Cosntrução de um sistema de refrigeração MQL

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Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba 
Escola de Engenharia de Piracicaba 
Curso de Engenharia Mecânica 
 
 
 
Daniel Rodrigues Carlos 
 
 
 
 
 
 
 
 
Construção de um sistema de refrigeração MQL 
(Quantidade Mínima de Lubrificante) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Piracicaba 
2016 
 
 
 
Daniel Rodrigues Carlos 
 
 
 
 
 
 
 
 
Construção de um sistema de refrigeração MQL 
(Quantidade Mínima de Lubrificante) 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado à Escola de Engenharia de 
Piracicaba como parte dos requisitos 
para obtenção do título de Bacharel em 
Engenharia Mecânica. 
 
Orientador: Prof. Antônio Fernando 
Godoy 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Piracicaba 
2016 
 
 
Daniel Rodrigues Carlos 
 
 
Construção de um sistema de refrigeração MQL 
(Quantidade Mínima de Lubrificante) 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
apresentado à Escola de Engenharia de 
Piracicaba como parte dos requisitos 
para obtenção do título de Bacharel em 
Engenharia Mecatrônica. 
 
 
 
Piracicaba, 12 de dezembro de 2016 
 
Banca Examinadora: 
 
 
 
 
__________________________________ 
Antônio Fernando Godoy – (Presidente) 
Mestre em Engenharia Mecânica 
Escola de Engenharia de Piracicaba 
 
 
 
 
__________________________________ 
 
 
 
 
__________________________________ 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dedico este trabalho à minha esposa Hemily 
Karla Savelli Carlos, aos meus pais Jair 
Carlos e Diva Aparecida R. de Campos 
Carlos e especialmente ao meu filho Miguel 
Savelli Carlos. 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
Primeiramente, gostaria de agradecer a Deus por sempre estar ao meu 
lado me ajudando em todos os momentos de minha vida. 
 
A todos os que contribuíram, direta ou indiretamente, para a realização 
deste trabalho, em especial: 
Ao meu orientador Prof. Antônio Fernando Godoy, pela ajuda 
incondicional para a elaboração deste. 
Ao coordenador dos laboratórios de eletrônica, Sr. André Campioni, pela 
ajuda na construção do sistema eletrônico. 
Ao coordenador dos laboratórios de mecânica, Sr. Prof. João Paulo Araújo 
pelo incentivo na construção do equipamento. 
A empresa Unist, por fornecer o fluído e material didático para a realização 
deste trabalho. 
Aos amigos que fiz ao longo da graduação que pude dividir momentos de 
estudos e descontração dentre eles: Carlos Eduardo, Caio, Guilherme Vitti, 
Guilherme Alves, Gustavo Ferro, Jonathan Rodrigo, Juliano Toledo, João Paulo 
Pacheco, Márcio Pompermayer, Lucas Ruiz, Pedro Henrique Bonatti, Wesley 
Bortoletto entre outros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
“Nunca deixe que lhe digam que não vale a pena 
Acreditar no sonho que se tem 
Ou que seus planos nunca vão dar certo 
Ou que você nunca vai ser alguém...” 
 
Renato Russo 
 
 
RESUMO 
 
 
Quando se remete a algum processo de fabricação, todo esforço para 
aumentar a produtividade e reduzir custo sem perder a qualidade é válida. Na 
usinagem de materiais o uso de fluido de corte adequado pode ser vital para 
determinados processos. Este trabalho tem como objetivo desenvolver uma 
forma alternativa de mínima quantidade de lubrificação (MQL) que visa a 
incorporação de uma central eletrônica, possibilitando seu uso em máquinas 
convencionais e CNC’s. A central é independente do comando CNC da máquina, 
o acionamento do sistema se dará através da interceptação dos sinais elétricos 
do comando CNC M8 (jorro à baixa pressão) ou M9 (novo sistema de 
lubrificação), acionando-o assim um novo sistema de lubrificação podendo 
trabalhar perfeitamente em conjunto de forma alternada com o método de jorro 
a baixa pressão, pois ambos são ativados de forma independente. Em máquinas 
convencionais, seu funcionamento é feito de maneira rápida e simples, a central 
dispõe de botões de comando onde é possível ligar/desligar quando necessário. 
Para ambas as utilizações, o reservatório possui um sensor de nível que avisa 
para a central a ausência de fluído. O mesmo informa o usuário através de 
mensagens no visor e através de sinal sonoro, este se ignorado por mais de 200 
segundo, o sistema automaticamente é desligado. 
 
 
 
Palavras-chave: MQL, Mínima quantidade de lubrificação, CNC, Refrigeração, 
Fluído de corte 
 
 
 
LISTA DE ILUSTRAÇÕES 
Figura 1- Resultado teste de esclerometria......................................................18 
Figura 2 - Curva de resfriamento em função do fluído de corte........................19 
Figura 3 - Classificação dos fluídos de corte....................................................20 
Figura 4 - Esquema de aplicação de fluído de corte sob alta pressão.............27 
Figura 5 - Método jorro a baixa pressão...........................................................28 
Figura 6 - Layout funcionamento do sistema da alta pressão..........................29 
Figura 7 - Influencia do jato de fluído sobre a formação do cavaco.................30 
Figura 8 - Escopo do funcionamento de um coletor de névoa.........................31 
Figura 9 - Comparação de emissões de partículas suspensas no ar entre MQL 
vs. jorro de baixa pressão..................................................................................34 
Figura 10 - Fatores de influência no processo de manufatura com MQL.........34 
Figura 11 - Locais de formação do aerossol.....................................................35 
Figura 12 - Comercialização de lubrificante na Alemanha de 2007 a 2010......37 
Figura 13 - Códigos M (miscelânea) pelo padrão ISO 1056 ............................38 
Figura 14 - Detalhes construtivos do reservatório............................................39 
Figura 15 - Central eletrônica...........................................................................40 
Figura 16 - Montagem do sistema....................................................................41 
Figura 17 - Medida da massa..........................................................................41 
Figura 18 a – Medida da massa.......................................................................43 
Figura 18 b - Teste de vazão...........................................................................43 
Figura 19 a – Nível baixo, contagem regressiva..............................................43 
Figura 19 b – Sistema desligado nível de fluído baixo.....................................43 
Figura 20 – Posição do bocal de aplicação......................................................43 
Figura 21 – Teste prático do equipamento.......................................................43 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
 
Tabela 1 – Determinação da vazão volumétrica..............................................42
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
 
MQL: Minimun Quantity Lubrication 
FUMEP: Fundação Municipal de Ensino de Piracicaba 
EEP: Escola de Engenharia de Piracicaba 
CNC: Comando Numérico Computadorizado 
ml/h: Mililitros por hora 
t/ano: Toneladas por ano 
Co2: Dióxido de carbono 
N2: Nitrogênio 
ISO: International Organization for Standardization 
DIN: Deutsches Institut für Normung 
EP: Extrema Pressão 
RPM: Rotações por minuto 
BAR: Unidade de pressão 
PVC: Policloreto de polivinila 
Ti-6AJ-4V: Liga de titânio 
 
 
LISTA DE SÍMBOLOS 
 
 
 
M00: Parada de Programa 
M02: Final de programa 
M07: Liga bomba para lubrificação em altapressão 
M08: Liga bomba de lubrificação 
M09: Desativa as funções M7 e M8 
M30: Fim de programa 
𝝆: Densidade 
Kg: Quilograma 
m: Massa 
s: Segundos 
Q: Vazão Volumétrica 
Ӫ: Fluxo de massa 
 
 
SUMÁRIO 
 
1 – Introdução..................................................................................................14 
2 – Revisão bibliográfica..................................................................................16 
 2.1 – Fluídos de corte............................................................................16 
 2.1.1 – Classificação dos fluídos de corte.................................16 
 2.1.1.1 – Óleos...................................................................20 
 2.1.1.2 – Emulsões............................................................21 
 2.1.1.3 – Soluções.............................................................22 
 2.1.1.4 – Aditivos..............................................................23 
 2.1.2 – Funções dos fluídos refrigerantes e lubrificante.........24 
 2.1.2.1 –Fluído de corte como refrigerante.....................25 
 2.1.2.2 – Fluído de corte como lubrificante....................26 
 2.2 – Formas de aplicação....................................................................27 
 2.2.1 – Jorro à baixa pressão.....................................................28 
 2.2.2 – Sistema de alta pressão..................................................29 
 2.2.3 – Atomização......................................................................32 
3 – Metodologia................................................................................................36 
4- Conclusão.....................................................................................................43 
5- Bibliografia...................................................................................................44 
6- Apêndice A – Placa do circuito impresso.................................................47 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
13 
 
 
 
1 - INTRODUÇÃO 
 
Quando se remete a algum processo de fabricação, todo esforço para 
aumentar a produtividade e reduzir custo sem perder a qualidade é válida. Na 
usinagem de materiais o uso de fluido de corte adequado pode ser vital para 
determinados processos, aumentando a vida útil da ferramenta, melhorando 
ainda o acabamento superficial da peça. 
“1894, Frederick Winslow Taylor observou que aplicando grande 
quantidade de água na região de corte era possível aumentar a velocidade de 
corte em 33% sem prejuízo para a vida da ferramenta (MACHADO, 2009 apud 
RUFFINO 1977)”. Depois de Taylor diversas pesquisas desenvolveram novas 
tecnologias empregadas aos fluidos dando a eles aditivos para melhorar suas 
ações refrigerante/lubrificante além de ação antioxidante, antiespumante e 
bactericida, no entanto o método de aplicação de fluidos líquidos sempre fora o 
mesmo, seja ele por gravidade ou sob pressão. 
Nos últimos anos o MQL (Minimun Quantity Lubrication) vem se tornando 
uma saída para a diminuição do consumo no volume de fluido utilizado pelas 
indústrias metal mecânica. É nesse contexto que o MQL passa a ser visto como 
alternativa mais viável para a utilização de fluidos nos processos de usinagem. 
Ele utiliza uma quantidade muito pequena de fluido para reduzir o atrito entre 
uma ferramenta de corte e a peça de trabalho. Este método de lubrificação é 
considerado um processo próximo a seco, com menos de 2% do fluido aderente 
aos cavacos. 
A norma DIN 6909-1 determina que para ser considerado MQL o consumo 
de fluido de corte tem que ser até 50ml/h, porém, em casos excepcionais este 
valor pode chegar até 150ml/h. Segundo Walker (2013), o valor é um pouco 
subjetivo e vai depender muito sobre o processo de fabricação, materiais, e 
ferramentais utilizados. Alguns materiais têm auto lubrificação, alguns processos 
são capazes de direcionar o fluido para o lugar certo e as ferramentas maiores 
precisam de mais lubrificante do que ferramentas menores, porem comumente 
é utilizado em média de 5 a 80 ml/h. Ainda segundo Walker (2013), o MQL 
14 
 
funciona melhor em processos de corte, como serragem, fresamento, 
torneamento e furação. Não é eficaz em operações abrasivas. 
Segundo Diniz [et al 2010], no ano de 1992 na Alemanha, o volume de 
descartes de óleos utilizados em processos de transformação metal mecânica 
representou aproximadamente 60% do consumo total de lubrificantes, o 
equivalente a 115.131,2 t/ano. Isso envolve um custo significativo que varia de 
7,5% até 17% dos custos de fabricação por peça, superior até mesmo aos custos 
relativos ao ferramental. 
De acordo com Dobbeler (2016), em 2010 foram comercializados na 
Alemanha 69.000 toneladas de fluídos para refrigeração e lubrificação e, ainda 
segundo Dobbeler, esse valor é muito pequeno em relação ao volume 
comercializado de óleos para motores. 
O objetivo deste trabalho é a construção de um equipamento de mínima 
quantidade de lubrificação (MQL), que visa incorpora-lo as máquinas 
ferramentas convencionais e CNC através de uma interface própria de comando, 
uma vez que em máquinas CNC os comandos seguem o padrão ISO 1056 e 
admitem 2 tipos de lubrificação, um convencional através de bombas que já são 
comumente utilizados nas máquinas através da função M8, e uma outra função 
M7 que poderá ser utilizada para o equipamento proposto. Ambos os comandos 
são desativados através da função M9. Para máquinas convencionais, por serem 
independentes, o equipamento terá uma pequena central eletrônica com um 
visor de cristal líquido onde exibirá algumas mensagens como: modo de 
operação automático, manual, ”nível baixo” e “reservatório vazio” 
15 
 
2 - REVISÃO BIBLIOGRÁFICA 
 
Os fluidos de corte se subdividem em 3 tipos: Gasosos, sólidos e líquidos. 
Dentre os citados destaca-se o fluído líquido devido à sua alta variedades de 
produtos podendo ser óleos integrais à base vegetal (mamona), à base mineral 
(petróleo), à base sintética (ésters e solventes sintéticos) ou solúvel em água 
(emulsionável). As emulsões contêm em média 60% de óleo além de conter 
aditivos como biocidas, anticorrosivos, antiespumante, antidesgaste, antissolda 
e EP (extrema pressão) que aumenta o poder de lubrificação do fluído. Esta 
diversidade de fluídos líquidos torna-o mais usual, pois se adaptam melhor a 
qualquer tipo de processos de fabricação. 
Os outros tipos de fluídos gasoso e sólido também têm suas aplicações, 
porém não abrange todos os processos de fabricação e não mantem a mesma 
eficiência e valor agregado se comparado aos fluídos líquidos. Ainda neste 
capítulo veremos mais detalhado os tipos de fluídos, além de suas vantagens e 
desvantagens. 
 
2.1- Fluidos de corte 
 
De acordo com Machado [et al. 2011] as funções dos fluidos de corte são: 
 
•Lubrificação à baixas velocidades de corte; 
•Refrigeração a altas velocidades de corte; 
•Remoção dos cavacos da zona de corte; 
•Proteção da máquina-ferramenta e da peça contra a oxidação. 
 
No entanto, dentre as funções citada acima, as duas primeiras são 
consideradas as mais importantes, porém há situações em que a retirada do 
cavaco se torna crítica como em casos de furação profunda e serramento, onde 
a capacidade do fluido de corte em remover os cavacos gerados na zona de 
corte depende de sua viscosidade e vazão, além do tipo de processo utilizado e 
o tipo de cavaco a ser formado durante a usinagem. 
Segundo Ferraresi (1977), a melhoria poderá ter caráter funcional ou 
econômico. O funcional é constatado pelo melhor desempenho no mecanismo 
16 
 
da formação docavaco e pela facilidade da expulsão desse produzido na região 
de corte. A melhoria econômica é constatada pelo menor consumo de energia 
durante o processo, pelo menor desgaste da ferramenta, do que resulta em 
menor tempo passivo e menor custo de ferramenta por peça usinada. 
Ainda segundo Ferraresi (1977), ele destaca dentre as melhorias de 
caráter funcional distinguem-se: 
 
•Redução do coeficiente de atrito entre a ferramenta e o cavaco; 
•Expulsão do cavaco da região de corte; 
•Refrigeração da ferramenta; 
•Refrigeração da peça em usinagem; 
•Melhor acabamento superficial da peça em usinagem; 
•Refrigeração da máquina ferramenta. 
 
Já as melhorias de caráter econômico são aquelas que induzem a um 
processo mais econômico dentre elas distinguem-se: 
 
•Redução do consumo de energia de corte; 
•Redução do custo da ferramenta na operação; 
•Impedimento da corrosão da peça em usinagem; 
 
Para determinar a eficiência do poder lubrificante dos fluidos existe uma 
técnica chamada esclerometria pendular, que consiste em produzir riscos em 
uma superfície imersa em um fluido de corte por meio de um penetrador de 
dimensões conhecidas, determinando assim a energia específica para riscar os 
corpos de prova. 
17 
 
De acordo com Sales (1999), a informação da Figura 1 permitiu classificar 
os fluidos de corte em ordem crescente de energia específica em: Integral, 
emulsionável, seco, sintético 2, sintético 1 e água. As condições de maior 
capacidade de retirada de calor e menor qualidade lubrificante como o sintético 
1 e a água, apresentaram maiores níveis de energia específica. Já as condições 
com menores capacidades de retirada de calor e maiores qualidades 
lubrificantes como o óleo integral, apresentaram menores níveis de energia 
específica 
 
 
Segundo Machado [et al.2011], a capacidade refrigerante dos fluidos 
também pode ser avaliada por meio de um ensaio na qual um corpo de prova 
padronizado é posto em movimento de rotação em um torno à 150 RPM 
enquanto o fluido de corte é aplicado, quando a temperatura atingir 300ºC 
(monitorado através de um sensor infravermelho), inicia-se então a aquisição 
dos dados até que a peça atinja a temperatura ambiente. A Figura 2 apresenta 
os resultados obtidos em um teste comparativo entre os fluidos refrigerante. As 
classificações dos fluidos foram feitas de acordo com sua capacidade de 
Figura 1- Resultado teste de esclerometria 
Fonte: XV congresso Brasileiro de Engenharia Mecânica 
18 
 
resfriamento na seguinte ordem, corte a seco, óleo integral, fluido emulsionável, 
fluido sintético 2, agua e fluido sintético 1. 
 
 
2.1.1 - Classificação dos Fluídos de corte 
 
De acordo com Diniz [et al.2010], “Os fluídos de corte podem ser 
classificados conforme mostra a Figura 3” 
No entanto esta classificação é feita somente para os fluidos líquidos. 
Figura 2 - Curva de resfriamento em função do fluido de corte 
Fonte: Teoria da Usinagem dos Materiais 2ª ed. Machado [et al.2011] 
 
 
19 
 
 
 
Segundo Machado [et al.2011], existem diversas formas de se classificar 
um fluído, entretanto não há uma padronização. Os fluidos de corte líquidos 
representam a grande maioria das aplicações durante os processos de 
fabricação. Os fluídos gasosos mais comuns é o ar comprimido, mais este em 
temperatura ambiente apresenta um baixo poder lubrificante e refrigerante. 
Entretanto experimentos feitos por Shaw (1982) descreve a utilização de fluidos 
resfriados a temperaturas negativas e sob pressão (ar, CO2 e N2). Shaw relata 
ainda que obteve aumentos significativos de vida da ferramenta, no entanto o 
uso destes fluidos em escala industrial é inviável devido ao alto custo do mesmo. 
Por outro lado, os lubrificantes sólidos representados pela grafita e o sulfeto de 
molibdênio, estes são aplicados de forma manual sobre a superfície de saída da 
ferramenta com o intuito de reduzir o coeficiente de atrito gerado entre 
ferramenta/peça e cavaco/ferramenta, porém devida ao modo de aplicação é 
comum a máquina ser desligada para evitar riscos de acidentes ao operador. 
Estas interrupções durante o processo, o torna ineficiente dentro do contexto 
produtivo. 
 
 
 
 
 
Figura 3 - Classificação dos fluídos de corte. 
Fonte: Tecnologia da Usinagem dos Materiais 7ª ed. Diniz [et al 2010] 
20 
 
2.1.1.1 – Óleos 
 
“Os óleos minerais são hidrocarbonetos obtidos a partir do refino do 
petróleo. Suas propriedades dependem do comprimento da cadeia, da estrutura 
molecular e do grau de refino. Os óleos integrais são basicamente, óleos 
minerais puros ou com aditivos em geral agentes EP (Aditivos de extrema 
pressão) ”. MACHADO [et al 2011]. Embora os óleos sejam bem eficientes na 
redução do atrito oferecendo um alto nível de lubrificação durante a usinagem, 
mas devido a sua baixa condutividade térmica e seu baixo calor especifico, 
ocasiona uma refrigeração muito menor que os fluidos aquosos. Devido ao seu 
alto custo, rápida deterioração, baixo ponto de fulgor (risco de incêndio), 
formação de fumos, ineficiência em altas velocidades de corte além de oferecer 
riscos à saúde do operador, os óleos vêm sendo substituídos por lubrificantes 
emulsionáveis em agua. 
Segundo Diniz [et al 2010], quanto mais baixa a viscosidade desses óleos, 
maior e seu poder de refrigeração. Os óleos leves normalmente são indicados 
para operações em usinagem em altas velocidades, por outro lado óleos mais 
viscosos são preferidos onde a velocidade de corte é menor. O avanço e a 
profundidade de corte são maiores, resultando em uma alta taxa de remoção de 
cavaco e alta geração de calor. Devido a estas condições tem-se a necessidade 
de um óleo que adere à ferramenta formando uma película de óxido que diminui 
o coeficiente de atrito e consequentemente o calor gerado. 
 Os óleos integrais podem ser de base parafínica, naftênica ou aromática, 
no entanto somente o de base parafínica é utilizado na fabricação de fluídos de 
corte. Este tipo de fluido deriva do refino do petróleo com alto teor de parafinas 
(ceras) que tem alto poder lubrificante, além de manter sua viscosidade 
constante em uma ampla faixa de temperatura e ter elevada resistência a 
oxidação. Como esse óleo é encontrado em abundância, apresenta um custo 
menor. Os óleos de base naftênica e aromática tem diminuído em função dos 
problemas causados à saúde humana, entretanto são mais estáveis que os 
parafínicos e suportam cargas mais elevadas. 
 
 
 
21 
 
2.1.1.2 – Emulsões 
 
As emulsões compõem-se de pequenas porcentagens de um concentrado 
de óleo emulsificável, comumente composto por óleo mineral ou vegetal. 
Segundo Diniz [et al 2010], os emulsificadores são substâncias que reduzem a 
tensão superficial da água, e com isso, facilitam a dispersão do óleo neste 
líquido. Portanto, não são soluções de óleo em água e sim partículas de óleos 
dispersas em seu interior, logo o nome comumente utilizado “óleo solúvel” é 
usado de maneira equivocada uma vez que óleo e água não se misturam, 
normalmente a proporção desses compostos varia de 1:10 a 1:100. 
Por serem constituídas essencialmente por água, as emulsões possuem 
um alto poder de refrigeração, portanto para evitar os efeitos nocivos da água 
presente nas emulsificações, empregam-se aditivos anticorrosivos, biocidas que 
inibem o crescimento de bactérias e fungos onde estes devem ser compatíveis 
com a pele humana, além de aditivos EP e antidesgaste, usado para aumentar 
as propriedades de lubrificação. 
As emulsões são especialmente indicadas para as operações de 
usinagem, onde o principal objetivo é a refrigeração das partes, portantoa 
principal aplicação das emulsões é para operações onde a retirada de material 
não é muito grande, ou seja, baixas e médias profundidade de corte e avanço e 
altas e médias velocidades de corte. De acordo com Diniz [et al 2010], em 
operações com baixas velocidades de corte (a tendência de aresta postiça de 
corte é alta), altos avanços e profundidades de corte (geração de calor é alta), a 
lubrificação é necessária e, então, o óleo puro e preferível. São exemplos dessas 
operações o corte de dentes de engrenagens e brochamento. 
Segundo Machado [et al 2011], os fluídos semissintéticos também são 
formadores de emulsões e se caracterizam por apresentar entre 5% a 50% de 
óleos mineral no fluído concentrado, além dos aditivos EP, anticorrosivos e 
agentes umectantes e compostos químicos. A menor quantidade de óleo mineral 
e a presença de biocidas aumentam a vida do fluído de corte e reduzem os riscos 
à saúde humana. 
 
 
 
22 
 
2.1.1.3 – Soluções 
 
“As soluções são compostos monofásicos de óleos que dissolvem 
completamente na água. Neste caso não há a necessidade de adição de agentes 
emulsificantes, pois os compostos reagem quimicamente, formando fases 
únicas. As soluções, também são chamados “fluidos sintéticos”. MACHADO [et 
al 2011]. 
Os fluidos sintéticos detêm aditivos de lubricidade, biocidas, inibidores de 
corrosão quando adicionados em água. Outra qualidade deste fluido é que 
apresentam vida mais longa já que são menos atacáveis por bactérias reduzindo 
consideravelmente o número de trocas da máquina. 
 Segundo Machado [et al 2011], os fluidos sintéticos mais comuns 
oferecem boas proteção anticorrosiva e refrigerante, sendo que os mais 
complexos são de usos geral com boas propriedades lubrificantes e 
refrigerantes. 
 
2.1.1.4 – Aditivos 
 
 Com o objetivo de cumprir de maneira satisfatória o propósito, os aditivos 
têm que possuir as seguintes propriedades: ser antiespumante, anticorrosivo, 
antioxidante, antidesgaste, antissolda (EP), ter excelente capacidade de 
absorção de calor, ser inodoro e não provocar irritações na pele além de ser 
compatível com o meio ambiente. Machado [et al. 2011], destaca que, a maioria 
dessas propriedades é conferida aos fluídos de corte por meio de aditivos, os 
principais são: 
 Antiespumantes: Evita formação de espuma que poderiam impedir 
a visibilidade na região de corte e comprometer o efeito da 
refrigeração do fluido. 
 Anticorrosivo: Protegem a peça, ferramenta e máquina-ferramenta 
da corrosão, são produtos à base de nitrito de sódio. 
 Detergentes: reduzem a deposição de lodo, lamas e borras, estes 
são compostos organometálicos contendo magnésio, bário e 
cálcio, entre outros. 
23 
 
 Emulsificantes: são responsáveis pelas formações de emulsões de 
óleos na água e vice-versa, além de reduzir a tensão superficial. 
 Surfactantes: de forma análoga aos emulsificantes, têm a função 
de garantir a uniformidade das emulsões quando este é 
acrescentado a dois fluidos imiscíveis, ele será absorvido na 
interface entre os dois líquidos. A parte hidrófila (solúvel em água) 
se orienta para se tornar parte da fase água por um lado, e por 
outro a parte lipofílica (miscível em óleo) se orienta para se formar 
parte da fase óleo. 
 Biocidas: São substâncias ou misturas químicas, que inibem o 
desenvolvimento de microrganismo especialmente fungos e 
bactérias. 
 Aditivos de extrema pressão EP: este confere aos fluído de corte a 
capacidade de suportar elevadas temperaturas e pressões de 
corte, reduzindo o contato ferramenta/cavaco. Os principais 
aditivos EP são compostos de enxofre, fósforo ou cloro, apesar de 
sua importância, esses aditivos podem atacar o cobalto, que se faz 
presente em ferramentas de metal duro. 
 
2.1.2 – Funções dos fluídos refrigerantes e lubrificantes 
 
 Segundo Diniz [et al 2010], durante o corte se desenvolve uma grande 
quantidade de calor devido a energia necessária para deformação do cavaco e 
a energia decorrente do atrito ferramenta/peça e cavaco/ferramenta, este calor 
precisar ser reduzido (Lubrificação) e/ou removido (refrigeração). 
 O fluído tem também como objetivo minimizar o desgaste da ferramenta 
e a dilatação térmica possibilitando com isso a usinagem de peças com 
tolerâncias mais apertadas reduzindo também o dano térmico à estrutura 
superficial da peça, retirada do cavaco da região de corte além de proteção 
contra corrosão. A lubrificação fica facilitada em velocidades de corte baixas, 
onde o fluído penetra nas interfaces da ferramenta/cavaco e ferramenta/peça em 
um fluxo contrário ao fluxo do cavaco. 
24 
 
 “Mesmo com todo esforço para sua redução, o calor continua sendo 
gerado, em maior ou menor escala, dependendo das condições de usinagem, 
do material da peça e da ferramenta. ” DINIZ [et al 2010]. 
 
2.1.2.1 – Fluído de corte como refrigerante 
 
 Quando se deseja retirar o calor gerado durante os processos de 
fabricação, utiliza-se fluído de corte refrigerante, no entanto o mesmo deve 
possuir algumas características para serem considerados eficientes: 
 Baixa viscosidade a fim de que flua facilmente; 
 Capacidade de “molhar” bem o metal para estabelecer um bom 
contato térmico; 
 Alto calor específico e alta condutividade térmica. 
Segundo Diniz [et al 2010], em boa parte das operações o fluído de corte 
com ação refrigerante trabalha realmente no sentido de aumentar a vida da 
ferramenta. 
 De acordo com Machado [et al 2011], em corte contínuos de qualquer 
material metálico (e vários não metálicos) realizados com ferramenta de metal 
duros (com ou sem revestimento), que normalmente é realizado com aplicação 
de fluído de corte. Neste caso, o fluído pode garantir uma economia considerável 
no processo por permitir efetivamente o aumento da vida da ferramenta. 
 O fluído de corte além aumentar a vida da ferramenta, ele também pode 
beneficiar a peça a ser usinada a exemplo de operações de acabamento onde 
tolerâncias dimensionais são críticas, é necessário que o fluído minimize o efeito 
da dilatação térmica, o fluído refrigerante também pode ser utilizado para não 
causar dano a peça, como por exemplo em processos de retificação, pois o 
rebolo devido à seu diâmetro (se comparado ao diâmetro da peça a ser 
retificada) não é danificado pelo calor gerado durante o processo pois o mesmo 
é constituído de grãos abrasivos refratários, porém a peça a ser trabalhada tem 
que ser preservada suas características geométricas e dimensionais. Em 
usinagem de alumínio devido ao seu baixo ponto de fusão eles tendem a se 
deformar com o calor gerado durante o processo, neste caso a utilização do 
fluido deve evitar que a peça aqueça e consequentemente deforme-se, em 
processos de furação profunda de materiais que geram cavacos descontínuos. 
25 
 
O fluído tem a função de servir como meio de transporte do cavaco pelos canais 
helicoidais da broca, já em alumínio devido à formação de cavacos longos a 
utilização do fluído evita que o cavaco adira aos canais da broca impedindo o 
fluxo de cavacos, esta ação pode levar à quebra da broca. 
 De acordo com Diniz [et al 2010], alguns materiais de ferramentas como 
os cerâmicos à base de óxidos de alumínio, por serem muitos duros e frágeis, 
não suportam variações de temperatura que os levam a trincarem ou mesmo 
quebrarem, a utilização de fluídos de corte nesses casos é evitada devido ao 
fato de não conseguir manter a vazão do fluído constante. 
 
2.1.2.2 – Fluído de corte como lubrificante 
 
 “A lubrificação permite uma redução do coeficiente de atrito entre cavaco 
e ferramenta principalmente, pois é na superfície de saídada ferramenta que se 
desenvolvem as maiores temperaturas, devido a zona de aderência que facilita 
o fluxo de cavaco reduzindo a força e a potência de corte, e consequentemente 
a temperatura” DINIZ [et al 2010]. 
 O fluído com efeito lubrificante, para ter a ação desejada o mesmo tem 
que atingir a região de corte para isso conta com o fenômeno da capilaridade e 
pela vibração entre a peça e a ferramenta. Segundo Diniz [et al 2010], a ação 
lubrificante fica prejudicada quando se aumenta a velocidade de corte, pois para 
o fluído chegar na região de corte é necessário que ele seja impulsionado com 
alta pressão, o que vai exigir dele dentre outras características, que não se 
vaporize quando submetidos a essas pressões altas. 
 Por outro lado, em processos com corte interrompido como no 
fresamento, segundo Diniz [et al 2010], a lubrificação fica facilitada pois o fluído 
toca a ferramenta enquanto está encontra-se fora da peça e é levado para 
interfaces cavaco/ferramenta e ferramenta/peça pela própria ferramenta. 
 Ainda segundo Diniz [et al 2010], para que um fluído seja um bom 
lubrificante, é necessário que ele possua as seguintes característica: 
 Resistência a pressões e temperaturas elevadas sem vaporizar; 
 Boas propriedades antifricção e antisoldante; 
26 
 
 Viscosidade adequada: a viscosidade deve ser suficientemente 
baixa para permitir uma fácil circulação do fluído e suficientemente 
alta para uma boa aderência do fluído às superfícies da ferramenta 
 
2.2.- Formas de Aplicação 
 
 Segundo Machado [et al. 2011], existem basicamente três métodos de 
aplicação do fluído. 
 Jorro a baixa pressão; 
 Sistema de alta pressão (até 163 BAR); 
 Atomização (de 1 a 5 BAR). 
Entretanto, devido a sua simplicidade a facilidade na aplicação, o jorro a 
baixa pressão é o método mais utilizado presente em quase todos os processos 
de fabricação, já o sistema de alta pressão exige equipamentos mais complexos 
como bombas de múltiplos estágios, reservatório de elevada capacidade, no 
entanto, para o sucesso deste método de aplicação o fluído tem que ser aplicado 
de maneira correta sobre a ferramenta através do porta-ferramenta especiais 
como ilustrado na Figura 4. 
 
 
 
Figura 4 - Esquema de aplicação de fluído de corte sob alta pressão 
Fonte: Teoria da Usinagem dos Materiais 2ª ed. Machado [et al.2011] 
27 
 
Fonte: Chemlub 
“Nos últimos tempos, tem-se observado um esforço no sentido de reduzir 
o consumo de fluídos de corte, tanto pelo fator econômico quanto pela 
preocupação ambiental. Nesse cenário, a aplicação de fluído de corte pelo 
método da atomização (também conhecido como MQF “mínima quantidade de 
fluído”) tem sido intensamente investigada” (MACHADO, 2009 p.169 apud 
MACHADO & WALLBANK,1997; MACHADO 1997 e 1998; HEISEL,1998; 
WEINGAERTNER, 2000). 
 
2.2.1- Jorro à baixa Pressão 
 
 “Um fluxo abundante e sem direção específica sobre a região de corte é 
a forma mais tradicional de aplicação. Contudo este método perde a eficiência 
em altas velocidades. ” MICARONI. 
 Este método de aplicação de fluído comumente é fornecido pelas 
empresas de máquinas ferramentas como sendo um sistema de lubrificação 
“standard” (padrão) devido a sua simplicidade e baixo custo (Figura 5), porém 
outros métodos de aplicação de fluído, também são oferecidos como opcionais. 
 Seu funcionamento consiste em uma bomba acoplada a um reservatório 
devidamente projetado afim de atender à necessidade das operações realizadas 
pela máquina, o fluído então é levado através da bomba por condutos até o bico 
de aplicação que contém uma válvula para controle de vazão. 
 Porém para Dobbeler (2016) diante dos avanços tecnológicos este 
método está ficando cada vez mais obsoleto. Essas tecnologias nos permitem 
trabalhar com maiores velocidades de corte, ter um melhor aproveitamento na 
vida útil da ferramenta, aumento do rendimento da máquina-ferramenta além de 
minimizar a utilização do fluído de corte. 
Figura 5 - Método de jorro baixa pressão 
28 
 
2.2.2- Sistema de alta pressão 
 Os sistemas de refrigeração de alta pressão, o fluído de corte é 
transmitido de uma bomba de transferência para a unidade de alta pressão onde 
é realizada a filtragem do fluído, o mesmo segue por uma tubulação que 
atravessa o eixo árvore da máquina, passa por dentro da ferramenta e é expelido 
sobre a superfície de corte com a pressão e vazão necessária (Figura 6). 
Esta técnica de lubrificação permite refrigerar e lubrificar regiões onde 
desenvolve a maior temperatura de corte, permite ter também uma melhora no 
controle de cavaco além de permitir o aumento da velocidade de corte, o fluído 
aplicado a alta pressão facilita a refrigeração de interface cavaco/ferramenta 
favorecendo a redução do calor gerado contribuindo também na redução do 
atrito facilitando o escoamento do cavaco sobre a superfície de saída 
aumentando a integridade da ferramenta, o fluído quando aplicado de maneira 
eficiente, reduz-se o ângulo do plano de cisalhamento primário, através de sua 
atuação sobre o cavaco criando assim uma cunha entre a ferramenta e a peça, 
devido à alta pressão, o impacto favorece a curvatura do cavaco e 
consequentemente sua quebra (Figura 7). 
Figura 6 - Layout de funcionamento sistema de alta pressão 
Fonte: Machsystem 
29 
 
 
 
Para Aronson (2004), esta técnica é melhor aproveitada quando se pode 
aplicar o fluido de corte através do eixo árvore da máquina-ferramenta ou da 
própria ferramenta, Aronson destaca ainda que a pressão e a vazão também são 
fatores importantes, pois, a força de aplicação não deve defletir a peça que está 
sendo usinada. 
 Segundo Bragoni (2010), a utilização deste sistema, permite-se ter um 
aumento de 30% na produtividade isto é possível, por conta da precisão na 
pulverização do fluído de corte o calor gerado é reduzido e desta forma é 
possível aumentar a velocidade de corte. 
 O aumento da vida útil da ferramenta é outro fator a ser levado em 
consideração, por estar operando em temperaturas mais baixas o desgaste do 
inserto será menor segundo testes realizados pela empresa CHIP BLASTER 
ressaltam que a vida útil das ferramentas pode aumentar de 3 a 5 vezes. 
 Rieger (2010), destaca que para se ter um melhor aproveitamento do 
sistema de alta pressão, a filtragem do sistema é o cuidado mais importante a 
ser tomado neste tipo de lubrificação. Onde a manutenção dos filtros é a 
condição básica para o bom funcionamento do sistema a longo prazo, como os 
orifícios onde escoa o fluído são muitos pequenos qualquer cavaco pode 
prejudicar os equipamentos que compõem a unidade. Partículas maiores que 30 
microns podem acabar desgastando tanto a bomba de alta pressão quanto a 
bomba rotativa, esta última por manter atrito constante entre as partes fixas e 
Fonte: Revista Máquinas e Metais março 2016 
Figura 7 - Influência do jato de fluído sobre a formação do cavaco 
30 
 
móveis pode ter seu selo de cerâmica riscado, consequência disto pode fazer 
com que a junta fique desgastada causando vazamento no sistema, quanto mais 
eficiente for a filtragem mais vezes o fluído de corte poderá ser reaproveitado. 
 Para Bragoni (2010), outro fator importante a ser considerado, é a 
preocupação com relação à névoa que se forma dentro da máquina ferramenta 
que pode causar sérios danos à saúde do operador, para isto se faz necessário 
a instalação de um coletor de névoa (Figura 8) que ainda segundo Bragoni é 
considerado um equipamento fundamental para quem utiliza o sistema de 
lubrificação de alta pressão. 
 
 Naves (2011) ressalta que a utilização deste método de aplicação, 
normalmente é aplicadoa usinagem de materiais nobres como: titânio, níquel e 
suas ligas devido à alta taxa de calor gerado na formação do cavaco, o fluído 
aplicado em jatos bem direcionados ele pode ser vantajoso em diversas 
aplicações. 
 Alguns pesquisadores investigaram a utilização deste método de 
aplicação de fluído em aços ligas especiais, destes destacam-se Machado 
(1990) usinando uma liga Ti-6AI-4V e inconel 901, Da Silva (2006) torneamento 
de uma liga Ti-6AI-4V, Bonney (2004) torneamento de uma liga a base de Níquel 
Figura 8 - Escopo do funcionamento de um coletor de névoa 
Fonte: www.MachSystem.com.br 
31 
 
Inconel 718, Machado e Wallbank (1994) força de corte e temperatura de corte 
formação do cavaco e integridade superficial de uma liga Ti-6AI-4V. Ambos 
chegaram à conclusão que este método de aplicação de fluído a alta pressão, 
reduz-se a temperatura de corte e consequentemente obteve um aumento 
considerável da vida útil da ferramenta. Naves (2011) 
 Em contrapartida, Sales [et al. 2011], em sua pesquisa sobre o 
torneamento de Ti-6AI-4V, concluiu que utilizando uma pressão de 7 MPa 
conseguiu excelentes resultados pertinentes à vida útil da ferramenta e na 
rugosidade superficial, porém ao realizar os testes com pressão de 11 MPa, 
notou-se que com o aumento da pressão, aumentou o desgaste da ferramenta 
em comparação ao teste anterior, a justificativa para este comportamento foi pelo 
fato da troca de calor na interface cavaco/ferramenta aumentar, fazendo que a 
temperatura na zona de corte fique reduzida significativamente, comprometendo 
a usinagem devido ao encruamento do material. NAVES, 2011 apud SALLES 
2011 
 
2.2.3- Atomização 
 
De acordo com Walker (2013), a mínima quantidade de lubrificação se 
define por utilizar uma quantidade muito pequena de um fluido para reduzir o 
atrito entre uma ferramenta de corte e a peça de trabalho. A quantidade exata 
de "mínimo" varia dependendo da aplicação, porém a norma DIN 6909-1 
determina que para ser considerado MQL, o consumo de fluido de corte tem que 
ser até 50ml/h, entretanto, em casos excepcionais, essa vazão pode atingir até 
150 ml/hora. Ainda segundo Walker (2013), esse valor é um pouco subjetivo e 
vai depender muito sobre o processo de fabricação, ferramentas e tipos materiais 
a serem trabalhados. Porém, como regra geral comumente se adota uma vazão 
de 5 a 80 ml/hora. 
Diniz [et al 2010], também ressalta a importância da utilização da técnica 
de MQL que visa uma maior vida da ferramenta quando comparado à usinagem 
a seco, além de apresentar uma melhora considerável no acabamento superficial 
em alguns materiais. 
Segundo Zeilmann (2009) e Walker (2013), existem 3 tipos principais de 
sistema de lubrificação por MQL. O primeiro sistema é de atomização a baixa 
32 
 
pressão utilizando o princípio de funcionamento do venturi, onde o fluído é 
aspirado por uma corrente de ar e levado à superfície como uma mistura. Esse 
sistema tem um fluxo volumétrico de aproximadamente 0,5 a 10 litros por hora e 
produz uma atomização notável, onde partículas de aerossol mede em média 
0.5 μm à 5 μm, porém a sua regulagem é grosseira e o fluído se condensa na 
parede interna do conduto. O segundo sistema utiliza bombas dosadoras com 
alimentação pulsatória de uma quantidade definida de lubrificante, onde as taxas 
de fluxo são ajustáveis numa faixa de 0,1 e 1 ml por ciclo podendo atingir até 
260 ciclos por minutos. A maioria dos sistemas à base de bombas são 
modulares, que permitem múltiplas saídas facilitando assim a personalização do 
sistema de acordo com a máquina ou a necessidade do processo. O terceiro e 
mais utilizado é o sistema de pressão em que o lubrificante é bombeado para o 
bocal / câmara de mistura através de uma tubulação independente. No bocal o 
lubrificante é misturado com o ar comprimido de forma que as quantidades de ar 
e lubrificantes, podem ser ajustadas de modo independente, este sistema de 
atomização possibilita um baixo consumo de lubrificantes na ordem de 10 a 
100ml/h. 
De acordo com Walker (2013), estudos realizados na Alemanha destacam 
que o sistema de lubrificação MQL tem menos emissões de partículas suspensas 
no ar e é mais seguro, se comparado ao método jorro de baixa pressão. No 
estudo, mediram as emissões em 3 pontos distintos: 
 Operadores de máquinas; 
 Ao redor da máquina; 
 Dentro da máquina. 
Os dados coletados, são apresentados na Figura 9. 
33 
 
 
Zeilmann (2009), destaca que para a adoção desta técnica, existe uma 
criteriosa análise e adequação de todos os fatores que influenciam no processo, 
como mostra a Figura 10. 
 
Fonte: MQL Handbook A guide to machining with Minimun Quantity Lubrication (2013) 
Figura 9: Comparação de emissões de partículas suspensas no ar entre MQL vs. Jorro de baixa pressão 
Fonte: Rodrigo P. Zeilmann (2009) 
Figura 10: Fatores de influência nos processos de manufatura com MQL 
34 
 
 
Zeilmann (2009), destaca ainda, que outra variável do sistema MQL, se 
deve ao local aonde ocorre a formação do aerossol, que pode ser dividido em 
dois grupos: a injeção do lubrificante externamente, por meio de jatos separados 
e internamente através do orifício da ferramenta. Neste caso, os sistemas 
internos recebem ainda distinção quanto ao número de canais. Em sistema de 
canal único (single-channel), a mistura aerossol é formada fora do fuso e o canal 
funciona como rota de alimentação da mistura. No caso em sistema de dois 
canais (Dual-channel), óleo e ar são alimentados separadamente e a mistura é 
produzida no interior do fuso como ilustra a Figura 11. 
 
 
Segundo Walker (2013), devido ao baixo custo de instalação e a 
capacidade de adaptação em qualquer ferramenta, esses são as principais 
vantagens da utilização de bocais externos. No entanto, existem várias 
desvantagens: os bocais têm que ser posicionados manualmente de forma que 
não interfiram com as partes móveis da máquina, além de precisar ser ajustada 
para acomodar diferentes comprimentos e tamanhos das ferramentas; em 
furações profunda ela se torna inadequada; existem situações que apenas um 
bocal não pode cobrir completamente toda circunferência de uma ferramenta 
(fresas). Walker (2013) ainda destaca que apesar destas imperfeições, um 
Fonte: Rodrigo P. Zeilmann (2009) 
Figura 11: Locais de formação do aerossol 
35 
 
grande número de máquinas opera com bocais externos, podendo ter bons 
resultados em operações de serrar, fresamento, brochamento e rosqueamento. 
Com a alimentação interna (Walker,2013), o lubrificante é transportado 
através do eixo árvore da máquina, sendo aplicado diretamente sobre a 
ferramenta de forma consistente e com precisão para o corte. Este sistema é 
utilizado principalmente em centros de usinagem de alta velocidade. Entretanto 
este sistema tem como principais desvantagens o alto custo de implementação, 
que vai desde a máquina até as ferramentas. Porem para ambas as formas de 
alimentação, o sistema de canal duplo apresenta os melhores resultados. 
 
3- METODOLOGIA 
 
Com legislações ambientais cada vez mais rígidas, centros de pesquisa e 
universidades foram influenciados a desenvolverem processos de produção 
alternativos. O ministério alemão de Educação e Pesquisa (BMBF) criou um 
projeto de 3 anos chamado de “Forschung für die Produktion von Morgen" 
(Pesquisa para a produção do amanhã), que tinha como um dos objetivos 
estudar o MQL e outros sistemas de lubrificação que deixam menos de 2% de 
resíduo de fluído na geração de cavaco. O resultado deste estudo reflete na 
diminuição do uso desses fluídos por parte das empresas como mostra a Figura 
12. A utilização desses fluídosfoi de 69 mil toneladas, valor considerado baixo. 
36 
 
Neste capítulo, abordar-se-á a forma construtiva do equipamento 
proposto, onde o objetivo é incorpora-lo à utilização em máquinas ferramentas 
convencionais e CNC, sendo neste caso através de uma interface própria de 
comando que capta o sinal emitido quando for acionado, já que os comandos 
seguem o padrão ISO 1056 (Figura 13) e admitem 2 tipos de lubrificação, uma 
convencional através de bombas que já são comumente utilizados através da 
função M8, e uma outra função a M7 que será utilizada para acionar o sistema 
eletrônico, que podem ser desativados através da função M9, M02, M00, M30 
ou ainda diretamente na central. 
 
Fonte: Revista Maquinas & Metais Março 2016 
Figura 12: Comercialização de lubrificante na Alemanha de 2007 a 2010 
37 
 
 
Para o uso em máquinas convencionais, por ter uma central 
independente, é possível ligar e desligar o sistema de lubrificação através de 
botões. Em ambas as aplicações, tanto para o uso em máquinas convencionais 
e CNC’s, quando acaba o fluído de corte, será emitido um sinal sonoro 
acompanhado de uma mensagem que será exibido no visor de cristal líquido da 
central. O sinal sonoro será emitido por duas vezes com intervalo de 1 minuto, 
então o sistema desliga automaticamente para que o operador complete o nível 
do reservatório, que poderá ser religado ao toque de um botão. 
O reservatório foi desenvolvido para ter uma capacidade volumétrica de 
750ml, dando ao sistema uma autonomia de até 75 horas para uma vazão de 
10ml/h. Foi construído utilizando um cano de PVC com diâmetro de 75mm por 
150mm de altura, teve ambas as extremidades tampadas por duas flanges 
confeccionadas em acrílico. Os flanges além de vedar o reservatório servirão 
como condutor do ar comprimido para pressurizar o mesmo e também como 
Figura 13: Códigos M (Miscelânea) pelo Padrão ISO 1056 
Fonte: Mundocnc, 2016. 
38 
 
condutor do fluido para a válvula solenoide, além de servir de apoio para o sensor 
de nível, conforme ilustra a Figura 14. 
 
A central eletrônica foi desenvolvida exclusivamente para o 
funcionamento do sistema. A mesma foi construída em uma placa de circuito 
impresso e programada utilizando o software Protheus (Apêndice A). A 
programação foi feita através da linguagem C++ e compilada usando o software 
Mikroc Pro e a placa foi montada em uma caixa plástica e nela foi incorporado a 
tela de lcd 16 x 2 (sendo 16 caracteres e 2 linhas), botões de comando, 
conectores para válvulas solenoides e conector que receberá sinal de máquinas 
CNC’s. Ela conta com funções lógicas designadas para executar tarefas como 
liga e desliga diretamente utilizando as botoeiras ou através do comando M07 
desligando ao receber o sinal M09, M00, M02, M30, além de emitir sinais sonoros 
e mostrar no visor a mensagem “reservatório vazio”, conforme ilustra a Figura 
14. 
 
Figura 14: Detalhes construtivos do reservatório. 
Fonte: Do Autor 
39 
 
 
 
O ar comprimido proveniente do compressor será ligado a um filtro de ar 
com regulador de pressão, que será acoplado em um dos flanges do reservatório 
utilizando mangueira pneumáticas de 6 mm. Será ligado à uma válvula solenoide 
e uma saída da válvula irá para a câmara de mistura e a outra para o reservatório 
afim de pressurizar o fluído. Na saída do fluído terá outra válvula solenoide com 
regulador de vazão, que será interligado com mangueiras pneumáticas de 4 mm 
até a câmara de mistura, conforme ilustra a Figura 16. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Fonte: Do Autor 
Figura 15: Central eletrônica 
40 
 
 
 
 
A câmara de mistura consiste em um bloco de alumínio medindo 
38x23x12,7mm (L x C x E), a mangueira de ar comprimido proveniente da válvula 
solenoide alimenta a entrada 1, conforme Figura 17 e a mangueira com fluído 
alimenta a entrada 2. Nesta, encontra-se uma válvula reguladora de fluxo 
 
 
 
 
 
 
 
Figura 16: Montagem do sistema 
Fonte: Do Autor 
Fonte: Do Autor 
Figura 17: Câmara de mistura 
2 
1 
41 
 
Para determinar o consumo de fluído utilizado pelo sistema de 
lubrificação, procedeu-se da seguinte maneira: 
 
Determinando o fluxo de massa dado pela equação: 
 
 
Onde: 
Ӫ: Fluxo de massa (Kg/s) 
m: massa (Kg) 
t: Segundo (s) 
 
Após, determinamos a vazão volumétrica: 
 
 
Onde: 
Q: vazão Volumétrica (M³) 
Ӫ: fluxo de massa (Kg/s) 
 𝜌: densidade (Kg/m³) 
 
Para a coleta de dados do consumo de fluído, foram realizados 3 testes 
utilizando balão erlenmeyer. Em cada balão foram colocados pedaços de 
algodão para absorver o fluído e em ambos foram medidos sua massa utilizando 
uma balança analítica (Figura18 a). Ajustado a vazão no equipamento, direciona-
se o erlenmeyer para o bocal de aplicação (Figura 18 b), e com o auxílio de um 
cronômetro, é feita a tomada de tempo. Cada teste foi realizado utilizando vazões 
diferentes ajustadas diretamente na câmara de mistura. Os dados coletados 
estão apresentados da tabela 1. 
 
 
 
 
Ӫ =
𝑚
𝑡
 
 
 
 
𝑄 =
Ӫ
𝜌 
 
42 
 
Fonte: Do autor 
Fonte: Do autor Fonte: Do autor 
 
 
 
 
Abaixo está ilustrado através das Figura 19a e 19b, as mensagens 
exibidas quanto ao fim de fluído no reservatório. 
 
 
Amostra Massa (Kg) Tempo (s) Fluxo de massa (Kg/s) Vazão volumétrica ml/h 
1 0,0001488 56,28 2,6439*10^-6 9,518 
2 0,0003673 55,84 6,5777*10^-6 23,679 
3 0,0006913 64,25 1,0759*10^-5 38,7324 
Figura 18 a: Medida da massa 
Tabela 1: Determinação de vazão volumétrica 
Fonte: Do Autor 
Figura 18 b: Teste de vazão 
Fonte: Do Autor 
Figura 19 a: Nível baixo contagem regressiva. Figura 19 b: Sistema desligado nível de fluído baixo. 
43 
 
Fonte: Do autor 
Fonte: Do autor 
A Figuras 20 ilustra a posição do bocal de aplicação sobre a ferramenta 
de corte, e a Figura 21, teste prático do equipamento. 
 
 
 
 
 
 
Figura 20: Posição do bocal de aplicação. 
Figura 21: Teste prático do equipamento 
44 
 
4 – CONCLUSÃO 
 
Após os estudos realizados, ficou notória a importância de se estudar 
formas alternativas para o uso de lubrificantes na usinagem de materiais, e o 
MQL se destaca neste quesito por diversos motivos não obstantes somente à 
quantidade de fluído utilizado em comparação com os métodos convencionais, 
mas também pelos benefícios à saúde do operador e respeito ao meio ambiente. 
Como foi visto, os gastos com lubrificantes em alguns casos chegam a 
ser superiores ao gasto com ferramental. Isso se deve pelo fato das empresas 
utilizarem grande volume de fluído nas máquinas durante o processo de 
fabricação, além de toda a tecnologia empregada nos fluídos como aditivos. 
Entretanto é sabido que o custo do fluído de corte para o método proposto é 
superior ao do óleo emulsionável (mais comumente utilizado). Ao se utilizar 
menor quantidade, automaticamente acaba tendo um retorno financeiro rápido 
mesmo tendo que inicialmente investir na compra do equipamento de MQL. 
Portanto, conclui-se que o equipamento proposto se destaca pelas 
vantagens: 
 Autonomia de até 75 horas de trabalho sem precisar reabastecer o 
reservatório; 
 Facilidade de operação nos modos manual/automático; 
 Pode ser facilmente adaptado a qualquer máquina; 
 Controle de vazão diretamente na câmara de mistura, 
proporcionando assim uma melhor condição de lubrificação em 
função do processo executado. 
 
Porem apresenta como desvantagem: 
 
 Em situações, no caso de torneamento que normalmente se utiliza 
mais que uma ferramenta, se faznecessário ajustar o 
posicionamento do bocal de aplicação de forma a atender todos as 
ferramentas disposta na torre. 
 
 
45 
 
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Processos de usinagem e responsabilidade ambiental através da redução 
da utilização de fluídos de corte. Caxias do Sul: Universidade de Caxias do 
Sul, 2009. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Apêndice A – Placa do Circuito Impresso