Você já se perguntou por que a usinagem de ligas de alumínio pode ser tanto um sonho quanto um pesadelo? Este artigo se aprofunda nas propriedades exclusivas 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 aprimorar seu processo de usinagem.
Resumo:
As ligas de alumínio possuem características exclusivas de usinagem devido às suas propriedades físicas e mecânicas distintas. Sua resistência relativamente baixa, dureza e alta condutividade térmica facilitam o corte e as tornam adequadas para operações de usinagem de alta velocidade. No entanto, essas mesmas propriedades apresentam desafios específicos que exigem consideração cuidadosa durante o processo de usinagem.
O baixo ponto de fusão das ligas de alumínio leva ao aumento da plasticidade sob altas temperaturas e pressões geradas durante o corte. Esse fenômeno resulta em atrito substancial na interface ferramenta-peça, o que pode causar a adesão da ferramenta e a formação de arestas postiças. As ligas de alumínio recozidas, em particular, apresentam dificuldades para obter baixa rugosidade superficial devido à sua maior ductilidade.
Dois fatores-chave influenciam significativamente a usinabilidade das ligas de alumínio em comparação com o aço e o latão: sua maciez e menor rigidez, aliadas a um baixo módulo de elasticidade. Essas características exigem fixação e suporte adequados da peça de trabalho, bem como o uso de ferramentas de corte afiadas para evitar a deflexão da peça de trabalho durante a usinagem. A fixação inadequada ou a pressão da ferramenta podem levar a defeitos na superfície, como ranhuras irregulares e marcas de compressão.
Para otimizar a qualidade do acabamento da superfície, recomenda-se uma abordagem de corte em dois estágios: corte de desbaste seguido de corte de acabamento. Essa estratégia ajuda a atenuar os efeitos das camadas de óxido presentes nas peças em bruto, que podem causar desgaste acelerado da ferramenta. O emprego de ferramentas de corte afiadas e polidas para o passe final garante qualidade de superfície superior e precisão dimensional.
A usinabilidade da liga de alumínio é geralmente categorizada em dois grupos:
Os parâmetros do processo de corte, incluindo velocidade de corte, taxa de avanço e profundidade de corte, devem ser adaptados à categoria específica da liga de alumínio que está sendo usinada. Além disso, considerações como a geometria da ferramenta, a seleção do fluido de corte e as estratégias de evacuação de cavacos desempenham papéis cruciais na obtenção de resultados ideais de usinagem para ligas de alumínio.
| Operação | Materiais de ferramentas | Categoria de usinagem | Velocidade de corte (m/min) | Ângulo de inclinação para trás (°) | Ângulo de alívio da extremidade (°) | Taxa de alimentação (mm/r) | Profundidade de corte (mm) | Líquido de arrefecimento |
| 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 | ||
| Carbeto cimentado | 1 | 600-1200 | 40369 | 20-30 | 0.3-0.6 | 40252 | não | |
| 2 | 200-400 | 40369 | 40471 | 0.25-0.6 | 40252 | não | ||
| Acabamento do torneamento. | 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 | |||
| Carbeto 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 usinagem | 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 |
| Operação. | Material da ferramenta. | Categoria de usinagem | 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 arrefecimento |
| Fresamento em desbaste | 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. | ||
| Carbeto 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 | ||
| Fresamento 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 | Óleo ou líquido de arrefecimento solúvel em água. | ||
| Carbeto 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 | Óleo ou líquido de arrefecimento solúvel em água. |
| Material da ferramenta | Tipo de corte | Velocidade de fresagem (m/min) | Ângulo do ponto (°) | Ângulo da hélice (°) | Taxa de avanço (mm/r) | Ângulo de alívio secundário (°) | Líquido de arrefecimento |
| Aço de alta velocidade | 1 | 100-120 | 140 | 45-30 | 0.02-0.5 | 17-15 | Refrigerante solúvel em água |
| 2 | 80-100 | 120 | 35-20 | 0.02-0.5 | 15 | Refrigerante solúvel em água | |
| Carbeto cimentado | 1 | 200-300 | 130 | 25-15 | 0.06-0.3 | 12 | Sem líquido de arrefecimento ou líquido de arrefecimento solúvel em água |
| 2 | 100-200 | 120 | 40466 | 0.06-0.3 | 12 | Sem líquido de arrefecimento ou líquido de arrefecimento solúvel em água | |
| Observação | A velocidade baixa é recomendada para perfuração pequenos orifícios. | Ao perfurar placas finas, recomenda-se aumentar o ângulo da ponta ou usar uma furadeira com um ângulo de inclinação positivo. | Ao fazer furos pequenos, é recomendável usar uma furadeira com um ângulo de hélice pequeno. | A taxa de avanço para a perfuração de furos pequenos deve ser pequena. | Ao retificar o ângulo do relevo secundário, é importante selecionar o ângulo adequado. | É melhor usar um líquido de arrefecimento solúvel em água | |
| Rosca padrão | 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 alívio secundário (°) | Líquido de arrefecimento |
| Cortador de mandrilamento substituível | Aço de alta velocidade. | 25-40 | 0.2-0.3 | 140 | 30-20 | 8 | Refrigerante solúvel em água |
| Carbeto cimentado | 60-100 | 0.1-0.3 | 120 | 20-15 | 6 | Refrigerante solúvel em água | |
| Fresa de mandrilamento experimental | Aço de alta velocidade | 25-40 | 0.2-0.3 | – | 30-20 | 8 | Refrigerante solúvel em água |
| Carbeto cimentado | 60-100 | 0.1-0.3 | 20-15 | 6 | Refrigerante solúvel em água | ||
| Fresa de mandrilamento expansível | Aço de alta velocidade | 20-30 | 0.3-0.6 | 60-120 | – | 6 | Refrigerante solúvel em água |
| Carbeto cimentado | 50-70 | 0.2-0.5 | 60-120 | 6 | Refrigerante solúvel em água | ||
| Barra de perfuração | Aço de alta velocidade | 25-40 | 0.05-0.6 | – | 30-20 | 12 | Sem líquido de arrefecimento ou líquido de arrefecimento solúvel em água |
| Carbeto cimentado | 60-100 | 0.05-0.6 | 20-15 | 10 | Sem líquido de arrefecimento ou líquido de arrefecimento solúvel em água |
| Ferramenta | Material da ferramenta. | Chanfro (°). | Ângulo de avanço (°). | Velocidade de alargamento (m/min). | A taxa de avanço (mm/r) para o diâmetro do furo fresado (mm) é a seguinte: | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||||
| Alargador manual. | Aço de alta velocidade. | 45 | 40241 | / | / | / | / | / | |||
| Carbeto 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 | |||
| Carbeto cimentado. | 30 | 0 | 20-50 | 0.2-0.3 | 0.3-0.5 | 0.4-0.7 | 0.5-1.0 | ||||
| Desvio. | O desvio permitido (mm/r) do diâmetro do furo escareado (mm) é o seguinte: | ||||||||||
| Diâmetro insuficiente do furo pré-perfurado. | Aço de alta velocidade. | ≤10 | ＞10-25 | ＞25-40 | ＞40 | ||||||
| Carbeto 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 | ||||||||
Observação: O líquido de arrefecimento usado é uma mistura de querosene e óleo de terebintina (5:4), ou óleo mineral com viscosidade de aproximadamente 33°E, ou óleo de alta qualidade. A qualidade dos furos escareados a seco não é muito alta.
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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