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fator velocidade de corte (Vc) exerce significativa influência no tempo de vida da ferramenta de corte, sendo que seu aumento contribui para o aumento da potência de usinagem e para a diminuição do tempo de vida da ferramenta. Também, pode-se observar que, conforme o aumento do tempo de usinagem, o desgaste da ferramenta também passa a sofrer um aumento. Isso se dá pelo fato da ferramenta de usinagem ter um maior tempo de contato com a peça durante o corte.

O corte do material ocorre pela penetração do gume da ferramenta na superfície da peça e pelos movimentos relativos entre a peça e a ferramenta. Quando a tensão de cisalhamento do material for ultrapassada, este começa a escoar. O material que foi deformado, agora chamado de cavaco, desliza então sobre a face da ferramenta. Quando o processo de usinagem ocorre, a ferramenta sofre desgaste até chegar ao fim de sua vida, é fundamental que seja feita a análise de cada condição de trabalho para chegar a parâmetros ótimos que maximizem a vida da ferramenta.

Em um processo de usinagem, a ferramenta de corte é responsável pela retirada de material da peça até que esta obtenha a geometria e as dimensões de projeto. Para realizar tal função, as ferramentas são fabricadas em diferentes geometrias, materiais e revestimentos, que podem variar de acordo com diversos fatores, como o processo de usinagem, o material a ser usinado, os parâmetros de corte utilizados, a utilização ou não do fluido de corte, etc.

O desgaste de uma ferramenta de metal duro é o resultado da ação de vários fenômenos distintos, denominados componentes do desgaste. A componente do desgaste predominará em relação as demais dependendo da natureza do material usinado e das condições de usinagem (Ferraresi, 2009).

 Xavior e Adithan (2009) afirmam que para se analisar a eficiência do processo de usinagem deve-se avaliar alguns de seus parâmetros, tais como, o desgaste de flanco da ferramenta, rugosidade superficial da peça, entre outros.

Baseado em Shabtay e Kaspi (2002) a vida de uma ferramenta de corte termina em duas formas diferentes: o desgaste gradual ou progressivo de certas regiões na superfície do flanco e de saída da ferramenta, ou de uma falha catastrófica que pode acarretar em um fim prematuro para a vida da ferramenta. Entre os tipos de desgaste: cratera (Figura 2.2), entalhe (Figura 2.3) e de flanco ou frontal (Figura 2.4), o desgaste de flanco é o que mais afeta a vida da ferramenta e a qualidade do produto e ocorre na superfície da ferramenta que está em contato com a peça. Esse tipo de desgaste interfere diretamente no acabamento superficial da peça e, finalmente, no custo do produto final em um projeto, pois, o valor da rugosidade superficial é um dos requisitos mais comumente especificados (Park e Kwon, 2011, Xavior e Adithan, 2009). O desgaste excessivo na superfície do flanco é chamado de desgaste de entalhe. Uma preocupação é que muitas vezes, o desgaste de entalhe leva a uma falha catastrófica da ferramenta (Park e Kwon, 2011). 13 O desgaste da ferramenta de corte pode ser avaliado através dos métodos diretos e indiretos. No método direto, que será utilizado nesse trabalho, mede-se a geometria da ferramenta usando-se dispositivos óticos. O método indireto utiliza a aquisição de valores medidos de variáveis do processo (tais como a força de corte, temperatura, vibração, emissão acústica) e da relação entre o desgaste da ferramenta e esses parâmetros do processo.

Denomina-se vida de uma ferramenta o tempo que a mesma trabalha efetivamente (deduzido os tempos passivos), até perder a sua capacidade de corte, dentro de um critério previamente estabelecido (FERRARESI, 1970). As grandezas avaliadas para definir a vida da ferramenta podem ser o tempo de corte, o volume de material cortado ou número de peças fabricadas.

O fim da vida é detectável quando ocorre mudança em uma ou mais características do processo. Estas podem estar correlacionadas com mudanças no ruído, no acabamento superficial, na forma de cavaco, vibrações entre a peça e ferramenta, dentre outros. Quando se deseja determinar as curvas de vida de uma ferramenta para um determinado material, com uma precisão razoável, deve-se recorrer aos ensaios de usinagem de longa duração. Nestes ensaios, o gume da ferramenta trabalha em condições constantes de corte, sendo utilizado um critério de fim de vida de desgaste previamente fixado. A definição deste critério de desgaste exige que se conheça a sua forma e os mecanismos que regem seu surgimento.

Os dois principais fatores determinantes na substituição de uma ferramenta são a avaria e o desgaste.

De acordo com Ferraresi (1970), considera-se como avarias as quebras, trincas, sulcos distribuídos em forma de pente e as deformações plásticas, que ocorrem no gume cortante durante a usinagem.

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Tomando certos cuidados, como a escolha correta do material da ferramenta e suas propriedades e a utilização dos parâmetros de corte adequados à usinagem que será realizada, as avarias podem ser controladas e até evitadas. Porém, por mais que as avarias possam ser evitadas, a ferramenta nunca estará livre do desgaste, sendo este o único responsável pelas substituições da ferramenta no presente estudo. O desgaste é, portanto, um fator que limita o tempo de utilização de uma ferramenta de corte, podendo tornar o processo de usinagem muito caro e pouco produtivo, caso não seja devidamente controlado.

Os principais desgastes sofridos pelas ferramentas de corte são:

• Desgaste de flanco (VB): Também conhecido como desgaste frontal, o desgaste de flanco é o mais comum entre os tipos de desgaste e ocorre em todo processo de usinagem. Acontece na superfície de folga e é causado pelo contato entre a ferramenta e a peça. Normalmente este tipo de desgaste é utilizado na determinação de critérios de fim de vida da ferramenta, já que está intimamente ligado com a deterioração do acabamento superficial da peça.

Figura 2 - Desgaste de flanco real e esquemático (Catálogo Fabricante Sandvik)

• Desgaste de cratera: A cratera se forma na superfície de saída devido ao escorregamento do cavaco sobre a ferramenta e é definida pela profundidade de cratera C (ou KT), largura de cratera C e pela distância do centro da cratera à are

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Figura 3 – Representação do desgaste de cratera (adaptado SILVEIRA, J. L. L., “Notas de aula de Usinagem”, 2007)

Figura 4 - Desgaste de cratera real e esquemático (Catálogo Fabricante Sandvik)