Já se perguntou porque é que a maquinação de ligas de alumínio pode ser tanto um sonho como um pesadelo? Este artigo mergulha nas propriedades únicas das ligas de alumínio, explicando como obter um acabamento de superfície suave e evitar armadilhas comuns. Aprenda os principais parâmetros de corte e dicas práticas para melhorar o seu processo de maquinação.
Resumo:
As ligas de alumínio possuem características de maquinagem únicas devido às suas propriedades físicas e mecânicas distintas. A sua resistência relativamente baixa, dureza e elevada condutividade térmica facilitam o corte e tornam-nas adequadas para operações de maquinagem a alta velocidade. No entanto, estas mesmas propriedades apresentam desafios específicos que requerem uma consideração cuidadosa durante o processo de maquinação.
O baixo ponto de fusão das ligas de alumínio leva a um aumento da plasticidade sob altas temperaturas e pressões geradas durante o corte. Este fenómeno resulta num atrito substancial na interface ferramenta-peça, causando potencialmente a adesão da ferramenta e a formação de arestas postiças. As ligas de alumínio recozidas, em particular, apresentam dificuldades em obter uma rugosidade superficial baixa devido à sua maior ductilidade.
Dois factores-chave influenciam significativamente a maquinabilidade das ligas de alumínio em comparação com o aço e o latão: a sua suavidade e menor rigidez, juntamente com um baixo módulo de elasticidade. Estas características exigem uma fixação e suporte adequados da peça de trabalho, bem como a utilização de ferramentas de corte afiadas para evitar a deflexão da peça de trabalho durante a maquinagem. A fixação inadequada ou a pressão da ferramenta podem levar a defeitos de superfície, como ranhuras irregulares e marcas de compressão.
Para otimizar a qualidade do acabamento da superfície, recomenda-se uma abordagem de corte em duas fases: corte em bruto seguido de corte de acabamento. Esta estratégia ajuda a mitigar os efeitos das camadas de óxido presentes nas peças em bruto, que podem causar um desgaste acelerado da ferramenta. A utilização de ferramentas de corte afiadas e polidas para a passagem final garante uma qualidade de superfície superior e precisão dimensional.
A maquinabilidade das ligas de alumínio é geralmente classificada em dois grupos:
Os parâmetros do processo de corte, incluindo a velocidade de corte, a taxa de avanço e a profundidade de corte, devem ser adaptados à categoria específica da liga de alumínio que está a ser maquinada. Além disso, considerações como a geometria da ferramenta, a seleção do fluido de corte e as estratégias de evacuação de aparas desempenham papéis cruciais na obtenção de resultados de maquinação ideais para ligas de alumínio.
| Funcionamento | Materiais para ferramentas | Categoria de maquinagem | Velocidade de corte (m/min) | Ângulo de inclinação do dorso (°) | Ângulo de alívio final (°) | Taxa de alimentação (mm/r) | Profundidade de corte (mm) | Líquido de refrigeração |
| Torneamento difícil. | Aço de alta velocidade. | 1 | 200-400 | 40433 | 30-40 | ≤1 | 40252 | não |
| 2 | 100-250 | 40400 | 20-30 | 0.2-0.5 | 40252 | não | ||
| Carboneto cimentado | 1 | 600-1200 | 40369 | 20-30 | 0.3-0.6 | 40252 | não | |
| 2 | 200-400 | 40369 | 40471 | 0.25-0.6 | 40252 | não | ||
| Acabar de tornear. | Aço de alta velocidade. | 1 | 400-900 | 40400 | 40-50 | 0.05-0.3 | 0.3-2.5 | Fluido de corte (emulsão ou óleo de corte) |
| 2 | 200-500 | 40368 | 30-40 | 0.03-0.25 | 0.3-2.5 | |||
| Carboneto cimentado | 1 | ≤2400 | 40400 | 20-30 | ≤0.15 | 0.3-2.5 | Fluido de corte (emulsão ou óleo de corte) | |
| 2 | 250-700 | 40368 | 40471 | 0.05-0.1 | 0.3-2.5 |
| Categoria de maquinagem | Velocidade de fresagem (m/min) | Taxa de alimentação (mm/r) | Profundidade de corte para liga de cavacos longos (mm) | Profundidade de corte para liga de cavacos curtos (mm) |
| 1 | ≤3000 | 0.02-0.1 | 0.02-0.3 | 0.02-0.6 |
| 2 | 800-1400 | 0.02-0.1 | 0.02-0.3 | 0.02-0.6 |
| Funcionamento. | Material da ferramenta. | Categoria de maquinagem | Velocidade de fresagem (m/min) | Ângulo de ataque (°) | Ângulo de inclinação lateral (°) | Taxa de alimentação (mm/r) | Profundidade de fresagem (mm) | Ângulo da hélice (°) | Líquido de refrigeração |
| Fresagem em bruto | Aço de alta velocidade | 1 | 300-600 | 8 | 25 | 0.1-0.5 | 40229 | 30-40 | não |
| 2 | 150-400 | 6 | 20 | 0.1-0.5 | 40229 | ≤30 | Líquido de arrefecimento solúvel em água. | ||
| Carboneto cimentado | 1 | ≤2500 | 8 | 20 | 0.1-0.6 | 40229 | 30-40 | não | |
| 2 | 300-800 | 6 | 15 | 0.1-0.6 | 40229 | ≤30 | não | ||
| Fresagem de acabamento | Aço de alta velocidade | 1 | ≤1500 | 12 | 30 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | 30-40 | Líquido de arrefecimento solúvel em água. |
| 2 | 250-800 | 10 | 25 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | ≤30 | Líquido de arrefecimento ou óleo solúvel em água. | ||
| Carboneto cimentado | 1 | ≤3000 | 12 | 25 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | 30-40 | Líquido de arrefecimento solúvel em água. | |
| 2 | 500-1500 | 10 | 20 | 0.03-0.1 | ≤0.5 | ≤30 | Líquido de arrefecimento ou óleo solúvel em água. |
| Material da ferramenta | Tipo de corte | Velocidade de fresagem (m/min) | Ângulo do ponto (°) | Ângulo da hélice (°) | Velocidade de avanço (mm/r) | Ângulo de relevo secundário (°) | Líquido de refrigeração |
| Aço de alta velocidade | 1 | 100-120 | 140 | 45-30 | 0.02-0.5 | 17-15 | Líquido de arrefecimento solúvel em água |
| 2 | 80-100 | 120 | 35-20 | 0.02-0.5 | 15 | Líquido de arrefecimento solúvel em água | |
| Carboneto cimentado | 1 | 200-300 | 130 | 25-15 | 0.06-0.3 | 12 | Sem líquido de refrigeração ou com líquido de refrigeração solúvel em água |
| 2 | 100-200 | 120 | 40466 | 0.06-0.3 | 12 | Sem líquido de refrigeração ou com líquido de refrigeração solúvel em água | |
| Nota | A velocidade baixa é recomendada para perfuração pequenos orifícios. | Ao perfurar placas finas, recomenda-se o aumento do ângulo da ponta ou a utilização de um berbequim com um ângulo de inclinação positivo. | Ao efetuar pequenos furos, recomenda-se a utilização de uma broca com um pequeno ângulo de hélice. | A velocidade de avanço para perfurar pequenos orifícios deve ser pequena. | Ao retificar o ângulo do relevo secundário, é importante selecionar o ângulo adequado. | É preferível utilizar um líquido de arrefecimento solúvel em água | |
| Rosca standard | M3 | M3.5 | M4 | M4.5 | M5 | M6 | M8 | M10 | M12 | M14 | M16 |
| Diâmetro do furo (mm) | 2.7 | 3.75 | 3.6 | 4.1 | 4.6 | 5.5 | 7.3 | 9.1 | 11 | 12.8 | 14.8 |
| Ferramenta | Material da ferramenta | Velocidade de fresagem (m/min) | Taxa de alimentação (mm/r) | Ângulo do ponto (°) | Ângulo da hélice (°) | Ângulo de relevo secundário (°) | Líquido de refrigeração |
| Fresa de perfuração substituível | Aço de alta velocidade. | 25-40 | 0.2-0.3 | 140 | 30-20 | 8 | Líquido de arrefecimento solúvel em água |
| Carboneto cimentado | 60-100 | 0.1-0.3 | 120 | 20-15 | 6 | Líquido de arrefecimento solúvel em água | |
| Fresa de perfuração experimental | Aço de alta velocidade | 25-40 | 0.2-0.3 | – | 30-20 | 8 | Líquido de arrefecimento solúvel em água |
| Carboneto cimentado | 60-100 | 0.1-0.3 | 20-15 | 6 | Líquido de arrefecimento solúvel em água | ||
| Fresa de mandrilar expansível | Aço de alta velocidade | 20-30 | 0.3-0.6 | 60-120 | – | 6 | Líquido de arrefecimento solúvel em água |
| Carboneto cimentado | 50-70 | 0.2-0.5 | 60-120 | 6 | Líquido de arrefecimento solúvel em água | ||
| Barra de perfuração | Aço de alta velocidade | 25-40 | 0.05-0.6 | – | 30-20 | 12 | Sem líquido de refrigeração ou com líquido de refrigeração solúvel em água |
| Carboneto cimentado | 60-100 | 0.05-0.6 | 20-15 | 10 | Sem líquido de refrigeração ou com líquido de refrigeração solúvel em água |
| Ferramenta | Material da ferramenta. | Chanfro (°). | Ângulo de ataque (°). | Velocidade de alargamento (m/min). | A velocidade de avanço (mm/r) para o diâmetro do furo fresado (mm) é a seguinte | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||||
| Escareador manual. | Aço de alta velocidade. | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | |||
| Carboneto cimentado. | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | ||||
| Hob. | Aço de alta velocidade. | 30 | 0 | 40471 | 0.1-0.2 | 0.2-0.4 | 0.3-0.5 | 0.4-0.8 | |||
| Carboneto cimentado. | 30 | 0 | 20-50 | 0.2-0.3 | 0.3-0.5 | 0.4-0.7 | 0.5-1.0 | ||||
| Desvio. | O desvio admissível (mm/r) do diâmetro do furo fresado (mm) é o seguinte | ||||||||||
| Diâmetro insuficiente do furo pré-perfurado. | Aço de alta velocidade. | ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||
| Carboneto cimentado. | ≤0.2 | 0.1-0.3 | 0.1-0.3 | 0.2-0.5 | |||||||
| 0.06-0.1 | 0.1-0.2 | 0.1-0.3 | 0.2-0.4 | ||||||||
Nota: O líquido de arrefecimento utilizado é uma mistura de óleo de querosene-turpentina (5:4), ou óleo mineral com uma viscosidade de cerca de 33°E, ou óleo de alta qualidade. A qualidade dos furos escareados a seco não é muito elevada.
Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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