Guia de Ferramentas para Torno: Coisas que Você Precisa Saber sobre Ferramentas

O torno, uma ferramenta-máquina fundamental na fabricação e usinagem, depende muito de suas ferramentas para moldar e formar peças de trabalho. A compreensão das ferramentas para torno é crucial para maquinistas de todos os níveis, de iniciantes a profissionais experientes. Escolher as ferramentas certas, saber como usá-las corretamente e mantê-las adequadamente são essenciais para alcançar precisão, eficiência e qualidade nas operações de usinagem. Este guia fornece uma visão geral abrangente das ferramentas para torno, cobrindo os diferentes tipos de ferramentas, suas aplicações e considerações importantes para sua seleção e uso.

Tipos de Ferramentas para Torno

As ferramentas para torno podem ser amplamente categorizadas em vários tipos com base em sua função e no tipo de corte que realizam. Ferramentas de corte de ponto único são o tipo mais comum usado em tornos. Essas ferramentas têm uma única aresta de corte que remove o material à medida que a peça de trabalho gira e a ferramenta é alimentada ao longo ou através dela. Exemplos de ferramentas de corte de ponto único incluem ferramentas de torneamento, ferramentas de faceamento, barras de mandrilar, ferramentas de rosqueamento, ferramentas de corte e ferramentas de forma.

As ferramentas de torneamento são usadas para reduzir o diâmetro de uma peça de trabalho. Elas estão disponíveis em vários formatos e ângulos, dependendo da operação de torneamento específica, como torneamento bruto para remoção rápida de material ou torneamento de acabamento para um acabamento de superfície suave. As ferramentas de faceamento são usadas para criar uma superfície plana perpendicular ao eixo de rotação da peça de trabalho. As barras de mandrilar são usadas para ampliar ou criar furos internos. As ferramentas de rosqueamento são projetadas para cortar roscas externas ou internas. As ferramentas de corte, também conhecidas como ferramentas de corte, são usadas para cortar uma seção da peça de trabalho. As ferramentas de forma têm um perfil específico que é transferido para a peça de trabalho, permitindo a criação de formas complexas em uma única passagem.

Além das ferramentas de corte de ponto único, outros tipos de ferramentas usadas em tornos incluem mandris e brocas para furar furos ao longo do eixo de rotação, alargadores para ampliar e finalizar furos existentes em dimensões precisas, machos e cossinetes para criar roscas internas e externas, respectivamente, e ferramentas de recartilhamento para criar uma superfície texturizada para melhor aderência.

Materiais das Ferramentas

O material de que uma ferramenta de torno é feita afeta significativamente seu desempenho, resistência ao desgaste e os tipos de materiais que ela pode usinar de forma eficaz. O aço rápido (HSS) era tradicionalmente o material primário para ferramentas de corte e ainda é usado para algumas aplicações, particularmente para formas intrincadas e cortes interrompidos. As ferramentas HSS oferecem boa tenacidade e são relativamente baratas, mas têm menor dureza e resistência ao desgaste em comparação com materiais mais avançados.

As ferramentas de metal duro são amplamente utilizadas na usinagem moderna devido à sua dureza superior, resistência ao desgaste e capacidade de operar em velocidades de corte mais altas do que as ferramentas HSS. As pastilhas de metal duro são normalmente fixadas ou soldadas em um porta-ferramentas. Diferentes classes de metal duro estão disponíveis, cada uma otimizada para materiais e condições de usinagem específicas. As pastilhas de metal duro revestidas aprimoram ainda mais o desempenho, proporcionando maior resistência ao desgaste, redução do atrito e melhor fluxo de cavacos. Os revestimentos comuns incluem nitreto de titânio (TiN), carbonitreto de titânio (TiCN) e óxido de alumínio (Al2O3).

Outros materiais de ferramentas incluem cerâmica, nitreto cúbico de boro (CBN) e diamante policristalino (PCD), que são usados para usinar materiais muito duros ou abrasivos em velocidades de corte muito altas. No entanto, esses materiais são geralmente mais frágeis e caros do que o metal duro.

Geometria da Ferramenta

A geometria de uma ferramenta de torno, incluindo seus vários ângulos, como ângulo de saída, ângulo de folga e ângulo da aresta de corte, desempenha um papel crucial no processo de usinagem. O ângulo de saída afeta a formação de cavacos e as forças de corte. Um ângulo de saída positivo geralmente resulta em forças de corte mais baixas e melhor fluxo de cavacos, mas pode enfraquecer a aresta de corte. Um ângulo de saída negativo fornece uma aresta de corte mais forte e é frequentemente usado para usinar materiais duros ou cortes interrompidos.

O ângulo de folga fornece folga entre a face da ferramenta e a peça de trabalho, evitando atrito e reduzindo a geração de atrito e calor. O ângulo da aresta de corte influencia a resistência da aresta de corte e a direção das forças de corte. Outras características geométricas importantes incluem o raio da ponta, que afeta o acabamento da superfície, e os quebra-cavacos, que são projetados para quebrar cavacos longos e fibrosos em pedaços menores e mais fáceis de manusear.

Fixação da Ferramenta

A fixação adequada da ferramenta é essencial para a estabilidade, precisão e prevenção de vibrações durante as operações de usinagem. As ferramentas de torno são normalmente fixadas em porta-ferramentas, que são montados no carro transversal do torno. Diferentes tipos de porta-ferramentas estão disponíveis, incluindo porta-ferramentas simples, porta-ferramentas indexáveis (como porta-ferramentas de troca rápida e porta-ferramentas de torre) e porta-ferramentas de gangue.

Os porta-ferramentas de troca rápida permitem trocas rápidas de ferramentas, reduzindo significativamente os tempos de configuração, especialmente em operações que envolvem várias ferramentas. Os porta-ferramentas de torre podem conter várias ferramentas e podem ser indexados para trazer a ferramenta desejada para a posição de corte. Os porta-ferramentas de gangue contêm uma fileira de ferramentas que podem ser colocadas em posição movendo o carro transversal. A escolha do porta-ferramentas depende do tipo de torno, da complexidade das operações de usinagem e do nível desejado de eficiência.

Parâmetros de Corte

A seleção dos parâmetros de corte apropriados, incluindo velocidade de corte, taxa de avanço e profundidade de corte, é crucial para otimizar o desempenho da usinagem, a vida útil da ferramenta e o acabamento da superfície. A velocidade de corte é a velocidade com que a superfície da peça de trabalho se move em relação à aresta de corte da ferramenta. Geralmente é expressa em pés de superfície por minuto (SFM) ou metros por minuto (m/min). A taxa de avanço é a distância que a ferramenta de corte avança ao longo da peça de trabalho por revolução. Geralmente é expressa em polegadas por revolução (IPR) ou milímetros por revolução (mm/rev). A profundidade de corte é a quantidade de material removido em uma única passagem.

Os parâmetros de corte ideais dependem de vários fatores, incluindo o material da peça de trabalho, o material e a geometria da ferramenta, o acabamento da superfície desejado e a rigidez da configuração da máquina. Os fabricantes de ferramentas costumam fornecer parâmetros de corte recomendados para suas ferramentas com base em diferentes materiais de peça de trabalho e condições de usinagem. Os maquinistas também podem usar calculadoras de usinagem e experiência para determinar os parâmetros iniciais apropriados.

Desgaste e Falha da Ferramenta

As ferramentas de torno são submetidas a forças e temperaturas significativas durante a usinagem, o que inevitavelmente leva ao desgaste da ferramenta ao longo do tempo. Os tipos comuns de desgaste da ferramenta incluem desgaste da face de folga (desgaste na face de folga), desgaste da cratera (desgaste na face de saída), desgaste do entalhe (desgaste na linha de profundidade de corte) e lascamento ou fratura da aresta de corte.

Compreender as causas e os sintomas dos diferentes tipos de desgaste da ferramenta é importante para otimizar a vida útil da ferramenta e evitar falhas catastróficas da ferramenta, que podem danificar a peça de trabalho e potencialmente a máquina. Os fatores que contribuem para o desgaste da ferramenta incluem velocidade de corte ou taxa de avanço excessivas, resfriamento ou lubrificação insuficientes, usinagem de materiais abrasivos e geometria ou fixação da ferramenta inadequadas.

Refrigeração e Lubrificação

O uso de refrigerante e lubrificante é essencial em muitas operações de torno. O refrigerante ajuda a dissipar o calor gerado durante o corte, o que pode prolongar a vida útil da ferramenta, melhorar o acabamento da superfície e evitar danos térmicos à peça de trabalho. O lubrificante reduz o atrito entre a ferramenta e a peça de trabalho, o que diminui as forças de corte e melhora o fluxo de cavacos.

Vários tipos de refrigerantes e lubrificantes estão disponíveis, incluindo fluidos de corte (óleos solúveis, semi-sintéticos e sintéticos), óleos de corte e até ar comprimido para certas aplicações de usinagem de alta velocidade. A escolha do refrigerante ou lubrificante depende do material da peça de trabalho, do material da ferramenta, do tipo de operação de usinagem e das capacidades da máquina-ferramenta.

Manutenção da Ferramenta

A manutenção adequada das ferramentas de torno é crucial para garantir sua longevidade e desempenho. Isso inclui a inspeção regular das arestas de corte quanto a desgaste ou danos, afiação ou substituição de ferramentas ou pastilhas desgastadas e armazenamento adequado para evitar danos. Para ferramentas que podem ser reafiaadas, como as ferramentas HSS, manter a geometria correta da ferramenta durante a afiação é essencial. Para ferramentas de pastilhas de metal duro, as pastilhas desgastadas devem ser substituídas imediatamente para evitar danos ao porta-ferramentas e comprometer a qualidade da usinagem.

Precauções de Segurança

Operar um torno envolve riscos inerentes, e é crucial seguir as precauções de segurança ao trabalhar com ferramentas de torno. Sempre use equipamentos de proteção individual (EPI) apropriados, incluindo óculos de segurança, para proteger contra cavacos e detritos voadores. Certifique-se de que as ferramentas estejam bem presas no porta-ferramentas e que a peça de trabalho esteja devidamente fixada no mandril ou dispositivo. Nunca tente ajustar ou medir a peça de trabalho enquanto o torno estiver funcionando. Tenha cuidado ao manusear ferramentas de corte afiadas.

Conclusão

As ferramentas para torno são um aspecto crítico das operações de torno. Ao entender os diferentes tipos de ferramentas para torno, seus materiais, geometria, métodos de fixação de ferramentas, parâmetros de corte, mecanismos de desgaste de ferramentas, a importância do refrigerante e da lubrificação, manutenção adequada da ferramenta e precauções de segurança, os maquinistas podem utilizar tornos de forma eficaz e eficiente para produzir peças de alta qualidade. O aprendizado contínuo e a atualização com os últimos avanços em tecnologia de ferramentas são essenciais para se manter competitivo no campo da usinagem.