010_2020 Fluidos de Corte (1)

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Usinagem
F lu idos de Corte
Fluidos de Corte
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Prof. Dr. Rodrigo Henriques Lopes
rodrigolopes@utfpr.edu.br
Usinagem
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Sumário Introdução
Fluidos de corte com capacidade lubrificante
Fluidos de corte com capacidade refrigerante
Razões para usar fluidos de corte
Classificação dos fluidos de corte
Principais problemas causados pelos fluidos de corte
Seleção dos fluidos de corte
Métodos de aplicação dos fluidos de corte
Reduzindo ou evitando o uso de fluidos de corte
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Em sistemas de manufatura, qualquer esforço para aumentar a 
produtividade e/ou reduzir custos deve ser considerado.
Em usinagem, o uso de fluidos de corte, quando escolhidos 
e aplicados apropriadamente, traz benefícios.
Composição química e propriedades corretas para lidar 
com adversidades de um processo de corte específico.
O método escolhido deve permitir que chegue o mais próximo 
possível da aresta de corte, dentro da interface 
cavaco/ferramenta, garantindo suas funções.
Fluidos em usinagem
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LUBRIFICAÇÃO em baixas velocidades de corte.
REFRIGERAÇÃO em altas velocidades de corte.
Ajudar a retirar o cavaco da zona de corte.
Proteger a máquina ferramenta e a peça da corrosão 
(suficientemente alcalino – pH>7, se possível, 8-9,5).
Principais funções dos 
fluidos de corte
!
!
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Embora as primeiras duas funções sejam normalmente
consideradas prioritárias, há situações em que a remoção de
cavacos se torna crítica, como na furação profunda e no
serramento, processos nos quais a aplicação deficiente de fluido
de corte pode resultar no engripamento dos cavacos, o que
causa a quebra prematura da ferramenta de corte. A capacidade
do fluido de corte em remover os cavacos da zona de corte
depende de sua viscosidade e vazão, além, é claro, da natureza
da operação de usinagem e do tipo de cavaco que está sendo
formado.
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Em baixas velocidades de corte:
➢ Refrigeração relativamente sem importância.
➢ Enquanto a lubrificação reduz o atrito e evita o aparecimento da APC.
➢ Nesse caso utilizar um fluido a base de óleo.
Em altas velocidades de corte:
➢ As condições não são favoráveis para a penetração do fluido de corte na interface
para exercer o papel lubrificante.
➢ Refrigeração diminui as temperaturas na ferramenta de forma geral.
➢ Nesse caso um fluido a base de água deve ser utilizado.
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Compatibilidade humana: o fluido deve ser compatível ao contato com 
a pele (pH=9,5), a nocividade de vapores e fumaças deve ser testado 
(exaustão adequada).
Partes da máquina: não só peças metálicas devem ser 
consideradas, peças plásticas e borrachas não podem sofrer com 
a ação do fluido.
Durabilidade com envelhecimento: os fluidos devem ser 
fisicamente e quimicamente estáveis, não devendo ser agentes 
degradantes ao longo do tempo. O ideal é que sejam duráveis.
Biologicamente degradáveis: fluidos com essa capacidade são 
preferíveis, uma vez que os fluidos podem possuir alta capacidade de 
ser agente de eutrofização.
Funções adicionais e 
propriedades necessárias 
aos fluidos de corte
(TOENSHOFF e DENKENA, 2013)
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Trabalham reduzindo o atrito e área de contato cavaco/ferramenta.
▪ Fluido “reduz a área” de contato cavaco-ferramenta.
▪ Sua eficiência depende da habilidade de penetrar na interface.
▪ Sua eficiência também depende da capacidade de formar um filme, com resistência
ao cisalhamento menor que a resistência do material a ser usinado.
▪ Redução do atrito entre a ferramenta e o material; redução de forças e potências;
redução da tendência de adesão entre a ferramenta e peça usinada (TOENSHOFF e
DENKENA, 2013).
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Favorecem a transferência de calor na região de corte, reduzindo, assim, a temperatura 
da ferramenta e da peça, ainda que a temperatura na interface cavaco/ferramenta não 
seja significativamente alterada.
▪ Fluido aumenta a dissipação de calor (refrigeração).
▪ Reduz a geração de calor (lubrificação).
▪ Fluidos a base de água mais refrigeram que lubrificam a região de corte.
▪ O aumento da velocidade de corte e da profundidade de corte diminui a capacidade
do fluido de refrigerar a zona de corte.
▪ Redução da temperatura da máquina (TOENSHOFF e DENKENA, 2013)
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Retificação
Torneamento
Fresamento
Furação
Furação profunda
Usinagem de engrenagens
Brunimento
Brochamento
Alargamento
Rosqueamento
Efeitos necessários para os fluidos de corte e requisitos de do processo, considerando diferentes processos de 
usinagem (TOENSHOFF e DENKENA, 2013).
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O objetivo final ao usar os fluidos de corte é reduzir o custo total de fabricação ou
aumentar a taxa de produção. Além disso, o fluido de corte podem evitar alterações
microestruturais na peça decorrentes de elevadas temperaturas de usinagem.
▪ Aumento da vida da ferramenta.
▪ Redução das forças de usinagem e, portanto, redução da potência.
▪ Melhoria do acabamento superficial da peça.
▪ Facilidade de remoção do cavaco da região de corte.
▪ Redução do risco de distorção da peça.
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Curso de tempo de desgaste durante o
fresamento de titânio em corte seco e
corte úmido com ar comprimido externo
(TOENSHOFF e DENKENA, 2013).
Influência do resfriamento na vida útil da
ferramenta durante a perfuração de cobre.
(TOENSHOFF e DENKENA, 2013).
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1. Gasosos (AR, CO2, N2)
2. Aquosos
a) Água.
b) Emulsões (“óleos solúveis”).
Fluidos emulsionáveis, Fluidos semissintéticos (microemulsões).
c) Soluções Químicas.
3. Óleos
Óleos minerais, graxos (vegetais ou animais), compostos, EP, usos múltiplos.
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Para conferir aos fluidos melhorias em propriedades específicas são adicionados alguns 
produtos químicos ou orgânicos.
➢ Antiespumantes (ceras especiais, óleos à base de silicone).
➢ Anticorrosivos (nitrito de sódio, óleos sulfurados e sulfonados).
➢ Detergentes (compostos organometálicos com Mg, Ba, Ca, etc. e alcoois).
➢ Emulsificantes (sabões ácidos graxos, gorduras sulfatadas, sulfonatos de petróleo).
➢ Biocidas.
➢ Aditivos de Extrema Pressão (EP) (compostos de enxofre, fósforo e cloro) – podem atacar o cobalto.
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➢ Problemas relativos ao meio ambiente.
➢ Problemas relativos a saúde e segurança.
➢ Podem promover choques térmicos nas ferramentas.
➢ Podem acelerar o aparecimento de trincas de origem térmica.
➢ Manutenção e descarte.
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As pessoas que trabalham frequentemente com fluidos de corte podem: ter o fluido 
entrando em contato com a pele ou olhos, respirar névoas e vapores de fluidos, ou 
engolir partículas.
Consequências:
• Dermatites.
• Problemas nos sistemas respiratórios e digestivos.
• Problemas visuais.
• Câncer.
• Etc.
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A legislação, originada por necessidades do ser humano e do meio ambiente, a partir de
pressão da sociedade, torna as questões relativas à reciclagem e ao descarte adequado
dos fluidos de corte uma exigência para as empresas que os empregam em usinagem.
Ainda, para garantir um sistema seguro e eficiente, as seguintes características devem
ser frequentemente monitoradas e controladas:
• Crescimento de bactérias e fungos.
• Odor.
• Fumaça e vapor.
• pH.
• Concentração do fluido.
• Contaminação do fluido.
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Embora ensaios de laboratórios ou testes nas linhas de produção devam ser critérios
básicos na decisão final, algumas informaçõesrelevantes devem ser consideradas:
❑ Material da ferramenta.
❑ Processo de usinagem.
❑ Outros fatores:
✓ Aceitação pelo operador da máquina.
✓ Facilidade de descarte adequado.
✓ Saúde humana e a contaminação do fluido.
✓ Fatores econômicos.
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Existem três métodos básicos de aplicação do fluido:
❑ Jorro de fluido à baixa pressão (torneira à pressão normal).
❑ Pulverização [Mínima Quantidade de Fluido (MQF), Mínima Quantidade de Líquido
(MQL)].
❑ Sistema de alta pressão.
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Peça
Ferramenta
Cavaco
1
2
3
4
1 – Sobre-cabeça
2 – Na superfície de saída
3 – Na superfície de folga
4 – Pelo interior da ferramenta
(TOENSHOFF e DENKENA, 2013)(AB SANDVIK COROMANT, 2017)
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Meio 
Ambiente Sociedade
Aspectos 
econômicos
Aspectos 
tecnológicos
❑ Apesar dos benefícios tecnológicos proporcionados
pelos fluidos de corte, eles também representam um
risco considerável ao meio ambiente e à
humanidade.
❑ Componentes do fluido de corte, como bactericidas
e fungicidas, produtos de reação originados no fluido de
corte e substâncias estranhas incluídas, podem se
tornar a causa raiz de doenças.
❑ Vazamentos e perdas por arraste, emissões, água de
lavagem e descarte de fluidos de corte usados são um
fardo para a terra, a água e o ar.
(KLOCKE, 2011)
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❑ O manuseio de fluidos de corte e seu descarte
são, portanto, regulamentados por legisladores e
associações profissionais com requisitos rígidos.
❑ A redução do uso de fluidos de corte visa utilizar
apenas a quantidade de fluido de corte
tecnologicamente necessária.
❑ Tarefas secundárias do fluido de corte, como o
transporte de cavacos dentro da máquina ou trazer
esses cavacos à temperatura certa devem ser
executadas por outras medidas que dizem respeito
não apenas à ferramenta, mas também à máquina-
ferramenta.
(KLOCKE, 2011)
Meio 
Ambiente Sociedade
Aspectos 
econômicos
Aspectos 
tecnológicos
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Meios relativos às ferramentas e às máquinas-ferramenta para reduzir a demanda por fluido de corte no processo de
usinagem (KLOCKE, 2011).
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A etapa mais decisiva para evitar problemas associados ao uso de fluidos de corte é a 
usinagem a seco (KLOCKE, 2011). 
Há um esforço para o desenvolvimento de métodos de usinagem sem fluido de corte.
Alguns problemas a serem solucionados com parâmetros de corte adequados em
função do material a ser usinado (visando o corte sem fluido):
▪ Composição do material da peça.
▪ Desenvolvimento de materiais de ferramenta e revestimento.
▪ Mudanças nas geometrias de ferramentas.
(TSCHÄTSCH, 2009) 
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Usinagem a seco - requisitos e restrições (KLOCKE, 2011).
❑Muitas tarefas de usinagem, que ainda hoje usam
grandes quantidades de fluidos de corte, não os
requerem tecnologicamente.
❑ Para cada tarefa de usinagem atual ou futura,
portanto, a questão básica deve ser colocada é se é
possível dispensar os fluidos de corte ou não.
❑ No entanto, isso não pode ser realizado
simplesmente interrompendo o fornecimento de
fluido de corte, mesmo que isso tenha um efeito
positivo em casos isolados.
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Referências Bibliográficas:
KLOCKE, F. Manufacturing Processes 1: Cutting. Springer, 2011. https://doi.org/10.1007/978-3-642-11979-8.
MACHADO, A. R.; COELHO, R. T.; ABRÃO, A. M.; SILVA, M. B. Teoria da usinagem dos materiais. Editora Blucher,
2015.
TOENSHOFF, H. K.; DENKENA, B. Basics of Cutting and Abrasive Processes. Springer, 2013.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-33257-9.
TRENT, E. M.; WRIGHT, P. K. Metal cutting. 4th ed. Butterworth Heinemann, 2000. ISBN 9788131203521.
TSCHÄTSCH, H. Applied Machining Technology. Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2009. DOI 10.1007/978-3-642-
01007-1.
https://doi.org/10.1007/978-3-642-11979-8
https://doi.org/10.1007/978-3-642-33257-9
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
PRU