Aula 4 - 22-03-23 Aplicação de Fluido de Corte - Usinagem em Altíssima Velocidade

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Prof. José Milton de Freitas PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO E USINAGEM
APLICAÇÃO DE FLUIDOS DE 
CORTE
Aula 4
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- Fluidos de Corte: 
• Os fluidos de corte tem como objetivo conferir alguma melhoria
no processo de usinagem, seja pela vantagem econômica
(aumento de produtividade, baixar custo de ferramenta por peça
usinada, diminuição da força na usinagem que proporciona uma
economia de energia, melhora da vida da ferramenta, entre
outras), ou funcional (acabamento superficial, melhor
desempenho de formação de cavaco, facilitar a usinabilidade,
entre outras).
APLICAÇÃO DE FLUIDOS DE CORTE
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- As funções especificas principais dos fluidos de corte são:
• Lubrificação a baixa velocidade de corte - A velocidade de corte está
diretamente ligada a quantidade de calor gerado durante a
usinagem, então em um processo com baixas velocidades de corte, a
quantidade de calor gerado não possui grande relevância para o
processo, logo a prioridade é de diminuir o atrito entre ferramenta e
cavaco a fim de prevenir a formação de aresta postiça. Fluidos
lubrificantes são recomendados.
Fluido lubrificante
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• Refrigeração a altas velocidades - Em grandes velocidades de corte
a quantidade de atrito é muito elevada, então a temperatura da
ferramenta atinge níveis muito altos, isso causa alguns efeitos
indesejados, como redução de vida da ferramenta, falseamento
das medidas da peça de trabalho, entre outros. Na utilização de um
fluido refrigerante a característica desejada consiste em obter uma
boa quantidade de troca de calor a fim de reduzir a temperatura da
peça e ferramenta, mas a própria utilização do refrigerante pode
gerar alguns problemas como o trincamento da ferramenta devido
a choques térmicos.
Fluido refrigerante
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• Remoção de cavacos da zona de corte - Durante o processo de
usinagem a formação de cavacos longos aumenta a geração de
calor, pode machucar o operador, atrapalhar a visão que pode
acarretar em erros na peça final e o caso mais importante na
utilização do fluido para remoção de cavaco está presente na
furação, em que o único meio de se retirar o cavaco é através de
uso de fluido.
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• Proteção da máquina ferramenta conta oxidação. A água é um
ótimo refrigerante, mas é ruim na máquina, pois aumenta a geração
de ferrugem na mesma, os óleos são bons para lubrificação e
proteção da máquina ferramenta contra a oxidação.
Fluido antioxidante
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- Métodos de Aplicação:
Existem três métodos mais utilizados de aplicação :
• Jorro de baixa pressão - Mais comum e mais utilizado devido a
facilidade implementação, não exige equipamento complexo. A
ação aqui é por gravidade ou baixa pressão. Ele consiste na
aplicação do fluido de corte líquido em um ou mais dos três pontos
mostrados na Figura abaixo:
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A aplicação dos fluidos de corte sempre geram vantagens e
desvantagens ente um e outro. No jorro a maior vantagem
está ligada a troca de calor durante uma usinagem. O
processo gera muito calor por atrito e encruamento do
material. Altas temperaturas promovem um maior desgaste
de ferramenta e o jorro tem um poder refrigerante bem
elevado.
A figura mostra alguns
custos gerados pela
aplicação em jorro de uidos
de corte durante processo
de usinagem.
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• Sistema de alta pressão - É um sistema mais caro de ser
implementado devido sua complexidade. Jatos sob alta pressão se
tornaram uma técnica poderosa para auxiliar o fluido de corte a
atingir regiões muito próximas à aresta de corte. As vantagens do uso
de jatos de alta pressão: melhor controle do cavaco, aumento da vida
da ferramenta, temperaturas de corte mais baixas e melhor
integridade superficial, além do fluido atuar como quebra-cavaco.
Assim, a aplicação do fluido com jato
sob alta pressão poderá ser: a)
utilizando bico externo, em que o
fluido é aplicado entre a superfície
de saída e o cavaco; b) utilizando
bico externo, em que o fluido é
aplicado entre a superfície de folga e
a peça ou c) utilizando pequenos
furos na própria ferramenta.
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• Atomização (MQF) - Necessita de um reservatório com boa
capacidade de encapsulamento. Tem sido pesquisado para se
diminuir a quantidade de fluido de corte na usinagem, por uma
preocupação ambiental e principalmente econômica. Essa técnica
consiste na aplicação muito baixa de fluido, entre 5 ml/h até 200
ml/h, apesar de promissora ainda depende muito das condições de
corte.
Na Figura (a) a mistura é realizada no bico e
a lubrificação é conferida pelo fluido
lubrificante, enquanto uma ação refrigerante
mínima é obtida pelo ar pressurizado que
atinge a superfície. Aplicando esse método, a
névoa e os vapores perigosos são
minimizados e torna-se mais fácil controlar o
ajuste da mistura. A mistura também pode
ser realizada em um tanque externo, como
mostra a Figura (b).
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O MQL por usar uma quantidade muito pequena de fluido é quase
uma técnica de usinagem a seco, logo a falta da necessidade de
secagem torna descarte mais fácil e barato, pois elimina um custo que
seria necessário, além de reduzir danos à saúde dos operadores,
causados pela emissão de gases gerados durante o processo de
usinagem, riscos de dermatites e proporciona uma área de trabalho
mais limpa e organizada.
(a) aplicação como aerosol, (b) aplicação interna. 
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FIM
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USINAGEM EM ALTÍSSIMA 
VELOCIDADE (HSM)
Aula X
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• A usinagem em alta velocidade de corte ou
HSM (High Speed Machining) ou HSC (High
Speed Cutting) é reconhecida como uma
importante tecnologia de usinagem em
desenvolvimento e implantação.
Exemplo – usinagem em altíssima velocidade de corte
1- INTRODUÇÃO (cont.)
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- Qual o interêsse no desenvolvimento da Usinagem em
Altíssima Velocidade?
PRODUTIVIDADE
1- INTRODUÇÃO (cont.)
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- O que é Usinagem em Altas Velocidades? 
• Uma combinação de altas velocidades de rotação com altas
velocidades de avanço, dependendo do material que se está
usinando, tendo por finalidade aumentar a velocidade de corte e
de avanço em 10 vezes sobre os dados convencionais, além de
proporcionar melhor acabamento superficial juntamente com
significativas reduções de custos;
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
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• Embora possa ser utilizada em operações
de desbaste, a sua aplicação é sobretudo
indicada para semiacabamento e
acabamento.
Exemplo – usinagem em altíssima velocidade de corte
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
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Teoria de Salomons -Alemanha 1931 
• Há fontes que afirmam que pesquisas utilizando altas velocidades
de corte na usinagem de metais tiveram início com Carl J. Salomon
na Alemanha
• “Em determinado nível de velocidade de corte, ( 5 a 10 vezes
maior que os níveis convencionais ) a temperatura de remoção
dos cavacos na aresta de corte começaa diminuir ”
• Da qual se conclui... Haver uma chance para melhorar a
produtividade na usinagem com ferramentas convencionais a altas
velocidades.
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE 
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• Os métodos desenvolvidos por Salomon foram patenteados pela empresa
Friedrich Krupp AG. A Patente Alemã foi baseada em uma série de curvas de
velocidades de corte em função da temperatura. O resultado mais importante
obtido na ocasião foi o fato de que, acima de uma determinada velocidade de
corte, as temperaturas de corte começam a diminuir, como pode ser observado
na Figura abaixo.
Temperatura de corte 
no fresamento para 
altas velocidades
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE 
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• A velocidade que caracteriza a usinagem em altas velocidades
ainda é discutida entre os pesquisadores porque depende
diretamente do material a ser usinado e existem diferenças muito
grandes nos valores.
• Embora o conceito de alta velocidade seja bastante relativo,
segundo alguns pesquisadores, são apresentadas as faixas de
valores relativos a velocidades de corte convencional e alta
velocidade em função do material a ser usinado.
• Isto significa dizer que não há
valores e limites claramente
estabelecidos, e sim relações
que dependem da tecnologia
vigente em cada período de
tempo.
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
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2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
• A faixa de velocidade de corte também está relacionada a cada
aplicação específica, conforme mostra a Figura abaixo:
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- Características do processo de Usinagem em Altíssima
Velocidade:
• Devido as baixas forças de corte tem-se uma redução da
profundidade de corte, ou seja, a caraterística principal é ter mais
passos da ferramenta de corte dos que as convencionais, mas com a
velocidade de avanço mais elevada do que as normais devido as
grandes velocidades de corte.
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
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2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
- Vantagens e desvantagens da usinagem em altíssima
velocidade:
• É preciso enfatizar que tais desvantagens devem-se ao fato de
que usinagem em alta velocidade é uma tecnologia ainda em
desenvolvimento. Os estudos em andamento certamente
permitirão novas evoluções desta tecnologia e muito
provavelmente continuará o desenvolvimento nas décadas
futuras
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2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
Tempos das operações de usinagem para um molde de estampagem de 
carrocerias (adaptado de Schulz, 1996)
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- Aplicações da HSM:
• As principais aplicações da usinagem com altas velocidades são: produção de
moldes e matrizes; indústria aeroespacial; mecanismos óticos e de precisão;
indústria automotiva e de eletrodomésticos.
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
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Em relação à usinagem em altíssima velocidade (HSM), considere as afirmações 
abaixo:
I) As experiências iniciais para o desenvolvimento da usinagem em altíssima 
velocidade tiveram como resultado mais importante o fato de que, acima de uma 
determinada velocidade de corte, as temperaturas de corte começam a diminuir.
II) A Usinagem em altíssima velocidade conduz a uma redução nos custos do 
processo mas não permite uma melhoria da qualidade superficial da peça usinada.
III) Podemos considerar como uma das vantagens do processo de usinagem em 
altíssima velocidade a melhoria na dissipação do calor do processo, pois a maior 
parte da energia térmica gerada se concentra no cavaco.
Podemos considerar como verdadeiras:
a) Somente I
b) I e II
c) Somente II
d) II e III
e) I e III
EXERCÍCIOS
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
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EXERCÍCIOS
a) O que entende por Usinagem em Altíssima Velocidade? 
b) Quais são as características do processo de Usinagem 
em Altíssima Velocidade? Como se comportam a força 
de corte e a qualidade superficial da peça usinada em 
relação ao aumento da velocidade de corte? 
c) Cite 3 vantagens e 3 desvantagens da aplicação da 
Usinagem em altíssima velocidade
2- USINAGEM EM ALTÍSSIMA VELOCIDADE (cont.)
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FIM
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