Na usinagem, as ferramentas de fresamento e torneamento são ferramentas essenciais que afetam diretamente a eficiência, o custo e a qualidade. Diante de muitas opções, saber selecionar com precisão o tipo é uma habilidade fundamental.

1. identifique o objeto de processamento - conheça a si mesmo e conheça o inimigo, cem batalhas não são perigosas

Antes de escolher uma ferramenta, a primeira pergunta é sempre: "Qual material quero processar?" As diferentes propriedades do material determinam a direção de todas as escolhas subsequentes.

Peças de aço (classe P) Os materiais mais comuns para usinagem, variando do aço carbono ao aço para moldes de alta dureza. É necessária boa tenacidade e resistência ao impacto da ferramenta.

Aço inoxidável (M): Alta tenacidade, má condutividade térmica, fácil endurecimento por trabalho. São necessárias arestas de corte afiadas, boas propriedades de quebra de cavacos e maior resistência ao desgaste.

Ferro fundido (categoria K): geralmente produz cavacos abrasivos e alto desgaste na aresta da ferramenta. As ferramentas precisam ser resistentes ao desgaste e capazes de suportar algum impacto.

Metais não ferrosos (N): Por exemplo, alumínio, cobre, ligas de alumínio. Material macio, fácil de aderir à faca. Necessita de uma borda de corte afiada, um grande formador de cavacos e um design que evite o formador de cavacos.

Ligas de alta temperatura/ligas de titânio (S) : Alta resistência, muito baixa condutividade térmica e forte encruamento. São difíceis de usinar e exigem ferramentas especializadas de alto desempenho e estratégias de usinagem.

Materiais não metálicos: como compósitos e plásticos. Requerem designs de borda e materiais especiais para evitar delaminação ou superaquecimento.

Lembre-se dos códigos de classificação de materiais (P/M/K/N/S), que são essenciais ao selecionar revestimentos e materiais.

II. Seleção de Material da Ferramenta - O “ Funcionamento Interno ” da Ferramenta

O material da ferramenta deve determinar a base de seu desempenho de corte, dividido principalmente nas seguintes categorias:

aço de alta velocidade (HSS)

Características: Boa resistência, barato , pode fabricar formas complexas da ferramenta (como brocas, machos).

Adequado para: corte em baixa velocidade, ferramentas com formas complexas, usinagem intermitente ou materiais irregulares. É a primeira escolha para ferramentas introdutórias e especiais.

2. Carbureto (Aço de Tungstênio)

Características: Escolha convencional para usinagem moderna. Alta dureza e boa resistência ao desgaste , mas menos tenacidade do que o HSS. A resistência ao desgaste e a tenacidade são equilibradas pela variação do tamanho de grão e pelo teor de cobalto.

Adequado para: semi-acabamento até acabamento da grande maioria dos materiais, especialmente corte em alta velocidade. Eles são o verdadeiro cavalo de batalha das pastilhas de fresagem e torneamento.

3. Cerâmica Metálica (Cermet)

Características: entre a cerâmica e o carboneto, Resistência ao desgaste é melhor que o carboneto, mas a tenacidade é ligeiramente inferior.

Adequado para: acabamento e ultra-acabamento em aço e aço inoxidável, bom acabamento de superfície.

4. cerâmica (Cerâmica)

Características: alta dureza, alta resistência ao calor (pode ser cortado a temperaturas extremamente altas), mas frágil, sensível a impactos.

Aplicação: usinagem de alta velocidade em ferro fundido e ligas de alta temperatura, principalmente para acabamento e semi-acabamento.

nitreto cúbico de boro (CBN)

Características: Dureza apenas inferior ao diamante, alta estabilidade térmica e resistência ao desgaste.

Aplicação: Usinagem de ferro fundido de alta dureza (por exemplo, discos de freio) e aço temperado (dureza HRC45 e acima).

6. Diamante (PCD)

Características: O diamante (PCD) é atualmente a substância mais dura, excelente resistência ao desgaste, mas com medo de altas temperaturas e elementos de ferro.

Aplicação: Usinagem altamente eficiente de metais não ferrosos (por exemplo, alumínio, cobre) e materiais não metálicos (por exemplo, fibra de carbono, fibra de vidro), com vida útil muito longa.

Resumo: Para a maioria dos cenários de usinagem, o carboneto é a escolha padrão e mais versátil.

III. Tecnologia de revestimento - o “ Armadura definitiva ” para ferramentas de corte

Os revestimentos podem melhorar significativamente o desempenho das ferramentas de carboneto, revestindo a superfície da ferramenta com uma película ultra-dura e resistente ao calor de alguns micrômetros, que faz o seguinte:

Aumentar a dureza e a resistência ao desgaste

Reduz o coeficiente de atrito e diminui os tumores de cavacos

Reduzir os coeficientes de atrito e minimizar o chiplash; melhorar a resistência ao calor, permitindo maiores velocidades.

Tipos Comuns de Revestimento:

TiN (Nitreto de Titânio): Amarelo-dourado, revestimento de uso geral, custo efetivo.

TiCN (Carboneto de Nitreto de Titânio): Cinza-azulado, mais duro e resistente ao desgaste do que o TiN, boa tenacidade, indicado para usinagem de aplicação geral em aço inoxidável e peças de aço.

TiAlN (Nitreto de Titânio-Alumínio) / AlTiN (Nitreto de Titânio-Alumínio): Roxo-escuro / preto. Um dos revestimentos mais importantes e versáteis para usinagem moderna. Produz uma camada protetora de óxido de alumínio durante o corte e é particularmente resistente a altas temperaturas, tornando-o ideal para usinagem em alta velocidade, corte a seco ou usinagem de materiais duros (aço, ferro fundido, aço inoxidável).

CrN (Nitreto de Crômio): Cinza-prateado, com boas propriedades antiaderentes, ideal para usinagem de alumínio, cobre, ligas de titânio e aço inoxidável, que tendem a aderir à ferramenta.

Diamante: Desempenho semelhante ao PCD, utilizado principalmente para usinagem de materiais não ferrosos e não metálicos, com longa vida útil.

Mnemônico de seleção:

Processando aço, aço inoxidável, ferro fundido → revestimentos à base de TiAlN (por exemplo, AlTiN) são preferidos.

Metais macios como alumínio e cobre → prefiro revestimentos não revestidos, CrN ou de diamante.

Mecanização de uso geral para eficiência de custos → TiCN ou TiN.

IV. Porta-ferramentas e interfaces - o “ ponte ” entre precisão e estabilidade.

O porta-ferramentas conecta a máquina-ferramenta à aresta de corte, e sua precisão e rigidez determinam diretamente os resultados da usinagem.

1. Tipos de hastes de fresas:

JT (Reto) / Weldon (Fixado na lateral): Econômico e versátil, mas com precisão média e equilíbrio dinâmico, adequado para usinagem de baixa velocidade e baixa demanda.

Termocontração: Alta precisão de fixação, alta rigidez e excelente equilíbrio dinâmico, a primeira escolha para fresamento moderno de alta velocidade.

Hastes hidráulicas: Alta precisão de fixação e amortecimento de vibrações, ideais para acabamento e usinagem em furos profundos.

Hastes de fresagem frontal: Utilizadas para montar pastilhas indexáveis, com a maior rigidez, empregadas na fresagem de grandes superfícies planas.

2. Sistema de ferramenta de torneamento:

Ferramenta de torneamento do tipo solda: Econômica, mas as pastilhas não são substituíveis, sendo gradualmente eliminadas.

Ferramenta de torneamento indexável com fixação: o padrão absoluto. As pastilhas são fixadas ao porta-ferramentas por parafusos, e as pastilhas podem ser indexadas ou substituídas após desgaste, o que é econômico e eficiente. A seleção precisa corresponder ao método de fixação do porta-ferramentas (por exemplo, tipo alavanca, tipo parafuso) e ao tipo de ranhura das pastilhas.

3. Principais critérios: HSK vs BT

BT shanks: o padrão para centros de usinagem convencionais, com um cone 7:24, custo-benefício.

Hastes HSK: Design cônico oco e curto, desempenho de alta velocidade, maior rigidez e precisão no aperto, ideal para máquinas modernas de alta velocidade.

Conselho de seleção: Quando os orçamentos permitirem, investir em um bom porta-ferramentas (como termocontração ou HSK) é essencial para melhorar a qualidade da usinagem e a vida útil das ferramentas caras utilizadas.

Lista de verificação rápida e resumo da seleção de ferramentas

Materiais a serem usinados Materiais de ferramenta recomendados Revestimentos recomendados Notas

Aço (P) Carboneto de tungstênio TiAlN, TiCN Flautas de inserção conforme operações de desbaste/acabamento

Aço inoxidável (M) Carbeto resistente TiAlN, TiCN Mantém bordas afiadas, garante a quebra de cavacos

Ferro fundido (K) Carboneto, CBN TiAlN, TiCN Atenção à resistência ao desgaste, corte a seco ou névoa de óleo residual

Carbeto cimentado de alumínio/cobre (N), PCD não revestido, CrN, diamante, grande formador de cavacos para evitar a aderência das ferramentas

Ligas de alta temperatura (S) Carburos especializados, cerâmicas TiAlN Baixa RPM, grande avanço, garantem resfriamento

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