Classificação e Aplicação de Ferramentas

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Considerando as circunstâncias, como definido previamente, as propriedades escolhidas para a análise de viabilidade dos materiais para aplicação em ferramenta de corte para furação de alumínio são as seguintes: tenacidade, resistência ao choque térmico, dureza a quente, estabilidade química e resistência ao desgaste. Será incluída também à tabela a variável preço, que, por motivos de comparação em relação às propriedades mecânicas, será considerado como fator mais importante.

Para eleger as classes de ferramenta para a furação de alumínio, consultou-se o catálogo Sandvik Coromant – Ferramentas Para Usinagem e, a partir das sugestões de classes usualmente utilizadas para a furação de metais não ferrosos, selecionou-se cinco classes candidatas de metal duro: N20C (HC), GC1220 (HC), N20D (HC), K20 (HC), e H10F (HW). Segundo a norma ISO 513:2013, as classes citadas podem ser nomeadas, respectivamente, como N20, N10, N20, N15 e N20.

É importante o fato de que a furação é muitas vezes uma operação de corte interrompida. Segundo Machado et al. (2015), este fato faz com que sejam necessários materiais com grande tenacidade para suportar os choques referentes ao processo. Isso gera, no entanto, um impasse: em geral, dureza e tenacidade são propriedades inversamente proporcionais. Como alta dureza é outra propriedade desejável à ferramenta de corte, há de se chegar em um equilíbrio entre as duas características.

Outro fator que deve ser levado em conta é a temperatura de trabalho da ferramenta. Na furação, em não havendo fluido refrigerante, este fator pode se tornar um problema: a temperatura recoze o material da ferramenta ou funde as camadas mais superficiais da peça usinada, o que pode provocar adesão de pequenas partículas na broca, reduzindo sua vida útil, e/ou dificuldades dimensionais no processo. Assim, é preciso que se leve em conta gráficos como o da figura 1:

Figura 1 – Relação entre dureza e temperatura de trabalho de diversas classes de materiais

Fonte: Adaptado de Machado et al. (2015)[pic 1]

Como base para uma análise qualitativa foram, então, ponderadas as propriedades com pesos de acordo com sua importância para o processo em questão. As notas variam de 1 a 5, por propriedade, para cada classe de material. Os critérios escolhidos são explicados a seguir:

Tenacidade - peso 5: considera-se esta uma das propriedades mais importantes - levando-se em conta, principalmente, que o processo é de furação (altos esforços em regiões da broca) e o metal duro apresenta, em geral, valores baixos de tenacidade.

Resistência ao choque térmico - peso 5: trata-se da outra propriedade mais importante para a furação, em que a ferramenta pode passar por grandes variações de temperatura – principalmente se considerarmos uma operação intermitente.

Resistência ao desgaste - peso 3: este parâmetro tem uma relevância média: a furação, por natureza, provoca esforços consideráveis na broca; no entanto, o cavaco gerado é contínuo, o que diminui a ocorrência de desgaste.

Dureza a quente - peso 2: a dureza a quente tem relevância baixa, pela característica do metal duro ter mais dureza a quente e por ser alumínio, metal com baixa temperatura de trabalho, baixa dureza e alta ductilidade, o material usinado.

Estabilidade química - peso 2: o tempo pelo qual a ferramenta fica em contato com a peça na furação é baixo, mas pelo alumínio não estável. Assim, a estabilidade química tem alguma (mas baixa) relevância.

Preço - peso -5: para efeito de comparação, foi utilizado o preço como fator mais relevante. Será apresentada a tabela com e sem este fator.

- Resultados e discussão

- Conclusões

- Referências bibliográficas

SANDVIK COROMANT. Ferramentas para usinagem. Disponível em: . Acesso em: 12 nov. 2016.

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR ISO 513:2013 – Versão Corrigida: 2015: Classificação e aplicação de metais duros para a usinagem com arestas de corte definidas — Designação dos grupos principais e grupos de aplicação. Rio de Janeiro, 2015.

FERRARESI, D. Fundamentos da Usinagem dos Metais. São Paulo: Blucher, 1970.

MACHADO, Á. R. et al. Teoria da Usinagem dos Materiais. 3. ed. São Paulo: Blucher, 2015.

CALLISTER, W.D. Jr. Ciência e Engenharia de Materiais – Uma Introdução. 7 ed. Rio de Janeiro: LTC, 2008.

- Declaração de responsabilidade

Os alunos declaram que todos eles participaram