Durante a usinagem CNC, quando aço, alumínio ou outros metais dúcteis são cortados em velocidades de corte baixas ou médias, uma pequena massa de metal pode aderir à face de corte da ferramenta. Esse metal aderido é conhecido como aresta postiça (ou formigueiro). Mas você sabe como uma aresta postiça se forma? E quais os efeitos que ela tem no processo de usinagem?
Causas da formação de bordas acumuladas (BUE)
Ao Usinagem CNC de materiais dúcteis Em usinagem de aço, sob condições de velocidade de corte relativamente baixa, onde cavacos contínuos são formados, uma massa metálica triangular em forma de cunha frequentemente adere à face de corte próxima à aresta de corte. Essa massa metálica aderida é conhecida como aresta postiça (BUE, na sigla em inglês), conforme ilustrado na figura. A dureza da BUE é extremamente alta, tipicamente 2 a 3 vezes maior que a do material da peça. Quando a BUE atinge um estado estável, ela pode substituir temporariamente a aresta de corte durante a operação de usinagem. O tamanho da BUE é comumente representado por sua altura, denotada por (H_b).
Durante o corte, ocorre um atrito intenso entre a parte inferior do cavaco e a face de corte da ferramenta. Quando a interface de contato atinge uma determinada temperatura sob alta pressão, o material da peça adere à face de corte por adesão, também conhecida como "soldagem a frio". À medida que o cavaco, em fluxo contínuo, passa sobre a camada de metal aderida, se a temperatura e a pressão permanecerem adequadas, o material na parte inferior do cavaco também é impedido. Ele adere à camada previamente soldada a frio na face de corte. Como resultado, a camada aderida cresce gradualmente e, eventualmente, forma uma aresta postiça.
A formação e o crescimento da zona de corte estão intimamente relacionados às propriedades do material da peça, bem como à distribuição de temperatura e pressão na zona de corte. Materiais com maior tendência ao endurecimento por deformação plástica são mais propensos a gerar zona de corte. Quando a temperatura e a pressão na zona de corte são muito baixas, a zona de corte não se forma. Por outro lado, quando a temperatura é excessivamente alta, o material amolece e a formação da zona de corte também é suprimida. Para o aço carbono, a altura da zona de corte atinge seu máximo quando a temperatura na zona de corte está em torno de 300–350 °C, enquanto a zona de corte desaparece automaticamente quando a temperatura ultrapassa 500 °C.
Quando a profundidade de corte (a_p) e a taxa de avanço (f) permanecem constantes, a altura da aresta de corte (H_b) está intimamente relacionada à velocidade de corte (v_c), pois o calor gerado durante o corte aumenta com o aumento da velocidade de corte. Como mostrado na figura:
- Região I: Zona de baixa velocidade onde não se formam BUEs (Unidades de Uso de Energia).
- Região II: A altura do BUE aumenta conforme (v_c) aumenta.
- Região III: A altura do BUE diminui à medida que (v_c) aumenta.
- Região IV: Sem formulários BUE
Influências da borda construída
(1) Aumento do ângulo de inclinação efetivo
A BUE aderida à face de corte aumenta efetivamente o ângulo de ataque real da ferramenta (ver Fig. ), reduzindo assim as forças de corte.
(2) Variação na espessura de corte
A parte frontal da BUE estende-se além da aresta de corte, aumentando a espessura de corte real em um incremento de ( Δ h_D ). À medida que o BUE cresce, ( Δ h_D ) aumenta gradualmente. Assim que o BUE se desprende ou se separa da face do rastelo, ( Δ h_D) diminui rapidamente. Como a formação, o crescimento e o desprendimento do BUE ocorrem ciclicamente, as flutuações na espessura de corte inevitavelmente levam a variações na força de corte.
(3) Aumento da rugosidade da superfície
A porção da rebarba que se estende além da aresta de corte apresenta irregularidades tanto na forma quanto na altura, o que aumenta a rugosidade da superfície usinada. Além disso, fragmentos desprendidos da rebarba podem ficar incrustados na superfície usinada, degradando ainda mais a qualidade da superfície.
(4) Influência na vida útil da ferramenta
Uma camada de reforço estável aderida à face de corte pode substituir temporariamente a aresta de corte durante a usinagem, reduzindo assim o desgaste direto da ferramenta e prolongando sua vida útil. No entanto, se a camada de reforço se desprender repetidamente da face de corte, poderá arrancar partículas de material da própria face de corte — particularmente em ferramentas de metal duro — resultando em desgaste acelerado e redução da vida útil da ferramenta.
Medidas para prevenir o acúmulo de material nas bordas
A influência da aresta de corte não usinada (BUE, na sigla em inglês) no processo de corte apresenta aspectos tanto benéficos quanto prejudiciais. Durante o desbaste, onde os requisitos de precisão dimensional e acabamento superficial são relativamente baixos, a BUE pode auxiliar o processo de corte atuando como uma aresta de corte temporária. No entanto, durante o acabamento, a BUE deve ser minimizada ou eliminada para garantir a precisão dimensional e a integridade da superfície.
As seguintes medidas podem ser adotadas para suprimir a formação de BUE:
- Selecione adequadamente a velocidade de corte para evitar a faixa de velocidade média, onde é mais provável a formação de BUE (espuma de fundo de cilindro).
- Utilize fluidos de corte com excelente desempenho lubrificante para reduzir o atrito entre a parte inferior do cavaco e a face de corte da ferramenta.
- Aumente o ângulo de ataque da ferramenta para reduzir a pressão entre a face de ataque e o cavaco.
- Aumentar adequadamente a dureza do material da peça para reduzir sua tendência ao endurecimento por deformação.
