No processo de usinagem, a forma??o e evacua??o de cavacos s?o cruciais, pois garantem o bom andamento do processo de corte sem danificar a máquina, as ferramentas ou a pe?a, garantindo ao mesmo tempo a seguran?a do operador. A forma??o de cavacos atraiu mais aten??o científica no campo da tecnologia de usinagem do que qualquer outro tópico, mas traduzir essas descobertas científicas em modelos práticos e utilizáveis tem se mostrado um desafio. Aqui, exploramos a forma??o de cavacos de uma perspectiva prática.

Qual é a forma??o ideal de cavacos no processo de usinagem? 2

Figura 1: Modelo simplificado de forma??o de cavacos

Durante o processo de usinagem, o material removido sofre deforma??o plástica e cisalhamento dentro do plano de cisalhamento e é expelido em formas de cavacos longos ou curtos, dependendo das propriedades do material da pe?a. Uma quantidade significativa de energia é consumida na zona de cisalhamento do processo de usinagem. Para usinagem de materiais incompressíveis, a deforma??o do material dentro do plano de cisalhamento n?o altera seu volume. Assumindo que a deforma??o é de cisalhamento simples e colocando uma pilha de camadas de material paralelas ao plano de cisalhamento, a forma??o de cavacos pode ser vista como um processo de cisalhamento dessas camadas de material.

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1 Propriedades de materiais e forma??o de cavacos

2 Classifica??o da morfologia e formas dos chips

2.1 Forma??o ideal de cavacos, tipo Helicoidal Curta

2.2 Evite chips muito curtos

2.3 Evite chips longos e em forma de fita

Propriedades de materiais e forma??o de cavacos

Numerosos fatores influenciam a forma??o de cavacos, particularmente as propriedades do material da pe?a. Os processos de corte de metal envolvem deforma??o plástica do material da pe?a seguida de cisalhamento. Os comportamentos dos materiais elásticos e plásticos desempenham um papel decisivo neste processo. Diferentes materiais de pe?as exibem combina??es variadas de resistência ao cisalhamento e ductilidade. A ductilidade do material da pe?a refere-se à extens?o em que ela pode ser deformada antes da fratura (ver Figura 2). Quanto maior a ductilidade do material da pe?a, mais longos ser?o os cavacos. Como regra geral, quando a ductilidade do material excede aproximadamente 25%, os cavacos variam de longos a muito longos.

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Figura 2: Influência das propriedades plásticas e elásticas do material da pe?a na forma??o de cavacos.

Alguns materiais da pe?a produzem cavacos longos; alguns produzem cavacos longos e dúcteis, enquanto outros produzem cavacos curtos. Este método também é usado no sistema ISO para classificar diferentes tipos de materiais de pe?as. Como cada grupo ISO (P, M, K, N, S e H) produz cavacos previsíveis, a sele??o de ferramentas e condi??es de corte deve corresponder ao comportamento do material. O Grupo ISO P (a?o) compreende materiais com ductilidade relativamente alta e tendência a formar cavacos longos. Devem ser tomadas precau??es adequadas para manter a forma e o comprimento aceitáveis dos chips.

Os Grupos ISO K (materiais fundidos) e H (a?os endurecidos) incluem materiais com menor ductilidade que produzem cavacos curtos. Isso simplifica o controle de cavacos. Os grupos ISO M (a?o inoxidável), S (superligas) e N (materiais n?o ferrosos) incluem materiais com ductilidade relativamente baixa, mas visivelmente viscosos. Esses materiais formam os chamados chips de “borda construída”.

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Figura 3: Classifica??o da morfologia e formas dos chips.

Classifica??o da morfologia e formas dos chips

Os chips podem ser classificados de muito longos a muito curtos, sendo que os chips ideais evitam extremos. Cavacos muito curtos podem tornar a usinagem intermitente, causando lascamento prematuro da aresta da ferramenta e redu??o da vida útil da ferramenta. Do ponto de vista da vida útil da ferramenta, cavacos mais longos s?o preferíveis. Lascas longas e de formato suave resultam em menos microvibra??es durante o processo de usinagem, levando a uma melhor qualidade superficial. Entretanto, do ponto de vista do processo de corte em si, cavacos longos n?o s?o ideais. Eles podem danificar a máquina, a pe?a e as ferramentas, criando condi??es inseguras para os operadores. Eles também podem causar problemas de eje??o em transportadores de cavacos, aumentando o tempo de inatividade da produ??o.

Figura 4: Classifica??o dos chips, de longos a curtos. Da esquerda para a direita: fita, emaranhado, helicoidal, helicoidal longo, hélice, hélice ideal, tubo helicoidal, vírgula longa e chips de vírgula curta.

Cavacos curtos eliminam problemas de eje??o, mas indicam corte intermitente, o que pode levar a uma vida útil mais curta da ferramenta (devido ao lascamento da aresta da ferramenta) e microvibra??es que degradam a qualidade da superfície. Os cavacos em formato helicoidal n?o s?o nem muito longos nem muito curtos, representando um estado ideal, proporcionando a melhor oportunidade para opera??es de corte ideais.