O corte por serra possui um papel fundamental na fase preliminar da fabricação de componentes metálicos. Em função dos crescentes requisitos em termos de vida útil, resistência ao desgaste, qualidade do corte e, particularmente, redução de custos, o corte por serra de fita vem experimentando popularidade crescente, particularmente em aplicações que não sofram pressão do tempo como, por exemplo, em centros de corte por serra com sistema de armazenamento integrado.

A lucratividade do corte por serra depende da pequena largura do corte e da economia de material a ele associada, particularmente em função das menores solicitações mecânicas feitas ao acionamento da máquina. Uma vez que a serra de fita possui muito mais dentes do que uma serra circular, cada um deles remove uma quantidade menor de material, o que aumenta a vida útil da ferramenta de forma correspondente. Contudo, as serras de fita não são completamente isentas de problemas: o processo chamado amaciamento da serra é considera-

Figura 1 – Ensaio de amaciamento em uma máquina KastoTec5

do maçante e demorado por muitos usuários. Por esta razão, a demanda por lâminas de serra “que dispensam amaciamento” é muito alta.

O Instituto para Pesquisa de Ferramentas e Materiais (Institut für Werkzeugforschung und Werkstoffe, IFW), com sede em Remscheid, e a Associação para Tecnologia e Desenvolvimento da Manufatura (Gesellschaft für Fertigungstechnik und Entwicklung e.V. (GFE), em Schmalkalden (ambos na Alemanha), iniciaram um projeto de cooperação para resolver esse problema. O objetivo dessa pesquisa, que foi patrocinada pela Associação dos Grupos de Trabalho em Pesquisa Industrial (Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen, A.i.F.), foi melhorar a condição de entrega das serras de fita com dentes de metal duro e o desenvolvimento de processos adequados para preparação das arestas de corte com o objetivo de eliminar o processo de amaciamento ao se cortar aço.

Neste trabalho serão apresentados os primeiros resultados parciais desse projeto de pesquisa, ou seja, as investigações feitas pelo IFW sobre o desgaste da aresta de corte dos dentes de metal duro durante o amaciamento.

Descrição dos ensaios

A primeira parte do projeto de pesquisa foi dedicada à determinação

Figura 2 – Microfraturas em cantos das arestas de corte

da geometria dos dentes de metal duro das serras de fita após o amaciamento. Para tanto, oito lâminas foram amaciadas usando-se quatro diferentes blocos de aço em diversas empresas (tabela 1 e figura 1, pág. 34). A seguir, foram examinados os dentes da serra de fita e determinadas as formas de desgaste.

Posteriormente, foram geradas imagens dos dentes da serra de fita e efetuadas medições por meio da técnica de projeção de franjas, com o equipamento MikroCAD, fabricado pela firma GFMesstechnik. O processo de amaciamento propriamente dito ocorreu conforme instruções das fabricantes de máquinas.

Resultados dos ensaios

O amaciamento de serras de fita normalmente é feito para se evitar a quebra de dentes e o aparecimento de macrofraturas nos dentes da serra. Contudo, em todas as serras de fita amaciadas, independentemente do material cortado e dos parâmetros de corte adotados durante o amaciamento, é possível observar a presença de fraturas menores e repetidas.

Elas aparecem nos cantos das arestas de corte e apresentam tamanhos variáveis (figura 2), porém, não são visíveis a olho nu, uma vez que suas dimensões variam de aproximadamente 200 x 200 μm (fi gura 2, parte superior) a 400 x 200 μm (figura 2, parte inferior). Somente é possível constatar a presença dessas fraturas com auxílio de um microscópio ou lupa e, dessa forma, diferenciá-las das macrofraturas. Em função desse fato, essas erosões são designadas como “microfraturas”.

A seguir, foi constatado que a forma do desgaste dos dentes da serra depende da tarefa para qual a lâmina foi designada (pré-corte, corte intermediário ou corte final). Independentemente do material cortado, os dentes apresentam os seguintes formatos de desgaste (figura 3, pág. 38): a maioria das arestas de corte dos dentes de pré-corte desgasta-se de maneira uniforme durante o amaciamento ao longo de todo o comprimento. Esta forma de desgaste 3 é bem designada pela expressão “completamente aplainada”. Na realidade, a designação “arredondamento”, que é amplamente utilizada, não é verdadeira neste caso, uma vez que as arestas de corte não apresentam perfil em forma de círculo, mas sim uma face chanfrada arredondada irregular. Os dentes de pré-corte mostram microfraturas isoladas. Já a forma de desgaste 5 é chamada de “aplainada com fratura nos cantos/parte central”.

As arestas de corte observadas nos dentes de corte intermediário e nos de corte fi nal se desgastam de maneira similar. Na maioria dos casos, apenas os cantos das arestas sofrem aplainamento. A parte central, que

Figura 3 – Formas de desgaste em dentes de serra de fita feitos em metal duro: dente de pré-corte (esquerda) e de corte intermediário (direita)

é conservada, ou melhor, protegida pelo avanço dos dentes da serra, encontra-se ainda em seu estado inicial. Este formato de desgaste (2) é designado como “cantos aplainados/ parte central”. Também se observa nos dentes de serra de corte intermediário e de corte final uma variante com microfraturas. Esta forma de desgaste (4) é designada como “fratura nos cantos/parte central nova”.

As formas de desgaste a seguir foram observadas em todos os tipos de dentes. Quando suas arestas de corte estão quebradas, eles se enquadram conforme a forma de desgaste (6): “fratura da aresta de corte”. Neste caso, já se pode observar dentes de serra com macrofraturas. Caso se verifique a falta da maior parte de um dente de serra, então passa a se enquadrar na forma de desgaste 7: “quebra do dente”. No último caso, ainda se observam dentes de serra isolados apresentando seu estado inicial.

Neste caso, a forma de desgaste é classificada como “nova” (1).

A figura 3 mostra um exemplo das formas de desgaste mencionadas anteriormente. A tabela 2 (pág. 39) mostra o desdobramento das formas isoladas de desgaste nas serras de fita amaciadas.

A maioria dos dentes de serra mostra aresta de corte aplainada após o amaciamento (formas de desgaste 2 e 3). Contudo, as frações de dentes de serra com microfraturas foram altas (formas de desgaste 4 e 5). Enquanto 14% dos dentes de pré-corte apresentaram microfraturas, essa fração subiu para 33% no caso dos dentes para corte final, e para 45% nos dentes de corte intermediário.

Uma fração não desprezível (18%) dos dentes de pré-corte falhou devido à quebra da aresta de corte já no amaciamento. Isso quase não ocorreu nos dentes de corte intermediário e de corte final. Esta última constatação pode ser justificada pelo fato de que, no pré-corte, o contato com o metal ocorre logo, dando origem então a tensões mecânicas máximas.

 

Conclusão

Este estudo sobre dentes de serras de fita amaciadas mostrou que, de acordo com a operação executada pelo dente de serra, surgem diferentes formas de desgaste das arestas de corte. Estas formas de desgaste não dependem do material cortado. Foi demonstrado que frequentemente surgiram microfraturas, as quais não podem ser detectadas a olho nu (com dimensões de, no máximo, 400 x 200 μm), nos dentes de pré-corte e de corte final. Além disso, os dentes de pré-corte apresentaram fraturas intensificadas ao longo de toda a extensão das arestas de corte.

Para melhorar o desempenho das serras de fita, é importante evitar, ou melhor, minimizar tanto a quebra das arestas de corte quanto as microfraturas que ocorrem durante o amaciamento. A fratura promove redução no desempenho de toda a serra, mesmo quando é pequena.

 

 


Mais Artigos MM



Fresamento do revestimento eletrolítico de níquel em chapas de cobre para fundição de aço

Este estudo abordou o conhecimento sobre a usinagem de cobre e níquel, materiais de difícil usinabilidade. Fundamentos e conhecimentos teóricos e práticos do processo de usinagem de placas de cobre revestidas de níquel para uso em fundição de aço, incluindo características e informações básicas sobre os materiais; o tipo e a forma dos cavacos e sua relação com o avanço e a influência dos parâmetros de usinagem na qualidade das superfícies usinadas foram abordados. Amostras dos cavacos passaram pelo procedimento de caracterização microestrutural metalográfica e foram analisados o ciclo de usinagem das placas niqueladas, sua rugosidade e sua dureza. Uma alteração na trajetória da ferramenta propiciou um ganho de tempo de fabricação.

13/10/2021


Formação de cavaco e microdureza da peça no fresamento do aço VP100

Este trabalho quantificou o efeito da velocidade de corte, do avanço por dente, da profundidade de usinagem e da estratégia de fresamento no processo de formação de cavaco e na microdureza subsuperficial do aço VP100. Os ensaios foram conduzidos em um centro de usinagem sem aplicação de fluido de corte. Os resultados mostraram que a microdureza da peça após a usinagem é insensível aos parâmetros de corte e à estratégia de usinagem, mas o grau de segmentação e de recalque foram influenciados pelo avanço por dente. A velocidade de corte influiu no ângulo de deformação da microestrutura do cavaco. O pré-endurecimento do material favoreceu o processo de cisalhamento adiabático na formação do cavaco e, consequentemente, na segmentação das lamelas. Assim, o calor foi dissipado junto ao cavaco e não influenciou termicamente a peça. O pré-endurecimento também restringiu as deformações superficiais mais significativas da peça, evitando o aumento estatístico de microdureza por efeito mecânico.

13/10/2021


Comparação entre CBN e cerâmica no torneamento de ferro fundido cinzento

A presente pesquisa visa avaliar a confiabilidade no torneamento de ferro fundido cinzento com o uso de ferramentas cerâmica e de CBN para identificar qual das duas possui o melhor comportamento em relação ao processo. Para as características do processo de usinagem da empresa estudada, a ferramenta de CBN teve melhor comportamento em relação à cerâmica quanto ao número de peças por aresta; estabilidade em relação à rugosidade mantendo a média abaixo da tolerância; melhores indicadores de desempenho como Ppk e PPM; e melhor correlação entre o desgaste da ferramenta e aumento da rugosidade. O que possibilita aumento de produtividade e confiabilidade no processo.

29/09/2021