hv30 Tt=1210 o C Tr= 560 o C f = 0,2 mm ap = 2,0 mm vc= 40 m/min 0, Tempo de usinagem (min) Figura 2 Tempo de vida superioridade da ferramenta com flanco polido

5 7) Ganhos com o Cavaco Adequado - Redução no tempo de fabricação; - Redução de danos à máquina-ferramenta; - Melhor acabamento superficial da peça; - Redução no volume de cavaco gerado; - Redução no consumo de fluido de corte; - Redução dos riscos de acidente de trabalho. O cavaco vai depender dos parâmetros de corte, os quais devem ser adequados ao material a ser usinado, bem como às características da máquina e da ferramenta, e é claro do tipo de usinagem: geometria definida ou geometria não-definida. No caso da figura 3, trata-se de usinagem com geometria definida, torneamento, e por isso a obtenção de tal cavaco. Em situações como o torneamento de aço endurecido utilizando ferramenta cerâmica, o cavaco obtido é bem diferente. Figura 3 Exemplo de formação de cavaco adequado

6 8) O Problema - Onde Há Espaço Para se Reduzir Custos Os custos de usinagem podem ser sensivelmente reduzidos com o aproveitamento adequado das ferramentas de usinagem. É cada vez mais comum verificar a existência de colaboradores dentro de indústrias focados em processos, procurando obter o melhor das ferramentas. A seguir apresenta-se um resumo de possível redução de custo com ferramenta: - No geral, as pastilhas são utilizadas em 50%; - Em uma pastilha que custe R$40,00, está sendo desperdiçado R$20,00; - 04 máquinas CNC s cada uma com 8 pastilhas, sendo trocas a cada 4 hs, em dois turnos tem-se um total de 128 pastilhas substituídas por dia, com um custo de R$5120,00; - Como o aproveitamento é em torno de 50%, o desperdício é de R$2560,00 por dia; - No final de cada mês, supondo o mês cheio, tem-se um gasto desnecessário de R$79.360,00. 9) Fim-de-vida da Ferramenta Os seguintes aspectos estão relacionados com o fim de vida de uma ferramenta de usinagem, quais sejam: - Desgaste da Ferramenta; - Acabamento da Superfície; - Ruído; - Vibrações; - Aumento da Potência Requerida;

7 10) Considerações Finais Este artigo, de autoria do Grupo Caet, tem por finalidade apresentar alguns tópicos importantes em relação à Usinagem. Trata-se de um assunto muito amplo e, portanto, inesgotável em termos de estudo. Portanto, o aprofundamento sobre o mesmo é fundamental. Maiores informações podem ser obtidas com a Equipe de Engenharia do Grupo Caet, por meio do seguinte contato@caet.com.br