Fluidos de corte, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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ENG 03343 – Processos de fabricação porUsinagemAula 14 – Fluidos de corte

Heraldo Amorim

Fluidos de Corte

Funções do Fluido de Corte

O uso de fluidos de corte é geralmente justificado por umdos seguintes fatores:

1: Geração excessiva e/ou eliminação deficiente de

calor pelo sistema ferramenta-cavaco-peça.

• Redução através de eliminação;- redução do mecanismo gerador de calor;

2: Ocorrência de esforços elevados.

Funções básicas do fluido de corte: refrigeração e/ou

lubrificação.

Funções do Fluido de Corte

Funções secundárias do fluído de corte segundo Diniz et.al.

a) Prevenção contra soldagem cavaco-ferramenta;b) Retirada do cavaco da região de corte;c) Proteção contra corrosão;d) Redução da dilatação térmica da peça;e) Evitar danos à estrutura superficial e crescimento

exagerado de tensões residuais na superfície usinada.

Fluido de Corte como Lubrificante

Atua reduzindo o atrito entreferramenta e peça e cavacoferramenta (principalmente).

"

Redução de esforços

"

Menor geração de calor

Pouca eficiência a altas Vc’s. Um bom lubrificante deve:

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Resistir a altas pressões etemperaturas;

"

Possuir boas propriedadesantifricção e antisoldantes;

"

Possuir viscosidade adequada(baixa o suficiente para que ofluido chegue na zona a serlubrificada e alta o bastantepara permitir boa aderência

Existe uma discussão sobre a eficáciado fluido de corte na zona deaderência. Trent diz que o fluido nãochega nesta região. Já outros autoressustentam teorias que “explicam achegada do fluido à interface.

Ausência de odores desagradáveis Não corroer peça ou máquina (de preferência deveproteger ambos contra corrosão) Não tender a originar precipitados sólidos

Deposição nas guias da máquina Entupimento dos tubos de circulação de fluido

Não causar danos à saúdem humana. Fácil eliminação, não causar danos ao meioambiente.

Propriedades Auxiliares dos Fluidos de Corte

Baixa capacidade de refrigeração e

lubrificação.

Usado para a remoção do cavaco da

região de corte.

Bastante usado na usinagem do ferro

fundido e materiais que apresentemcavaco muito curto ou em forma de pó.

Ar

Tipos Aquosos - Água

Primeiro fluido de corte utilizado; Excelente capacidade de refrigeração; Preço baixo; Abundante na natureza; Baixa viscosidade; Não inflamável; Pouca ou nenhuma capacidade lubrificante; Baixo poder humectante; Provoca corrosão de materiais ferrosos.

Óleos Puros

Recomendados quando a geração de calor

provocada por atrito é muito grande;

Viscosidade inversamente proporcional à capacidade

de refrigeração;

Óleos leves – indicados para operações que

necessitem de dissipação de calor (altas

Vc’s);

Óleos viscosos – indicados para operações pesadas

(altos

a e

ap);

Baixo calor específico (metade do da água).

Óleos

Óleos minerais Puros – usados na usinagemde aço baixo carbono,latão, bronze e ligasleves. Mais baratos e menossujeitos à oxidação queos óleos graxos ecompostos.

Óleos graxos

• de origem

animal e vegetal. Boa “molhabilidade”; Boa capacidade lubrificante;

Facilitam a obtenção de um bom acabamento;

Média capacidade de refrigeração; Fracas propriedades anti-solda; Aumento de viscosidade edeterioração com o tempo. Largamente substituídospelos óleos compostos oupelos óleos EP.

Aditivos

Antiespumantes – Evitam a formação de espumas, que podem impedir a visão da região de corte.

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Geralmente são ceras especiais ou óleos de silicone.

Anticorrosivos – Protegem peça, ferramenta e máquina contra corrosão.

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São à base de nitritos de sódio, óleos sulfurados ou sulfonados.Suspeita-se que o nitrito de sódio seja cancerígeno.

Detergentes – reduzem a formação de lôdo, lamas e borras. "

Compostos organometálicos contendo Magnésio, bário e cálcio,entre outros.

Emulgadores – permitem a emulsão de óleos em água. "

Sabões de ácidos graxos, gorduras sulfatadas e outros.

Biocidas – inibem o desenvolvimento de microorganismos. EP – permitem oao fluido de corte suportar pressões etemperaturas elevadas. Reagem com a superfície usinada,formando compostos de baixa resistência ao cisalhamento.

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Matérias graxas e derivados, fósforo, zinco, clorados, sulfurizadosinativos, sulfurizados ativos, sulfurados e sulfoclorados.

Seleção do Fluido de Corte

Existem 4 fatores a serem consideradosna seleção de fluidos de corte: Material da peça; Material da ferramenta; Condição de usinagem; Processo de usinagem.

Ligas não-ferrosas –

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Al: deve ser usinado a seco ou com óleos inativos sem enxofre.

O uso de emulsões pode causar combustão devido à liberaçãode hidrogênio.

Na furação, um fluido lubrificante deve ser usado para evitar aaderência do cavaco nos canais helicoidais (superfície desaída).

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Mg: Normalmente usinado a seco ou com óleos inativos semenxofre (em

Vc’s muito altas, para refrigeração).

Emulsões são terminantemente proibidas.

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Cobre: diversos tipos de fluido de corte podem ser utilizados,devido à grande quantidade de ligas. Evita-se S.

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Ti, Ni, Co: formam ligas resistentes ao calor. São de difícilusinagem, com altas taxas de encruamento.

Escolha do fluido depende da operação,

com quase todos os

tipos podendo ser escolhidos. S causa descoloração da peça.

Material da peça

Aço rápido – possui baixa dureza a quente.

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Boa refrigeração é necessária.

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Apresenta corrosão na presença de água (aditivosantiferrugem devem ser usados).

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Aditivos anti-solda devem ser usados na usinagem demateriais tenazes.

Metal duro – suporta qualquer tipo de fluido de corte. Ferramentas cerâmicas, CBN, PCD – muito resistentes aocalor. Geralmente não suportam o uso de fluido de corte(devido à pouca resistência ao choque térmico) ou nãonecessitam deste para fins de aumento de vida.

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Usa-se fluido (quando possível) com o objetivo de diminuir adistorção causada pelas altas temperaturas nas peçasproduzidas.

Diretamente ligado às condições de usinagem (e às

tensões e temperaturas observadas nestas);

Material da Ferramenta