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10 Março
Belém
Usinagem de Ferro Fundido (FoFo) qual inserto utilizar?
Por Edson Silva

A usinagem é um termo que abrange uma vasta quantidade de processos de fabricação onde há a remoção de material em forma de cavaco para moldar uma peça de acordo com o projeto adotado. O estudo do processo de usinagem é bem disseminado nos dias atuais. Seu avanço tecnológico é datado desde o século XIX com as primeiras máquinas movidas a vapor surgindo, e dessa forma facilitando o processo de manufatura. Ao longo dos últimos anos, a pressão por aumento da produtividade na indústria itensificou-se, exigindo maiores taxas de remoção de material do processo de usinagem, melhor desempenho da ferramenta de corte e redução de custos. Por isso, a escolha correta dos insertos da ferramentas é crucial para que uma empresa que queira aumentar sua produtividade.

Dentre os materiais metálicos manufaturados estão o ferro fundido cinzento, este tipo de material é amplamente utilizada na indústria automobilistica e consiste numa liga ternária  de ferro, carbono e silício constituinte de uma classe de material frágil com boa usinabilidade contendo uma porcentagem de carbono entre 2,5 e 4%.

Esse tipo de material apresenta comportamento frágil sob tensão trativa e bastante resistência sob compressão além de  possuir  boa capacidade de amortecimento de vibrações e elevada resistência ao desgaste mecânico.

O cavaco formado pelo ferro fundido cinzento é de ruptura, assim,  os insertos da ferramenta de corte devem ser escolhidos de acordo com estas características. Para a correta escolha o engenheiro mecânico antes de realizar o processo deve levar em consideração os seguintes itens:

- Qual é o tipo de máquina ? Ela possui rigidez e estabilidade ?
 
- Existe excesso de impurezas no FoFo utilizado?
 
- A fixação dos insertos na ferramenta e consequentemente porta ferramentas é adequada e estável ?
 
- Perfil da minha peça? Paredes finas ou espessas?
 
- Tendência à amortecimento de vibrações? (Este fenômenos ocorre em baixas velocidades de corte )
 
- Será utilizado fluido de corte ?

 

Seguindo recomendações técnicas do fabricante o engenheiro mecânico pode aplicar na usinagem de ferro fundido cinzento, duas classes de materiais dos insertos(pastilhas): Os de metais duro e os cerâmicos.

Os insertos de metal duro são usados quando as velocidades de corte são elevadas e em temperaturas de até 1300°C. Eles São dividos em subgrupos como mostrado a seguir:

Logo, para estes insertos o subgrupo são os ISO K. Por outro lado as ferramentas cerâmicas possuem excelente resistência ao desgaste com altas velocidades de corte. o que dependendo da situação pode se usar como vantagem em relação as de metais duro, já que o desgaste do inserto será inferior ao de metal duro se usinado em uma mesma velocidade de corte. As grandes desvantagens de se aplicar estas são uma menor produtividade e limitações que incluem resistência a choques térmicos e tenacidade para quebra.

Para exemplificar isto, veremos a usinagem de um FoFo cinzento GG-25 de desbaste de face com uma fresa com dentes à 90 graus, diâmetro da ferramenta de 100 mm e 10 pastilhas intercambiaveis (insertos) mostrado na figura:

 

Os dados para os insertos cerâmicos foram:                                                                                     

Vc: 800 m/min       
N: 2546 rpm       
Fz: 0,15 mm/dente                                                                                                                                
Vf: 3820 mm                                
Ap: 1,5 mm x 2 passes       
Pc: 12 kW   
  
Os dados para os insertos de metal duro classe ISO K foram:
Vc: 240 m/min
N: 764 rpm
Fz: 0,25                                                                                                                        
Vf: 1910 mm
Ap: 3,0 mm (passe único)
 Pc: 11 kW
 
De acordo com os dados, nota-se uma superioridade dos insertos cerâmicos para o desbaste de faces de ferro fundido cinzento com relação à produção, uma vez que o processo se dá com velocidade de corte e de avanço superior, logo o tempo de produção será menor mesmo com os dois passes para atingir a profundidade de corte de 3mm desejada, o que seria sua desvantagem. Outro dado interessante é a economia de energia que a máquina terá pois os regimes de rotação são superiores, não forçando energeticamente o trabalho da máquina quando utilizado insertos cerâmicos. Assim, as características do processo, não possibilita a utilização de ferramentas de metal duro, sendo as cerâmicas as mais indicadas para esta aplicação.