Já alguma vez pensou no impacto das pequenas aparas de metal no processo de maquinagem? No corte de metal, a formação de limalha desempenha um papel crucial na eficiência e segurança. Desde bobinas em espiral a peças fragmentadas, cada tipo de limalha pode afetar a qualidade e a segurança do seu trabalho. Este artigo explora os factores que influenciam a formação de aparas, oferecendo informações sobre como otimizar as suas operações de corte de metal para um melhor controlo e melhores resultados. Mergulhe para saber como gerir a formação de aparas e melhorar o seu processo de maquinagem.
Nas operações de corte de metais, algumas aparas formam-se em espirais, partindo-se automaticamente a um determinado comprimento; outras dobram-se em fragmentos em forma de C ou de S.
Alguns assumem a forma de espirais semelhantes a molas, enquanto outros se fragmentam em agulhas ou em pequenos pedaços, que se espalham por todo o lado, comprometendo a segurança.
As limalhas em forma de fita podem ser enroladas à volta das ferramentas e das peças de trabalho, representando um risco de acidente. Um mau controlo das limalhas pode impedir a produção normal.
O elementos de ligaA dureza e o estado do tratamento térmico do material da peça de trabalho têm impacto na espessura e na ondulação das aparas. O aço macio forma aparas mais espessas do que o aço duro, e o aço duro é menos propenso a ondular.
As limalhas que não se enrolam facilmente são finas, mas o aço macio também resiste ao enrolamento quando a espessura da limalha é demasiado grande. A forma exterior da peça de trabalho é outro fator importante.
A adequação dos parâmetros geométricos da zona de corte da ferramenta é o método mais comum para melhorar o controlo da formação de aparas e a fiabilidade da quebra de aparas.
O ângulo de inclinação é inversamente proporcional à espessura da apara e tem um valor ótimo para diferentes materiais a maquinar; o ângulo de folga principal influencia diretamente a espessura e a largura da apara, sendo que um ângulo grande facilita a quebra da apara.
O raio do arco da ponta da ferramenta está relacionado com a espessura e largura da apara e com a direção do fluxo da apara.
A maquinagem fina é adequada para um raio mais pequeno, enquanto a maquinagem grosseira é mais adequada para um raio maior.
A largura da ranhura de quebra de apara é proporcionalmente selecionada de acordo com a velocidade de avanço - uma ranhura estreita para uma velocidade de avanço pequena e uma ranhura mais larga para uma velocidade de avanço grande.
A profundidade da ranhura de quebra de apara é inversamente selecionada de acordo com a taxa de avanço - uma profunda para uma taxa de avanço pequena e uma rasa para uma taxa de avanço grande.
Os três elementos dos parâmetros de corte definem a gama de remoção de aparas.
A taxa de avanço e a profundidade de corte posterior têm o impacto mais significativo na remoção de aparas, enquanto a velocidade de corte dentro da gama padrão tem o menor efeito.
A taxa de avanço é diretamente proporcional à espessura da apara; a profundidade de corte posterior é diretamente proporcional à largura da apara; a velocidade da apara é inversamente proporcional à espessura da apara. O aumento da velocidade de corte reduz a gama efectiva de remoção de aparas.
Moderno Máquinas-ferramentas CNC empregam funções de edição NC para ajustar periodicamente a taxa de avanço, alcançando o que é tipicamente referido como "remoção de aparas controlada pelo programa".
Este método é altamente fiável para a remoção de aparas, mas é menos económico em termos de corte. É normalmente utilizado em operações em que a remoção de aparas é um desafio, como no torneamento de faces de extremidade e em operações de corte profundo. ranhurar.
A adição de fluido de corte alarga o intervalo efetivo de remoção de aparas, particularmente notório quando pequenas taxas de avanço causam facilmente a ondulação das aparas.
A utilização de fluidos de corte de alta pressão para a quebra e remoção de aparas é um método eficaz em determinados processos de maquinagem, tais como furos profundos perfuraçãoonde os fluidos de corte de alta pressão podem expulsar as aparas da zona de corte.
O processo de formação de pastilhas em forma de tira pode ser dividido em três fases:
1. Fase de Deformação Básica:
Esta é a fase em que a camada de metal que está a ser cortada começa a interagir com a aresta de corte da ferramenta, levando à separação da apara do material da peça.
2. Fase de deformação por enrolamento:
Isto inclui a ondulação ascendente, a ondulação lateral e a ondulação cónica que envolve as direcções A e B.
3. Fase adicional de deformação e fracturação.
Dadas as variações nos materiais das peças e nas condições de corte, é produzida uma gama diversificada de formas de aparas durante o processo de corte.
As principais formas das aparas podem ser categorizadas em tipos tipo fita, segmentado, granular e fragmentado, conforme ilustrado na figura.
1. Fichas em forma de fita
Este é o tipo mais comum de lasca. A superfície interna é lisa e a superfície externa é fofa.
Ao maquinar metais dúcteis, em condições de pequena espessura de corte, alta velocidade de corte e maior ângulo de inclinação da ferramenta, este tipo de apara forma-se frequentemente. O processo de corte é equilibrado, com menos flutuação na força de corte, e a superfície maquinada tem uma rugosidade menor.
2. Fichas segmentares
Também conhecida como lascas esmagadas. A superfície exterior é serrilhada e a superfície interior apresenta por vezes fissuras. Este tipo de limalha forma-se frequentemente quando a velocidade de corte é mais baixa, a espessura de corte é maior e o ângulo de inclinação da ferramenta é menor.
3. Fichas granuladas
Também conhecida como lasca unitária. No processo de formação de aparas, se a tensão de cisalhamento no plano de cisalhamento exceder a resistência à fratura do material, a fenda estende-se a toda a superfície e a unidade de aparas cai do material cortado, formando aparas granulares, como se mostra na figura C.
Os três tipos de aparas acima referidos só podem ser obtidos aquando do processamento de materiais dúcteis. Entre eles, o processo de corte de aparas tipo fita é o mais estável e a flutuação da força de corte das aparas unitárias é a maior.
Na produção, as aparas em forma de fita são as mais comuns, por vezes obtêm-se aparas trituradas e raramente se vêem aparas unitárias.
Se as condições para as aparas trituradas forem alteradas, como a redução do ângulo de inclinação da ferramenta, a redução da velocidade de corte ou o aumento da espessura de corte, podem ser obtidas aparas unitárias. Por outro lado, podem ser obtidas limalhas tipo fita.
Isto indica que a forma da apara pode ser transformada com as condições de corte. Uma vez dominada a sua regra de alteração, a deformação, a forma e o tamanho da apara podem ser controlados para atingir o objetivo de enrolamento e quebra da apara.
4. Formação de lascas frágeis
Este tipo de formação de aparas ocorre em materiais frágeis. As aparas têm uma forma irregular, resultando numa superfície maquinada áspera e irregular.
No processo de corte, estas aparas sofrem uma deformação mínima antes de fracturarem, o que as diferencia das aparas formadas por materiais dúcteis.
A fragilidade deve-se principalmente ao facto de a tensão aplicada ultrapassar o limite de tração do material. Os materiais frágeis e duros, como o ferro fundido com alto teor de silício e o ferro fundido branco, produzem frequentemente estas aparas, especialmente quando a espessura de corte é substancial.
O processo de corte é instável, pode danificar a ferramenta, danificar a máquina-ferramenta e tornar áspera a superfície já maquinada.
Por conseguinte, deve ser evitado na produção. Os métodos para o evitar incluem a redução da espessura de corte, fazendo com que as aparas se formem em forma de agulha ou de folha, e aumentando adequadamente a velocidade de corte para aumentar a ductilidade do material da peça.
Os quatro tipos de aparas acima referidos são típicos, mas as aparas obtidas no local de transformação têm várias formas.
Nas operações de corte modernas, a velocidade de corte e a taxa de remoção de metal atingiram níveis elevados, criando condições de corte difíceis que frequentemente produzem uma quantidade substancial de aparas "inaceitáveis".
Devem ser tomadas medidas adequadas nos processos de corte para controlar a ondulação, o fluxo e a quebra das aparas, resultando na formação de aparas "aceitáveis" e bem formadas.
O método de controlo de aparas mais utilizado no processamento atual inclui a retificação de uma ranhura de quebra de aparas na face frontal da ferramenta ou a utilização de uma pinça quebra-cavacos.
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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