Sebenta · Aplicar a tecnologia do corte na maquinação de peças em tornos CNC (UC02958)
- Introdução
- 1. Analisar a peça e o material a maquinar
- 2. Ler o desenho técnico e a ficha de fabrico
- 3. Toleranciamento dimensional e geométrico
- 4. Acabamento superficial: Ra e Rz
- 5. Tecnologia dos materiais
- 6. Tipos de materiais e a chave de aços
- 7. Tratamentos térmicos dos aços
- 8. Operações de torneamento
- 9. Ferramentas de corte para torneamento
- 10. Suportes de ferramentas e organização do posto de trabalho
- 11. Parâmetros fundamentais de corte
- 12. Parâmetros específicos de corte
- 13. Métodos de corte, formação da apara e ângulos de corte
- 14. Ensaio de maquinação, desgaste, vida útil, fluidos e segurança
- Erros comuns
- Glossário
- Síntese
- Exercícios resolvidos
Introdução
Esta sebenta ensina a aplicar a tecnologia do corte na maquinação de peças em tornos CNC: como analisar uma peça e o seu material, preparar ferramentas e suportes, determinar os parâmetros tecnológicos de corte e testar e validar esses parâmetros num ensaio de maquinação real. É a base técnica que separa um operador que "carrega no botão" de um técnico que compreende porque escolheu cada valor.
O percurso segue as quatro realizações do referencial: analisar a peça e as propriedades do material, preparar as ferramentas e os suportes, determinar os parâmetros tecnológicos, e testar e validar esses parâmetros em ensaios de maquinação. Ao longo do caminho, cruzam-se desenho técnico, tolerâncias, acabamento superficial, tecnologia dos materiais, ferramentas de corte, fórmulas de maquinação, formação da apara e segurança no trabalho.
Objetivos de aprendizagem (referencial): interpretar o desenho técnico e a ficha de fabrico; identificar operações, tratamentos, acabamentos e tolerâncias; interpretar a ficha técnica do material; selecionar ferramentas de corte e suportes adequados; calcular os parâmetros de maquinação e de corte; ajustar os parâmetros em função do comportamento da ferramenta em ensaio; avaliar o desgaste e estimar a vida útil da ferramenta; e aplicar as normas de segurança e saúde no trabalho.
1. Analisar a peça e o material a maquinar
Antes de programar seja o que for, o técnico analisa a peça e as propriedades do material. É a primeira realização desta UC e a que condiciona todas as decisões seguintes: uma ferramenta bem escolhida para o material errado não corta bem, e um parâmetro calculado sem conhecer a tolerância exigida pode entregar uma peça fora de especificação.
O que observar em qualquer peça nova
- Geometria: diâmetros, comprimentos, roscas, chanfros, raios, furos.
- Tolerâncias: quais as cotas críticas, com que grau de tolerância.
- Acabamento exigido: rugosidade (Ra ou Rz) em cada superfície funcional.
- Material e estado de fornecimento: aço, inoxidável, alumínio, ferro fundido; em bruto, normalizado ou já tratado termicamente.
- Quantidade a produzir: peça única, pequena série ou produção contínua, o que influencia diretamente a escolha de ferramenta (mais robusta e cara para séries longas, mais simples para uma peça só).
Exemplo resolvido · ler a informação de uma peça
Uma ordem de fabrico pede um veio em aço C45, ⌀40 mm exterior com tolerância +0,02/−0,00 numa zona de ajuste, comprimento 120 mm, acabamento Ra 1,6 µm na zona de ajuste e Ra 6,3 µm no resto, e quantidade de 50 unidades.
Resolução: o técnico regista: material C45 (aço de médio carbono, boa maquinabilidade em estado recozido); zona crítica de ⌀40 com tolerância apertada, exige acabamento; 50 unidades, o que já justifica um suporte e pastilha estandardizados para várias trocas sem perder tempo a reconfigurar. Esta leitura orienta toda a preparação seguinte.
2. Ler o desenho técnico e a ficha de fabrico
O desenho técnico é a linguagem normalizada entre o gabinete de projeto e a oficina, seguindo normas (ISO/NP) que garantem que qualquer técnico o interpreta da mesma forma, em qualquer país e em qualquer empresa.
Projeções, cortes e secções
- Projeções ortogonais: vistas de frente, de cima e de lado, relacionadas entre si por linhas de chamada.
- Cortes: uma vista que "abre" a peça, mostrando o interior (furos, roscas, cavidades) que não se veem por fora.
- Secções: um corte pontual, apenas da zona necessária, para não sobrecarregar o desenho.
- Escala: proporção entre o desenho e a peça real (1:1, 1:2, 2:1); indicada sempre na legenda.
Cotagem, simbologia e anotações
A cotagem atribui um valor numérico a cada dimensão, com linhas de cota e linhas de chamada. A simbologia mais comum:
| Símbolo | Significado |
|---|---|
| ⌀ | diâmetro |
| R | raio |
| □ | quadrado |
| M | rosca métrica (ex.: M10) |
| x 45° | chanfro a 45 graus |
As anotações completam o desenho: tolerâncias gerais (ex.: norma ISO 2768), tratamento térmico exigido, acabamento superficial de cada zona.
A ficha de fabrico
A ficha de fabrico acompanha o desenho técnico e traduz "o quê fazer" em "como fazer": lista as operações, a sequência recomendada, as ferramentas sugeridas e, muitas vezes, tempos estimados por operação. Desenho e ficha de fabrico juntos são o ponto de partida de qualquer programação CNC.
3. Toleranciamento dimensional e geométrico
Nenhuma peça é fabricada exatamente na cota nominal: existe sempre uma margem aceitável de variação, a tolerância.
Cota máxima, mínima e média
- Cota nominal: o valor de referência do desenho (ex.: ⌀20).
- Desvio superior e desvio inferior: os limites do intervalo aceitável.
- Cota máxima = cota nominal + desvio superior.
- Cota mínima = cota nominal + desvio inferior.
- Cota média = (cota máxima + cota mínima) / 2, o valor a que o técnico costuma "mirar" durante a maquinação.
Exemplo resolvido · calcular cotas máxima, mínima e média
Uma cota vem especificada como ⌀20 +0,02/−0,00 mm.
- Cota máxima = 20 + 0,02 = 20,02 mm.
- Cota mínima = 20 + 0,00 = 20,00 mm.
- Cota média = (20,02 + 20,00) / 2 = 20,01 mm.
O técnico programa a passagem de acabamento para deixar a peça o mais próximo possível de 20,01 mm, com margem de segurança para os dois lados.
Graus de tolerância e ajustamentos
O sistema ISO de tolerâncias define graus (IT01 a IT18): quanto menor o número do grau, mais apertada (e mais cara) a tolerância. Um ajustamento combina um veio (letra minúscula, ex.: g6) com um furo (letra maiúscula, ex.: H7), produzindo encaixes com folga, incerteza ou aperto conforme a combinação.
A tolerância geométrica (forma, orientação, posição, batimento) é complementar à dimensional: uma peça pode cumprir a cota e, ainda assim, estar empenada ou desalinhada, e por isso falhar na montagem.
4. Acabamento superficial: Ra e Rz
O estado de acabamento superficial indica o grau de rugosidade exigido numa superfície, crítico em zonas de contacto, vedação ou ajuste deslizante.
Parâmetros de rugosidade
- Ra (rugosidade média aritmética): a média dos desvios da superfície em relação a uma linha média; é o parâmetro mais usado no desenho técnico.
- Rz (rugosidade média das alturas máximas): mede a diferença entre picos e vales; é mais sensível a um único defeito pontual do que Ra.
| Ra (µm) | Aspeto típico |
|---|---|
| 0,4 a 0,8 | retificado, muito fino |
| 1,6 a 3,2 | torneado de acabamento |
| 6,3 a 12,5 | torneado de desbaste |
O símbolo de acabamento no desenho (um "checkmark" com o valor ao lado) indica a exigência de cada superfície; nem todas as zonas da peça precisam do mesmo Ra.
Relação com os parâmetros de corte
O acabamento depende sobretudo do avanço (f) e do raio de ponta da ferramenta: avanços menores e raios maiores dão superfícies mais finas. A velocidade de corte e o desgaste da ferramenta também pesam, uma aresta desgastada degrada o acabamento mesmo com os mesmos parâmetros programados. Confirma-se o resultado com rugosímetro ou por comparação com escalas padrão de acabamento.
5. Tecnologia dos materiais
Escolher a ferramenta e os parâmetros certos exige compreender o material que se vai cortar.
Propriedades relevantes para a maquinação
- Estrutura: organização cristalina e tamanho de grão, influenciam o comportamento ao corte.
- Propriedades físicas: densidade e condutividade térmica, esta última afeta a evacuação do calor gerado no corte.
- Propriedades químicas: resistência à corrosão, elementos de liga.
- Propriedades mecânicas: dureza, resistência à tração, ductilidade e tenacidade, as mais decisivas para a maquinabilidade.
Um material mais duro exige uma velocidade de corte menor e uma ferramenta mais resistente ao desgaste.
A ficha técnica do material
A ficha técnica reúne a informação necessária para decidir: designação normalizada e composição química, propriedades mecânicas (dureza em HB ou HRC, resistência à tração em MPa), estado de fornecimento (recozido, normalizado, temperado e revenido) e, quando disponíveis, recomendações de maquinabilidade. Interpretar corretamente a ficha técnica é uma aptidão central desta UC: sem ela, qualquer cálculo de parâmetros parte de uma base incerta.
6. Tipos de materiais e a chave de aços
Famílias de materiais metálicos
| Família | Características | Exemplo de uso |
|---|---|---|
| Aços | versáteis, custo moderado | veios, eixos, parafusos |
| Aços inoxidáveis | resistentes à corrosão, "pegajosos" ao corte | equipamento alimentar, médico |
| Ferro fundido | frágil, boa maquinabilidade, apara curta | blocos de motor, bases |
| Metais não ferrosos | alumínio, latão, cobre; leves | componentes leves, elétricos |
| Superligas | resistentes a alta temperatura, muito abrasivas | aeronáutica, turbinas |
| Aços endurecidos | dureza elevada por tratamento térmico | moldes, ferramentas |
Repara que "difícil de maquinar" não é sinónimo de "frágil": o ferro fundido é frágil mas maquina-se com facilidade, enquanto um aço inoxidável austenítico é dúctil mas desgasta a ferramenta rapidamente por encruar (endurecer) à frente do corte.
Normalização e a chave de aços
Os aços seguem sistemas de normalização distintos consoante o país ou a organização: europeu (EN), alemão (DIN), americano (AISI/SAE), entre outros. A chave de aços é a tabela de referência cruzada que permite encontrar o equivalente de um aço entre normas diferentes. Um mesmo material pode aparecer catalogado como C45 (EN), Ck45 (DIN) ou 1045 (AISI): são, na prática, o mesmo aço com designações distintas.
Saber consultar a chave de aços evita o erro grave de encomendar ou receber um material com propriedades diferentes das esperadas por uma simples confusão de designação.
7. Tratamentos térmicos dos aços
O tratamento térmico altera a estrutura interna do aço por aquecimento e arrefecimento controlados, mudando as suas propriedades mecânicas sem alterar a composição química.
Tipos e aplicação
| Tratamento | Efeito | Uso |
|---|---|---|
| Recozido | amolece, alivia tensões | facilita a maquinação |
| Normalizado | uniformiza o grão | após forjagem/laminagem |
| Têmpera | aumenta muito a dureza | torna o aço frágil sozinho |
| Revenido | reduz a fragilidade da têmpera | usado sempre após têmpera |
A sequência típica para peças de precisão que exigem dureza é têmpera seguida de revenido: a têmpera dá dureza, o revenido devolve tenacidade suficiente para a peça não partir com um choque.
Influência na seleção da ferramenta
Um aço recozido maquina-se com parâmetros e ferramentas correntes. Um aço temperado e revenido a dureza elevada (por exemplo, acima de 45 HRC) exige ferramentas de material mais duro (metal duro revestido, cerâmica ou CBN) e velocidades de corte menores; existem mesmo processos dedicados a maquinar aço endurecido diretamente ("hard turning"), com ferramentas próprias. Confirmar o tratamento térmico antes de escolher a ferramenta evita desgaste prematuro e falhas na aresta de corte.
8. Operações de torneamento
No torneamento, a peça roda presa ao mandril e a ferramenta desloca-se, retirando material sob a forma de apara.
Operações fundamentais
- Facejamento: maquina a face perpendicular ao eixo, define o comprimento da peça.
- Cilindragem (torneamento exterior): reduz o diâmetro exterior ao longo do eixo.
- Furação e mandrilagem: abrem e acertam furos interiores.
- Roscagem: corta um perfil helicoidal, exterior ou interior.
- Ranhuragem (sangramento): abre rasgos estreitos, incluindo o corte final da peça de barra.
- Chanframento: quebra arestas vivas com um ângulo definido, normalmente 45°.
Exemplo resolvido · sequenciar a maquinação de um veio
Peça: veio ⌀40 mm exterior com uma zona roscada M20 numa extremidade, comprimento total 120 mm.
Resolução: 1) facejar a face de referência; 2) cilindrar em desbaste, deixando sobremetal (ex.: 0,3 mm) para a passagem de acabamento; 3) cilindrar em acabamento à cota final; 4) roscar a zona M20; 5) chanfrar as arestas vivas; 6) cortar a peça de barra, se aplicável. Separar desbaste de acabamento poupa tempo de máquina e prolonga a vida da ferramenta de acabamento, que fica só com o esforço menor da última passagem.
9. Ferramentas de corte para torneamento
Tipos de ferramenta
- Standard: pastilhas normalizadas e intermutáveis, montadas em suportes de catálogo.
- Modulares: sistemas com módulos combináveis (corpo + cabeça de corte) para várias configurações.
- Dedicadas: desenhadas para uma operação ou peça muito específica.
Material da aresta de corte
| Material | Dureza a quente | Tenacidade | Uso típico |
|---|---|---|---|
| Aço rápido (HSS) | baixa | alta | ferramentas simples, baixa velocidade |
| Metal duro (carboneto de tungsténio) | alta | média | uso geral, a maioria das operações |
| Cerâmica / CBN | muito alta | baixa | materiais duros, alta velocidade |
| Diamante policristalino (PCD) | muito alta | baixa | não ferrosos, alta precisão |
Quanto mais duro o material da ferramenta, geralmente menos tenaz é: mais resistente ao desgaste por atrito, mas mais frágil ao choque e à vibração.
Simbologia e normas
As pastilhas seguem uma norma de designação ISO: uma sequência de letras e números que codifica forma, ângulo de saída, tolerância dimensional e raio de ponta. Ler o código ISO de uma pastilha permite identificar rapidamente as suas características sem consultar sempre a ficha completa do fabricante. A geometria da pastilha (positiva, negativa, com quebra-aparas) afeta diretamente a formação da apara e o esforço de corte.
10. Suportes de ferramentas e organização do posto de trabalho
A função do suporte
O suporte fixa a pastilha (ou a ferramenta) e posiciona-a corretamente em relação à peça e à torre do torno CNC. Garante o ângulo de posicionamento correto da aresta de corte, absorve parte das vibrações e permite trocar pastilhas gastas sem desmontar todo o sistema. Também segue simbologia e normas próprias: código do suporte, mão direita ou esquerda, ângulo.
Exemplo resolvido · adequar suporte e ferramenta ao cenário
Cenário: cilindrar exteriormente um veio de aço C45 em desbaste, numa torre com fixação prismática, com um bom controlo de vibração exigido devido ao comprimento livre da peça.
Resolução: escolher pastilha de metal duro com geometria negativa (mais robusta, absorve melhor o esforço de desbaste), suporte com o ângulo de posicionamento adequado a cilindragem exterior, mão conforme a orientação da torre, e comprimento de saída (balanço) mínimo necessário para reduzir vibração. Verificar sempre que o suporte cabe fisicamente na torre disponível antes de montar.
Informação técnica e organização
Antes de calcular os parâmetros, o técnico consulta a informação técnica dos fabricantes: catálogos em papel ou PDF, tabelas de corte recomendadas por combinação material/ferramenta, e aplicativos web que sugerem parâmetros de partida. Os valores calculados nesta UC são um ponto de partida; o catálogo do fabricante da ferramenta tem sempre a última palavra sobre os seus limites reais.
Manter o posto de trabalho organizado em função das ferramentas e equipamentos a utilizar é um critério de desempenho avaliado: ferramentas e suportes arrumados e identificados, instrumentos de medição protegidos e calibrados, zona de trabalho livre de aparas e óleo.
11. Parâmetros fundamentais de corte
Os parâmetros fundamentais definem como a ferramenta ataca o material.
| Parâmetro | Símbolo | Unidade | Significado |
|---|---|---|---|
| Velocidade de corte | Vc | m/min | velocidade a que a superfície da peça passa pela aresta |
| Rotação | n | rpm | velocidade angular do fuso |
| Avanço | f | mm/rotação | deslocamento da ferramenta por volta da peça |
| Profundidade de corte | ap | mm | espessura de material retirada em cada passagem |
| Largura de corte | ae | mm | extensão lateral de material removida (ex.: ranhuragem) |
A fórmula fundamental
Vc = (π × D × n) / 1000, com D o diâmetro da peça em mm e n em rpm.
Isolando n: n = (1000 × Vc) / (π × D).
Exemplo resolvido · calcular a rotação a programar
Um aço C45 recomenda Vc = 180 m/min para a pastilha escolhida. A peça tem diâmetro D = 40 mm.
- n = (1000 × Vc) / (π × D).
- n = (1000 × 180) / (π × 40).
- n = 180000 / 125,66.
- n ≈ 1433 rpm.
Na máquina, arredonda-se para o valor disponível mais próximo (por exemplo, 1400 rpm), preferindo arredondar por baixo quando a ferramenta é mais sensível.
Exemplo resolvido · o efeito do diâmetro
Se a mesma Vc = 180 m/min for aplicada a um diâmetro menor, D = 20 mm:
n = (1000 × 180) / (π × 20) = 180000 / 62,83 ≈ 2865 rpm.
Ao reduzir o diâmetro a metade, a rotação necessária duplica para manter a mesma velocidade de corte: é por isso que, ao facejar até ao centro de uma peça, muitos controlos CNC limitam a rotação máxima para não disparar sem sentido.
12. Parâmetros específicos de corte
Os parâmetros específicos ajudam a prever o esforço sobre a ferramenta e a exigência sobre a máquina.
| Parâmetro | Fórmula | Unidade |
|---|---|---|
| Secção da apara (A) | A = ap × f | mm² |
| Força de corte (Fc) | Fc = kc × A | N |
| Potência de corte (Pc) | Pc = (Fc × Vc) / (60 × 1000) | kW |
| Taxa de remoção de material (Q) | Q = Vc × ap × f | cm³/min |
O kc (força específica de corte) é uma propriedade do material, tabelada nos catálogos de ferramentas para cada tipo de aço, inoxidável, ferro fundido ou não ferroso; materiais mais duros e mais tenazes têm kc mais elevado.
Exemplo resolvido · força, potência e taxa de remoção
Ap = 2 mm, f = 0,25 mm/rotação, Vc = 180 m/min, kc = 2000 N/mm² (aço C45 em desbaste).
- Secção da apara: A = ap × f = 2 × 0,25 = 0,5 mm².
- Força de corte: Fc = kc × A = 2000 × 0,5 = 1000 N.
- Potência de corte: Pc = (Fc × Vc) / 60000 = (1000 × 180) / 60000 = 3 kW.
- Taxa de remoção: Q = Vc × ap × f = 180 × 2 × 0,25 = 90 cm³/min.
Se o fuso do torno CNC disponibiliza 5 kW, os parâmetros são viáveis com margem. Se a máquina só tivesse 2 kW disponíveis, seria necessário reduzir ap ou f até a potência calculada caber no limite da máquina.
13. Métodos de corte, formação da apara e ângulos de corte
Formação da apara
O tipo de apara é um indicador visual imediato do estado do corte:
- Apara contínua: longa e enrolada, típica de materiais dúcteis com bons parâmetros.
- Apara fragmentada: curta, quebra-se sozinha; favorecida por pastilhas com quebra-aparas, ideal para segurança e evacuação automática.
- Apara descontínua: em pequenos pedaços, típica de materiais frágeis como o ferro fundido.
Apara longa e emaranhada à volta da peça ou da ferramenta é sinal de alerta: risco de acidente e de risco na superfície já acabada.
Ângulos de corte da ferramenta
- Ângulo de saída (rake): positivo facilita o corte, exige menos força; negativo reforça a aresta, mais resistente ao impacto.
- Ângulo de folga (clearance): evita o atrito entre a ferramenta e a superfície já maquinada.
- Ângulo de posicionamento: orienta a direção do esforço de corte em relação à peça.
- Raio de ponta: influencia o acabamento superficial e a resistência da aresta.
Não existe um ângulo "melhor" em absoluto: existe o mais adequado ao material e à operação em causa. Materiais duros pedem geometrias mais negativas e robustas; materiais macios e dúcteis toleram geometrias positivas que reduzem o esforço de corte.
14. Ensaio de maquinação, desgaste, vida útil, fluidos e segurança
O ensaio de maquinação
Depois de calculados, os parâmetros testam-se e validam-se num ensaio real, cumprindo a terceira e a quarta realizações da UC.
- Montar a peça, a ferramenta e o suporte definidos.
- Programar os parâmetros calculados no torno CNC.
- Executar uma primeira passagem curta, observando som, apara e vibração.
- Ajustar os parâmetros em função do comportamento observado (por exemplo, reduzir Vc se houver vibração excessiva ou ruído anómalo).
- Medir a peça e o acabamento obtido, comparando com o desenho técnico.
Exemplo resolvido · ajustar parâmetros após um ensaio
No ensaio da peça de aço C45 com Vc = 180 m/min, f = 0,25 mm/rotação e ap = 2 mm, observa-se vibração audível e um acabamento pior do que o previsto (Ra acima do exigido).
Resolução: reduzir a profundidade de corte para 1,5 mm e o avanço para 0,20 mm/rotação, mantendo Vc. Recalcular: A = 1,5 × 0,20 = 0,3 mm²; Fc = 2000 × 0,3 = 600 N; Pc = (600 × 180) / 60000 = 1,8 kW. Menor força de corte reduz a vibração e melhora o acabamento, com alguma perda de produtividade (Q também desce). Repetir o ensaio e confirmar o resultado antes de validar em definitivo.
Desgaste e vida útil da ferramenta
O desgaste da ferramenta resulta de atrito, calor e abrasão continuados; os sinais incluem alteração da apara, ruído anómalo e degradação do acabamento. A vida útil é o tempo (ou volume de material removido) até a ferramenta deixar de cortar dentro das especificações; estima-se por experiência acumulada e por relações entre velocidade de corte e tempo de vida (quanto maior a Vc, menor a vida útil da aresta, em geral). Fatores que aceleram o desgaste: velocidade excessiva, material muito abrasivo, arrefecimento insuficiente e falta de manutenção do suporte.
Fluidos de corte
Os fluidos de corte refrigeram a zona de corte, lubrificam o contacto ferramenta-peça e ajudam a evacuar a apara. A escolha depende do material: fluidos aquosos para a maioria dos aços, óleos de corte puro para operações mais exigentes, e por vezes corte a seco para materiais como o ferro fundido, cuja apara já sai fragmentada.
Manutenção e segurança
- Manutenção: limpar, verificar e substituir suportes e ferramentas regularmente, prolongando a vida útil e a precisão.
- Equipamentos de proteção individual (EPI): óculos de proteção, calçado apropriado, proteção auditiva quando necessário.
- Nunca aproximar as mãos da zona de corte com a máquina em funcionamento; remover aparas quentes e afiadas com ferramentas próprias, nunca com as mãos.
- Seguir sempre os planos e normas de segurança e saúde no trabalho do posto de trabalho: é um dos seis critérios de desempenho avaliados nesta UC.
Erros comuns
- Escolher ferramenta e parâmetros antes de analisar bem a peça e o material.
- Confundir diâmetro com raio ao ler uma cota do desenho técnico.
- Confundir velocidade de corte (m/min) com rotação (rpm), esquecendo que dependem do diâmetro.
- Usar os mesmos parâmetros de um aço macio num aço temperado, queimando a aresta de corte em segundos.
- Aplicar geometria de ferramenta positiva onde a operação exige robustez (geometria negativa) para desbaste pesado.
- Ignorar apara longa e emaranhada, um sinal claro de que algo precisa de ajuste.
- Esquecer de converter unidades ao calcular a potência de corte (misturar mm com m, ou minutos com segundos).
- Continuar a maquinar com uma ferramenta claramente desgastada "para aproveitar", comprometendo a peça.
- Remover apara com as mãos ou pano com a máquina em funcionamento.
Glossário
- Vc (velocidade de corte) · velocidade a que a superfície da peça passa pela aresta de corte, em m/min.
- n (rotação) · velocidade angular do fuso, em rpm.
- f (avanço) · deslocamento da ferramenta por cada rotação da peça, em mm/rotação.
- ap (profundidade de corte) · espessura de material removida numa passagem, em mm.
- kc (força específica de corte) · propriedade do material que relaciona a secção da apara com a força de corte, em N/mm².
- Ra · rugosidade média aritmética de uma superfície, em µm.
- Rz · rugosidade média das alturas máximas (pico a vale), em µm.
- Chave de aços · tabela de equivalência entre designações de aços de normas diferentes (EN, DIN, AISI).
- Têmpera · tratamento térmico que aumenta muito a dureza do aço por arrefecimento rápido.
- Revenido · tratamento térmico posterior à têmpera, reduz a fragilidade mantendo dureza elevada.
- Pastilha · aresta de corte normalizada e intermutável, montada num suporte.
- Suporte · peça que fixa e posiciona a pastilha em relação à peça e à torre do torno.
- ERC de maquinação (ensaio) · verificação prática dos parâmetros calculados, com ajuste se necessário.
- HSS, metal duro, cerâmica, CBN, PCD · materiais de aresta de corte, por ordem crescente de dureza a quente típica.
- EPI · equipamento de proteção individual.
Síntese
Aplicar a tecnologia do corte na maquinação em torno CNC segue sempre a mesma ordem: analisar a peça e o material (desenho técnico, tolerâncias, acabamento, ficha técnica) → preparar ferramentas e suportes adequados (materiais de corte, simbologia, organização do posto) → determinar os parâmetros tecnológicos (Vc, n, f, ap, força, potência, taxa de remoção, com base em catálogos) → testar e validar num ensaio de maquinação, ajustando o que for preciso. Tudo isto sob normas de segurança e saúde no trabalho, do início ao fim.
Exercícios resolvidos
1. Uma peça em aço C45 tem ⌀30 mm e a pastilha recomenda Vc = 200 m/min. Calcula a rotação a programar.
Resolução: n = (1000 × Vc) / (π × D) = (1000 × 200) / (π × 30) = 200000 / 94,25 ≈ 2122 rpm.
2. A mesma velocidade de corte é aplicada a ⌀60 mm. Qual a nova rotação, e o que se conclui sobre a relação entre diâmetro e rotação?
Resolução: n = (1000 × 200) / (π × 60) = 200000 / 188,5 ≈ 1061 rpm. Ao duplicar o diâmetro, a rotação necessária para a mesma Vc reduz-se a metade: rotação e diâmetro são inversamente proporcionais, para uma velocidade de corte constante.
3. Com ap = 1,5 mm, f = 0,2 mm/rotação e kc = 1800 N/mm², calcula a secção da apara e a força de corte.
Resolução: A = ap × f = 1,5 × 0,2 = 0,3 mm². Fc = kc × A = 1800 × 0,3 = 540 N.
4. Uma cota vem definida como ⌀25 +0,03/−0,01. Indica a cota máxima, mínima e média.
Resolução: máxima = 25 + 0,03 = 25,03 mm; mínima = 25 − 0,01 = 24,99 mm; média = (25,03 + 24,99) / 2 = 25,01 mm.
5. Um técnico maquina um aço inoxidável austenítico com os mesmos parâmetros que usa num aço macio comum e a ferramenta desgasta-se muito depressa. Explica porquê e o que deveria ter feito.
Resolução: os aços inoxidáveis austeníticos encruam (endurecem) à frente da aresta de corte e são "pegajosos", exigindo Vc mais baixa e, muitas vezes, ferramenta mais tenaz ou revestida. Deveria ter consultado a ficha técnica do material e o catálogo da ferramenta antes de aplicar parâmetros de outro material, e reduzido a velocidade de corte para este caso específico.
6. Durante um ensaio, a peça sai com Ra acima do exigido. O avanço estava em 0,35 mm/rotação. O que se deve ajustar primeiro, e porquê?
Resolução: reduzir o avanço (f), porque é o parâmetro que mais influencia diretamente o acabamento superficial: avanços menores deixam marcas de corte mais finas e próximas, reduzindo Ra. Só depois, se o problema persistir, verificar o raio de ponta da ferramenta e o seu estado de desgaste.