Cavacos no Corte de Metais: Tipos, Formação e Efeitos na Usinagem

No processo de corte de metais em diferentes formas e tamanveis, há perda de material na forma de cavacos. Diferentes processos de corte resultam na produção de diferentes tipos de cavacos. Portanto, neste artigo, mostrarei os diversos tipos de cavacos que podem ser encontrados ao usinar diferentes materiais.

O que é Cavaco no Processo de Corte de Metais?

Para dar ao metal uma forma e tamanho desejados, metal extra é removido da superfície do metal usando várias máquinas-ferramenta e técnicas. Este metal removido e deformado é chamado de Cavaco.

Antes de aprofundar no cavaco, vejamos terminologias básicas usadas durante o corte de metais.

Face de rake: É a face da ferramenta de corte usada.

Ângulo de rake:

• É o ângulo entre a face de rake e a normal à superfície de usinagem.
• Um ângulo de rake maior garante melhor corte e reduz a força de corte também.
• Mas pode ser aumentado dentro de um limite pois reduz o suporte de metal disponível no rake da ferramenta, reduzindo assim a resistência da ponta da ferramenta e a dissipação de calor através da ferramenta.
• Deve ser da ordem de 15 graus e pode ser zero ou negativo quando necessário.

Ângulo de Folga:

• É o ângulo entre a parte inferior da ferramenta (face de flank) e a superfície usinada.
• Ângulo de folga é dado para que a ferramenta não esfregue ou estrague a superfície do metal.
• Aumenta as forças de corte e é assim usado da ordem de 5-6 graus.
• Também é chamado de ângulo de alívio.

Formação de Cavacos:

• Quando a ferramenta entra em contato com a superfície do metal, compressão elástica e depois compressão plástica da face do metal em contato com a face de rake da ferramenta ocorre. Isso desenvolve cisalhamento e, por fim, início de cedência ou fratura.
• Finalmente, o metal deformado ou cavaco flui sobre a face da ferramenta e é removido.
• O cavaco será removido e deformado ainda mais devido ao atrito, dependendo das condições de corte.

Tipos de Cavacos no Corte de Metais

Existem três tipos básicos de cavacos no processo de corte de metais:

1. Cavacos Contínuos
2. Cavacos Descontínuos
3. Cavacos Contínuos com Aresta Acumulada (BUE).

#1 Cavacos Contínuos

Quando os cavacos formados durante a operação de corte são sem intervalos, tais cavacos são chamados de cavacos contínuos. Estes cavacos são formados quando um material dúctil é cortado, por exemplo, aço.

Razões para Formação de Cavacos Contínuos

• Velocidade de corte deve ser alta: Para formação de cavacos metálicos contínuos, é requerido que a velocidade de corte ou velocidade de corte seja alta. Se a velocidade for alta o suficiente, o novo material será cortado antes da quebra do cavaco.
• Ângulo de rake deve ser grande: Um maior ângulo de rake ajuda no fluxo suave de cavacos metálicos, criando assim cavacos contínuos.
• O material deve ser dúctil: A ductilidade de um material é um dos fatores mais importantes na produção de cavacos contínuos. Maior a ductilidade, mais cavacos contínuos serão produzidos.
• Coeficiente de atrito deve ser o mais baixo possível: Se o coeficiente de atrito for alto, haverá alta quantidade de calor produzido, tornando o material frágil e não adequado para produção de cavacos contínuos.
• Profundidade de corte: A profundidade de corte para produzir cavacos contínuos deve ser baixa. Se a profundidade de corte for maior, tenderá à quebra dos cavacos.

Efeitos dos Cavacos Contínuos

• Melhor acabamento superficial: Devido à pequena profundidade de corte e alta velocidade de corte, o acabamento superficial obtido é excelente no caso de cavacos contínuos.
• Baixo consumo de energia: Baixo coeficiente de atrito e uso de lubrificante causam menor consumo de energia durante o processo de corte de metais no caso de cavacos contínuos.
• Maior vida da ferramenta: A vida da ferramenta de corte aumenta pois o material é dúctil, atrito é menor e lubrificantes são usados.

#2 Cavacos Descontínuos

Quando há quebra ou fratura dos cavacos no processo de corte de metais, tais cavacos são chamados de cavacos descontínuos. Estes cavacos são formados quando materiais frágeis como ferro fundido são cortados.

Razões para Formação de Cavacos Descontínuos

• Baixa velocidade de corte: Uma baixa velocidade de corte causa fratura do cavaco antes que a ferramenta avance. Isso causa produção de cavacos descontínuos.
• Baixo ângulo de rake: Um baixo ângulo de rake empurra o cavaco para fora em vez de curvá-lo, produzindo cavacos descontínuos.
• Materiais frágeis são usados: Diferente de materiais dúcteis, materiais frágeis têm tendência a quebrar, resultando em formação de cavacos descontínuos.
• Altas forças de atrito: Como discutido, altas forças de atrito causam geração de calor que torna o material frágil, resultando em formação de cavacos descontínuos.
• Maior profundidade de corte: Conforme a profundidade de corte aumenta, a espessura do material removido também aumenta. Espessura aumentada do material causa sua quebra, resultando em formação de cavacos descontínuos.

Efeitos dos Cavacos Descontínuos

• Maior remoção de material: Maior quantidade de material é removida na formação de cavacos descontínuos, isso ajuda quando há grande diferença de tamanho entre a peça e dimensão requerida.
• Vida da ferramenta aumentada em baixa velocidade: Baixo ângulo de rake ajuda a aumentar a vida da ferramenta em baixas velocidades.
• Cavacos são convenientes para descarte: Cavacos descontínuos são fáceis de manusear e descartar, devido ao tamanho pequeno e podem ser facilmente acondicionados em recipientes para descarte ou reciclagem.

#3 Cavacos Contínuos com Aresta Acumulada (BUE)

Este é o tipo de cavaco contínuo formado quando o atrito entre a ferramenta e a peça é muito alto. Devido ao alto atrito e temperatura, uma pequena quantidade de material é soldada no cavaco.

Razões para Formação de BUE

• Alta temperatura: A principal razão para formação de aresta acumulada é o excesso de temperatura. Devido a temperatura muito alta (acima do ponto de fusão do metal), alguma quantidade de metal é soldada, causando acúmulo no cavaco. O resto das razões é responsável pela alta temperatura.
• Atrito muito alto: A principal razão para aumento da temperatura relativa à ferramenta e peça é o alto atrito, que por sua vez torna-se a razão principal para formação de aresta acumulada.
• Refrigerante insuficiente: Outro fator responsável para aumento de temperatura é o uso insuficiente de refrigerante. O refrigerante usado é geralmente mistura de óleo e água.
• Tipo de material: Para formação de cavaco contínuo, é necessário que o material seja dúctil. Portanto, em material dúctil, há formação de aresta acumulada.
• Pequeno ângulo de rake: Pequeno ângulo de rake é um dos fatores devido ao qual há formação de aresta acumulada. Isso porque é requerido para formação de cavacos contínuos.

Efeitos dos Cavacos Contínuos com Arestas Acumuladas

• Vida da ferramenta aumentada: A vida da ferramenta aumenta pois o cavaco formado protege a ferramenta de alta temperatura, aumentando assim a vida da ferramenta.
• Acabamento superficial rugoso: Há formação de superfície rugosa devido à presença de acúmulos na superfície de trabalho.
• Consumo de energia aumentado: Devido ao pequeno ângulo de rake e grande profundidade de corte, o consumo de energia é aumentado.

Resumo

No processo de corte de metais, três tipos de cavacos são formados. A formação de cavacos contínuos dá excelente acabamento superficial, o que tem impacto positivo na peça.

A formação de cavacos descontínuos tem impactos positivos e negativos na peça. A formação de cavaco contínuo com arestas acumuladas tem impacto majoritariamente negativo na peça.