No campo da usinagem, compreender o processo de formação de cavacos ao usar ferramentas de corte planas de metal duro é crucial tanto para os fabricantes quanto para os usuários finais. Como fornecedor de ferramentas de corte planas de metal duro, testemunhei em primeira mão a importância desse processo na obtenção de resultados de usinagem de alta qualidade.
Os princípios básicos das ferramentas de corte planas de metal duro
Ferramentas de corte planas de metal duro são amplamente utilizadas em diversas operações de usinagem devido à sua excelente dureza, resistência ao desgaste e resistência ao calor. O carboneto, normalmente uma combinação de carboneto de tungstênio e um metal aglutinante como o cobalto, fornece a resistência e durabilidade necessárias para suportar as condições de alta tensão encontradas durante o corte. As fresas de topo plano, que são um tipo comum de ferramenta de corte plana de metal duro, são usadas para fresar superfícies planas, ranhuras e bolsões em materiais como metais, plásticos e compósitos.
O processo de formação de chips
O processo de formação de cavacos pode ser dividido em três etapas principais: deformação elástica, deformação plástica e separação de cavacos.
Deformação Elástica
Quando a ferramenta de corte plana de metal duro entra em contato com a peça de trabalho, o estágio inicial é a deformação elástica. O material da peça é submetido a uma força da aresta de corte da ferramenta e responde deformando-se elasticamente. Isso significa que o material retornará à sua forma original assim que a força for removida. Durante esta fase, as ligações atômicas dentro do material são esticadas, mas não quebradas. A magnitude da deformação elástica depende das propriedades do material da peça, como seu módulo de elasticidade e da força de corte aplicada pela ferramenta.
Deformação Plástica
À medida que a força de corte aumenta, o material atinge o seu limite de escoamento e a deformação plástica começa. Na deformação plástica, as ligações atômicas dentro do material são quebradas e o material sofre deformação permanente. A tensão de cisalhamento no plano de cisalhamento, que é o plano ao longo do qual o material está sendo cisalhado, excede a resistência ao cisalhamento do material. A deformação plástica é um processo complexo que envolve o movimento de discordâncias dentro da estrutura cristalina do material. A ferramenta de corte plana de metal duro empurra e corta continuamente o material, fazendo com que ele flua na direção da aresta de corte.
Separação de cavacos
Uma vez que a deformação plástica atinge um certo ponto, o material finalmente se separa da peça para formar um cavaco. A separação ocorre quando a tensão de cisalhamento no plano de cisalhamento é alta o suficiente para causar a fratura do material. A forma e o tamanho do cavaco dependem de vários fatores, incluindo as condições de corte (como velocidade de corte, avanço e profundidade de corte), as propriedades do material da peça e a geometria da ferramenta de corte.
Existem diferentes tipos de cavacos que podem ser formados durante o processo de corte:
- Chips Contínuos: Esses cavacos são formados durante a usinagem de materiais dúcteis, como alumínio e aço-carbono, sob certas condições de corte. Os cavacos contínuos são longos e ininterruptos e são caracterizados por uma superfície lisa. Geralmente são desejáveis porque indicam um processo de corte estável. No entanto, cavacos contínuos às vezes podem causar problemas, como emaranhamento de cavacos ao redor da ferramenta de corte, o que pode afetar o acabamento superficial da peça e até mesmo danificar a ferramenta.
- Chips Segmentados: Os cavacos segmentados são formados quando a velocidade de corte é relativamente baixa ou a taxa de avanço é alta. Esses cavacos são compostos de segmentos discretos e normalmente são formados em materiais com ductilidade média. A segmentação ocorre devido à trinca e fratura periódica do material durante o processo de formação do cavaco.
- Chips Descontínuos: Cavacos descontínuos são formados durante a usinagem de materiais frágeis, como ferro fundido. Esses cavacos são pequenos e de formato irregular e são o resultado da fratura repentina do material frágil durante o processo de corte.
Fatores que afetam a formação de cavacos
Vários fatores podem afetar significativamente o processo de formação de cavacos ao usar ferramentas de corte planas de metal duro:
Material da peça
As propriedades do material da peça, como dureza, ductilidade e microestrutura, desempenham um papel vital na formação de cavacos. Materiais dúcteis tendem a formar cavacos contínuos, enquanto materiais frágeis formam cavacos descontínuos. Por exemplo, ao usinar uma liga de aço de alta resistência, a alta dureza do material pode exigir forças de corte mais altas, o que pode afetar a formação de cavacos e levar à formação de cavacos segmentados.
Condições de corte
- Velocidade de corte: Um aumento na velocidade de corte geralmente leva a uma diminuição na espessura dos cavacos e a um aumento na velocidade de fluxo dos cavacos. Em altas velocidades de corte, o calor gerado durante o processo de corte também pode afetar a formação de cavacos. Para alguns materiais, altas velocidades de corte podem fazer com que o material amoleça devido ao calor, resultando em uma formação de cavacos mais contínua.
- Taxa de alimentação: Uma taxa de avanço mais alta aumenta a espessura do cavaco. Se o avanço for muito alto, pode levar à formação de cavacos maiores e mais irregulares, o que pode causar problemas como mau acabamento superficial e aumento do desgaste da ferramenta.
- Profundidade de corte: A profundidade do corte afeta a quantidade de material removido por passe. Uma profundidade de corte maior geralmente resulta em um volume de cavaco maior. Porém, aumentar a profundidade de corte também aumenta a força de corte, o que pode influenciar no processo de formação de cavacos.
Geometria da ferramenta
A geometria da ferramenta de corte plana de metal duro, incluindo o ângulo de saída, o ângulo de folga e o raio da aresta de corte, tem um impacto significativo na formação de cavacos. O ângulo de inclinação afeta o ângulo de cisalhamento e a força de corte. Um ângulo de saída positivo reduz a força de corte e promove o fluxo do cavaco, enquanto um ângulo de saída negativo aumenta a força de corte, mas fornece mais resistência à aresta de corte. O ângulo de incidência evita que a ferramenta esfregue contra a peça, o que pode afetar a formação de cavacos e o acabamento superficial da peça. O raio da aresta de corte também afeta a formação de cavacos, especialmente no caso de microusinagem, onde um raio de aresta de corte menor pode levar a uma formação de cavacos mais precisa.
Aplicações para compreender a formação de chips
Compreender o processo de formação de cavacos ao usar ferramentas de corte planas de metal duro tem diversas aplicações práticas:
- Projeto de ferramenta: Ao compreender como os cavacos são formados, os projetistas de ferramentas podem otimizar a geometria das ferramentas de corte planas de metal duro para melhorar o escoamento dos cavacos, reduzir as forças de corte e aumentar a vida útil da ferramenta. Por exemplo, projetar uma ferramenta com um quebra-cavacos especial pode ajudar a controlar o formato e o tamanho dos cavacos, evitando o emaranhamento dos cavacos e melhorando o desempenho geral de corte.
- Otimização de Processos de Usinagem: Os fabricantes podem usar o conhecimento da formação de cavacos para selecionar as condições de corte apropriadas para diferentes materiais da peça. Ao ajustar a velocidade de corte, a taxa de avanço e a profundidade de corte, eles podem obter melhor acabamento superficial, maior produtividade e menor desgaste da ferramenta. Por exemplo, ao usinar um material difícil de usinar, como uma liga de titânio, a seleção adequada das condições de corte com base nas características de formação de cavacos pode melhorar significativamente a eficiência da usinagem.
Nossas ferramentas de corte planas de metal duro
Como fornecedor de ferramentas de corte planas de metal duro, oferecemos uma ampla gama de produtos para atender às diversas necessidades de nossos clientes. NossoFresas de topo de metal durosão feitos de materiais de metal duro de alta qualidade e projetados com geometrias avançadas para garantir excelente desempenho de corte. Nós também fornecemosOutra broca de corrimãoeConjunto de bits para moldura de portapara aplicações específicas.
Nossa equipe de especialistas está constantemente pesquisando e desenvolvendo novos produtos para melhorar o processo de formação de cavacos e o desempenho geral da usinagem. Entendemos que clientes diferentes têm necessidades diferentes e estamos comprometidos em fornecer soluções personalizadas. Quer você seja uma oficina de pequena escala ou uma empresa de manufatura em grande escala, podemos oferecer as ferramentas de corte planas de metal duro certas para suas necessidades de usinagem.
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Referências
- Shaw, MC (2005). Princípios de corte de metal. Imprensa da Universidade de Oxford.
- Trent, EM e Wright, PK (2000). Corte de metais. Butterworth-Heinemann.
- Kalpakjian, S. e Schmid, SR (2010). Engenharia e Tecnologia de Manufatura. Salão Pearson Prentice.
