O desgaste da ferramenta é um problema muito comum durante operações de torneamento. Seja em um torno convencional ou em um torno CNC, as ferramentas de corte se desgastam gradualmente sob condições contínuas de usinagem. Quando o desgaste da ferramenta se torna severo, pode afetar a precisão dimensional, o acabamento superficial, a eficiência da usinagem e até mesmo causar quebra da ferramenta ou descarte da peça. Em muitas oficinas de usinagem, problemas como dimensões instáveis, falhas frequentes de insertos e ruídos de corte anormais estão intimamente relacionados ao desgaste da ferramenta. Identificar as condições de desgaste da ferramenta a tempo e aplicar soluções adequadas pode melhorar significativamente a estabilidade da usinagem e prolongar a vida útil da ferramenta.
Por que ocorre o desgaste das ferramentas de torneamento?
Durante as operações de torneamento, a ferramenta de corte é exposta a altas temperaturas, pressão e atrito constante. O desgaste da ferramenta é, portanto, inevitável. No entanto, a taxa de desgaste varia muito dependendo das condições de usinagem. Compreender as causas do desgaste ajuda a reduzir os danos à ferramenta de forma mais eficaz.
Temperaturas de corte excessivas causam danos à ferramenta.
Durante o torneamento, uma grande quantidade de calor é gerada perto da aresta de corte. Quanto maior a velocidade de corte, maior o atrito entre a ferramenta e a peça, fazendo com que a temperatura da ponta da ferramenta suba rapidamente. Quando a temperatura permanece muito alta, a dureza da ferramenta diminui, a aresta de corte amolece e pode ocorrer descascamento do revestimento ou lascamento da aresta. Esse problema se torna mais sério durante a usinagem de alta velocidade de aço inoxidável e materiais endurecidos. Se as condições de resfriamento forem insuficientes, a vida útil da ferramenta diminuirá significativamente.
A dureza da peça afeta a vida útil da ferramenta.
Materiais diferentes afetam o desgaste da ferramenta em taxas diferentes:
- O aço macio é relativamente fácil de usinar.
- O aço endurecido gera maior resistência ao corte.
- O aço inoxidável tende a causar acúmulo de material nas arestas e endurecimento por trabalho.
- O ferro fundido produz partículas abrasivas de desgaste.
Se o material da pastilha não for compatível com o material da peça, o desgaste rápido da ferramenta ou o lascamento da aresta podem ocorrer facilmente.
Parâmetros de corte inadequados
Muitas falhas de ferramentas estão relacionadas a configurações incorretas de parâmetros. Velocidade de corte, avanço ou profundidade de corte excessivos aumentam significativamente a carga na ferramenta. Quando os parâmetros de corte excedem a capacidade da pastilha, a temperatura de corte aumenta rapidamente e o desgaste se acelera. Alguns operadores utilizam condições de corte severas continuamente para melhorar a produtividade, mas isso geralmente reduz consideravelmente a vida útil da pastilha.
Tipos comuns de desgaste em ferramentas de torneamento
Diferentes padrões de desgaste afetam a qualidade da usinagem e a vida útil da ferramenta de maneiras distintas. Compreender os tipos de desgaste mais comuns ajuda os operadores a identificar problemas e ajustar as condições de usinagem rapidamente.
Desgaste de flanco
O desgaste de flanco é uma das formas mais comuns de desgaste de ferramentas. À medida que o tempo de corte aumenta, a superfície do flanco desgasta-se gradualmente, fazendo com que a aresta de corte fique cega. Isso leva a uma redução na qualidade do acabamento superficial e ao aumento da resistência ao corte. O uso contínuo pode resultar em imprecisões dimensionais. Em condições normais, o desgaste de flanco é esperado, mas as pastilhas devem ser substituídas quando o desgaste atingir um limite crítico.
Desgaste em forma de cratera na face do ancinho
O fluxo contínuo de cavacos sobre a face de corte sob alta temperatura forma gradualmente um sulco em forma de cratera. Esse tipo de desgaste é comum durante a usinagem em alta velocidade, especialmente no processamento de materiais de alta resistência. O desgaste em cratera enfraquece a estrutura da pastilha e pode eventualmente causar falha da aresta de corte. Em ambientes de corte de alta velocidade, o controle inadequado dos parâmetros pode acelerar drasticamente o desgaste em cratera.
Problemas de lascamento nas bordas
O lascamento das bordas é um problema sério de falha da ferramenta. As causas comuns incluem:
- Impacto de corte excessivo
- Vibração severa da máquina
- Estabilidade deficiente na fixação da peça
- Força insuficiente da ferramenta
Esse problema ocorre com maior frequência durante cortes interrompidos. Quando a aresta de corte lasca, marcas visíveis costumam aparecer na superfície da peça, e a precisão dimensional pode ser afetada imediatamente.
Como reduzir o desgaste da ferramenta de torneamento
Embora o desgaste da ferramenta não possa ser completamente evitado, ajustes adequados de usinagem podem reduzir significativamente as taxas de desgaste. Em muitos ambientes de produção, a vida útil da pastilha melhora consideravelmente após a otimização das condições de usinagem.
Selecione os materiais de ferramentas adequados
Diferentes materiais de peças de trabalho exigem diferentes tipos de insertos:
- Na usinagem geral de aço, utilizam-se insertos de metal duro revestidos.
- O aço inoxidável requer inserções resistentes ao calor.
- Materiais endurecidos exigem ferramentas de CBN.
- As ligas de alumínio são mais adequadas para insertos de PCD.
Quando o material da pastilha é adequadamente selecionado, a estabilidade da usinagem e a vida útil da ferramenta melhoram significativamente.
Ajuste os parâmetros de corte para reduzir a carga.
Parâmetros de corte adequados ajudam a reduzir o desgaste da ferramenta. Se o desgaste da ferramenta ocorrer muito rapidamente, a velocidade de corte pode ser reduzida, a taxa de avanço diminuída ou métodos de corte em múltiplas passagens podem ser adotados. Em muitos casos, uma pequena redução na velocidade do fuso pode prolongar consideravelmente a vida útil da pastilha. Os parâmetros de usinagem também devem ser ajustados continuamente de acordo com as condições reais de corte, em vez de permanecerem fixos.
Melhorar o resfriamento e a evacuação do chip
O fluido de corte reduz a temperatura da ponta da ferramenta e melhora a evacuação de cavacos. Se o fluxo de fluido de corte for insuficiente ou direcionado incorretamente, o calor não poderá ser removido de forma eficaz, acelerando o desgaste da ferramenta. A má evacuação de cavacos também pode fazer com que os cavacos se atritem repetidamente contra a pastilha, aumentando ainda mais a temperatura de corte. O uso de pastilhas quebra-cavacos, o aumento da pressão do fluido de corte e a otimização dos percursos de usinagem podem melhorar o controle de cavacos.
Como determinar quando uma ferramenta deve ser substituída
Muitos operadores continuam utilizando insertos mesmo após um desgaste severo. Isso não só afeta a qualidade da usinagem, como também aumenta os riscos de produção. O monitoramento adequado da condição da ferramenta ajuda a evitar problemas adicionais de usinagem.
A qualidade do acabamento da superfície diminui visivelmente.
À medida que a aresta de corte perde o fio, a superfície da peça começa a mudar visivelmente. Sinais comuns incluem superfícies ásperas, marcas de ferramenta excessivas, lascas na superfície e redução da suavidade. Esses sintomas geralmente indicam que a pastilha entrou em um estágio de desgaste severo. A usinagem contínua pode resultar na rejeição do produto.
A precisão dimensional torna-se instável.
Após o desgaste da ferramenta, a repetibilidade da usinagem diminui:
- As dimensões começam a se deslocar.
- A consistência do produto piora.
- A precisão do acabamento diminui significativamente.
- Os ajustes de compensação de ferramentas tornam-se mais frequentes.
Mesmo que a máquina e o programa permaneçam inalterados, dimensões instáveis são frequentemente causadas por ferramentas desgastadas.
Ruído de corte anormal e carga da máquina
Em condições normais, o ruído de corte permanece relativamente estável. Se ruídos agudos, vibrações de alta frequência ou sons de impacto repetidos aparecerem durante a usinagem, o desgaste anormal da ferramenta geralmente é a causa. Ao mesmo tempo, a carga no fuso normalmente aumenta, juntamente com maior vibração da máquina e geração de calor. O uso contínuo de ferramentas desgastadas pode levar à quebra da pastilha ou mesmo a danos na máquina.
Erros comuns no uso de ferramentas de torneamento
Muitas oficinas de usinagem têm hábitos operacionais incorretos que podem não apresentar problemas imediatos, mas que gradualmente aceleram o desgaste das ferramentas e afetam a estabilidade da máquina.
Problemas comuns incluem usinagem contínua com carga pesada, falha na troca de insertos para diferentes materiais, uso contínuo de ferramentas severamente desgastadas e manutenção dos parâmetros de corte inalterados por longos períodos. Alguns operadores também ignoram a concentração do fluido de corte e as condições de evacuação de cavacos, fazendo com que as ferramentas permaneçam sob calor excessivo. Diferentes materiais, estruturas de peças e estágios de usinagem exigem ajustes flexíveis de ferramentas e condições de corte. O uso contínuo dos mesmos parâmetros e insertos geralmente resulta em problemas de desgaste da ferramenta cada vez mais graves.
