8. Desgaste e vida da ferramenta

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8. Desgaste e vida da ferramenta
8.1. Introdução
	Vida de uma ferramenta de corte é definida como o tempo que ela trabalha efetivamente, ou seja, período no qual uma ferramenta pode ser mantida usinando de forma econômica. O critério econômico previamente definido, pode ser relacionado principalmente com:
 tolerâncias dimensionais;
 tolerâncias geométricas;
 qualidade superficial da peça;
 nível de vibrações no processo;
 nível de esforços no processo;
 possibilidade de reafiação da ferramenta;
 outros.
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	Após atingir o tempo que interfira num dos critérios escolhidos acima, a ferramenta deve ser reafiada ou substituída.
	O percurso de corte (Lc) e o percurso de avanço (Lf) para uma vida T minutos, são dados por:
	Lc e Lf também podem ser utilizados para expressar a vida de uma ferramenta.
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	Principais critérios de fim de vida:
➔ Falha completa da ferramenta;
➔ Falha preliminar da ferramenta;
➔ Desgaste de flanco (VB) ou de cratera (KT);
➔ Vibrações (monitoramento);
➔ Acabamento superficial ruim;
➔ Rebarbas;
➔ Alterações nos cavacos;
➔ Alterações nas dimensões de corte;
➔ Alterações nas forças de usinagem (monitoramento);
➔ Aumento nas temperaturas.
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	 São vários os fatores que determinam a fixação de um determinado valor-limite de desgaste para o fim da vida de uma ferramenta.
	A ferramenta deve ser substituída quando:
 Os desgastes atingem níveis tão elevados que se receia a quebra da ferramenta – crítico em operações de desbaste;
 Devido ao desgaste da superfície de folga da ferramenta não é mais possível a obtenção de tolerâncias apertadas e bons acabamentos – crítico em operações de acabamento;
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iii. Os desgastes crescem muito, fazendo com que a temperatura da aresta de corte aumente muito e ultrapasse a temperatura na qual a ferramenta perde sua dureza a quente;
iv. O aumento da força de usinagem, resultante dos desgastes da ferramenta, interferem no funcionamento da máquina-ferramenta.
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	Os itens i e ii observados acima, sãos os fatores mais freqüentes para o fim de vida da ferramenta, porém são difíceis de serem detectados no meio industrial, onde, geralmente, o estabelecimento do fim de vida da ferramenta fica sob a responsabilidade do operador.
	No desbaste, onde se tolera níveis altos de desgaste, o operador por temer a quebra da ferramenta com seus efeitos danosos, costuma trocar a ferramenta bem antes, criando um desperdício de ferramentas.
	No acabamento, é mais fácil detectar quando as dimensões da peça, devido ao desgaste da ferramenta, saem das faixas de tolerâncias projetadas.
	Seria importante que o operador tivesse uma idéia da rugosidade superficial da peça.
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	Os critérios mais adotado para avaliar o fim da vida de uma ferramenta de corte consiste no monitoramento indireto do desgaste da ferramenta usando:
 Sensores de vibração;
 Sensores de emissão acústica;
 Sensores de parâmetros elétricos da máquina-ferramenta;
 Sensores de força de usinagem;
 Treinamento do operador.
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8.2. Fatores de influência no desgaste e vida da ferramenta
 Condições de corte
	A progressão do desgaste numa ferramenta de corte é influenciada:
 principalmente pela velocidade de corte – o aumento de Vc aumenta a energia (calor) do processo sem aumentar a área de contato ferramenta-peça;
 depois pelo avanço - o aumento de f, também aumenta a energia (calor) do processo, mas aumentar a área de contato ferramenta-peça que vai receber esse calor;
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 e por último pela profundidade de usinagem – um aumento de ap não mexe com a energia destinada ao corte por unidade de área, nem com a velocidade de retirada do cavaco, mas faz apenas com que um volume maior de cavaco seja removido.
	A tabela a seguir mostra a influência do avanço e da velocidade de corte da ferramenta. O critério para fim de vida da ferramenta foi a elevação da rugosidade superficial. Dados:
 ap = 1 mm;
 material da peça: aço SAE 4340;
 ferramenta de metal duro recoberto classe P35.
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25%
20%
1,3%
5,5%
16%
20%
135%
59%
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b. Geometria da ferramenta
	Uma diminuição do ângulo de posição aumenta a vida da ferramenta.
	O ângulo de ponta (r) deve ser o maior possível para evitar o enfraqueciemnto da ponta da ferramenta.
	Um aumento no ângulo de saída aumenta a vida da ferramenta.
	O aumento do ângulo de folga aumenta a vida da ferramenta. Recomenda-se usa  = 5º.
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8.3. Fatores de influência na rugosidade da peça
	O aumento do raio de ponta (r) torna a ponta da ferramenta mais resistente, mas também causa vibração da ferramenta devido ao aumento do atrito, no entanto o seu aumento diminui a rugosidade da peça pela contribuição geométrica.
	O acabamento superficial depende muito da relação avanço (f) e raio de ponta (r). O par f-r tem uma contribuição geométrica à rugosidade da peça dada pela equação:
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	A influência da velocidade de corte sobre a rugosidade da peça é mostrado na figura abaixo:
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	A influência da profundidade de usinagem sobre a rugosidade da peça é mostrado na figura abaixo:
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	A influência do avanço (f) sobre a rugosidade da peça é mostrado na figura abaixo:
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	A influência do avanço (f) sobre a rugosidade da peça é mostrado na figura abaixo:
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8.3. Curva de vida da ferramenta
	 A curva de vida da ferramenta é um ábaco que fornece a vida da ferramenta em função da velocidade.
	Para construir essa curva deve-se geralmente construir inicialmente gráficos auxiliares que forneçam o critério usado para fim da vida útil da ferramenta para diferentes valores de velocidade de corte e tempo de trabalho, em determinadas condições de usinagem do par ferramenta-peça (f; ap; geometria da ferramenta).
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	O gráfico abaixo mostra um conjunto de curvas com o comportamento do desgaste de flanco para diversos valores de Vc e tempo de usinagem:
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	 O gráfico abaixo mostra a curva T (vida da ferramenta em minutos) x Velocidades de corte, tendo como critério de fim de vida um desgaste de 0,8 (m).
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	 O gráfico abaixo mostra o desgaste da ferramenta em função da velocidade de corte para um determinado tempo de usinagem. Observa-se que esta curva esta dividida em 3 diferentes regiões. Análise?????????
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	 A equação da curva (T = f (Vc)) de vida da ferramenta para o trecho “c” da curva é proposta por Taylor:
	
	A equação de Taylor pode ser encontrada na literatura sob a forma:
	
	As parâmetros x e K (ou y e C) são constantes do material que variam com os materiais da peça e da ferramenta, área e forma da seção de corte, condições de usinagem, geometria da ferramenta, fluidos de corte e critério de fim de vida de uma ferramenta.
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8.4 Escolha do avanço (f), da profundidade de usinagem (ap) e da velocidade de corte (vc) na operações de usinagem.
Para uma mesma seção de cavaco.
 f e ap Pc, Fc, desgaste da ferramenta e acabamento superficial da peça.
 f e Vc Pc, Fc, desgaste da ferramenta e acabamento superficial da peça.
CONCLUSÕES