Em operações de torneamento, a seleção das pastilhas de corte afeta diretamente a eficiência da usinagem, a qualidade da superfície e a estabilidade da produção. Diferentes materiais, condições de corte e capacidades da máquina-ferramenta exigem diferentes geometrias, classes e revestimentos de pastilhas. Se a pastilha não for selecionada corretamente, podem ocorrer problemas como lascamento da aresta de corte, vibração, acabamento superficial ruim e vida útil reduzida da ferramenta. A escolha adequada das pastilhas ajuda a garantir um desempenho de usinagem estável, reduzindo o custo total de produção.
Tipos básicos de insertos de torneamento
As pastilhas de torneamento podem ser classificadas em diferentes tipos com base na geometria e na aplicação. Cada estrutura é projetada para condições de usinagem específicas.
Formas de inserção comuns
As geometrias de inserção comuns incluem:
- Pastilhas triangulares: altamente versáteis, adequadas para desbaste e semiacabamento.
- Pastilhas diamantadas: ideais para acabamento e usinagem de contornos.
- Pastilhas quadradas: aresta de corte robusta, adequadas para desbaste pesado.
- Pastilhas redondas: adequadas para cortes interrompidos e condições de alto impacto.
Diferentes ângulos de ponta afetam a estabilidade do corte. Uma ponta mais afiada é mais adequada para acabamento, enquanto uma aresta mais resistente é melhor para cargas de corte pesadas.
Materiais de inserção comuns
O material do inserto determina a resistência ao desgaste e ao calor. Os tipos mais comuns incluem:
- Pastilhas de metal duro: as mais utilizadas, adequadas para usinagem geral de aço.
- Pastilhas revestidas: melhoram a resistência ao desgaste e a estabilidade térmica.
- Pastilhas cerâmicas: adequadas para usinagem de alta velocidade de ferro fundido.
- Pastilhas de CBN: utilizadas para materiais endurecidos
- Pastilhas de PCD: ideais para ligas de alumínio e cobre.
Os diferentes materiais determinam as condições de operação e o desempenho da vida útil da pastilha.
Seleção de insertos com base no material da peça
Materiais diferentes exigem características de inserção diferentes, e a combinação adequada é essencial.
Aço carbono e aço liga
O aço carbono é relativamente fácil de usinar e permite uma ampla variedade de opções de insertos.
As escolhas típicas incluem:
- Insertos de metal duro revestidos
- Graus de resistência média
- Geometrias de uso geral
Ao usinar o aço 45, é necessário um equilíbrio entre afiação e resistência ao impacto para evitar fraturas frágeis ou desgaste excessivo.
Usinagem de aço inoxidável
O aço inoxidável tende a sofrer endurecimento por deformação durante o corte, tornando a usinagem mais exigente.
Características de inserção recomendadas:
- alta resistência ao calor
- Revestimentos antiaderentes
- Ângulos de inclinação adequadamente projetados
A formação de aresta postiça é comum durante a usinagem de aço inoxidável, portanto, condições de corte estáveis devem ser mantidas para evitar mudanças frequentes no contato da ferramenta.
Usinagem de liga de alumínio
O alumínio é macio, mas propenso à formação de rebarbas, exigindo lâminas de corte afiadas.
Os acessórios adequados incluem:
- Insertos de PCD
- Inserções de borda altamente polidas
- Pastilhas dedicadas para usinagem de alumínio
Na usinagem de alumínio, a qualidade da superfície e a evacuação de cavacos são fatores essenciais. Uma aresta de corte afiada e um fluxo de cavacos suave são fundamentais para evitar aderência e riscos na superfície.
Usinagem de materiais de alta dureza
Aços endurecidos e aços para moldes exigem ferramentas de corte de alto desempenho.
As inserções recomendadas incluem:
- Inserções de CBN
- Pastilhas de cerâmica
- Pastilhas de metal duro revestidas com alta resistência ao desgaste
A usinagem é normalmente realizada com pequenas profundidades de corte e baixas taxas de avanço para garantir estabilidade e vida útil da ferramenta.
Influência dos parâmetros geométricos de inserção
A geometria da pastilha tem um impacto direto na força de corte, no controle de cavacos e no acabamento superficial.
Ângulo de inclinação e ângulo de alívio
O ângulo de inclinação influencia a capacidade de corte:
- Ângulo de ataque maior: força de corte mais leve, adequado para materiais macios.
- Ângulo de ataque menor: aresta de corte mais resistente, adequada para materiais duros.
O ângulo de alívio afeta o comportamento do atrito:
- Muito pequeno: aumenta o atrito e a geração de calor.
- Muito grande: enfraquece a resistência da borda.
É necessário um equilíbrio entre afiação e resistência, dependendo das condições de usinagem.
Raio do nariz
O raio da ponta afeta significativamente os resultados da usinagem:
- Raio maior: melhor acabamento superficial, mas maior força de corte.
- Raio menor: adequado para contornos finos, mas com menor durabilidade.
As operações de acabamento frequentemente utilizam raios de ponta maiores para melhorar a qualidade da superfície.
Projeto de quebra-cavacos
A geometria do quebra-cavacos influencia o controle dos cavacos:
- Quebra-cavacos amplo: adequado para usinagem de desbaste.
- Quebra-cavacos preciso: adequado para acabamento.
- Projetos especializados: evitam o emaranhamento de chips longos.
A má evacuação de cavacos pode aumentar a temperatura de corte e reduzir a vida útil da ferramenta.
Ajuste de insertos às condições de usinagem
A seleção da pastilha deve corresponder às condições de usinagem para garantir um desempenho estável.
Compatibilidade de velocidade de corte
Diferentes insertos operam em diferentes faixas de velocidade:
- Pastilhas de metal duro: velocidade média a alta
- Pastilhas cerâmicas: usinagem de alta velocidade
- Pastilhas de CBN: ultra-alta dureza e corte em alta velocidade.
Velocidades de corte incorretas podem levar ao desgaste prematuro ou à falha da pastilha.
Correspondência dos parâmetros de corte
A funcionalidade de inserção define os limites dos parâmetros:
- Inserções resistentes suportam cortes pesados
- Pastilhas de acabamento requerem taxas de avanço baixas.
- Pastilhas de desbaste são projetadas para alta remoção de material.
Para uma usinagem estável, os parâmetros devem estar alinhados com o desempenho da pastilha.
Influência da rigidez da máquina
Mesmo insertos de alto desempenho podem falhar se a rigidez da máquina for insuficiente.
Em tais casos:
- Utilize geometrias de inserção mais estáveis
- Reduzir o raio do nariz
- Parâmetros de corte inferiores
Problemas comuns na seleção de inserção
A seleção incorreta de insertos é comum na usinagem prática e pode afetar significativamente o desempenho.
Problemas típicos incluem:
- Escolher insertos baseando-se apenas no preço, sem considerar a compatibilidade do material.
- Utilização de insertos de desbaste para operações de acabamento
- Ignorando as diferenças de revestimento
- Incompatibilidade entre a pastilha e o porta-ferramentas
- Negligenciar os requisitos de evacuação do chip
Esses problemas podem levar à redução da vida útil da ferramenta e à baixa qualidade da usinagem.
