Os mitos da refrigeração nos processos de usinagem

Uma das dúvidas mais frequentes dos usuários, no que diz respeito a operações de fresamento, está ligada ao uso ou não de refrigeração.

Por décadas, o uso de óleo de corte ou líquido refrigerante foram utilizados, seja por necessidade do material a ser usinado, seja por características do projeto das máquinas-ferramentas, ou mesmo por conta das ferramentas de corte. E com isso, criou-se um conservadorismo em torno do assunto, que merece ser repensado.

O que isso significa na prática?

As pastilhas de metal duro modernas, em específico as com cobertura, que são a maioria hoje em dia, normalmente não requerem fluido de corte durante a usinagem. As classes cobertas melhoram a vida e a confiabilidade da ferramenta quando usadas em um ambiente sem uso de refrigeração.

Isso vale mais ainda para cermets, cerâmicas, nitreto cúbico de boro (CBN) e diamante policristalino (PCD).

As altas velocidades de corte de hoje resultam em uma zona de corte muito quente. A ação de corte ocorre com a formação de uma zona de fluxo, entre a ferramenta e a peça de trabalho, com temperaturas de cerca de 1.000 graus Celsius ou mais.

Qualquer fluido de corte que chega nas proximidades das arestas de corte será instantaneamente convertido em vapor e não terá praticamente nenhum efeito de resfriamento.

O efeito de eliminar a refrigeração no fresamento só vai enfatizar as variações de temperatura que ocorrem com as pastilhas entrando e saindo do corte. As variações de temperatura que ocorrem com a eliminação do líquido refrigerante, estão dentro da capacidade para a qual a pastilha foi desenvolvida (utilização máxima).

Adicionando líquido refrigerante as variações serão mais bruscas ao resfriar a pastilha enquanto ela está fora do corte. Essas variações ou choques térmicos causam trincas térmicas. Isso, sem dúvida, resultará em um final prematuro da vida da ferramenta. Quanto mais quente a zona de corte mais inadequado é usar fluido de corte ou líquido refrigerante.

Classe modernas de metal duro, cermets, cerâmica e CBN são desenvolvidas para suportar velocidades de corte constantes e temperaturas elevadas.

Por outro lado, diferenças de vida da ferramenta de até 40%, e em alguns casos específicos ainda maiores, não são incomuns, para o fresamento sem refrigeração. Se a usinagem for em materiais pastosos, como aços de baixo carbono e aços inoxidáveis, a formação de arestas postiças ocorre e certas precauções precisam ser tomadas.

Alcançando-se a zona de fluxo a altas temperaturas o problema é eliminado. Nenhuma ou muito pouca aresta postiça será formada.

Com baixas velocidades de corte, onde a temperatura na zona de corte é menor, a refrigeração pode ser aplicada com menos resultados prejudiciais para a vida útil da ferramenta.


Figura 1: A melhor maneira de garantir um escoamento perfeito dos cavacos é usar ar comprimido. Deve ser bem dirigido para a zona de corte. Absolutamente melhor é se a máquina-ferramenta possui uma opção para o aratravés do fuso.


Figura 2: O segundo melhor método é ter névoa de óleo sob alta pressão direcionada para a zona de corte, de preferência através do fuso.


Figura 3: Em terceiro lugar vem a refrigeração com alta pressão (aproximadamente 70 bar ou mais) e bom fluxo. De preferência também através do fuso.


Figura 4: O pior caso é o abastecimento normal, externo de refrigerante, com baixa pressão e fluxo.

Há algumas exceções de quando o uso de fluido de corte pode ser indicado:

A usinagem de ligas resistentes ao calor (HRSA) é geralmente feita com baixas velocidades de corte. Em algumas operações é importante usar refrigerante para lubrificação e para esfriar o componente. Especialmente em operações de canais profundos.

Acabamento de aço inoxidável e alumínio, para evitar manchas de pequenas partículas na textura da superfície. Neste caso, o refrigerante tem um efeito lubrificante e, em certa medida, também ajuda a expulsar as micropartículas da superfície usinada.

Usinagem de componentes de paredes finas, para evitar distorções geométricas.

Ao usinar ferros fundidos, cinzento ou nodular, o refrigerante coleta a poeira do material. (O pó também pode ser coletado com equipamento para limpeza a vácuo.)

Lavar paletes, componentes e peças de máquinas eliminando os cavacos. (Também pode ser feito com métodos tradicionais, ou seja, através de mudanças de projeto.)

Prevenir corrosão em componentes e partes vitais das máquinas.

Economias essenciais podem ser feitas por meio de usinagem sem refrigeração:

Aumentos na produtividade conforme mencionado.

Custos de produção reduzidos. O custo com refrigerante e o seu descarte representa 15-20% dos custos totais de produção.

Aspectos ambientais e de saúde. Uma fábrica mais limpa e saudável com eliminação da formação de bactérias e mau cheiro.

Não há necessidade de manutenção dos tanques para líquidos refrigerantes ou sistemas de refrigeração. Geralmente é necessário fazer paradas regulares para limpar as máquinas e equipamentos de refrigeração.

Normalmente, há uma melhor formação de cavacos com a usinagem sem refrigeração.

Nossas dicas

Se estiver usando pastilhas de metal duro ou ferramentas sólidas de metal duro, a diferença na vida da ferramenta entre a primeira e a última alternativa descritas pode ser de até 50%.

Se estiver usando classes cermet, cerâmica ou nitreto cúbico de boro não se deve aplicar refrigeração de forma alguma.



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