Informativo

Usinagem de materiais endurecidos

 

Com o desenvolvimento de novos materiais para ferramentas de corte, o processo de torneamento de aços endurecidos está cada vez mais em evidência, a ponto de, em alguns casos, substituir o processo de retificação por possibilitar a redução do tempo de produção e do custo de fabricação. 

Adicionado a isso é possível se obter peças com elevado acabamento superficial e tolerâncias apertadas. Contudo, vale ressaltar que as condições de usinagem empregadas no torneamento de aços endurecidos diferem daquelas utilizadas no torneamento convencional e a máquina-ferramenta empregada deve ter alta rigidez e acuracidade.  

O interesse na usinagem de aços endurecidos vem inicialmente das indústrias automotiva, aeroespacial e metalúrgica. Nesses três ramos industriais, ferramentas de CBN são comumente utilizadas, pois reduzem o custo na produção e melhoram a qualidade do produto. 

Por isso, em muitos casos, o torneamento com esse tipo de ferramenta pode substituir o processo de retificação na operação de acabamento, principalmente na produção seriada de peças de transmissão na indústria automotiva. Segundo Momper (2000), o custo por peça produzida pelo processo de torneamento de materiais endurecidos, quando comparado com o processo de retificação, pode ser reduzido em mais de 60%.

Adicionado a isso, o investimento menor exigido para um torno, o tempo de usinagem mais curto e a maior flexibilidade favorecem a difusão do processo de torneamento de materiais endurecidos. Na usinagem de materiais endurecidos as forças de corte não são necessariamente altas, uma vez que a deformação plástica do cavaco é relativamente pequena e, também, devido à pequena área de contato deste cavaco com a ferramenta.

Não obstante, as forças de corte na usinagem de materiais endurecidos são de 30 a 80% maiores do que aquelas desenvolvidas quando se usina materiais de menor dureza, o que nos obriga a escolher cuidadosamente, a geometria da ferramenta [Abrão et al. - 1996]. Tönshoff et al. (1995) afirma que o desgaste da ferramenta e a integridade superficial das peças usinadas são fortemente influenciados pela utilização ou não de fluidos refrigerantes, uma vez que os mesmos agem no sentido de reduzir a carga térmica na aresta de corte, aumentando, assim, a vida da ferramenta quando comparado com o corte a seco. Já é bastante conhecido que o acabamento superficial e a tensão residual podem, significativamente, afetar a resistência dos componentes quando estes são submetidos a altos ciclos de fadiga (sob cargas).

As trincas geradas por fadiga, em geral, são nucleadas na superfície das peças e posteriormente se propagam para o seu interior. Como as trincas se expandem, a resistência da seção é reduzida e, então, a seção poderá não mais resistir a carga aplicada e uma falha poderá ocorrer. Consequentemente, o estado de tensão na superfície, onde as trincas são nucleadas, é de fundamental importância. Este estado de tensão é a soma de tensões devido à carga aplicada e a tensão residual gerada durante a usinagem.

Se a tensão residual na superfície é trativa e a tensão aplicada também é trativa, a resistência à fadiga poderá ser reduzida de maneira significante.

*Fonte: uninove