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Seleção de Fluidos de Corte

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apresentação de slides sobre fluidos de corte

Text of Seleção de Fluidos de Corte

Soldagem por exploso

1Seleo de Fluidos de CorteFigura x1 Exemplo de aplicao de fluido de corte em processo de usinagem (fresamento)

1Usinagem um processo complexo que envolve altas presses, muita energia e risco, porm, possui enorme representatividade na indstria metal mecnico e seus processos esto envolvidos em todos os processos de fabricao direta ou indiretamente.

2Seleo de Fluidos de CorteHistrico:

F. W. Taylor (1890);

Soluo de gua e soda;

Aumento na Velocidade de corte.

2A primeira aplicao de um fluido de corte data de 1890, realizada por Frederick Winslow Taylor (o mesmo do Taylorismo), onde foi utilizada uma soluo (mistura) de gua e soda, onde a gua teve a funo de refrigerante (reduzir a variao de temperatura da pea durante o processo e evitar tratamentos trmicos indesejados e probleas com tolerancia dimensional) e soda, ou seja, um sabo que promovia reduo da oxidao acelerada pela gua.

O fluido de corte passou ento a ser difundido nos processos de usinagem vizando os ideais Tayloristas de mxima produo, pois possibilitava menos perda de material e possibilitava trabalhar com velocidades de corte cada vez mais elevadas (lembrando que quanto maior a Vc, maior o atrito, maior a temperatura)

3Seleo de Fluidos de CorteFunes do Fluido de Corte:

Diagrama x Adaptado de Stoeterau (2004).3Muito evoluiu desde a primeira aplicao dos Fluidos de corte, pesquisas futuras atribuiram novas frmulas que possibilitaram uma srie de benefcios a sua utilizao, sendo que hoje podem ser separados em carter funcional e econmicoA refrigerao da ferramenta possibilita maior tempo de vida e preciso dimensional.

Ao ser aplicado na pea, facilita na expulso do cavaco gerado durante a usinagem, que, em determinadas ocasies, poderia trazer risco fsico ao operador.

Os F.C.s atuais podem gerar uma camada fluida na pea mesmo a presses de ordem de 2.700MPa, que reduz o atrito entre ferramenta e pea, reduzindo a fora de corte necessria para que este ocorra.

Reduzindo a possibilidade de dilatao e de corroso, melhora o acabamento da pea, tornando-o mais prximo do projetado.Como qualquer processo industrial, os benefcios financeiros tambm so estmulos para sua aplicao, com menor fora de corte, o processo se torna menos custoso energeticamente.

Por aumentar a vida til das ferramentas, possibilita reduo nas trocas prematuras devido ao menor desgaste destas.

4Seleo de Fluidos de CorteClassificao DIN 51385:

Instituto Alemo para Normalizao;

Miscveis em gua;

No-miscveis em gua;

Gases e nvoas;

Slidos.

4Segundo a DIN 51385, os fluidos de corte so divididos em dois tipos, miscveis e no miscveis. No brasil no existe norma definindo Fluidos de Corte.

5Seleo de Fluidos de CorteMiscveis em gua:

Sintticos;

Semi-Sintticos;

Emulses;

Figura x2 Emulso como fluido de corte no processo de fresagem. 5No possui leo mineral ou derivados do petrleo. Utilizados quando se quer pouca espuma e tima visibilidade. Com o desenvolvimento da tecnologia de corte, j podem ser utilizados na grande maioria das operaes de corte.Hbrido de leos solveis (emulses) com fluidos sintticos. formam espuma facilmente60 a 90% de leo, emulsificadores e outros aditivos.

Emulsificadores so normalmente sabes, sulfatos e sulfonatos.possuem bom resfriamento e lubrificao. Pode causar proliferao de bactrias e, junto com o semi sinttico, sua estabilidade varia com a dureza da gua (formam precipitados), e, forma nvoa, deixando o ambiente inseguro. Esto sendo substitudos por sintticos e semi-sintticos.

6Seleo de Fluidos de CorteNo-miscveis em gua:

leos Integrais;

leos minerais puros;

leos graxos;

leos mistos;

leos com aditivos EP.

Figura x3 leo Integral como Fluido de corte. 6No possuem gua na composio.

Vantagem: capacidade de lubrificao (Vc baixo e acabamento fino). Conservam a ferramenta e protegem contra corroso.

Desvantagens: Pouca refrigerao, risco de fogo, atrapalha a limpeza, exigindo solventes.Usado em operaes leves, no aguenta EP.So eficientes em EP, mas com o tempo rancificam e apresentam odor desagradvel (leo animal e vegetal)Tem propriedades intermedirias entre os graxos e minerais, porm, perdem suas propriedades em 150C, seno utilizados em operaes de dificil usinagem como acabamento superficial em lato, aluminio e cobre.Aditivos compostos por enxofre, cloro e compostos fosforosos, aumentam a resistencia a solda da pea e ferramenta, evitando arestas postias.

7Seleo de Fluidos de CorteComparao entre tipos de Fluidos de Corte:

Tipo de fluido versus qualidade obtida

SintticoSemi-Sintticoleo solvelleo MineralCalor Removido4321Lubrificao1234Manuteno3214Filtrabilidade4321Danos Ambientais4321Custo4321Tabela x Adaptado de Webster (2005), citado em Boehs (2010).7

8Seleo de Fluidos de CorteGases e nvoas:

Ar comprimido;

Retirar calor;

Expulsar cavaco;

QMFC (Quantidade Mnima de Fluido de corte).

8Gases tem altssima penetrabilidade, devido sua baixa viscosidade, penetrando at na zona ativa.

Em determinadas aplicaes se mostra necessaria proteo contra oxidao a partir de atmosfera controlada, que muito cara.O QMFC empregado quando se utiliza no mximo 50ml/h de fluido de corte, o que possibilita sua formao de nvoa. Aplicao se d por spray. Sistema que vem sendo tendncia pelo menor impacto ambiental, maior visibilidade, vida til da ferramenta, porm, exige sistema de exausto e capacidade de lubro-refrigerao baixa.

9Seleo de Fluidos de CorteSlidos:

Ceras, pastas, sabo, banha de porco, grafite, Bissulfeto de Molibdnio, entre outros;

Aplicados diretamente na pea ou ferramenta.

9Tm resultados excelentes quando submetidos extrema presso.

10Seleo de Fluidos de CorteMtodo de Seleo:

Complexidade;

Foco nos objetivos principais;

Fatores que Influenciam na escolha: Tipo de operao, Material da pea, Material da Ferramenta, Suporte tcnico e Avaliao financeira.

10Aumento da produo, vidamais longa da ferramenta, arraste de cavacos, melhor acabamento...Suporte tcnico do fornecedor do material (facilidade de fabricar composio, logstica etc..) e avaliao financeira em relao ao custo de operao, mo de obra, armazenamento...O uso de FC promove resfriamento, podendo provocar acmulo de tenses e propagar trinca. um processo to difcil quanto escolher o material da ferramenta/pea, possundo pontos positivos e negativos.

11Seleo de Fluidos de CorteTipo de Operao:

No geral:

Diagrama x Adaptado de Boehs (2010)11

12Seleo de Fluidos de CorteMaterial da pea:

Diagrama x Adaptado de Boehs (2010)12Vai depender de outros fatores fora o material da pea (predominantemente o tipo de operao)Possui caractersticas boas de usinagem devido sua alta capacidade de amortecimento e veios de grafite que facilitam a quebra.

O grafite na presena de leos e emulsses induz a formao de massas que entopem os filtros e prejudicam a funo das ferramentas.Quando existe muita necessidade da utilizao do FC so necessrios aditivos de Extrema Presso (EP)O calorgerado rapidamente dissipado, em funo da boa condutividade trmica do Alumnio,dessa forma, freqentemente usinado a seco ou com leos inativos sem enxofre. Ouso de emulses pode levar auto-ignio devido liberao do hidrognio.enxofre abaixa a temperatura para que ocorra o corte

No corte refrigerado so usadas emulses ou leos de baixa viscosidade. Paraoperaes difceis usam-se leos com aditivos de extrema presso com umaformulao que impea a formao de manchas negras nas peas. Em ligas dealumnio com alto teor de zinco no se deve usar solues aquosas, pois estas reagemcom o zinco formando hidrognio e amonaco, com srio risco de incndios e explosesA usinabilidade das ligas de cobre varia bastante, conforme a quantidade e oselementos envolvidos na liga. O cobre puro forma cavacos longos, com pssimoacabamento, sendo utilizados fluidos de corte mais viscosos. Lato, bronze e metais demaior dureza so fceis de usinar a seco ou com emulses. Para ligas de cavaco longousam-se leos de baixa viscosidade com aditivos que melhoram o efeito lubrificante.Deve-se tomar cuidado na escolha do fluido, pois alguns aditivos causam manchas napeaGeralmente so de corte fcil, permitindo altas velocidades de corte e um bomacabamento. Porm, como o magnsio oxida facilmente, decompondo a gua egerando calor e hidrognio (levando muitas vezes combusto), s pode ser usinado aseco ou com leos refrigerantes de baixa viscosidade, sem enxofre (Amorim). Emcircunstncia alguma se deve utilizar gua, emulses ou solues aquosas (Stemmer,2005).

13Seleo de Fluidos de CorteMaterial da ferramenta:

Diagrama x Adaptado de Boehs (2010)13O que se faz com intuito de minimizar esse inconveniente tomar osseguintes cuidados: ligar o fluxo de fluido de corte antes de iniciar a operao; Manter ofluxo do fluido de corte por algum tempo aps o termino do processo; Usar leos debaixa transferncia de calor quando o fluxo do fluido refrigerante no for, com certeza,constante

14Seleo de Fluidos de CorteFluido de Corte Ideal:

Diagrama x Adaptado de Boehs (2010)14O bvio, deve cumprir todas suas funes tcnicas:

Preveno contra soldagem cavaco/ ferramenta Reduo do consumo de energia, fora e potncia necessrias ao corte Prevenir a formao e/ou eliminar o gume postio Limpeza da superfcie de sada Resistncia a infeco por fungos ou bactrias No atacar metais, plsticos, borrachas ou outras peas da mquina Boa transparncia, para no impedir a visibilidade do processo Boa molhabilidade e resistncia a altas presses Boa filtrabilidade No formar espumaNo ser nocivo a sade Facilidade de preparao e manuteno Baixa inflamabilidade No ter odor desagradvel

15RefernciasINLUB, Fluidos de Corte, So Paulo, 2014.AVALLONE et. al., Marks Standad Handbook for Mechanical Engineers, 11 ed., Mc Graw Hill, New York, 2007.DINIZ et. al., Tecnlogia da Usinagem dos Materiais, Artliber, 6 ed., So Paulo, 2008.MELO et. al., Fluidos de Corte, Universidade Federal de Santa Catarina, Florianpolis, 2010.STOETERAU et. al., Apostila Processos de Usinagem, Escola Politcnica do estado de So Paulo, So Paulo, 2004.

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16Lista de ImagensFigura x1 Disponvel em: , acesso em 29 de junho de 2015.Figura x2 Disponvel em: , acesso em 30 de junho de 2015.Figura x3 Disponvel em: , acesso em 2 de julho de 2015.

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