Até que ponto uma ferramenta pode se desgastar antes de precisar ser substituída?
Determinar o ponto preciso de substituição da ferramenta é uma decisão econômica e técnica crítica na usinagem CNC, pois equilibra o custo de uma ferramenta de corte com os custos muito maiores de peças rejeitadas, tempo de máquina parado ou danos colaterais. Não existe uma resposta universal única, já que o grau permitido de desgaste depende do tipo de desgaste, da operação (desbaste vs. acabamento), do material da peça e da qualidade requerida da peça. No entanto, diretrizes estabelecidas pela indústria e a experiência prática fornecem limites claros e acionáveis.
Limites Quantificáveis de Desgaste: Padrões Principais
O critério mais comum e objetivamente mensurável é o Desgaste Flanco (VB). Para operações gerais de desbaste, onde acabamento superficial e tolerância dimensional são secundários à taxa de remoção de metal, uma largura de desgaste de flanco de 0,030 polegadas (0,76 mm) é frequentemente usada como limite para substituição. Para operações de acabamento, onde atingir tolerâncias rigorosas e um acabamento superficial superior é fundamental, esse limite é drasticamente reduzido para 0,010 - 0,015 polegadas (0,25 - 0,38 mm). Isso é especialmente crítico no serviço de usinagem de precisão, onde é necessária precisão em nível micrométrico. Exceder esses limites no acabamento resulta em rápida degradação da qualidade superficial, perda de controle dimensional e aumento do risco de rejeição da peça.
Outro indicador chave é o Desgaste de Cratera (KT), que ocorre na face de corte da ferramenta. Uma regra prática comum é substituir a ferramenta se a profundidade da cratera exceder 0,004 polegadas (0,1 mm) para ferramentas de carboneto, ou se a cratera estiver desgastada a ponto de comprometer a resistência do fio de corte da ferramenta, potencialmente levando a falha catastrófica. Para operações em que um acabamento superficial como usinado específico é crítico, mesmo pequenas crateras podem ser inaceitáveis, pois alteram o fluxo de cavaco e podem prejudicar a integridade da superfície.
Indicadores Qualitativos e Falha Catastrófica
Além das dimensões medidas, sinais visuais e auditivos são vitais. Falha catastrófica, como lascamento, fratura ou deformação plástica do fio de corte, exige substituição imediata. Uma ferramenta que começa a produzir um som estridente de chiado ou vibração indica desgaste excessivo, causando vibração e podendo danificar tanto a peça quanto a própria máquina-ferramenta. Este é um ponto-chave em processos como fresagem CNC e serviço de retificação CNC, onde a estabilidade é essencial.
Uma mudança perceptível na cor e formato dos cavacos também pode sinalizar desgaste avançado da ferramenta. Na usinagem de aço, por exemplo, cavacos que passam de uma cor azul/marrom saudável para prata/branco podem indicar que a ferramenta não está mais cisalhando eficientemente e está, em vez disso, deslizando, gerando calor excessivo. Da mesma forma, a aparência de rebarbas excessivas na peça é um indicativo de ferramenta cega, que deforma em vez de cortar o material limpo. Isso frequentemente exige operações secundárias adicionais, como esmerilhamento e remoção de rebarbas, aumentando custos e tempo.
Contexto Operacional e Considerações Específicas do Material
O nível aceitável de desgaste é fortemente influenciado pelo objetivo da operação. No desbaste, as ferramentas podem ser utilizadas mais próximas dos limites máximos de desgaste para extrair valor total, desde que o processo permaneça estável. No acabamento, as ferramentas devem ser substituídas bem antes de atingir o limite de desgaste para garantir qualidade consistente da peça. Este é um princípio fundamental em nosso serviço completo (one stop service) para garantir que as peças transitem perfeitamente da usinagem para etapas subsequentes como serviço de anodização CNC de alumínio sem problemas de qualidade decorrentes de superfícies mal usinadas.
Além disso, o material da peça determina os padrões e limites de desgaste. Materiais abrasivos, como ferro fundido ou compósitos, desgastarão principalmente o flanco da ferramenta, enquanto ligas de alta temperatura, como as usadas em nosso serviço de usinagem CNC de superligas, promovem desgaste de cratera e entalhe. Usinar esses materiais frequentemente requer limites de desgaste mais conservadores e revestimentos sofisticados de ferramentas, como os usados em revestimento PVD para peças CNC de precisão, para maximizar a vida útil da ferramenta.
