Usinagem Cavaco

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Processos de Usinagem
	TRABALHO I – Classificações dos Cavacos
	Gustavo de Souza Ehlert
Professor 
André Amaral Bassani
	Santo Ângelo
abril/2018
	
	ENGENHARIA MECÂNICA
	
	Engenharia Mecânica
Relatório Acadêmico
	
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Introdução
A mais de um século estuda-se sobra a formação de cavacos ainda assim até hoje não temos o total conhecimento sobre o processo de formação dele, isso devido a grandes temperaturas aliadas a uma altissima deformação gerada no processo de formação. Dentre o que sabemos até hoje podemos ressaltar a grande influência dos parâmetros de corte básicos (Velocidade de corte, avanço, profundidade e rotação) e o principal: o material a ser usinado. 
Classificação dos cavacos quanto o tipo
O cavaco formado pelos processos de usinagem pode ser classificado de diversas formas, logo abaixo traremos essas classificações ilustradas para maior clareza.
Cavaco continuo
Formado durante a usinagem de materiais dúcteis e em alta rotação, com isso o cavaco apresenta-se com lamelas sobrepostas continuamente, o que dificulta a visualização da divisão de lamelas formadas. Outro fator importante são os ângulos de saída da ferramenta com ângulos elevados, levando em conta os fatores mencionados podemos concluir que o acabamento superficial quando o cavaco continuo é gerado é muito boa devido a pouca variação de corte durante a usinagem.
	
Cavaco cisalhado ou parcialmente continuo
	Este é o cavaco intermediário entre o continuo e o de ruptura, ele possui lamelas bem distintas, apresentando uma superfície serrilhada, isso ocorre devido a “falhas” no contato do cavaco com a superfície e à grande presença de compressões no plano de cisalhamento. Com isso o acabamento superficial acaba ficando pior que o continuo devido a variação da força exercida no processo. 
Cavaco por ruptura ou descontinuo
Este cavaco aparece apenas em materiais frágeis e homogêneos, ele quebra o cavaco em lamelas bem distintas que se rompem devido a grafita, com isso a superfície do cavaco e a superfície de saída devem adotar ângulos muito baixos ou negativos. Com isso a trinca se espalha no plano de cisalhamento primário gerando a fragmentação do cavaco. O acabamento superficial de peças onde apresenta este tipo de cavaco e inferior, já que a remoção de material é em formato de concha, tornando a superfície irregular.
Cavaco segmentado
São caracterizados por grandes deformações entre segmentos com pouquíssima ou quase nenhuma deformação interior. Em materiais com uma boa condutividade térmica, a taxa de redução da resistência de acordo com o aumento da temperatura fica igual ou maior que a taxa de aumento da resistência devido ao encruamento da peça. Isso causa um cisalhamento adiabático que forma um cavaco serrilhado, o que demonstra o acabamento inferior do mesmo.
Classificação quanto a forma do cavaco
Em termos de forma de cavaco podemos apresentar vários modelos, estes vão depender dos parâmetros de corte, mas principalmente do material a ser usinado, já que cada material tem suas propriedades especificas e reações quanto ao cisalhamento causado na usinagem. Para facilitar a demonstração dos formatos usaremos a ISO 3685 (1993) que traz ilustrações legendadas dos tipos de formato do cavaco, estes que serão melhor explicados adiante.
Cavaco em Fita: 
Por mais que pareça um mérito tirar um cavaco comprido em um torneamento, isso e algo muito prejudicial na indústria onde esse cavaco pode trazer vários problemas a peça e a máquina, sem levar em conta a possibilidade de ocorrerem acidentes. Outro problema causado pelo cavaco em fita é o fato de que ele acaba atrapalhando o direcionamento do fluido na peça, fazendo com que o resfriamento da peça seja prejudicado, o que pode causar diversos problemas inclusive o recozimento da superfície da peça. Mais um fator indesejável do cavaco em fita e seu grande volume se comparado aos outros tipos de cavaco, encarecendo o transporte e dificultando o manuseio. Vide o gráfico de comparação ao lado. 
Um exemplo de material que apresenta cavaco continuo em fita é o Cobre, como mostra a foto ao lado.
Cavaco tubular formado no torneamento de um tarugo de nylon
Cavaco espiral plano em um tarugo de nylon
4- Cavaco Helicoidal tipo arruela aparece em aços
 Cavaco Helicoidal cônico presente no aço inoxidável
6- Cavaco em forma de arco solto em nylon
7- Fragmentado de um tarugo de nylon
Logo abaixo temos uma tabela que relaciona os tipos de cavacos apresentados acima junto a sua “participação” no processo de usinagem de algum material especifico. Podemos ver claramente o cavaco continuo em fita como aços desfavoráveis no processo de usinagem, assim como destacamos os que se particionam em partes menores como cavacos muito favoráveis, já que possuem um volume muito menor e não atrapalha na usinagem da peça.
Influência dos parâmetros de corte na forma do cavaco
Devido a alguns fatores indesejáveis já citados acima causados pelo cavaco continuo em fita, podemos concluir que a formação de cavaco deve ser planejada para evitar todos aqueles problemas, assim temos tres opções para alterar a formação de cavaco (Ferraresi, 1977):
- Alterar configurações de usinagem
-Dar um formato especial a superfície de saída da ferramenta
-Colocar elementos adicionais na superfície de saída
	Através do aumento na deformação do cavaco no plano de cisalhamento, podemos aumentar a capacidade de quebra de materiais não tao tenazes através das seguintes alterações
- Diminuir o ângulo de saída e a inclunação da ferramenta, ou até usar os dois negativos
-Aumento da espessura de corte e diminuição da velocidade de corte
Na fabricação de peças devemos sempre levar em conta os parâmetros de corte para conseguirmos aproveitar o máximo possível do maquinário e da ferramenta para ter uma boa produtividade, porém muitas vezes temos os formatos de cavaco como um empecilho na usinagem de materiais.
Levando em conta que o cavaco se torna cada vez mais fragmentado quando reduzimos o avanço da máquina, podemos ter um equilíbrio entre rotação e profundidade de corte para que se adaptem a um avanço um pouco menor para evitar problemas com o cavaco, isto, é claro, pode variar de acordo com os materiais a serem usinados.
Na imagem ao lado podemos relacionar claramente o avanço com a profundidade de corte, assim podemos ver que o parâmetro que mais influência na formação do cavaco é sim o avanço.
Tipos de quebra-cavaco
A utilização de quebra-cavacos é muito importante nos processos de usinagem para evitar todos os problemas já citados acima como o cavaco continuo de fita ou até evitar a perda na produtividade reduzindo o avanço para evitar o cavaco de fita. Com a quebra cavaco podemos utilizar avanços mais altos que o próprio inserto dá conta de quebrar o cavaco devido a pequenas cavidades localizadas na superfície do mesmo. Estas servem para quebrar o cavaco devido ao ângulo da cavidade somada ao jato de fluido direcionado ao inserto.
Existem dois tipos de quebra cavacos, estes serão melhor explicados e ilustrados logo abaixo:
Na primeira figura temos quebra cavaco incorporado na própria ferramenta, já na terceira temos insertos com quebra cavacos em sua superfície.
A adoção do quebra cavaco traz muitas vantagens, além da variação de custo com o inserto comum seja desprezível, ela reduz o desgaste da ferramenta já que diminui a superfície de contato do inserto com a mesma, outro fator importante e a melhora no redirecionamento do fluido para o inserto para a peça, melhorando a refrigeração de ambos durante a usinagem, e o principal faz com que os cavacos não fiquem demasiadamente grandes evitando possíveis acidentes com o operador.