Processo De Fabricação

Passo 2 – Materiais para ferramenta

Aço carbono.

Apesar de pequena, a sua utilização ainda se dá pelo baixo custo do material, facilidade de obtenção de gumes vivos, tratamento térmico simples e, também, por obter elevada dureza e resistência ao desgaste se for bem preparado. No entanto, o aço ferramenta perde sua dureza quando submetido a uma temperatura de trabalho superior a 250°C. O material possui em sua composição 0.8 a 1.5% de carbono. Foi o único aço empregado na confecção de ferramentas de corte até 1900. Após o surgimento do aço rápido, seu uso reduziu-se a aplicações secundárias, tais como reparos, uso doméstico e de lazer, ferramentas usadas uma única vez ou para fabricação de poucas peças e para ferramenta de forma.

Aço rápido.

Desenvolvido pelo norte-americano Frederick Taylor, foi apresentado publicamente em 1900 na Exposição Mundial de Paris. Sua composição original era feita de tungstênio, cromo e vanádio como elementos básicos de liga e uma pequena quantidade de manganês para evitar a fragilidade. Mas em 1942, devido a escassez de tungstênio provocada pela guerra, este elemento foi substituído pelo molibdênio.

A temperatura de trabalho deste material tem limite entre 520° e 600°C. Apesar de ter maior resistência a brasão que o aço ferramenta, seu preço é mais elevado e o tratamento térmico complexo.

Quando o aço rápido é produzido com Cobalto é denominado aço super-rápido. Entre suas principais características estão maior dureza a quente, maior resistência ao desgaste e menor tenacidade.

Quando com revestimento TiN, é caracterizado pela redução do desgaste na face e no flanco da ferramenta, proteção do metal de base contra altas temperaturas pelo baixo coeficiente de transmissão de calor do TiN, baixo atrito e por não ter formação de gume postiço.

Sua aparência dourada é devido ao processo PVD utilizado para aplicar o revestimento de Tin.

Ligas fundidas.

- Desenvolvidas por Elwood Haynes, em 1922, tem na composição tungstênio, cromo e vanádio. No lugar de tungstênio ainda é possível utilizar, em partes, manganês, molibdênio, vanádio, titânio e tântalo e no lugar do níquel, o cobalto.

Tem elevada resistência a quente, temperatura de trabalho limite entre 700° a 800°C e qualidade intermediária entre o aço rápido e o metal duro.

Metal duro.

O metal duro (carbonetos sinterizados) surgiu em 1927, com o nome de Widia (wie diamant - como diamante em alemão). Inicialmente, sua composição era 81% de tungstênio, 6% de carbono e 13% de cobalto

Entre suas características estão elevada dureza, elevada resistência à compressão, elevada resistência ao desgaste, possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela mudança específica dos carbonetos e das proporções do ligante e controle sobre a distribuição da estrutura.

É composto de carbonetos e cobalto, responsáveis pela dureza e tenacidade, respectivamente. O tamanho das partículas varia entre 1 e 10 microns e compreende geralmente 60 à 95% da porção de volume.

As primeiras ferramentas compostas unicamente de carbonetos de tungstênio(WC) e cobalto eram adequadas para a usinagem de ferro fundido, porém durante a usinagem do aço havia formação de cratera na face da ferramenta devido a fenômenos de difusão e dissolução ocorridos entre o cavaco da peça e a face. Para solucionar tais problemas, acrescentou-se outros carbonetos (TiC, TaC e NbC).

Com a adição de TiC (Carbonetos de Titânio), o material adquiri pouca tendência à difusão, resultando na alta resistência dos metais duros e redução da resistência interna e dos cantos. Já com TaC (Carbonetos de Tântalo) e NbC (Carboneto de Nióbio) em pequenas quantidades diminuem o tamanho dos grãos, melhorando a tenacidade e a resistência dos cantos.

As propriedades do metal duro são determinadas pelo tipo e tamanho das partículas, tipo e propriedades dos ligantes, técnica de manufaturamento e quantidade de elemento de liga.

Inicialmente, cerâmica era o nome atribuído a ferramentas de óxido de alumínio. Na tentativa de diminuir a fragilidade destas ferramentas, os insertos passaram por considerável desenvolvimento, sendo, hoje, um material muito diferente.

Hoje encontramos dois tipos básicos de cerâmica: a base de óxido de alumínio e base de nitreto de silício.

As principais características da cerâmica são a alta dureza a quente (1600°C), a não reação química com o aço, maior vida-útil da ferramenta, uso com alta velocidade de corte e a não formação de gume postiço.

No caso da cerâmica não metálica, em relação ao aço, tem 1/3 da densidade, alta resistência a compressão, muito quebradiça, módulo de elasticidade cerca de 2 vezes maior, baixa condutividade térmica, velocidade de 4 à 5 vezes a do metal duro e baixa deformação plástica.

A cerâmica deve ser utilizada na usinagem a seco para evitar choque térmico e deve-se evitar também cortes interrompidos. Não podem ser usinados materiais como o alumínio, pois reage quimicamente, ligas de titânio e materiais resistentes ao calor, pela tendência de reagir quimicamente devido a altas temperaturas, e magnésio, berílio e zircônio, por inflamarem na temperatura de trabalho da cerâmica.

 

Passo 3

Tabela

Peça Processo de Usinagem (fase do processo) Ferramenta de Usinagem(adotada) Material da Ferramenta de Usinagem Procedimento do Processo de Usinagem para o qual vai ser utilizado.(Justificativa)

Came Fresamento Multicortante Metal duro Processo de Usinagem para obter o formato desejado da peça.

Furação Broca Metal duro Processo de Usinagem para obtenção o diâmetro do Came.

Serramento Multicortante Metal duro Processo de Usinagem para fazer o rasgo do Came.

Engrenagem Torneamento Monocortante Metal duro Processo de Usinagem para obter o formato do Blanque.

Furação Broca Metal duro Processo de Usinagem para obtenção o diâmetro da engrenagem.

Fresamento Multicortante Metal duro Processo de Usinagem dos dentes retos.

Suporte Serramento Multicortante Metal duro Processo de Usinagem para serrar a peça deixando sobre metal para acabamento posterior no Processo de fresamento.

Fresamento Multicortante Metal duro Processo de Usinagem para confeccionar a peça inteira.

Furação Multicortante Metal duro Processo de Usinagem para obtenção o diâmetro do suporte.

 

Etapa 4

Passo 1

Fluido de Corte

Funções do fluido de corte.

Lubrificação a baixas velocidades de corte; e refrigeração em altas velocidades, melhoria no acabamento superficial da peça usinada, evitar o aquecimento excessivo da peça, auxilia na remoção de cavaco da região de corte, proteção anti-corrosiva.

Penetração do fluido de corte.

O fluido penetra por capilaridade entre as superfícies em contato auxiliando pela vibração entre ferramenta, peça cavaco.

Ação de fluido de corte.

A ação de limpeza ocorre como conseqüência da aplicação do fluido de corte em forma de jato, cuja pressão afasta aparas deixando limpa a zona de corte e facilitando o controle visual da qualidade do trabalho

Tipos de fluidos de corte.

Óleo integral, óleo solúvel, fluido semi-sintético, fluido sintético.

Escolha do fluido de corte.

Utiliza-se óleo integral quando as condições de usinagem são severas (operações de desbaste, onde sentem alto avanço e profundidade de usinagem e baixa velocidade de corte) e as forças são elevadas, assim é necessária uma ação lubrificante efetiva. Corte de dentes: óleos ativos e viscosos Furação profunda: necessita-se de lubrificação e baixa viscosidade (óleo mineral sulfurado).

Aplicações dos fluidos de corte.

O uso e geralmente e justificado por um dos dois fatores: Geração excessiva do cavaco, ou redução ineficiente de calor pelo sistema ferramenta - cavaco – peça. A ocorrência de esforço elevado (atrito).

 

Referências bibliográficas

• Materiais para ferramenta.

Disponível em: http://www.madeira.ufpr.br/disciplinasalan/AT102-Aula03.pdf

• Usinagem materiais de ferramenta.

Disponível em:

http://www.geocities.ws/cmovbr73/ProcFabr_Cap5_MaterialFerramenta.pdf

• Gestão dos fluidos de corte.

Disponível em: http://wwwapp.sistemafiergs.org.br/

• Fluidos de corte.

Disponível em: file:///C:/Users/Usuario/Downloads/FLUIDO+%20(1).pd: