Como fazer a escolha da ferramenta ideal para o processo de usinagem?

Ferramentas de usinagem são instrumentos utilizados para remover, cortar ou moldar materiais. Geralmente são feitas com metal endurecido e sua principal função é fabricar ou transformar matérias primas em produtos manufaturados.

A usinagem é um dos pilares do setor secundário da economia brasileira, segundo a Horizon Grand View o mercado de máquinas-ferramenta atingiu a receita de US$ 906,8 milhões no ano de 2024, e está projetado para atingir a marca de US$ 1.265,9 milhões até 2030.

A escolha da ferramenta ideal para o processo de usinagem é uma etapa importante, que pode reduzir perdas de produção, tempo e custos operacionais. Pensando nisso, esse artigo contém informações relevantes que vão te ajudar a escolher a melhor ferramenta.

Tipo de Operação
Material e Dureza
Máquina Ferramenta
Desbaste e Acabamento
A importância dos cálculos
Quando trocar a ferramenta

Quais os tipos de operação cada ferramenta deve fazer?

Na usinagem existem diversos tipos de operações que variam de acordo com a característica ou complexidade desejada na peça acabada, e cada uma delas possuem ferramentas específicas.

Torneamento: Insertos de desbaste e acabamento, bits ou ferramentas soldadas.
Corte e Canal: Insertos específicos para corte e canal, bits.
Fresamento: Fresas topo, fresas intercambiáveis, fresas de disco e bits.
Retificação: Rebolos.
Furação: Brocas, alargadores e escareadores.
Rosqueamento: Insertos específicos para rosqueamento, machos, cossinetes e fresas de interpolação de rosca.

Como o material e sua dureza impactam na escolha da ferramenta ideal?

A usinagem envolve diversos segmentos de indústria, portanto uma ampla variedade de materiais são usinados todos os dias, dentre eles os mais comuns são aço, aço inox, ferro fundido e alumínio.

Os materiais possuem diferentes composições, como a quantidade de carbono, silício, cromo, níquel entre outros elementos. A dureza de cada material define o quão dura e resistente à flexão uma ferramenta deve ser.

Aço

O aço é um dos materiais mais comuns a serem usinados e a sua composição contém ferro e carbono como os principais elementos. As ferramentas para usinar o aço devem conter:

Aresta de corte: Alta resistência
Controle de Cavaco: Bom
Materiais: Aço Rápido (HSS), Metal Duro e Cermet
Resistência à Flexão: Alta

Aço Inox

O aço inox é um material não corrosivo e mais dúctil em comparação com o aço comum, sua composição varia de acordo com as diferentes ligas de ferro, cromo, carbono, níquel, molibdênio e manganês. Ferramentas ideais para usinar aço inox devem ter:

Aresta de corte: Alta resistência
Controle de Cavaco: Bom
Materiais: Aço Rápido (HSS) e Metal Duro
Resistência à flexão: Alta

Ferro Fundido

O ferro fundido é uma liga metálica principalmente composta por ferro e baixo teor de carbono. Por se tratar de um material mais mole em comparação com os aços, uma boa ferramenta para usinar o ferro fundido deve conter:

Aresta de corte: Média Resistência
Controle de Cavaco: Bom
Materiais: Aço Rápido, Metal Duro e Cerâmica
Resistência à flexão: Média

Alumínio

O alumínio é um material mole, algumas ligas podem conter cobre, magnésio e silício na composição.Uma boa ferramenta de usinagem para o alumínio precisa ter:

Aresta de Corte: Média Resistência
Controle de Cavaco: Bom
Materiais: Aço Rápido, Metal Duro e Diamante
Resistência à Flexão: Baixa

Como escolher a ferramenta de usinagem mais adequada para a minha máquina?

Na usinagem em geral, diferentes máquinas podem ser utilizadas para cada tipo de processo. A principal divisão está entre as máquinas convencionais (operação humana) e CNC (operação automática através de comando numérico computadorizado). Em ambos os casos, a escolha da ferramenta ideal para o processo de usinagem é essencial para garantir bons resultados.

Máquinas Convencionais

As máquinas convencionais possuem uma clara desvantagem em comparação com as máquinas CNC, não apenas na velocidade e capacidade de produzir mais peças, mas também na trepidação, força e oscilação durante o processo produtivo. Esses fatores devem ser considerados para garantir maior vida útil das ferramentas, portanto nesse caso ferramentas com maior resistência à flexão como Aço Rápido (HSS) e Metal Duro sem cobertura são mais indicadas.

Máquinas CNC

As máquinas de comando numérico computadorizado possuem alta capacidade de produção, excelente precisão, mais força e menos vibrações em comparação com as máquinas convencionais. Considerando esses fatores, podem ser utilizadas ferramentas mais duras e com menor resistência à flexão como Diamante, CBN, Cermet e Metal Duro com Cobertura por exemplo.

Desbaste e Acabamento

Outro fator importante para escolher a ferramenta ideal para o processo de usinagem é o desbaste e o acabamento.

O desbaste remove o excesso de material em uma matéria prima, nessa etapa profundidades de corte variam entre 2 a 5 mm no torneamento, e até 20 mm no fresamento. Ferramentas de desbaste devem ter as seguintes características:

Raios maiores
Ferramentas robustas

O acabamento define a rugosidade e o controle da medida exata da peça no processo de usinagem, nessa etapa profundidades de corte variam entre 0,5 a 1,0 mm no torneamento e até 3 mm no fresamento.

Ferramentas de acabamento devem ter as seguintes características:

Raios menores
Ferramentas menos robustas

Como os cálculos corretos aumentam a vida útil das ferramentas?

Na usinagem os cálculos de rotação, avanço, profundidade de corte e velocidade de corte são fundamentais para a boa manutenção das ferramentas, já que cada ferramenta possui suas possibilidades e limitações dentro do processo produtivo. Vale ressaltar que os cálculos variam de acordo com o tipo de operação e capacidade do equipamento, portanto, antes de realizar os cálculos é importante obter essas informações.

Quando os parâmetros são corretamente calculados, as ferramentas trabalham com mais eficiência, menos desgaste e portanto com mais vida útil. Isso porque os cálculos, ajudam a diminuir a temperatura, tempo de contato da ferramenta com a peça, fricção e abrasão, tornando o processo de usinagem mais fluido.