Afiação de Ferramentas de Corte

Prévia do material em texto

1
1 - INTRODUÇÃO 
O propósito do presente trabalho é a obtenção de conhecimentos práticos e teóricos 
sobre a afiação de ferramentas de corte. 
Com o uso as ferramentas de corte se deterioram, isto é, surgem alterações geométricas 
na cunha de corte como trincas, deformações na forma e nas propriedades da ferramenta. Esse 
desgaste diminui o rendimento da operação de corte além de produzir superfícies de acabamento 
de qualidade inferior as superfícies produzidas por ferramentas novas e sem um desgaste 
significativo. 
 Por esses motivos, as ferramentas precisam ser restauradas. Um modo de fazê-lo é a 
afiação. Essa operação é feita principalmente por meio de rebolos adequados a cada tipo de 
ferramenta e em máquinas denominadas afiadoras de ferramentas. 
 
2 - OBJETIVO 
 Este trabalho, com fins didáticos visa à fixação de diversos conteúdos como afiação de 
ferramentas, ângulos das ferramentas, sistemas de referência, etc. ministrados em aulas teóricas 
e práticas. 
 
3 - CONSIDERAÇÕES GERAIS SOBRE FERRAMENTAS DE CORTE 
3.1 – Apresentação: 
 As ferramentas são utensílios de trabalho que o profissional emprega para operar no seu 
ofício. Foram criadas a cerca de 1000 anos com o objetivo de aliviar os esforços operacionais na 
obtenção de armas e de bens. Desde sua criação as ferramentas de corte vêem sofrendo uma 
evolução a fim de obter melhorias nas operações de corte, tais como: aumento da taxa de 
remoção, boa qualidade superficial da peça, boa relação custo – benefício, etc. 
 Elas são otimizadas por grupos de matérias e tipos de operações. As identificações das 
ferramentas de corte estão permanentemente gravadas na mesma: geometria e classe, raio da 
ponta e marcas para identificação das arestas utilizadas, durezas e fabricantes. 
3.2 – Classificação das Ferramentas de Corte: 
 As ferramentas de corte são classificadas em: 
- Monocortantes: Possuem uma aresta de corte. Ex: Ferramentas de torno e plaina. 
- Policortantes: Possuem diversas arestas de corte. Ex: Ferramentas de fresa, brocas e serras. 
 É importante ressaltar que para afiação por meio de rebolos, que foi o tipo de afiação 
realizada neste trabalho, é preciso especificar o rebolo de acordo com o tipo de material da 
ferramenta, que geralmente são: aço carbono, aço-rápido, metal duro e sintetizado especial. 
3.3 – Geometria das Ferramentas de Corte: 
 - Ângulos Medidos no Plano de Referência: 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 2
· kr (ângulo de posição principal): Formado entre o plano de trabalho (Pt) e o gume 
principal, medido no plano de referência (Pr); 
· er (ângulo de quina ou de ponta da ferramenta): Formado entre o gume principal e o 
gume secundário, medido no Pr; 
· kr' (ângulo de posição lateral): Formado entre o plano de trabalho (Pt) e o gume 
secundário, medido no Pr. 
 
 
- Ângulo Medido no Plano do Gume: 
· ls (ângulo de inclinação do gume da ferramenta): Formado entre o gume e o plano de 
referência (Pr), medido no plano do gume (Pg). 
 
 
 
- Ângulo Medido no Plano de Trabalho: 
· ao (ângulo de incidência da ferramenta): Formado entre o flanco principal e o plano do 
gume (Pg), medido no plano ortogonal a aresta de corte (Plano de Trabalho - Pt). 
· bo (ângulo de cunha da ferramenta): Formado entre a face e o flanco principal, medido 
no Pt. 
· go (ângulo de saída da ferramenta): Formado entre a face e o plano de referência (Pr), 
medido no Pt. 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 3
 
?? 
3.4 – Planos Necessários para Afiação da Ferramenta: 
 Os planos utilizados como base para a medi??o e verifica??o dos ?ngulos na afia??o 
s?o: 
- Plano de Referência: É um plano escolhido paparelo ou perpendicular a um plano da 
ferramenta , permitindo a fabrica??o , afia??o ou medi??o da ferramenta. 
- Plano de Corte: É um plano perpendicular ao plano de referência da ferramenta, passando pela 
aresta de corte. 
- Plano de Trabalho: É um plano que contém a dire??o de avan?o e a dira??o de corte. 
- Plano de Medida: É um plano perpendicular ao plano de corte e perpendicular ao plano de 
referência. 
 
 
 
 
 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 4
 
3.5- Insertos: 
 É uma ferramenta de corte que se utiliza adaptada a um suporte, ela é removível. 
 É fabricada de diversas formas dependendo do tipo da opera??o de corte a ser 
empregada e possui de diferentes composi??es conforme o material a ser usinado. 
3.5.1- Forma dos Insertos: 
A geometria da pe?a, suas toler?ncias, seu material e qualidade superficial definem o 
formato do inserto. 
Há seis formas comuns, com benefícios e limita??es, em rela??o à resistência a tens?o. 
 
 
3.5.2- Geometria dos Insertos: 
- Insertos com ?ngulo de saída negativo: 
· dobro de superfície de corte e maior resistência. 
· avan?o e profundidade de corte maiores. 
· gera um aumento nas for?as de corte. 
· exigem maior potência e rigidez do torno. 
- Insertos com ?ngulo de saída positivo: 
· bons para trabalho em material mais dúctil, como a?os de baixo carbono, ligas 
de alta temperatura e materiais que endurecem durante a usinagem. 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 5
- Insertos positivo-negativos: 
· combinam a a??o de corte dos positivos com a resistência dos negativos. 
· possuem gumes real?ados ou sulcos na face. 
· em insertos revestidos, s?o capazes de remover material a altas velocidades e 
avan?os, com aumento do volume de cavacos. 
· há diversos modelos, de diferentes fabricantes, com diferentes formas de sulcos. 
3.5.3- Tamanho dos Insertos: 
Na maioria das formas padr?o de insertos, o tamanho é especificado pelo di?metro do 
maior círculo que pode ser inscrito no perímetro do inserto (chamado IC). 
Por raz?es econ?micas, deve ser selecionado o menor inserto possível, com o qual possa 
ser empregada a profundidade de corte requerida na opera??o. 
De modo geral o comprimento do gume deve ser no mínimo o dobro da profundidade 
de corte. 
3.5.4- Espessura dos Insertos: 
 Depende basicamente da profundidade de corte e do avan?o utilizados. Com base nestes 
fatores, a espessura do inserto é selecionada em tabelas de fabricantes, ou através de dados da 
literatura. 
3.5.5- Raio de Ponta dos Insertos: 
● Determinado pela configura??o da pe?a e pelos requisitos de qualidade superficial. 
● Raios de quina muito pequenos: 
- quinas fracas, quebra ou lascamento. 
- melhor controle dos cavacos e menos ruídos. 
● Raios de quina muito grandes: 
- ruídos ou vibra??es (pequena espessura dos cavacos). 
- máquina-ferramenta e dispositivos devem ter rigidez suficiente. 
● Raio de quina apropriado é um dos mais importantes fatores relacionados ao 
acabamento superficial. 
● De modo geral raios de quina maiores produzem melhores superfícies usinadas. 
3.5.6- Toler?ncia dos Insertos: 
Define a precis?o de acoplamento. 
Insertos padr?o est?o disponíveis em 3 classes de toler?ncia: 
- usual: ± 0,1 a 0,3 mm 
- precis?o: ± 0,03 a 0,05mm 
- alta precis?o: ± 0,013 mm 
 
3.5.7- Especifica??es dos Insertos: 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 6
 
3.6- Tipos de Ferramentas: 
- Ferramentas inteiri?as 
● S?o produzidas por fundi??o, forjamento, barras laminadas ou por processos de metalurgia do 
pó. 
● Seus materiais incluem a?os carbono e baixas ligas, a?os rápidos, ligas de cobalto fundidas e 
metais duros. 
● Ferramentas de ponta arredondadapermitem a aplica??o de grandes avan?os, em pe?as de 
grande di?metro. 
 
- Ferramentas com insertos soldados 
● Ferramentas de gume único. 
● Corpo de material de baixo custo. 
● Parte cortante com material de corte de melhor qualidade soldado ou montado sobre a base. 
● Materiais cortantes usados: a?os rápidos, ligas fundidas à base de cobalto, metal-duro, 
cer?mica, diamante mono e policristalino e nitreto de boro cúbico. 
 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 7
- Ferramentas com insertos intercambiáveis 
● Ferramentas mais largamente utilizadas em opera??es de torneamento. 
● Insertos de metal-duro predominam, mas insertos de a?os rápidos, cer?micas, diamante e 
CBN s?o também usados para muitas aplica??es. 
● Sistema de identifica??o normalizado, com base nas características mec?nicas e geométricas 
dos insertos. 
 
3.7- Cuidados Gerais com Ferramentas de corte: 
· Manuseio e manuten??o de ferramentas de corte. 
· Evitar o contato entre ferramentas. 
· Cuidados no armazenamento. 
· Danifica??es no manuseio (quebras). 
 ● Manter as ferramentas limpas. 
 ● Prevenir contra oxida??o. 
 ● Sempre utilizar ferramentas adequadas aos processos. 
 ● Cuidados no preparo e instala??o. 
 ● Observar as condi??es de corte adequadas. 
 
4 - AFIAÇÃO 
4.1 - Apresentação: 
 Afia??o é a opera??o de dar forma as arestas das ferramentas de corte novas ou de 
restaurar o corte ou o perfil de ferramentas desgastadas pelo uso. 
A afia??o das ferramentas é feita somente nas superfícies que determinam os ?ngulos de 
incidência, de cunha e saída. Os símbolos indicadores de cada um desses ?ngulos bem como 
figuras ilustrativas e explica??es sobre eles já foram mostrados no item 3.3 (?ngulo de 
incidência, ?ngulo de cunha e ?ngulo de saída). 
A afia??o das ferramentas monocortantes pode ser feita manualmente ou em máquinas. 
As ferramentas policortantes s?o afiadas em máquinas especiais, sendo impossível afiá-
las manualmente. 
Na opera??o manual, o resultado dependerá da habilidade do operador. Em máquinas 
afiadoras o produto final n?o depende do operador, pois essas máquinas possuem suportes 
orientáveis de ?ngulos, de modo a posicionar a face da aresta a retificar segundo uma inclina??o 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 8
pré-determinada em rela??o à superfície do rebolo. Deve-se movimentar a ferramenta sobre a 
superfície do rebolo para n?o desgastar o rebolo de forma irregular e reduzir, também, a 
possibilidade de aquecimento da aresta de corte da ferramenta. É importante salientar que o 
procedimento de afia??o de uma ferramenta deve ser feito com leve press?o, devendo a 
ferramenta ser movimentada para ambos os lados no sentido transversal da face do rebolo. 
Havendo aquecimento da pe?a, a mesma deverá ser resfriada. 
4.2 - Rebolos: 
 S?o utilizados na usinagem por abras?o, onde a remo??o de material se dá devido ao 
contato da pe?a com os gr?os abrasivos do rebolo. 
4.2.1- Uso dos Rebolos: 
Os rebolos se dividem em: 
- Naturais: Seus gr?os s?o de pouca dureza e de pouca homogeneidade. Satisfazem a pequenos 
usos manuais para reafiar o gume das ferramentas. 
- Artificiais: S?o homogêneos e possuem dureza controlada. S?o fabricados de diversas formas 
o que permite uma vasta aplica??o nos materiais em geral. 
4.2.2- Características dos Rebolos: 
 Suas caracteristicas dependem de sua estrutura, de seu formato e de suas dimens?es. 
 Além da natureza do abrasivo, do tamanho de seus gr?os e natureza do aglutinante, os 
rebolos exigem uma dureza e porosidade adequadas para se obter uma usinagem eficiente em 
cada tipo de metal, quanto à qualidade do acabamento, precis?o e produtividade. 
4.2.3- Dureza do Rebolo: 
 A dureza do rebolo depende do aglutinante e é a for?a com que o aglutinante retém os 
gr?os do abrasivo, sendo esta caracteristica que determina se o rebolo é duro ou macio. 
4.2.4- Porosidade do Rebolo: 
 A porosidade é a rela??o que existe entre os espa?os vazios e os aglutintes, indicando a 
natureza do rebolo, que será escolhida de acordo com a usinagem a ser feita. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 9
4.2.5- Classifica??o e Dimens?es dos Rebolos: 
 
Os valores e as composi??es especificas para a classifica??o dos rebolos s?o 
encontradas em tabelas de fabricantes, ou através de dados da literatura. 
4.2.6- Formas e Aplica??es de Rebolos: 
Forma Aplica??o 
Disco Reto Afia??o de brocas e ferramentas diversas 
Perfilado Pe?as perfiladas 
Disco Afia??o de machos 
Prato Afia??o de fresas de forma, fresas 
detalonadas, fresas cilíndricas, fresas frontais, 
fresas de disco 
Copo reto Afia??o de fresas frontais, fresas de topo, 
fresas cilíndricas , machos, cabe?otes porta-
bits 
Copo C?nico Afia??o de fresas angulares, rebaixadores, 
broca de 3 a 4 arestas cortantes, fresas 
frontais, fresas de topo 
Segmentos Retifica??o plana de ataque frontal no 
faceamento de superficies 
Pontas Montadas Ferramentas de corte e estampos em geral 
 
4.2.7- Escolha dos Rebolos: 
 A escolha dos rebolos depende da opera??o a ser realizada (desbaste, acabamento, 
reafia??o, corte,...) e do material do qual é feito (a?o, ferro fundido, lat?o, bronze,...). 
Em catálogos de fabricandes é possível encontrar tabelas que indicam o tipo certo de 
rebolo a ser utilizado de acordo com o seu material e a opera??o a ser realizada. 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 10
Como exemplo, para afia??o podemos utilizar um rebolo A120- N5 V 10 W feito de 
a?o. Esses dados foram obtidos na tabela 6.15.3 na página 172 da referência [2]. 
4.3 - Rebolos para afiação de Ferramentas de Corte: 
Quando é necessário reavivar arestas cortantes de uma ferramenta, é possível fazer uma 
afia??o manual utilizando esmeril ou uma pedra abrasiva para que se possa obter os ?ngulos 
corretos dos gumes das ferramentas. Para isso devemos utilizar: 
- uma esmerilhadora de pedestal com rebolo tipo reto - RT, para desbastes grossos e 
acabamento médio em ferramentas monocortantes; 
- uma esmerilhadora de broca para desbaste e acabamento nas ferramentas 
monocortantes e nas pontas das brocas; 
- uma esmerilhadora de bancada com rebolo reto – RT, para desbaste, e outro rebolo 
tipo copo reto – CR, para acabamento em carbonetos e cer?micas monocortantes; 
Para uma opera??o n?o manual pode-se utilizar uma afiadora universal, com diversos 
dispositivos, para desbaste e acabamento finíssimo nos ?ngulos que formam o gume das 
ferramentas multicortantes e demais ferramentas. Nesta afiadora, usam-se principalmente 
rebolos diamantados, que elevam cinco vezes a dura??o do gume das ferramentas. 
4.4 – Precauções para o Trabalho com Rebolos: 
 Os rebolos s?o largamente utilizados para os mais diversos fins . A utiliza??o de rebolos 
sem as devidas precau??es vem sendo causa de um maior indice de acidentes. Os profissional 
que deles se utilizam devem ter conhecimentos sobre os procedimentos de seguran?a e fazer 
deles uma prática comum e obrigatória. Também é importante cuidar do rebolo para que n?o 
ocorra qualquer dano que resulte em perda de qualidade da pe?a a ser usidada. 
4.4.1- Armazenagem: 
 Para acomodar os vários tipos de rebolos, devem ser utilizadas estantes, caixas, gavetas 
ou prateleiras de forma adequada e organizada, de modo que possibilite a retirada dos rebolos 
sem danifica-los. 
 Eles devem ser armazenados em locais secos e de temperaturarelativamente estável. 
4.4.2- Observa??o: 
 Evitar que os rebolos sofram choques durante o transporte, pois estes podem causar 
trincas que tornar?o o rebolo inseguro. 
4.2.3- Prote??o dos Olhos e Vias Respiratórias: 
 O certo seria que todas as máquinas de usinar com ferramentas abrasivas tivessem uma 
capa protetora para proteger o operados dos cavacos que saltam e do pó que é liberado. Porém, 
como essa prática n?o é muito comum é extremamente necessário que o operador n?o se 
esque?a dos equipamentos de seguran?a (óculos, máscara parcial, filtro para poeira...) para a 
sua própria prote??o. 
 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 11
5 – A OPERAÇÃO DE AFIAR: 
 Esse item tem como objetivo descrever como foi realizada a afia??o de ferramenta nas 
aulas práticas de Processos de Usinagem. 
5.1 - Planejamento: 
 É o primeiro passo a ser realizado para que se possa realizar a afia??o de uma 
ferramenta. 
 Nele s?o decididos: 
· O tipo de ferramenta; 
· O sistema de referência; 
· Os ?ngulos da ferramenta; 
E também, é nesse passo que realizamos o desenho da ferramenta escolhida, com os 
?ngulos escolhidos e seus planos de referência. 
A ferramenta escolhida para esse trabalho tem as seguintes caracteristicas: 
· Ferramenta de metal-duro; 
· Bits* de 3’’ de comprimento; 
· Ferramenta à Esquerda; 
· a - ?ngulo de incidência: 19?; 
· b - ?ngulo de cunha: 65?; 
· g - ?ngulo de saída: 6?; 
· kr - ?ngulo de dire??o principal: 70?; 
· er - ?ngulo de ponta: 90?; 
· kr’- ?ngulo de dire??o secundário: 20?; 
· n - ?ngulo efetivo da ferramenta: 0? (logo os planos escolhidos s?o os mesmos planos 
efetivos); 
· Os planos utilizados para a fabrica??o dessa ferramenta foram citados no item 3.4. 
 
 *OBS: Bits é o monobloco que após usinado para possuir os ?ngulos e a forma especificados 
no projeto será chamado de ferramenta. 
 **OBS: Os ?ngulos da ferramenta s?o obtidos em tabelas em livros ou em tabelas de 
fabricantes de acordo com o processo de usinagem a ser empregado e também de acordo com o 
material da pe?a a ser usinada. 
 
 
 
 
 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.
 12
5.2 – Execução da Afiação: 
 Após a realiza??o do planejamento, seguir os seguintes passos: 
 5.2.1- Selecionar o bit a ser utilizado; 
 5.2.2- Cortar o bit no comprimento desejado; 
 5.2.3***- Iniciar a usinagem do bit no esmiril, a fim de obter a forma e os ?ngulos 
especificados no item 5.1 e ent?o se obter a ferramenta de corte. 
 Neste trabalho a sequência de usinagem do bit foi: 
 5.2.3.3.1- Usinagem para obter o ?ngulo de dire??o principal; 
 5.2.3.3.2- Usinagem para obter o ?ngulo de dire??o secundário; 
 5.2.3.3.3- Usinagem para obter o ?ngulo de saída; 
 3.4- Acabamento. 
 
***OBS: Os passos citados no item 5.2.3 foram realizados aos poucos, tendo em mente que s?o 
necessárias diversas paradas nesse processo, para a verifica??o dos ?ngulo e para o resfriamento 
do bit. 
 As verifica??es dos ?ngulos que estavam sendo obtidos foram feitas com um 
goni?metro (um transferidor com haste móvel). 
5.3 - Resultado: 
 No final da execu??o do item 5.2 foi obtida a ferramenta de corte desejada. 
Com as caracteristicas citadas no item 5.1 e levando a observa??o feita nesse mesmo 
item, a ferramenta obtida pode ser utilizada com a finalidade de realizar opera??es de desbastes. 
 É extremamente impotante resaltar que devida a falta de prática do operador é bem 
provável que os ?ngulos especificados no projeto (item 5.1) n?o sejam exatamente iguais aos 
obtidos na ferramenta. 
 
6- CONCLUSÃO 
 Pode-se afirmar com certeza que o trabalho foi esclarecedor e extremamente proveitoso, 
auxiliando no entendimento do conteúdo ministrado nas aulas práticas e teóricas. 
 
7- BIBLIOGRAFIA 
FERRARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais - S?o Paulo: Edgard Blucher, 1970. 
STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de Corte I – 4 ed. Florianópolis: Ed. da UFSC, 1995. 
BORDINI, Adyr Bellini. Ferramentas de Corte N?o Abrasivas para Usinagem de Metais - SENAI – DN, 
Divis?o de Recursos Humanos, 1977. 
BORDINI, Adyr Bellini. Ferramentas Abrasivas - SENAI – DN, Divis?o de Recursos Humanos, 1974. 
SENAI. RS. Informa??es Tecnológicas - Mec?nica. 11 ed. Porto Alegre, 2005. 
http://www.cimm.com.br/portal/noticia/material_didatico/3569 
http://www.ferramentas-de-corte-widia.com.br/ 
Generated by Foxit PDF Creator © Foxit Software
http://www.foxitsoftware.com For evaluation only.