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Prof. Wanderley do Prado
-A utilização de fluidos de corte na usinagem inicia-se em 1890,com a água e a
seguir soluções água/soda ou água/sabão (evitar a oxidação - peça e ferramenta).
-A água tem alto poder refrigerante, mas um baixo poder lubrificante (além de
provocar oxidação). Por isto, outros fluidos de corte foram desenvolvidos.
-Nos últimos anos muito tem se discutido sobre o corte a seco ou com mínima
quantidade de fluido (MQF).
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-Os custos operacionais do fluido de corte podem chegar a 17% dos custos de
fabricação por peça em indústrias metalúrgicas (valor referência: 0,40 R$/ litro).
-Os fluidos de corte podem causar danos à saúde se absorvidos ( contato pela
pele, respiração e/ou ingestão) pelo ser humano. As doenças mais comuns são :
dermatites, alergias, perda da capacidade pulmonar, câncer gastrointestinal e
outros tipos de câncer.Os fluidos de corte podem também afetar o meio ambiente
(solo, água e ar).
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Refrigerar (remover calor/ reduzir deformação);
Lubrificar ( reduzir desgaste e atrito/ reduzir as forças de corte);
Retirar o cavaco da região de corte (em algumas aplicações);
Proteção contra a corrosão (em algumas aplicações );
Funções do Fluido de Corte
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Ter baixa viscosidade, a fim de que flua facilmente;
Alta condutividade térmica e alto calor específico;
Boa molhabilidade (capacidade de molhar bem o metal - contato térmico);
Evita dilatação e danos térmicos à estrutura superficial das peças;
Fluido como refrigerante
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Resistir a pressões e temperaturas elevadas sem se vaporizar;
Boas propriedades anti-fricção e anti-soldantes (evita a APC);
Viscosidade adequada- suficientemente baixa para permitir fácil circulação do
fluido,suficientemente alta para garantir aderência às superfícies da ferramenta;
Fluido como lubrificante
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Para expulsão de cavacos, o fluido deve estar a alta pressão e baixa viscosidade.
Além disto os cavacos devem ser pequenos;
Não corroer mas, pelo contrário, ter a capacidade de proteger a peça e a máquina
dos efeitos da corrosão;
Expulsão de cavacos/ anti-corrosão
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Ausência de odores desagradáveis;
Não causar dano à pele ou qualquer outro risco à saúde;
Isenção da tendência a originar precipitados sólidos que se depositam nas guias
da máquina e/ou entopem os tubos de circulação do fluido de corte;
Outras propriedades exigidas
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1. Não utilizar;
2. Caso seja utilizado, o fluido de corte deve ser de fácil manutenção e retorno ao
sistema; de fácil tratamento; seus resíduos devem ser não poluentes e ele deve
ser biodegradável;
Fluido ideal
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Óleo de Corte ;
Aquosos;
Gases;
Pastas e lubrificantes sólidos.
Classificação dos Fluidos de Corte
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Base mineral (óleos de petróleo,etc);
Base vegetal (óleos de mamona,etc);
Base sintética (ésters, solventes sintéticos);
Óleo Integral
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Veículo = óleo. A viscosidade do fluido depende da viscosidade do veículo.
Aditivos = agregam propriedades ao fluido de corte, sendo principalmente:
anticorrosivos, antioxidantes, melhoradores de viscosidade e aditivos de extrema
pressão ( garantem que o óleo não se vaporize, mesmo sob alta pressão);
Óleo Integral
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Óleo mais viscoso = maior poder de lubrificação; aplicável onde o calor
gerado por atrito é muito grande, principalmente em desbaste pesado.
Óleo menos viscoso = maior poder de refrigeração; aplicável para altas
velocidades de corte (o calor é rapidamente dissipado).
Problemas = alto custo em relação aos emulsionáveis, risco de
incêndio, ineficiência à altas velocidades de corte, baixo poder refrigerante,
formação de fumos(névoa) e riscos à saúde.
Óleo Integral
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Primeiro fluido de corte utilizado. Vantagens = abundância, baixo custo, não é
inflamável e tem baixa viscosidade.
Desvantagens= provoca corrosão dos materiais ferrosos e apresenta baixo poder
umectante (molhabilidade). Praticamente não utilizado na produção.
Água
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Emulsões (óleo em água, aspecto leitoso);
Micro-emulsões (aspecto transparente);
Soluções químicas (aspecto transparente);
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Fluidos solúveis em água
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Não é uma solução (água e óleo não se misturam).Substâncias químicas (os
emulsionadores) reduzem a tensão superficial da água, possibilitando que o óleo
se disperse. É comum que se tenha 60% ou mais de óleo na água.
Especialmente adequadas onde o requisito principal é a refrigeração, quando a
retirada de material não é muito grande. Os aditivos eliminam os inconvenientes
da água (corrosão/ baixo poder umectante).
Emulsões
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Biocidas = bactericidas (eliminam bactérias) e fungicidas (eliminam fungos e
leveduras). Para evitar o ataque aos agentes emulsionadores .
EP (extrema pressão) = aumentam o poder de lubrificação. Em algumas
operações, as emulsões com EP podem substituir os óleos integrais.
Anticorrosivos e umectantes = conforme já citado.
Emulsões- principais aditivos
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Também chamados semi-sintéticos. Apresentam aditivos e compostos químicos
que realmente se dissolvem na água, formando moléculas individuais.
Apresentam menor quantidade de óleo na água (tipicamente,em torno de 10% ) .
Os semi-sintéticos têm maior vida útil, porque é necessária uma menor quanti-
dade de emulsionantes ( em relação às emulsões).Portanto sofrem menos
ataques por bactérias.
Micro-emulsões
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Também conhecidas como fluidos sintéticos. Não apresentam óleo mineral em
sua fórmula básica. Compostos químicos reagem com a água, formando fase
únicas.
Os sintéticos,teoricamente, têm vida útil infinita. Pois não são necessários emulsi-
onantes.Portanto não sofrem ataques por bactérias. Alguns são biodegradáveis.
Soluções químicas
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Consistem de sais orgânicos e inorgânicos e aditivos (principalmente os de lubri-
cidade, biocidas, EP,anticorrosivos e umectantes).
Uma vez adicionado à agua, não pode ser separado. É necessário um fluido para
cada tipo de processo (ex:torneamento,fresamento)
Soluções químicas
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Ar sob alta pressão. Alguns casos raros: Argônio ,Hélio, Nitrogênio.
Gases
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Pastas e lubrificantes sólidos
Operações manuais e especiais.
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Considerar principalmente: material da peça e da ferramenta, operação de
usinagem e severidade da operação.
O óleo integral é preferível para condições severas. Enquanto os fluidos aquosos
são preferidos para condições brandas.
Seleção do fluido de corte
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Dica de site :
www,mfg.mtu.edu/testbeds/cfest/fluid.html
Indica o fluido de corte ideal dadas as características de um processo.
Seleção do fluido de corte
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MQF pulverizar uma quantidade mínima de óleo (menos de 60 ml/h) em um
fluxo de ar comprimido.Aplicável em apenas 20% dos casos.
Usinagem a seco;
Fluido único;
Uso dos sintéticos;
Baixa formação de névoas;
Leis ambientais dificultam descarte.
Tendências
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