Requisito essencial para o corte por arranque de apara, é que a ferramenta seja mais dura que o material a cortar. Outro factor importante é que tanto a peça como a ferramenta deverão estar fixos de forma segura e rígida, de modo a permitir a penetração do gume cortante quando aplicada a força necessária para vencer a resistência do material a cortar.
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A figura mostra o processo básico de formação de apara. Existe uma deformação plástica imediatamente à frente do gume de corte pelo processo de corte ao longo de um plano inclinado, entre o gume e o plano da peça, chamado o plano de corte. O processo de deformação continua até atingir o ponto de ruptura. Resumindo, a apara é constituída por rápidas e sucessivas deformações plásticas e rupturas ao longo do plano de corte.
Este processo gera vibrações de alta frequência na ponta do gume cortante que deverá ser absorvido pela ferramenta e seu suporte. Ferramentas muito compridas e peças mal apertadas podem contribuir para o agravamento destas vibrações produzindo maus acabamentos e ruptura do gume de corte.
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TIPOS DE APARA
Dependente do material a cortar. e por consequência da quantidade de deformação plástica na geração da apara, resultam quatro tipos distintos de apara.
Apara descontínua
Materiais muito duros e pouco maleáveis têm tendência para poucas deformações antes da ruptura. A apara pode-se apresentar de forma segmentada ou estes podep aderir um ao outro formando uma apara frágil e quebradiça. A vantagem principal da apara descontínua é a facilidade de manuseamento e limpeza da zona de trabalho. O acabamento superficial resultante pode ser entre razoável e bom.
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Apara contínua
Este tipo de apara é geralmente associado à maquinação de materiais relativamente maleáveis aonde a ruptura definitiva e sucessiva não se verifica. Os planos de corte deslocam-se e soldam-se sucessivamente diante do gume cortante sem se verificar alguma ruptura e produzindo uma apara contínua. Muitas vezes associa-se a este tipo de apara velocidades de corte mais elevadas. Por vezes, velocidades mais baixas, em certos materiais dúcteis/maleáveis, produz o efeito de amontoamento diante do gume cortante e a sua ruptura subsequente em pequenos aglomerados muito semelhantes a apara descontínua. Esta apara, por vezes denominada apara ideal, produz acabamentos superficiais muito bons. As aparas contínuas são normalmente indesejáveis devido ao difícil manuseamento da mesma. A apara descontínua é evitada utilizando geometria com quebra apara no gume cortante.
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Apara contínua com aresta postiça de corte
Embora a apara contínua seja a mais desejável, muitas vezes são de obtenção difícil quando maquinando os materiais dúcteis do costumo. Normalmente, o mais usual é a soldadura de partículas na face da ferramenta. Isto resulta do calor gerado devido ao atrito entre a face da ferramenta e a apara que resulta no desprendimento de algumas partículas da apara principal e a sua aglomeração na ponta do gume cortante assim gerando a chamada aresta postiça de corte (APC). Esta APC provoca uma rápida deterioração do processo de arranque de apara devido ao bolear da aresta assim aumentando a ineficiência do mesmo. As forças de corte necessárias elevam-se para tal ordem que resulta na quebra \ falha prematura do gume cortante.
Resumindo, a APC é extremamente indesejável e qualquer esforço para o evitar será bem recebido. O acabamento superficial é mau devido à soldadura de algumas partículas na peça a maquinar. O segredo reside na redução ao máximo do atrito entre a apara e a face da ferramenta. A utilização de lubrificantes especialmente a baixas velocidades de corte seria aconselhável. Ferramentas revestidas, com especial atenção a este problema e com grande resistência ao desgaste, podem ser utilizadas a altas velocidades assim aumentando a produtividade sem gerar uma APC.
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Apara irregular
Esta apara é formada quando o calor gerado no plano de corte não é rapidamente dissipado causando alterações locais nas propriedades mecânicas no material da peça a maquinar. Este fenómeno é especialmente notório quando maquinando peças com fraca condução térmica. O processo de arranque de apara gera tanto calor no plano de corte que existe uma ruptura prematura, avançando assim o plano para um ponto mais à frente. Esta apara será constituída por faixas de deformações / tensões variáveis.
GEOMETRIA DO GUME DE CORTE
O gume de corte é composto por três ângulos fundamentais:
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Ângulo de incidência |
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Ângulo de cunha |
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Ângulo de saída da apara |
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A figura representa um típico gume cortante com os três ângulos representados. A variação destes ângulos provoca mudanças nas forças de corte.
O ângulo de incidência é sempre positivo e serve para facilitar a penetração do gume de corte. Este ângulo evita o “roçar” da face de incidência da ferramenta na zona de material já cortado. O valor deste ângulo (a) depende essencialmente da resistência do material da ferramenta e do material a cortar. Pode variar entre 3º a 8º, usando-se vulgarmente o valor de 5º para as situações normais.
Na figura o ângulo da saída (g) da apara é positivo e pode variar para uma geometria negativa. Este ângulo sendo positivo produz uma aresta mais aguda facilitando assim a penetração com menor força, no entanto, a ponta será mais frágil. O ângulo de saída da apara, sendo negativo, provoca um aumento das forças de corte, contudo reforça a cunha da ferramenta e por conseguinte a sua robustez. Este ângulo é normalmente mais positivo para materiais dúcteis e menos positivo para materiais mais duros, tais como, aço de liga. O material da ferramenta de corte também tem influência no ângulo de saída da apara.
O ângulo de cunha (b) é formado pela face de incidência e pela face de saída, o seu valor é:
Ângulo de cunha | |
– | |
Ângulo da saída |
Varia consoante o tipo de material a cortar, sendo dependente dos outros dois a e g.
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