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Só faltava isso

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pergunta soou como uma música aos meus ouvidos. “Você aceita participar da reformulação da nossa revista como editora-convidada?”. Como não, se morro de amores pelo mundo metal-mecânico, onde não sei porquê encontro nuances que embelezam a vida? Confesso sem o menor pudor: Maria Carolina Bottura guardo dentro de mim poesias e pinturas imaginárias que se movimentam com uma leveza extraordináriamisturandoletras,materiais metálicos e não-metálicos, ferramentas, máquinas e cores num ritmo suavemente alegre. “Claro que sim. Agora mesmo!”. E aqui estou, feliz e grata, trazendo a público a nova cara e o novo conteúdo de O Mundo da Usinagem.

A Sandvik Coromant tem uma saudável obsessão pela inovação de seus métodos e processos de produção e pela renovação dos conceitos tecnológicos de ferramentas. Até dos que ela própria desenvolve.

Vive um eterno superar-se, colocando em tudo o que faz o mesmo tanto exagerado de P & D e recursos financeiros e humanos quanto de fascinação por ir mais além. Assim fica fácil reconhecê-la como a líder incontestável dentro da sua área de atuação — e o mundo, este vasto mundo, já o vem fazendo há muito tempo.

O sincronismo das suas atividades desde o chãode-fábrica até a presidência corre leve e alegremente como as minhas poesias e pinturas imaginárias... Só faltava isso: a soma de interesses escancarados de ambas as partes pelos sutis meandros da tecnologia de usinagem. Da minha, simples jornalista que optou por não ser generalista e continuar vendo a porção humana, até gentil, de um aço endurecido render-se à dança de uma ferramenta e transformar-se em uma peça técnica que de tão bem esculpida acaba bela, e da Sandvik Coromant, empresa gigante campeã em tecnologia e vendas de ferramentas que tem a obstinada mania de continuar encantando o mundo metalmecânico, de aparência falsamente fria e inumana.

O resultado é este que está em suas mãos, leitor. E esperamos sinceramente que O Mundo da Usinagem seja mais uma ferramenta da Sandvik Coromant que de útil e moderna torne-se imprescindível para o seu dia-a-dia de homem da usinagem.

2 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

Página do Presidente ------------------------ 3 Notas & Novas --------------------------------- 4 Você deve balancear suas ferramentas? -------------------------------- 8 Ferramentas para furar e rosquear com HSC e sem refrigeração -------- 13 Em três “cases”, notícias que valem ouro --------------------------------- 18 Pastilhas de metal duro na usinagem sem refrigeração ------------------------- 25 Trabalhar em equipe resulta em boas soluções ---------------------------- 29 As velocidades de corte aumentam e trazem benefícios --------------------- 31 Entre em Contato --------------------------- 34

13 - Titex Plus: ferramentas para furar e rosquear com HSC e sem refrigeração

Komatsu: Investimento de US$ 22 milhões, novo trator e mais mercado - 18

25 - Usinagem sem refrigeração: até que ponto as pastilhas de metal duro são aplicáveis?

Rompendo barreiras reais e irreais SANDVIK DO BRASIL Diretor-Presidente: José Viudes Parra

DIVISÃO COROMANT Diretor: José Viudes Parra Gerente de Negócios: Claudio José Camacho Gerente de Marketing e Treinamento: Francisco Carlos Marcondes Coordenadora de Marketing: Heloisa Helena Pais Giraldes Editora: Maria Carolina Bottura Tradução: Vera Lúcia Natale Editoração Eletrônica: Adilson A. Barbosa

CORPO TÉCNICO (DIVISÃO COROMANT) Gerente Regional do Departamento Técnico: José Roberto Gamarra Especialista em Fresamento: Marcos Antonio Oliveira Especialista em Capto & CoroCut: Francisco de Assis Cavichiolli Especialista em Torneamento: Domenico Carmino Landi Especialista em Furação: Dorival Aparecido da Silveira Especialista em Torneamento: Antonio José Giovanetti Especialista em Die & Making: João Carosella E-mail da revista: omundo.dausinagem@sandvik.com

Sandvik do Brasil S.A. Divisão Coromant Av. das Nações Unidas, 21.732 Jurubatuba - São Paulo - SP CEP 04795-914

uem quer que se detenha na análise de um jornal ou revista que fale sobre economia e negócios vai encontrar notícias que se excluem e lhe dão mais dúvidas que certezas, transformando seu cotidiano em um terreno movediço onde tenta encontrar firmeza para decidir suas ações futuras, pessoais e profissionais. Como está sempre tomando decisões que se sucedem num processo interminável e veloz de escolher isso ou aquilo, o homem muitas vezes se queda preso em armadilhas fabricadas por ele mesmo com base no que lhe foi dito, mal dito e desdito, e, portanto, impõe-se barreirasreaiseirreais.

Aquele que não rompe seus próprios limites permanece um ser limitado e não se arremessa contra o que lhe tolhe ou dificulta o caminho, porém. Isso não seria tão preocupante não fossem os homens as cabeças das empresas e das sociedades, as quais formam um caleidoscópio que reflete as múltiplas faces do mundo. Ora, o mundo é o homem que o habita, então. E de tão confuso, anda feito um doente prestes a se render às evidências de que seu estado é ruim.

Ruim? Depende de quem está dizendo o que, de onde, porque, com base em que e para quem, especificamente, o está dizendo.

Além de filtrar dados que nem sempre são completamente verídicos ou isentos antes de assumi-los como válidos, melhor faz o homem que derruba suas próprias barreiras e de uma vez por todas se convence de que a linha do horizonte é apenas visível, mas inatingível. A possibilidade de expansão da consciência humana — vale dizer do mundo e das entidades que nele têm os pés plantados — é tão imensurável quanto a extensão do Universo, sempre em movimento de evolução.

Crescer? Cresce quem quer, no ritmo e na direção que quiser. E se limites existem, sua derrubada é o primeiro passo para a ascensão. Mãos e cabeças à obra, portanto. O futuro bate à porta de todos, a todo instante, mostrando que há um incessante ultrapassar de conceitos e preconceitos em todas as áreas do conhecimento e da consciência humanos.

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José Viudes Parra Diretor-Presidente

O Mundo da Usinagem – 1. 2000 3

VW exige mais de seus fornecedores, mas também premia os melhores

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de técnicos e engenheiros inclusive que trabalham para as indústrias usuárias de nossos produtos, que já chegam a 25 mil itens dentro da área de ferramentas para usinagem”.

Ao promover o Prêmio Qualidade, que contempla os fornecedores que se sobressaem quanto à capacidade técnica e comercial e à velocidade com que reagem diante das suas necessidades, a VW Brasil vem a cada ano dando mais importância a requisitos como a certificação do sistema da qualidade do fornecedor e sua capacidade de produção e de melhora contínua de seus processos produtivos, onde se incluem avaliações constantes de risco tecnológico e desempenho qualitativodiário.

“A política da VW Brasil quanto aos seus suprimentos se apóia no princípio da parceria com os seus fornecedores, cuja tônica está nos resultados da equação formada por custo, benefício e confiabilidade entre as partes envolvidas”, diz Rafael Piñero, Diretor de Suprimentos, enumerando entre os pré-requisitos para que uma empresa seja fornecedora da VW “sua competitividade no mercado, sua tecnologia de produção e grau de desenvolvimento e a qualidade de seus produtos e serviços, como, por exemplo, atendimento logístico e solução de Djalma Affonso, Gerente de Desenvolvimento de Fornecedores e problemas técnicos”. Segundo ele, as Suprimentos da VW Brasil, entrega o prêmio a Cláudio José Camacho, Gerente de Negócios da Sandvik Coromant (Brasil) empresas são auditadas pela área de

etentora do Prêmio Qualidade/98 promovido pela VW Brasil na categoria “Melhor Fornecedor do Setor de Compras Gerais”, a Sandvik é uma das 27 indústrias brasileiras e quatro argentinas que alcançaram o nível de qualidade mundial da Volkswagen. O processo seletivo envolveu 700 fornecedoras classificadas em 21 categorias de produtos.

Após a solenidade de entrega do prêmio em Recife (PE), no ano passado, o Gerente de Marketing da Divisão Coromant da Sandvik, Francisco Carlos Marcondes, justificou a premiação da empresa dizendo que todos os seus procedimentos, desde os do chão-defábrica até os da área administrativa, são constantemente reavaliados e aperfeiçoados, “sem contar que temos feito investimentos pesados no desenvolvimento de novas tecnologias e processos produtivos e já consolidamos definitivamente nossa condição de parceira também de unidades de ensino, como o Senai e a Unicamp, para a capacitacitação e o aperfeiçoamento

4 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

Suprimentos da VW quando de seu cadastramento como fornecedoras e após isso são realizadas visitas periódicas às suas fábricas.

Não é exagero. Apenas a produção de blocos de motores, virabrequins, bielas, eixos de comando de válvulas, cabeçotes de alumínio, carcaças de câmbio e engrenagens envolve o uso de aproximadamente 480 tipos de ferramentas na Volkswagen do Brasil, cujos

custos de usinagem atingem anualmente a cifra de US$ 3,6 milhões, informou Piñero.

Até o fechamento desta edição de O Mundo da Usinagem, em março, a VW Brasil ainda não havia divulgado informações sobre o Prêmio Qualidade/99, que deverá ser entregue às indústrias vencedoras neste ano. Sabe-se, porém, que os preparativos já estão em andamento.

O novo CoroGrip da Sandvik Coromant facilita a fabricação de alta precisão

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m sistema de fixação de ferramentas cujo mandril hidromecânico de arraste tem performance superior a qualquer outro sistema convencional do mercado foi recentemente lançado em nível mundial pela Divisão Coromant da Sandvik e atende pelo nome de CoroGrip.

Aplicável a todas as etapas da usinagem de peças, desde o desbaste pesado, uma vez que o mecanismo é autotravante e não retém nenhuma pressão hidráulica, até o acabamento superfino, o CoroGrip proporciona força de fixação duas vezes mais alta que a de suportes com fixação por contração e três vezes maior que a de mandris hidráulicos. Sua precisão, porém, é a mesma dos suportes com fixação por contração.

Longa vida útil e qualidade — Fabricado com tolerâncias estreitas, o mandril apresenta batimento radial máximo de apenas 0,002-0,006 mm medido em um comprimento igual a três vezes o diâmetro da ferramenta. O batimento radial é consistentemente mantido mesmo em operações extensivas, aumentando a vida útil da ferramenta e a qualidade da peça.

Todos os tipos de ferramentas de corte com haste cilíndrica, Whistle Notch ou Weldon são seguramente fixadas no CoroGrip, mesmo se a haste estiver fixada em metade de seu próprio comprimento. Hastes com diâmetros de 12 a 32 mm podem ser fixadas diretamente no suporte com ou sem pinças. Como se não bastasse, sua capacidade de transmissão de torque extremamente alto evita que a ferramenta deslize.

O novo mandril de arraste CoroGrip de alta precisão da Sandvik Coromant, com sua respectiva bomba hidráulica para operar o mecanismo de fixar/soltar

HSM e troca rápida — Por ser individualmente balanceado, o CoroGrip tem excelente desempenho também em usinagem a altas velocidades (HSM), e a prova disso é que os tamanhos menores podem trabalhar a até 40.000 rpm. A alta força de fixação exigida pelo sistema é gerada por uma bomba hidráulica externa que proporciona uma pressão de 700 bar, qualquer que seja o tamanho do mandril, para operar o mecanismo de fixar/soltar. Desta forma não há risco de quebras.

A troca de ferramentas é fácil, rápida e ergonômica com o uso de uma bomba hidráulica manual portátil ou de uma bomba estacionária dotada de sistema pneumático simples, com no mínimo 5 bar.

Pré-set sem complicações — O pré-ajuste da ferramenta também é uma operação bastante fácil. Com o uso de um leitor óptico, e dependendo da sua precisão, o comprimento da ferramenta pode ser ajustado dentro de 3 a 5 microns e ela manterá sua estabilidade na posição axial durante todo o processo de fixação.

O Mundo da Usinagem – 1. 2000 5

Pesquisadores participam do treinamento de clientes da Sandvik Coromant

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m grupo de pesquisadores com especialização em usinagem ligados a universidades brasileiras vai ministrar todos os cursos do calendário da Sandvik Coromant em cooperação com o pessoal da área de treinamento da empresa. O grupo, coordenado por Nivaldo Lemos Coppini, professor titular da Universidade Metodista de Piracicaba (Unimep), onde coordena o Programa de Pós-Graduação em Engenharia da Produção, e professor titular voluntário da Universidade Estadual de Campinas (Unicamp), é formado pelos professores Olívio Novaski e Anselmo Eduardo Diniz, da Unicamp; João Roberto Ferreira, da Escola de Engenharia de Itajubá; e Reginaldo Teixeira Coelho, da Escola de Engenharia da USP de São Carlos.

“A base dos cursos ficará a cargo do grupo de pesquisadores e nosso pessoal fará as intervenções referentes ao dia-a-dia das indústrias e às novidades e lançamentos de ferramentas”, explica o Gerente de Marketing da Sandvik Coromant, Francisco Carlos Marcondes, adiantando que o primeiro curso foi realizado em fevereiro “e teve muito boa aceitação por parte dos clientes”.

Na avaliação de Marcondes, a relação é vantajosa para todos os envolvidos nesta empreitada: para a Sandvik, porque acrescenta profissionais de alto nível à sua equipe; para os seus clientes, que têm a oportunidade de também

estar em contato com os melhores pesquisadores da área de usina- Nivaldo Lemos Coppini, que coordena as atividades de treinamento gem do Brasil; e para os próprios pesquisadores, que têm a oportunidade de trabalhar mais diretamente com aqueles que utilizam as ferramentas de corte na prática industrial.

A Sandvik do Brasil sempre manteve estreito contato com as universidades brasileiras, especialmente aquelas envolvidas com pesquisas no campo de usinagem, como a Unicamp, a Unimep, a USP-São Carlos, a Unisinos e as federais do Paraná, Santa Catarina e Uberlândia, entre outras, além de escolas de nível técnico, como o Senai (leia também a reportagem “Em três ‘cases’, notícias que valem ouro”, na página 23 desta edição).

“Na verdade, esta é inclusive uma necessidade estratégica de todas as empresas que trabalham com produtos de alta tecnologia e de última geração, como a Sandvik”, diz Marcondes. “Afinal, as universidades têm papel fundamental no aprimoramento técnico do mercado e contribuem para a aceitação de novas tecnologias, facilitando a introdução de novos produtos que, de outro modo, seria bem mais demorada”, conclui.

Sandvik e UFSC juntas no CIMM

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om um simples clicar do mouse qualquer pessoa terá à sua frente informações e ilustrações sobre os produtos Coromant, da Sandvik, em um catálogo on-line. Antes, porém, é preciso acessar o site www.cimm.com.br, uma iniciativa da Universidade Federal de Santa Catarina em parceria com a indústria que resultou no CIMM – Centro de Informação Metal-Mecânica.

O objetivo do site é a formação de uma comunidade virtual para a promoção de crescimento profissional, divulgação de tecnologia e, sobretudo, dissemi6 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

nação de informação por todos os setores da indústria metal-mecânica. Dentro dele o internauta vai encontrar, entre outras publicações, um boletim eletrônico com curiosidades e notícias sobre o mundo Saiba como é a família de fresas metal-mecânico. CoroMill, no site www.cimm.com.br

CoroTurn 107, da Coromant: novo sistema de suportes e pastilhas

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esenvolvido principalmente para torneamento externo de peças pequenas, longas ou delgadas, e operações internas em furos de diâmetros na faixa de 16 a 75 mm, o sistema CoroTurn 107 lançado em janeiro pela Sandvik Coromant é formado por pastilhas com ângulo de folga de 7 graus desenhadas para uso em suportes T-MAX U com fixação por parafuso, cuja designação agora passou a ser também CoroTurn 107.

O novo programa de pastilhas consiste de três geometrias totalmente novas em 13 classes para operações de acabamento, usinagem média e de desbaste e, além dessas, seis classes também totalmente novas ou recentemente introduzidas: GC 4015, GC 4035 e GC 1025 (com cobertura PVD); GC 2035 e GC 1525 (de cermet com cobertura PVD); e CT 5015 (cermet sem cobertura). Todas as pastilhas são marcadas a laser para fácil identificação e atendem à norma ISO.

Um bom exemplo — Totalmente redesenhada, a Ultraspeed GC 4015 tem muito boa performance na usinagem sem refrigeração e

CoroTurn 107, o passo decisivo da Coromant na área de torneamento

em aplicações de desbaste leve, permitindo que a velocidade de corte seja aumentada em pelo menos 20% e, ainda assim, tendo uma vida útil mais longa que a versão anterior.

(Leia mais sobre as novidades da Sandvik Coromant na reportagem “Em três ‘cases’, notícias que valem ouro”, na página 18 desta edição).

Mudanças na direção da Sandvik

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o assumir a vice-presidência executiva do Grupo Sandvik no dia 1º de maio, Lars Pettersson passará o cargo de presidente da AB Sandvik Coromant a Anders Thelin, atual vice-presidente e gerente de produção e logística desta empresa.

Pettersson continuará, porém, a liderar a área de negócios da Sandvik Tooling (Sandvik Ferramentas).

O novo presidente da Sandvik Coromant é um engenheiro de 50 anos, mestre em ciências na área de Física e Tecnologia de Materiais pela Universidade de Uppsala, que em 1976 ingressou no Grupo Sandvik como engenheiro de pesquisa do Centro de

Pesquisa & Desenvolvimento da Sandvik Coromant para Materiais e Processos em Västberga, Estocolmo, assumindo sua diretoria em 1987, depois de ocupar diferentes Anders Thelin: novo posições dentro presidente da AB Sandvik Coromant desta unidade.

O Mundo da Usinagem – 1. 2000 7

Você deve balancear suas ferramentas?

A resposta varia de processo para processo e a experiência é o seu melhor guia. Pergunte a qualquer um que tenha operado uma centrífuga: como a velocidade em rpm aumenta, a força de centrifugação torna-se maior. Da mesma forma, o balanceamento de qualquer corpo que roda — uma fresa, por exemplo — gera mais força, pois este corpo gira mais rápido. Em uma fábrica, quando se dá a transição para a usinagem a altas velocidades um problema freqüente é quanto ao balanceamento da ferramenta. Mas há meios de resolvê-lo.

m sistema mais balanceado de ferramenta, porta-ferramenta e fuso pode resultar em vantagens que vão da vida útil expandida e menos tempo de máquina parada para a manutenção do fuso até uma precisão mais acurada, além de um melhor acabamento superficial. Mas nem toda fábrica percebe a importância desses benefícios. E há quem alegue que o custo envolvido é muito alto.

Realmente o balanceamento acrescenta um passo ao processo — aliás, potencialmente vários passos.

Ele envolve a medição do desbalanceamento de uma montagem de ferramenta/porta-ferramenta (em uma máquina), e, então, a redução desse desbalanceamento por meio da alteração da ferramenta — seja pela usinagem para remover a massa, seja pela mudança dos contrapesos em um porta-ferramenta balanceável. Se o procedimento é freqüentemente repetido, também pode tornar novamentenecessáriaaverificaçãodaferramenta, o refinamento do ajuste prévio e outras ações até que o que se deseja seja obtido.

O custo de estoque também não deve ser subestimado, é claro. A ferramenta e o porta-ferramenta são balanceados como uma única unidade, portanto as fábricas que realizam o balanceamento devem armazenar e rastrear montagens de ferramentas/porta-ferramentas balanceados. Em outras palavras, o balanceamento da ferramenta — como qualquer outro processo — é um ponto que merece ser analisado quanto à relação custo-benefício. E

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Este artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik (Suécia), Divisão Coromant. Tradutora: Vera Lúcia Natale. Revisor Técnico: João Carosella, Instrutor Técnico da Sandvik do Brasil, Divisão Coromant.

8 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

ainda que novas tecnologias possam afetar a maneira como o balanceamento é realizado e justificado, a necessidade de realizar tal análise permanece inalterada.

“Não há uma resposta fácil para a pergunta inicial”, declarou uma das autoridades nesse assunto. Balancear ou não, e quanto, em caso positivo, irá variar não apenas de fábrica para fábrica, mas também de processo para processo. Seu conselho é olhar de perto a aplicação e realizar testes com as ferramentas balanceadas. Somente estes passos podem indicar qual é o nível de balanceamento necessário para uma ferramenta — não existe nenhuma norma rígida sobre isso.

Generalizar: mais problemas e menos soluções Mark Stover, Gerente de Desenvolvimento de Negócios da Divisão Coromant da Sandvik nos Estados Unidos, mudou a maneira de pensar de várias fábricas que adotaram a usinagem a altas velocidades no que se refere ao balanceamento das ferramentas. Isso ocorreu em uma apresentação que ele fez baseando-se na experiência da Sandvik.

“Um erro comum é ajustar um único alvo numérico para uma ferramenta não balanceada e aplicálo em inúmeros processos que não são afins. Freqüentemente, o único resultado disso é penalizar esses processos com um excesso de severidade no balanceamento e, portanto, um tempo demasiado longo para fazê-lo”.

Mas quando, então, há a necessidade de um balanceamento realmenterigoroso?

“Existem duas situações a serem

Esta peça em alumínio mostra o quanto uma ferramenta balanceada afeta o acabamento superficial. O porta-ferramenta balanceável usado para usinar ambas as metades da superfície foi ajustado para dois valores não balanceados, 100 g-mm e 1,4 g-mm, medidos por uma máquina Hofmann para balanceamento. Quanto mais balanceada estiver a ferramenta, mais suave é o acabamento superficial produzido. As condições dos dois cortes foram idênticas: 12.000 rpm, faixa de avanço de 5.486 mm/min, profundidade de 3,5 mm e largura de corte de 19 mm usando-se ferramenta e portaferramenta com massa combinada de 1,49 kg. Esta peça foi usinada como parte de uma demonstração ao vivo em um seminário da SME sobre usinagem a altas velocidades

consideradas para responder a esta pergunta”, diz Stover. “Uma delas é quando se quer livrar a força centrífuga do desbalanceamento para um valor significativamente menor que a força aplicada no corte. Por que lutar para reduzir a força de desbalanceamento se a máquina verá uma força se repetindo, e de modo muito maior, nas arestas passando através da peça?”.

A outra situação é quando há falhas na solução do desbalanceamento. “É comum as fábricas assumirem que balancear a ferramenta automaticamente resolverá qualquer desbalanceamento. Mas não é necessariamente assim”.

Na realidade, o balanceamento da ferramenta deixa várias outras fontes de instabilidade do processo intocadas. Uma delas, por exemplo, é a adaptação entre o porta-ferramenta e o cone do fuso. “Não adianta só puxar para trás, pois o cone não se alinhará sempre da mesma maneira”. E explica: “Há um ‘jogo’ freqüente que pode ser medido nessa fixação, e também pode haver um cavaco ou outra sujeira no cone. Qualquer contaminação pode criar desbalanceamento até mesmo se a ferramenta, o portaferramenta e o fuso estiverem de outro modo perfeitos”.

Cuidado com as normas para balanceamento Mark Stover chama a atenção para outro erro comum: aplicar uma norma para balancear uma ferramenta que não é exatamente apropriada para isso. “Ferramentas para fresadoras e centros de usinagem têm pouco a ver com rotores de turbina”.

Por que isso importa? Porque a norma ISO normalmente usada para ajustar alvos de balanceamento de ferramentas e porta-ferramentas não foi escrita para máquinas-ferramentas, mas sim para rotores rígidos, particularmente os de turbinas de usinas nucleares.

A norma ISO é a fonte da Classe G que muitos engenheiros conhecem.

Quanto mais baixo for o número dela, melhor será o balanceamento. Muitas fábricas, ao procurar uma medida em jarda, que é objetiva para balanceamento, estabelece um alvo da Classe-G em G2.5, um valor, aliás, largamente usado.

Há dois problemas derivados disso, porém. As duas raízes das equações se juntam. A equação 1 define o O Mundo da Usinagem – 1. 2000 9

Figura 1 O balanceamento de ferramentas para os alvos classe G, como define a ISO, pode exigir que se mantenha a força do desbalanceamento para muito longe da força de corte que a máquina verá de qualquer forma. Na verdade, uma fresa de topo com 20.000 rpm pode não precisar ser balanceada para nada melhor que 20 g-mm, e 5 g-mm é geralmente apropriado para velocidades de corte mais altas. O diagrama se refere à força de desbalanceamento relacionando-a ao peso de ferramenta/ adaptador de 1 kg. O campo A mostra a força de corte aproximada em uma fresa de topo inteiriça de diâmetro de 10 mm

máximo desbalanceamento permitido pela Classe G fornecida. É derivada da definição do próprio G. A equação 2, baseada na segunda lei de Newton, proporcionaaforçacentrífugacorrespondente a esse desbalanceamento.

Veja o que a equação mostra: Primeiro, G2.5 estabelece uma necessidade de balanceamento que será agressivo para muitos processos. Consideremos o caso de uma montagem de ferramenta/porta-ferramenta pesando o total de 1 kg que será usada com 12.000 rpm. A equação 1 mostra que o encontro G2.5 significaria o balanceamento dentro de 2 g-mm. Isso é agressivo?

Vê-se pela equação 2 que a força correspondente para esse desbalanceamento máximo permitido é 3 N. Comparativamente, é provável ver 100 N da força de corte para a 10 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

Equações 1 e 2 As equações de balanceamento contêm: F: força do não balanceamento (Newtons) G: valor da Classe G, com unidades em mm/seg M: massa da ferramenta em kg N: velocidade do fuso em rpm U: desbalanceamento em g-mm

mesma ferramenta até com profundidades de corte relativamente rasas. Claro está, portanto, que a necessidade de 3 N é bastante severa.

O segundo ponto fraco da norma ISO é que ela não se comporta da mesma maneira que a ferramenta.

Voltemos à equação 1, que diz que

para uma determinada Classe G, com uma rpm constante, o aumento da massa da ferramenta também aumenta a quantidade de desbalanceamento permitida. Isso quer dizer que a necessidade de balanceamento — como é definida pelo sistema da Classe G — é menos crítica para uma ferramenta mais pesada.

Neste ponto, qualquer um que esteja familiarizado com usinagem a alta velocidade pára e pensa: “a necessidade de balanceamento deveria ser mais crítica para as ferramentas mais pesadas”. As linhas sólidas da figura 2 mostram os dados obtidos pela Sandvik em um experimento onde o desbalanceamento da ferramenta foi gradualmente aumentado até atingir o ponto em que a qualidade foi afetada. As duas curvas marcam o início dessa degradação. Juntas, elas mostram o efeito de se mudar para uma ferramenta mais pesada, pois os dois testes descritos fo-

Figura 2 Escrita para rotores rígidos, a norma ISO 1940-1 não contempla o comportamento das máquinasferramentas. Dados experimentais contradizem uma dessas hipóteses de que o balanceamento é menos crítico para as ferramentas mais pesadas. As linhas curvas, que indicam os limites do balanceamento para um processo de teste, mostram que as ferramentas mais pesadas exigem um melhor balanceamento. (U: desbalanceamento)

ram idênticos, exceto para a massa da ferramenta.

Compare a direção das linhas sólidas com a das linhas pontilhadas.

Elas mostram o desbalanceamento que uma Classe G fornecida irá permitir, como função da velocidade, para os mesmos dois pesos da ferramenta. As curvas da vida real tendem em direção oposta ao que o sistema Classe G assume. Em lugar de permitir maior desbalanceamento, as ferramentas mais pesadas exigem menos. Esse conflito sugere que o alvo para o balanceamento da ferramenta não será realista se forem usadas as classes G para defini-lo. Então, qual é a melhor medida de um desbalanceamento aceitável, afinal?

através da prática ainda é o melhor guia. As necessidades de balanceamento são melhor avaliadas processo por processo, desde que o processo seja repetido o suficiente para fazer de algum experimento um investimento que valha a pena”.

O primeiro passo é avaliar se o balanceamento é justificável. Se a força de corte pode ser determinada, compare essa força àquela que provavelmente irá resultar de uma ferramenta não balanceada. Para eliminar isso, faça medições de várias montagens de ferramentas/porta-ferramentas em busca de um desbalanceamento realista máximo e, então, calcule a força correspondente à equação 2. “Como regra geral, se a força total de desbalanceamento é menor que a força de corte, um balanceamento posterior provavelmente não irá melhorar o processo”.

Esta regra não responde definitivamente se o balanceamento deve ser realizado. Pelo menos por duas razões. Primeiro, muitos processos serão exceções. Onde o acabamento superficial é muito suave, e também os processos de produção da indústria aeroespacial, com 50.000 rpm, precisar-se de um desbalanceamento menor . Segundo, a quantidade de desbalanceamento além do da ferramenta pode ser difícil de determinar.

A regra sugere, porém, que o balanceamento provavelmente não é

justificado quando a força de desbalanceamento da ferramenta é muito menor que a força do corte.

Em vez disso, para muitos processos de usinagem a altas velocidades um bom balanceamento por meio da seleção adequada da ferramenta já é suficiente. Isso também é uma questão de atenção ao detalhe. Stover dá três dicas: • Compre ferramentas e portaferramentas de boa qualidade. Prefira porta-ferramentas que tenham sido usinados previamente para remover o desbalanceamento • Prefira ferramentas que sejam curtas e de peso o mais leve possível • Inspecione sempre as ferramentaseporta-ferramentasquanto a trincasporfadigaesinaisdedistorção Seguindo esses passos, pode-se caminhar para a melhora do balanceamento de ferramentas, quer um passo em separado de balanceamento seja parte do processo quer não.

Acerte o balanceamento por tentativa e erro “Onde o balanceamento da ferramenta é garantido tem-se como próximo passo a determinação de quanto desbalanceamento é aceitável, e dentro do atual processo não há substituto para o método de ten-

Algumas dicas tiradas da experiência e da prática “Não há uma norma única capaz de equacionar isso”, garante Stover. “A experiência adquirida

Figura 3 Desbalanceamento da ferramenta O Mundo da Usinagem – 1. 2000 11

Balanceamento automático, mas pode chamar de on the fly Decidir pelo balanceamento ou não irá sempre envolver uma análise de custo-benefício, mas pelo menos uma empresa espera mudar os cálculos disso. A empresa

tativa e erro”, diz Stover. “Essa determinação depende de outros aspectos do próprio processo, como as forças de corte, as condições de balanceamento da máquina e até que ponto estes dois aspectos afetam um ao outro”.

“Paraencontraroalvocorreto,repita a operação desejada várias vezes com ferramentas balanceadas em valores diferentes — de 20 g-mm para baixo, digamos. Ao final de cada operação troque para uma ferramenta melhor balanceada e observe bem os resultados, pois o balanceamento otimizado é o ponto além do qual não há aumento da precisão ou da qualidade do acabamento superficial da peça. Ou é o ponto em que o processo sustenta facilmente as tolerâncias especificadas para a peça”.

12 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

Balance Dynamics (EUA) desenvolveu um sistema para balanceamento automático do fuso, on-the-fly. Chamado de BalaDyne, o dispositivo não é apenas mais rápido que

Acerte a definição correta de desbalanceamento O desbalanceamento é igual à massa da ferramenta (M) mutiplicada por sua excentricidade (E). Aqui, a excentricidade mede a extensão em que o peso da ferramenta está fora de centro e é definida como a distância apartirdocentroderotaçãodaferramenta até seu centro de massa real.

Se a excentricidade é medida em microns e a massa da ferramenta em quilogramas, essas unidades produzem um desbalanceamento em gram-milímetros, uma unidade comum.

Quaisquer dois conjuntos de massa e excentricidade que produzam o mesmo valor de desbalanceamento terão o mesmo efeito sobre a ferramenta (desde que o desbalanceamento es-

as abordagens tradicionais para balanceamento, mas também é mais eficaz. Em vez de balancear só a ferramenta e o porta-ferramenta, ele balanceia a montagem completa, ou seja, ferramenta, portaferramenta, fuso e tirante de tração. E faz isso muito rapidamente: em três segundos.

A operação é simples. Montagens de rotor com contrapesos são fixadas ao fuso da máquina. Um controlador mede a vibração do fuso, e, então, move os contrapesos para compensar. Um monitoramento contínuo da vibração também torna o BalaDyne uma ferramenta segura. O sistema pode ser ajustado para enviar um sinal de encerramento para o controlador da máquina quando detecta um desbalanceamento muito significativo que deve ser compensado. teja no mesmo plano, perpendicular ao eixo de rotação). Em outras palavras, o desbalanceamento é desbalanceamento. Isso significa que um desbalanceamento inerente de 6 g-mm seria equivalente a anexar 1 g de peso à circunferência de uma ferramenta balanceada de outra maneira a uma distância de 6 mm a partir da massa desse peso até o eixo de rotação.

O número de desbalanceamento também descreve a quantidade de material a ser removida — e a partir de onde — para que a ferramenta torne-se balanceada. Uma ferramenta desbalanceada em 6 g-mm, por exemplo, poderia ser balanceada removendo-se 1,2 g desde que o centro de massa do material removido fosse 5 mm a partir do centro de rotação (1,2 x 5 = 6).

Ferramentas para furar e rosquear com HSC e sem refrigeração Nos últimos anos a evolução da usinagem nas áreas de torneamento e fresamento foi notável . A combinação de modernas ferramentas modulares e, também, fabricadas com novas geometrias de arestas de corte, com novos materiais mais resistentes ao desgaste e novas coberturas tornou possível a elevação das velocidades de corte a níveis inimagináveis vinte anos atrás. De outro lado, as máquinas-ferramentas de tecnologia mais recente, que podem trabalhar a altíssimas velocidades, permitem que os ciclos de usinagem sejam encurtados cada vez mais. Mas houve uma área da usinagem que não acompanhou isso tudo: a das ferramentas rotativas sólidas, principalmente brocas e machos, cujo atraso tem sido tirado apenas nos últimos anos com o lançamento de novos desenvolvimentos, alguns dos quais são abordados neste artigo.

aracterísticadasmaisexpressivas da economia globalizada, a competitividade exacerbada impulsiona as empresas a esgotar todas as possibilidades de reduzir custos, em especial os de setores de produção. É daí que se origina o desenvolvimento cada vez mais intenso de novas tecnologias, dentre as quais estão os processos de usinagem sem refrigeração (dry machining) e com altas velocidades de corte (HSC - High Speed Cutting).

A favor do processo HSC pesam benefícios importantes, que constam do box “As vantagens da HSC”.

O ponto de partida para a alta velocidade de corte foi a indústria aeroespacial, que já há anos a tem usado na usinagem de peças gran-

C

Este artigo foi escrito por Peter Müller, Gerente do Departamento de Pesquisa e Desenvolvimento da Titex Plus – Frankfurt (Alemanha). Tradutor e Revisor Técnico: Marcos Soto, Gerente Regional de Vendas da Titex Plus no Brasil.

des integrais, com volumes enormes de remoção de metal e correspondentemente longos tempos de produção. Hoje a HSC vicejou e ganhou enorme importância na fabricação de moldes e matrizes, e, também, estendeu sua abrangência a outras áreas de usinagem em geral.

Isso tem aumentado a tendência em direção à substituição de métodos de produção convencionais — baseados em linhas transfer com usinagem multifusos — por centros de usinagem de alta performance com apenas um fuso.

A HSC não se funda apenas, como regra absoluta, na eleição de um único nível de velocidade de corte considerado ideal, mas também do material e do processo envolvidos, dos quais depende. É comum definir-se alta velocidade como uma faixa que excede claramente os dados de corte em geral praticados,

As vantagens da HSC • Tempos de produção minimizados devido aos tempos de corte e de máquinas paradas extremamente menores • Custos de fabricação reduzidos devido a ciclos totais de produção mais rápidos • Altas taxas de remoção de material • Menor aquecimento da peça, especialmente no fresamento • Maior qualidade

os quais atingem os limites das máquinas-ferramentas ou das ferramentas. Assim, no fresamento de metais de peso leve, como o alumínio, por exemplo, a faixa HSC é bem acima de Vc = 1.000 m/min; na furação a partir de 100 m/min; e no rosqueamento com machos já se pode referir a ela a partir de Vc = 50 m/min, como mostra a figura 1.

O Mundo da Usinagem – 1. 2000 13

A HSC impõe exigências particulares àmáquina-ferramenta:

O rosqueamento com machos a alta velocidade gera cargas de alta torção e temperaturas eleva-

dade térmicas, além de condutividade térmica muito baixa. O carbonitreto de titânio (TiCN) também é uma ótima alternativa para a usinagem de aços alta liga (figura 2).

As propriedades térmicas das coberturas de machos usados ao rosqueamento HSC são um fator de influência relativa, comparativamente a outros processos de usinagem. Isso se deve à ocorrência de menor atrito e também aos menores níveis de velocidades de corte, característicos desse tipo de aplicação. No fresamento HSC podem ser obtidos excelentes resultados quando a cobertura é a TiCN e uma melhor performance se se tratar da TINAL X.TREME, à base de TiAlN, especialmente em fresamento de acabamento em matrizes.

• São necessárias altas velocidades de fuso para atingir as velocidades de cortedesejadasnoprocesso.

• As enormes faixas de avanço resultantes e os dados necessários para a aceleração podem ser obtidos apenas com fusos de acionamento dinâmico (dynamic main drives) e estruturas de máquina estáveis, com boas características de fixação.

Figura 1 • Comandos rápidos e Faixas de Vc para usinagem HSC modernos são absolutadas, e isso, consequentemente, mente essenciais para a implementação de processos de alta velocidade. demanda um material tenaz, porém com alta resistência térmica.

Esta exigência é satisfeita de Os materiais e as coberturas têm de modo mais efetivo se os machos são fabricados a partir de aço ráser adequados pido cobalto (HSS-E) e sinterizaTambém há exigências específicas sobre as ferramentas e os mado (HSS-E-PM), produzido com pó metalúrgico. teriais usados nas peças e nas ferSão usadas, também, coramentas. Por serem expostas a berturas que aumentam a peraltas cargas térmicas durante a reformance das ferramentas na moção de metal, principalmente usinagem HSC. Elas isolam a em furação e fresamento, as ferramentas devem ter um alto nível de superfície de contato entre a ferramenta e a peça, reduzem resistência ao calor, sendo, ao meso atrito na zona de cisalhamenmo tempo, extremamente tenazes. to e levam à insulação térmica Na furação e no fresamento, o do material a ser usinado. O metal duro com grãos ultrafinos é o nitreto de titânio (TiN) é recomais apropriado para a maioria das aplicações porque, além de manter mendado como um revestimento de uso geral para furaa aresta de corte sempre viva, alia ção, enquanto que o TINAL um alto nível de tenacidade a uma vantajosa resistência térmica, o que FUTURA aumenta a performance na usinagem a altas vepossibilita combinar uma geometria locidades. Trata-se de uma cocom grandes ângulos de saída e de folga. Estas características resultam bertura baseada em titânio-alumínio-nitreto (TiAlN) que tem Figura 2 em temperaturas e forças de corte alta resistência e alta estabili- Estrutura da cobertura Tinal Futura sensivelmente reduzidas.

14 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

Brocas Alphajet

As máquinas podem influir nas velocidades Na prática, a furação HSC é principalmente usada na usinagem de alumínio. Vidas úteis longas são também obtidas independente das altas velocidades edomaterial utilizado. Mas como sempre há um “senão”, pode-se dizer que muitas vezes o limite para a HSC é mais determinado por máquinas ultrapassadas que pelas ferramentas.

As ferramentas preferidas para máquinas com refrigeração de alta pressãosãoasbrocasinteiriçasdemetal duro com canal reto, ALPHAJET, cujo desenho especial (canais retos, quatro guias, furos para refrigeração interna) garante uma usinagem de alta qualidade na furação de grandes profundidades aaltas velocidades decorte.Asbrocashelicoidaisinteiriçasde metal duro ALPHA 4 também são apropriadas para máquinas com refrigeração interna na usinagem de uma ampla gama de materiais a profundidades de corte de até 5 x D, aproximadamente.

A furação HSC de alumínio também é possível em máquinas sem refrigeração interna. As brocas MAXIMIZA SX de três cortes têm uma geometria de corte especial que facilita o fluxo de cavacos e garante uma boa autocentragem, além de forças de corte e de avanço mais baixas. Isso possibilita a obtenção de velocidades de corte e faixas de avanço realmente muito elevadas com profundidades de furação de aproximadamente 5 x D com refrigeração externa convencional.

Na usinagem de aços e ferros fundidos, ainda hoje o padrão de desgasteéofatorlimitanteparaavelocidade de corte. Essa é uma das inúmeras razões de os fabricantes de ferramentas continuarem a investir no desenvolvimento e na otimização de materiais e geometrias que as tornem cada vez mais resistentes ao desgaste.

Os fatores periféricos do processo também influenciam na vida útil das ferramentas empregadas na usinagem de aços e ferros fundidos, em comparação com o alumínio, por exemplo. O uso de refrigeração interna de alta pressão ainda é essencial em muitos casos, especialmente para os aços. Outros fatores importantes são: • Dureza e/ou resistência à tensão do material da peça • Projeção/comprimento da broca • Concentricidade da broca • Pressão do refrigerante

Sob condições favoráveis, no entanto, podem-se obter velocidades de corte significativamente mais altas com brocas helicoidais tipo ALPHA 4 na usinagem de aços e com as de canal reto ALPHAJET na de ferros fundidos e alumínio.

Às vezes, rosquear a Vc = 100 m/min já não é mais uma utopia Tradicionalmente o rosqueamento com machos é realizado a velocidades muito baixas: mesmo em centros de usinagem modernos a maioria das operações por este processo ainda ocorre dentro da faixa de Vc = 20 m/min. As máquinas modernas e/ou o uso de dispositivos para rosqueamento com machos para HSC, porém, permitem velocidades significativamente mais altas. Dependendo do diâmetro da ferramenta, pode-se atingir Vc de até 100 m/min.

As velocidades exigidas e a rápida reversão da rotação podem ser implementadas em máquinas menores com o uso de mandris flutuantes e, em máquinas CNC com fuso sincronizado, também é possível usinar a altas velocidades — os movimentos de rotação e de avanço se correspondem durante todo o tempo e o macho deve ser fixado em um suporte rígido. Neste caso o sincronismo é definido pelo comando da máquina, normalmente girando em torno de 3.000 rpm, no máximo. Velocidades de corte mais elevadas (HSC) são obtidas com uma unidade de rosqueamento auto-reversível de alta velocidade. A reversão é executada por essa unidade com o fuso principal girando sempre no mesmo sentido de rotação e sem alteração O Mundo da Usinagem – 1. 2000 15

Machos Sprint para altas Vc

da velocidade, que, então, permanece constante até que toda a profundidade da rosca seja atingida.

Os machos tipo SPRINT conseguem atingir melhor performance que os machos convencionais porque foram projetados de forma a harmonizar o material — aço rápido sinterizado (HSS-E-PM) fabricado com pó metalúrgico —, a geometria e a cobertura. Além disso, possibilitam a refrigeração interna.

Sua microestrutura homogênea lhes confere um alto nível de tenacidade combinado com alta resistência térmica e excelente resistência ao desgaste por abrasão.

A geometria de corte especialmente desenhada garante uma formação de cavacos otimizada, forças de corte e torques reduzidos e atrito minimizado nos flancos das roscas. As coberturas TiN ou TiCN levam a um grande aumento da sua vida útil mesmo com velocidades de corte significativa16 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

mente maiores em materiais de difícil usinabilidade.

O furo para refrigeração interna do macho MEGASPRINT direciona o refrigerante diretamente ao ponto onde é necessário durante a ação de corte, lubrificando a aresta e auxiliando no escoamento dos cavacos. Estes aspectos são importantes no rosqueamento HSC porque dão maior confiabilidade às ferramentas.

Como se não bastasse, os machos em HSS-E-PM não são exclusivamente destinados à usinagem a altas velocidades. Eles podem ser usados em faixas de velocidade convencionais, nas quais apresentam, inclusive, performance significativamente mais vantajosa que a dos machos sem refrigeração. Eles servem a uma ampla gama de aplicações em materiais como aços, ferros fundidos, ligas AlSi e uma grande variedade de outros metais não-ferrosos.

Outro macho alternativo para rosqueamento HSC de ferros fundidos é o tipo GG com canal reto e cobertura TINAL FUTURA de alta performance, que, por ser à base de TiAlN, tem excelente resistência térmica e ao desgaste, tornando-o bastante apropriado para usinagem sem refrigeração.

rie de vantagens em comparação com os métodos convencionais. Senão, vejamos: • A usinagem de peças de paredes finas, relativamente instáveis, é possível com um alto nível de precisão dimensional graças às forças de corte significativamente reduzidas.

• A maior parte do calor gerado pelo processo de corte sai junto com os cavacos, o que evita o aquecimento e mudanças na microestrutura da peça. Vale frisar que o aquecimento da ferramenta de corte é menor e, portanto, sua vida útil é mais longa.

• As peças fresadas a alta velocidade, que, inclusive, têm exigências diferentes das usinadas por processos convencionais, são caracterizadas pela alta precisão dimensional e qualidade do acabamento superficial.

Como ocorre na furação, no entanto, os parâmetros de corte na maioria das vezes ainda são limitados pela velocidade máxima dos fusos das máquinas-ferramentas e pelos seus deslocamentos. As fresas inteiriças de metal duro

Fresamento HSC: bom até para peças de paredes finas A área clássica onde o processo HSC se sai bem é aquela em que a usinagem realiza grandes remoções de metal, como peças integrais da indústria aeroespacial ou moldes e matrizes. É aqui que o fresamento a altas velocidades tem uma sé- Fresas de topo para HSC

Usinagem sem refrigeração, solução recente para velhos problemas Tecnologia que está avanreferem a líquidos refrigerançando em ritmo acelerado e tes variam entre 7% e 16% do constante nos últimos anos, total, enquanto que os de fera usinagem sem refrigeração ramentas estão na faixa de uniu fabricantes e usuários de 2% a 4% (figura A). ferramentas num esforço conÉ urgente que se dê atenjunto de pesquisa e desenvolção ao fato de que a minimivimento. A variedade e a zação do consumo de líquicomplexidade das situações dos refrigerantes nos procesenvolvidas justificam e tornam sos de usinagem tem que ter praticamente obrigatória esta um objetivo econômico, mas, saudável união. principalmente para os proOs líquidos refrigerantes cessos de fabricação que reduzem o desgaste da ferpretendem chegar ao futuro, Figura A ramenta, dissipam o calor da O impacto dos líquidos refrigerantes nos também ecológico. E então, peça e da máquina, auxiliam custos totais de usinagem quer a maioria queira, quer no escoamento dos cavacos não, a resposta positiva a uma e removem os resíduos de corpergunta se faz necessária: “A pode ser considerado ecologite remanescentes na peça e na usinagem sem refrigeração camente correto, leva a potenmáquina. Não há como negar será possível em escala induscialidade de danos para fora que estas são pré-condições trial em um curto espaço de das indústrias usuárias, cauabsolutamente importantes tempo?”. sando ainda mais problemas. para um bom processo de usiEm geral esnagem. Mas também há incontes custos são veniências. subestimados e O aumento de seu uso nos sempre colocaúltimos anos está repercutindo dos debaixo do em um consideravel aumento grande guardanos custos das indústrias relachuva que atentivos à sua obtenção, manutende pela designação e descarte. Somados a ção “gastos geisso, a incompatibilidade entre rais”. Em procesrefrigerantes e meio ambiente sos de fabricação e os riscos potenciais à saúde com sistema cendos operadores tornam este um tralizado este é o assunto bastante crítico. O desmotivo pelo qual carte, por exemplo, que não os custos que se Furação sem refrigeração com a broca Alpha 22 TFL

de 2, 3 e 4 cortes,produzidasna classe K30F, são as mais adequadas para essas operações. Elas podem ser usadas sem cobertura, porém as versões com cobertura TiCN e TINAL X.TREME têm vida útil mais longa. Para evitar a formação de arestas postiças e melhorar a qualidade superficial, os usuários podem solicitar que elas sejam dotadas de uma cobertura lubrificante à base de

MoS2 ou WC/C, que também produz melhoras da sua vida útil.

Ferros fundidos de alta tensão e aços-ferramenta, que são usinados em estado “mole” e depois temperados ou endurecidos, são tipicamente os adotados para a fabricação de moldes e matrizes. As ferramentas apropriadas para o fresamento HSC, em tais casos, são as fresas para cópia BALL NOSE com

cobertura TINAL X.TREME que, como já foi dito anteriormente, apresenta altíssima resistência térmica e ao desgaste por ser à base de TiAlN, de maneira que as ferramentas atingem vida útil longa mesmo trabalhando a altas velocidades de corte e em materiais endurecidos.

Tais fresas de topo também têm performance satisfatória na usinagem sem refrigeração.

O Mundo da Usinagem – 1. 2000 17

Em três cases , notícias que valem ouro Um trabalho jornalístico à maneira de uma peça em três atos deu forma a esta reportagem que, encadeando fatos e dados, é mais um forte indicador de que a parceria entre empresas e entidades enriquece todas as partes envolvidas e aqueles que de um modo ou de outro com elas se relacionam. Forma-se assim uma espiral ascendente. A Sandvik Coromant, ao lançar novas classes para torneamento, ratifica sua política de suplantar sua própria tecnologia para atender aos anseios das indústrias usuárias de seus produtos. Estas, por sua vez, respaldadas na certeza de poderem contar com respostas à altura de suas necessidades, avançam em direção à modernização e otimização de suas atividades e, como é o caso da Komatsu, investem pesado, concebem novos produtos e ampliam seus mercados. Como tudo que é novidade demanda mais informação e reciclagem de conhecimentos, a espiral sobe mais uma volta: a de ações voltadas para a formação, capacitação e treinamento de profissionais. Aqui, mais uma vez a Sandvik reforça sua posição de vanguardeira — faz convênios com o Senai e dissemina cultura técnica para um público a que as indústrias recorrem para ter mão-de-obra capaz de fazer suas tecnologias continuarem ascendendo.

Mais força com novas classes para torneamento

A

Sandvik Coromant entrou no ano 2000 com um lançamento à altura desta tão festejada mudança no calendário.

Em janeiro, chegaram ao mercado mundial novas classes de metal duro para torneamento que a colocam ainda mais à frente no segmento de usinagem de aços. “Já tínhamos a maior gama de ferramentas para torneamento e os lançamentos de agora são mais uma evidência de que a Sandvik está na ponta da 18 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

tecnologia mundial em usinagem de aços”, diz José Roberto Gamarra, Gerente Regional do Departamento Técnico da empresa.

As novas GC 4015 e GC 4035 foram lançadas simultaneamente no Brasil e no mercado mundial. Com um detalhe: a linha está sendo totalmente fabricada no País. Isso foi possível porque, dada a importância estratégica do Brasil no mercado global, os investimentos em novos equipamentos para revestimento de pastilhas na filial brasileira se seguiram imediatamente aos das fábricas da Divisão Coromant da Suécia e dos EUA da Sandvik.

“Apenas para que a facilidade dos clientes no trato com as ferramentas fosse preservada, foram mantidas as antigas denominações GC 4015 e GC 4035, mas as pastilhas passaram por uma reformulação completa, desde a composição do substrato até o próprio processo de fabricação”, conta Gamarra, destacando, entre as principais características das novas classes, a possibilidade de trabalhar com dados de corte maiores e usinagem sem refrigeração. O programa da nova linha inclui ainda a GC 4025, que chegou ao mercado no ano passado, além das pastilhas alisadoras Wiper, que agora estão dis-

poníveis também nas novas classes.

A classe GC 4015 passou por mudanças que visaram torná-la mais resistente ao desgaste. A composição do substrato da pastilha foi alterada para que o gradiente, enriquecido com mais cobalto, promova sua melhor ligação com as coberturas. As camadas são praticamente as mesmas, mas para a sua colocação a Sandvik desenvolveu um novo processo, batizado de CVD-95. “Essas mudanças permitem que a GC 4015 trabalhe com dados de corte (avanços e rotações) bem acima dos que a anterior suportava”, explica Gamarra, acres-

O foco é a alta produtividade no torneamento de aços O efeito do aumento da produtividade sobre o custo da usinagem é o mote da campanha de lançamento do programa “Steel Turning”, que dá destaque a um software-relatório desenvolvido pela própria Sandvik. “Ele prova que o aumento dos parâmetros de corte tem um efeito várias vezes maior na racionalização dos custos de produção que os obtidos com o aumento da vida útil de uma pastilha ou com a compra da pastilha por um custo inferior”, afirma o Gerente Regional de Desenvolvimento Técnico, José Roberto Gamarra. “Com este software, na verdade a Sandvik está cumprindo mais um dos seus papéis de pioneira em sua área, que é o de eliminar conceitos já ultrapassados mas ainda arraigados no mercado”.

A constatação fundamental a que o software-relató-

rio leva é que hoje o custo da pastilha representa apenas 3% dos custos de usinagem.

“Frente às necessidades de reduzir custos, os clientes têm buscado obter maiores descontos ou pastilhas de maior rendimento”, diz Gamarra, frisando, porém, que isso não tem efeito positivo se as condições de operação não forem alteradas.

“Nós provamos que o mais importante para a redução do custo da usinagem é o aumento da produtividade e garantimos que com estas novas classes este aumento é de 20%”.

Simples, o software é apresentado na forma de um relatório onde o cliente insere os dados da operação que pretende realizar: custo da horamáquina, custo da ferramenta, custo da peça que vai usinar e outros, obtendo o percentual

de economia que teria caso contasse com um desconto no preço da pastilha, um aumento da sua vida útil ou um aumento dos parâmetros de corte da máquina e o consequente aumento da produtividade.

Esta relação é demonstrada a partir de exemplos obtidos com o software. A redução de 30% no preço da pastilha se traduz em economia de apenas 1% no custo da peça usinada — e, ainda que a pastilha em questão tenha uma vida útil 50% maior, a redução de custo persiste em 1%. Já com um aumento de 20% na produtividade da máquina a redução sobe para significativos 15%. “E as nossas novas classes oferecem justamente a possibilidade de usinar mais rapidamente, com avanços de c o r t e e r o t a ç õ e s m a i o r e s ”, conclui Gamarra.

O Mundo da Usinagem – 1. 2000 19

A capacidade dos tornos CNC em operação, hoje, é subutilizada De 80% a 90% dos tornos CNC em operação no mundo operam bem abaixo de seus limites, e, portanto, segundo José Roberto Gamarra, Gerente Regional de Desenvolvimento Técnico, boa parte do parque fabril nacional suportaria o aumento dos parâmetros de corte oferecido pelo novo programa da Sandvik, Divisão Coromant. Uma pesquisa realizada pela matriz (Suécia) comprovou que as máquinas estão sendo subutilizadas e isso não se restringe ao Bra-

centando que isso permitiu à ferramenta trabalhar sem óleos e emulsões refrigerantes, uma tendência crescente do mercado, que se vê premido pela necessidade de evitar o descarte de rejeitos e resíduos de usinagem que possam acarretar danos ao meio ambiente.

Na GC 4035 o gradiente também foi enriquecido com cobalto e as alterações no substrato visaram à obtenção de maior tenacidade e maior resistência à deformação plástica.

Quanto à sua cobertura, a mudança é mais visível: a pastilha ganhou uma camada de nitreto de titânio, perdendo a coloração até então escura e se aproximando do brilho dourado. Mais que uma questão de estética, a nova a camada visa a favorecer a usinagem sem refrigeração, já que o titânio, por ser um lubrificante sólido que melhora o escoamento dos cavacos, minimiza seu atrito com a pastilha, e, portanto, diminui a geração de calor. E mais 20 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

sil. “Aplicar um novo produto em uma máquina preexistente com os dados de corte de que ela já dispunha é uma prática mundial”, diz Gamarra, lembrando que o mesmo não ocorre no caso de máquinas recém-adquiridas, onde não raro trabalha-se acima dos limites, já que é preciso justificar o investimento.

Uma possível explicação para a defasagem dos dados de corte é que a maior parte das máquinas em operação foi adquirida quando a tecno-

uma vez a cor amarelo-dourado atua como agente técnico: permite uma melhor identificação do desgaste gerado pelo calor, cuja coloração é escura.

As novas classes trazem também vantagens na usinagem com as pastilhas alisadoras Wiper que, se já possibilitavam operações mais rápidas, com avanços maiores, mantendo a qualidade do acabamento, agora que incorporaram as novas classes de metal duro também possibilitam o aumento da rotação das máquinas.

Isso tudo, é claro, quer dizer que também no caso das pastilhas Wiper as indústrias conquistaram um grande aliado para a redução ainda maior de seus tempos de usinagem.

“Não nos defrontamos com concorrentes que tenham a mesma qualidade em ferramentas para usinagem de aços”, afirma Gamarra, lembrando que foi preparada uma grande campanha para o lançamentomundial do “Steel Turning”, o nome

logia de ferramentas era outra, atualmente ultrapassada.

Além disso, a velocidade de desenvolvimento de ferramentas aumentou. Antes os lançamentos eram praticamente anuais. Agora, novas versões entram para os catálogos dos fabricantes em intervalos muito menores.

“Considerando os lançamentos da Sandvik, conclui-se que a média é de seis ferramentas lançadas ao ano, mas a introdução de novas máquinas não segue este ritmo”.

do novo programa de torneamento desenvolvido pela empresa.

Parte da campanha consta de um CD-ROM que será distribuído aos clientes e utilizado para treinamento. Um de seus pontos de excelência é um software-relatório que apresenta as vantagens de se alterar dados visando à obtenção de economia nas operações de usinagem através do aumento da produtividade (veja os boxes “O foco é a alta produtividade no torneamento de aços” e “A capacidade dos tornos CNC em operação, hoje, é subutilizada”). Gamarra conta que, “animado por clips de usinagem mostrando na prática todas as vantagens dos novos produtos, além de conter as explicações técnicas referentes aos lançamentos, o CD-ROM vai dar uma dimensão high-tech ao treinamento oferecido aos clientes da Sandvik, com ênfase na nova tendência de obter cada vez maiores ganhos na área de produtividade”.

Investimento novo trator

de US$ 22 milhões, e mais mercado

A

Komatsu completa 25 anos de Brasil e tem motivos de sobra para comemorar: concluiu seu plano de investimentos de US$ 22 milhões em máquinas e equipamentos para modernizar seu parque fabril e racionalizar os custos de produção; passou a atender diretamente aos mercados da Europa e das Américas, ficando os mercados japonês e de outros países da Ásia sob a responsabilidade da matriz; lançou em janeiro o protótipo e agora, no final de março, está iniciando a produção seriada do D61, um trator de esteira com performance 50% maior em termos de potência e capacidade que o D41, até então seu “carro-chefe”; e assumiu como vital sua parceria de 25 anos com a Sandvik.

Elaborado em 97, o programa de investimentos integra a nova estratégia global estabelecida pela matriz japonesa, em que se insere o lançamento do D61, que será produzido nas plantas do Brasil e do Japão em duas versões: D61-12E e D6112P. Até junho serão produzidas 12 unidades/mês e, a partir daí, 36 unidades/mês, cerca de 70% destinados ao mercado externo.

O processo de modernização da fábrica brasileira da Komatsu foi intenso. Oswaldo Yoshio Aikawa, gerente do Departamento de Fabricação de Máquinas de Construção da empresa, diz que apenas no final de 1998, por exemplo, além de quatro robôs de soldagem foram implantadas três novas máquinas CNC: um

Aikawa: “Uma transação comercial envolve mais que a compra de dois ou 10 kg de pastilhas”

centro de usinagem de grande porte, com mesa de 1.100 mm, e dois de médio porte, com mesa de 600 e 800 mm, respectivamente.

“Foi exatamente com a chegada destas máquinas que se evidenciou definitivamente a importância da parceria entre a Sandvik Coromant e a Komatsu”, diz Aikawa. Explicase. Adquiridas no Japão, as máquinas seriam ferramentadas pela unidade japonesa da Sandvik para beneficiar-se do câmbio mais favorável, à época, naquele país. Após intensas negociações, a decisão foi revertida e a Sandvik do Brasil fez a ferramentação, sendo 99,5% do ferramental utilizado nos três centros de usinagem por ela fabricados.

“Não se trata da compra de dois ou 10 kg de pastilhas”, diz Aikawa, “porque, na verdade, uma transação comercial que envolve ferramentas engloba também a compra de tecnologia, assistência técnica, serviços pós-venda e outros, o que significa que, comprando no Japão, teríamos que ter assistência da filial da Sandvik de lá”. O resultado das negociações fortaleceu muito mais os laços entre as duas empresas brasileiras. Tanto que Aikawa não hesita em dizer que o isso é benéfico “não só para a Komatsu, mas também para o Brasil”.

O relacionamento comercial entre Sandvik e Komatsu “é uma parceria construída por ambas as partes e marcada pelo respeito mútuo”, em sua opinião. “Em todos estes anos o comportamento da Sandvik foi marcado pela seriedade e continuidade, além da demonstração de visão de longo prazo”. Quanto ao atendimento, o gerente da Komatsu é bastante objetivo, mas não menos enfático: “Hoje o que conta não é apenas o preço. O pronto atendimento e a qualidade do serviço de assistência técnica da Sandvik foram decisivos para que nossa parceria se solidificasse, especialmente nos últimos três anos”.

Todos esses pontos foram reforçados com a implantação do sistema de estoque em consignação, pelo qual ferramentas da Sandvik são mantidas estocadas na Komatsu e faturadas apenas quando começam a ser utilizadas. “Além de agilizar o O Mundo da Usinagem – 1. 2000 21

que trabalhava com ferrapré-set de todas as ferramentas nesmentas convencionais e sa sala, de onde já saem dimensiosoldadas. “Como precisánadas e com a respectiva folha de vamos agilizar a preparação operação para que o tempo do opee o tempo de troca desta márador seja otimizado”, diz Fernanquina, onde produzimos o dez, lembrando que a nova filosocolar do rolete do trator de fia da Komatsu é: “Se estamos no esteira”, explica o Chefe de limite teórico de usinagem, temos Produção, Juan Sanchezque procurar ganhar tempo de prePalencia y Fernandez, “enparação para atingir os tempos-patregamos os desenhos à drões estabelecidos pela nossa enO técnico de ferramentas da Komatsu, genharia”. Em outras, certas e curAilson José da Silva, prepara uma fresadora Sandvik, que desenvolveu todas as ferramentas”.

Setas palavras, “este é o caminho para para o processo de usinagem gundo ele, as pastilhas ina modernidade”. atendimento, isso faz com que o catercambiáveis estão pital da nossa empresa não fique dando bons resultados. imobilizado”, ressalta Aikawa.

Várias medidas para atender os planos Ferramentas especiais — de metas, otimizando a A Sandvik responde por 75% das produção e reduzindo ferramentas standard de metal duro os custos de fabricautilizadas pela Komatsu, e, no que ção, foram implantase refere a ferramentas especiais, das na Komatsu, e ensua participação também tem crestre as que se referem à cido. Uma evidência disso ocorreu usinagem a sala de prerecentemente com uma mandriladosetting merece desta- Fernandez: “Estamos certos de que trilhamos o ra fabricada pela própria Komatsu, que. “A idéia é fazer o caminho para a modernidade”

A Komatsu do Brasil, em um muito breve resumo Instalada em Suzano (SP) desde 1975, a Komatsu emprega 850 funcionários e ocupa 700 mil metros quadrados, 70 mil dos quais de área industrial. Sua linha de produtos é formada por máquinas para a indústria de construção — tratores de esteiras, escavadeiras hidráulicas e páscarregadeiras.

A produção média mensal é de 100

22 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

máquinas, em sua maioria tratores de esteira voltados para a exportação. A fábrica conta

com fundição própria, hoje com produção mensal de 750 toneladas de aço fundido, sendo de 20% a 25% para consumo próprio e o restante direcionado para a exportação.

Sandvik Coromant amplia de formação profissional

P

ara que a indústria metalmecânica brasileira possa ter participação mais acentuada no mercado mundial é preciso investir no aumento da competitividade e da produtividade do setor, sem esquecer da educação e formação profissional daqueles que vão operar as máquinas e ferramentas e que permitirão o avanço do País. Acreditando nisso, a Sandvik estendeu suas ações de treinamento e capacitação de pessoal técnico para além dos limites de sua fábrica e das de seus clientes, assinando convênios com o Senai nos últimos meses.

Até o momento, a empresa estima ter investido cerca de R$ 60 mil nesses convênios, e, num futuro próximo, haverá novos investimentos.

“Existe muita carência de informação, principalmente daquela direcionada ao operador, e não poderíamos perder esta oportunidade de criar mecanismos para ampliar a produtividade e a competitividade da indústria nacional, especialmente a metal-mecânica”, explica João Carosella, especialista em Treinamento da Sandvik. Há 50 anos no Brasil, a empresa sempre teve entre suas prioridades o treinamento e a capacitação profissional da mão-deobra, o que, aliás, tem total apoio da matriz. Em visita ao Brasil, um dos diretores da Sandvik Coromant da Suécia esteve em uma das escolas Senai e considerou o projeto extremamente profissional.

Dentre os convênios firmados en-

tre a empresa e a entidade o mais abrangente foi assinado com o Senai-SP e está ligado ao Novo Modelo de Educação Profissional, que reformula o programa curricular do

ações

Novo currículo — Entre outras mudanças, no novo currículo foi incluído o módulo de “Usinagem de Metais”, para o qual a Sandvik foi convidada a contribuir em função de sua larga experiência em treinamento nesta área. A empresa

As ações de capacitação profissional da Sandvik, Divisão Coromant (Brasil), não se limitam ao seu Centro de Treinamento

órgão com vistas a adequálo às novas necessidades do mercado. O projeto prevê inclusive a aquisição de tornos CNC e centros de usinagem, que serão montados em um sistema flexível de manufatura e ferramentados com o que há de mais moderno em termos de ferramentas de corte.

fornecerá um kit de treinamento desenvolvido na Suécia justamente para facilitar a aprendizagem da aplicação de ferramentas de corte com pastilhas intercambiáveis. O kit é composto de manuais, catálogos, vídeos e transparências que abordam desde o conceito básico de usinagem até a classificação das ferramentas quanto à dureza, tenacidade e parâmetros de corte.

Interativo, o kit traz a teoria e também exercícios para a sua aplicação O Mundo da Usinagem – 1. 2000 23

prática. A resolução dos exercícios recomendada pela Sandvik é apresentada em vídeo. Inclui ainda manual do instrutor, com todas as informações técnicas necessárias para a utilização correta de cada uma das diversas transparências.

O acordo foi fechado com o Senai-SP e a Sandvik cederá um kit para cada escola participante. Até o momento já foram distribuídos 25 e, até o final do ano, serão entregues outros 20. O Senai nacional está avaliando a possibilidade de ampliar este acordo a outros Estados.

A Sandvik também está se responsabilizando pela capacitação dos instrutores, e para isso foi montado um curso específico para que os instrutores envolvidos no projeto sejam treinados em quatro módulos: escolha e aplicação básica de ferramenta para torneamento; escolha e aplicação básica para fresamento; além dos módulos avançados de otimização do processo de usinagem, tanto de torneamento como de fresamento. Oito cursos já foram realizados, com um total de 150 pessoas treinadas, e até dezembro este número certamente será aumentado, pois há mais cursos agendados ainda para este ano.

Do convênio faz parte também a negociação realizada entre a Divisão Coromant da Sandvik e o fa24 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

bricante das máquinas que estão sendo adquiridas pelo Senai. Pelo acordo, as máquinas já serão entregues com o kit básico de ferramentas da Sandvik. Outra proposta da empresa é ferramentar todas as máquinas convencionais do SenaiSP a um custo subsidiado. “Com o novo currículo, o profissional formado pelo Senai chegará às empresas com o conhecimento básico das ferramentas modernas que estão sendo utilizadas e até mesmo capacitado a implantar ferramentas de alta tecnologia”, diz Carosella.

Outros convênios — Recentemente a Sandvik assinou um convênio também com o Senai CTPA, de Santa Bárbara D’Oeste (SP). Com estrutura diferenciada da de outras escolas Senai, o CTPA foi idealizado para ser um “formador de formadores”, preparando os instrutores, atualizando-os e capacitando-os de acordo com as necessidades que o mercado vem demonstrando. Instalado na Fundação Romi, o CTPA possui equipamentos de última geração e já se tornou referência nas Américas do Sul e Central, tendo treinado professores de níveis médio e superior de países como Chile, Peru e Jamaica, entre outros.

Por este convênio, o CTPA fica habilitado a ministrar treinamento em nome da Sandvik, que pretende estender os cursos para clientes da América do Sul. “Já oferecemos treinamento através das subsidiárias da Sandvik em todo o mercado latino-americano, mas nosso objetivo é aproveitar a ex-

periência do Senai e oferecer uma capacitação mais abrangente, incluindo também a parte de processo, programação CNC, automação industrial, engenharia da qualidade e materiais”, explica Carosella.

Como o CTPA tem experiência em cursos a distância, entre os planos da Sandvik está a criação de um curso interativo para treinamento via Internet. “Em breve poderemos ter um curso básico de torneamento aplicado via Internet”, adianta Carosella Limeira — O Senai Luiz Varga, que atende a pequenas e médias empresas da região de Limeira (SP), também está sendo homologado para realizar treinamentos em nome da Sandvik. Seus módulos já estão sendo adequados ao perfil destas empresas, inclusive quanto ao que se refere aos horários — o período noturno será uma alternativa para as empresas que não podem liberar seus funcionários durante o dia. Os treinamentos terão todo o apoio técnico da Sandvik, que está ferramentando as máquinas da escola para que a parte prática do curso possa ser demonstrada e realizada com ferramentas da mais alta tecnologia.

Até que ponto as pastilhas de metal duro são aplicáveis?

Com mais e mais fábricas procurando possibilidades de usinar sem refrigerantes, é freqüentemente levantada a questão sobre a capacidade das ferramentas de metal duro suportarem ou não as altas temperaturas do processo. Como a zona de corte excede 1000°C, o uso de refrigerantes parece necessário para que seja atingida uma vida útil razoável das pastilhas. Mas isso está comprovado de fato? Esse é o caso? Staffan Söderberg, Chefe de Desenvolvimento de Metal Duro da Divisão Coromant da Sandvik (Suécia), responde neste artigo sobre as modernas pastilhas revestidas para a usinagem sem refrigeração.

excessiva preocupação com as taxas de remoção de metal durante os últimos cinco anos é resultado, principalmente, das contínuas melhorias das tecnologias de metal duro e de cobertura das ferramentas.

Por outro lado, as novas tecnologias de materiais e processos têm permitido que as classes com cobertura também sejam aplicadas ampla e sucessivamente em operações onde se exige tenacidade. Staffan Söderberg, da Sandvik Coromant Não é de estranhar, portanto, que a Sandvik desenvolva classes adicionais, sendo, por isso, otimie geometrias específicas, feitas zadas para aplicações ainda mais sob medida, cujo objetivo é proespecíficas. porcionar a melhor performance As classes de pastilhas assim em cada umas principais áreas de desenvolvidas já provaram ser, de aplicação em usinagem. Tais claslonge, o melhor caminho para que ses também abrangem aquelas deo usuário obtenha reduções signisenvolvidas para usinar materiais ficativas de custos de produção em razão de produtividade mais alta, Este artigo foi produzido pela equipe técnica da AB qualidade melhorada do produto e Sandvik (Suécia), Divisão Coromant. Tradutora: Vera uma vida útil confiável e previsíLúcia Natale. Revisor Técnico: Aldeci Vieira dos Santos, Instrutor Técnico da Sandvik do Brasil, Divisão Coromant. vel das ferramentas.

A

Como se chegou a tanto nas duas últimas décadas? À primeira vista, o rápido desenvolvimento das classes de metal duro com revestimento pode parecer surpreendente, uma vez que as coberturas multicamadas usadas hoje permaneceram as mesmas por mais de uma década. Uma pastilha moderna com cobertura é feita de combinações de óxido de alumínio (Al2O3), carboneto de titânio (TiC), nitreto de titânio (TiN) e carbonitreto de titânio (TiCN).

Isso implica novas tecnologias de processo e um contínuo aperfeiçoamento dos métodos de fabricação. É esta a chave para o sucesso das atuais classes. Esse tipo de evolução é o mesmo que tem sido bem sucedido em muitos outros ramos da engenharia, e um bom exemplo disso é o desenvolvimento de um motor de carro standard.

O óxido de alumínio, também O Mundo da Usinagem – 1. 2000 25

chamado de alumina, é ideal para muitas aplicações dentro da usinagem porque é, como a cerâmica, muito duro, portanto resistente ao desgaste; com baixa condutividade térmica,ouseja,ofereceboabarreiratérmica;ealtaestabilidadequímica,não reagindo prontamente com os materiais das peças. Embora sua resistência às altas temperaturas seja digna de nota, sua maior vantagem é ser pouco quebradiço em volume. As cerâmicas são por natureza quebradiças e não mostram evidências de deformação plástica antes da quebra.

Como cobertura, porém, o óxido de alumínio tem bom desempenho uma vez que é suportado por um tenaz substrato de metal duro. A cobertura de alumina tem sido aplicada em várias gerações de classes tipo GC e também é o principal material da cobertura das classes série GC 4000, que hoje lideram a usinagem em termos de performance.

Os processos de fabricação estão mudando muito?

Certamente.A maioria dessas classes de pastilhas é revestida com Al2O3 pelo processo CVD (Chemical Vapour Deposition, ou Deposição Química de Vapor) e é bom lembrar uma antiga desvantagem sua: a alta temperatura durante o processo de revestimento poderia prejudicar o metal duro. Este problema já foi completamente superado e a cobertura CVD pode ser aplicada com alta sofisticação, permitindo um controle total das propriedades da classe. Hoje há também novos processos, como, por exemplo, o CVD por plasma em temperatura ambiente, que pode ser usado para aplicação de coberturas a baixas temperaturas.

Atualmente, mesmo nossa classe mais 26 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

tenaz para fresamento de aço, com cobertura — a GC 4040 —, é revestida com óxido de alumínio para performance máxima em usinagem tan-

melhor protegido e menos afetado pelo processo de cobertura, ele pode ser mais duro, o que, por sua vez, torna a pastilha menos propensa à

• Tecnologia de processo de cobertura • Propriedades do substrato • Microgeometria da aresta de corte

• Material da cobertura • Propriedades da zona de superfície do substrato

• Macrogeometria da pastilha

to com refrigeração quanto sem ela.

O motivo de o desenvolvimento de novas tecnologias de processo ser tão importante para a melhoria da capabilidade de performance das classes com cobertura é que isso permitiu novos graus de controle da estrutura, do estado de tensão e das interfaces de ligação entre o substrato e a cobertura. Com isso, o óxido de alumínio, com todas as suas vantagens, tem sido até mais aplicável enquanto cobertura, já que os antigos efeitos adversos relativos ao substrato e à qualidade da adesão foram superados. Coberturas mais espessas podem, assim, ser aplicadas, gerando maior proteção para a pastilha e possibilitando que ela suporte temperaturas mais elevadas em tempos de corte mais longos.

O substrato de metal duro não ficou à margem desses desenvolvimentos tão positivos. Ao contrário, também se beneficiou deles. Sendo

deformação plástica e, consequentemente, mais apropriada para trabalhar sem refrigeração.

De que forma esse desenvolvimento chega às indústrias?

Hoje nós trabalhamos muito perto das fábricas usuárias para o desenvolvimento de classes, porque esta é a melhor maneira de nos certificarmos de que obtivemos as especificações corretas do produto e de que os resultados finais dos nossos próprios métodos de testes são confiáveis.

As necessidades das fábricas e a direção para a qual elas irão no futuro são um “input” muito importante. Nossos métodos de testes em laboratório estão em constante evolução, para garantir que o desenvolvimento de nossas classes atenda a essas necessidades. A posição e abrangência global de nossa empresa, como líder de mercado, juntamente

Melhora na topografia da cobertura de Al2O3 pelo controle da estrutura cristalina. São obtidas superfícies mais uniformes nas pastilhas revestidas (à direita), o que lhes confere melhor performance quanto à velocidade de corte e à vida útil

com seus técnicos especializados em diferentes mercados, fundamentam osucessodestetrabalho.

Muitos usuários finais nos perguntam sobre as classes apropriadas para a usinagem sem refrigeração. E esta pergunta nos dá a oportunidade de falar muito direta e positivamente das nossas novas classes. A vantagem de ter desenvolvido a capacidade de aplicar coberturas de óxido de alumínio mais espessas da melhor maneira em substratos melhores e mais resistentes à deformação plástica nos proporcionou classes idealmente apropriadas também para usinagem sem refrigeração.

desenvolvemos novas tecnologias a serem incluídas nessa gama. Isso é um desafio e tanto, porque a exigência básica para que uma nova classe seja validada é que ela tenha uma performance pelo menos 30% melhor na usinagemqueasclassesjádisponíveis.

Embora haja a possibilidade de inúmeros materiais de ferramentas e conceitos novos serem introduzidos no futuro,oprincipalmaterialparaferramentas de usinagem continuará a ser o metal duro, e é possível refinar as suas propriedades usando novas tecnologias de processo e de pó. A completa inovação nessa área não corre o riscodeestardescartada.

Um bom exemplo é a broca TwinGrade (Classe Conjugada), em

que dois tipos diferentes de substrato são sinterizados juntos para otimizar a performance em diferentes áreas da face da ferramenta. Este é apenas um dos casos de inovação da Sandvik, já que ela patenteia a cada ano uma série de conceitos exclusivos e de aplicação imediata.

Aliás, este fato a coloca entre as empresas “top” na Suécia também no quesito “número de patentes”.

Isso garante os meios para a usinagem sem refrigeração?

Hoje este tipo de usinagem é uma exigência crescente das indústrias, mas jamais se apresentou como um problema para as nossas classes por-

É possível desenvolver mais os conceitos já existentes?

Dispomos de uma gama de tecnologias de fabricação com as quais podemos trabalhar para otimizar as propriedades de cada classe para uma certa área de usinagem. Partimos delas para refinar os conceitos que já existem ao mesmo tempo em que Torneamento de aço sem nenhum refrigerante O Mundo da Usinagem – 1. 2000 27

que os nossos materiais para ferramentas são apropriados para essa condição. Como permanentemente realizamos testes em nossos laboratórios, por exemplo com pastilhas para torneamento sem refrigeração, e nunca abandonamos o princípio de que nossas principais e mais amplas classes de pastilhas devem ser capazes de usinar tanto em condições com refrigeração quanto sem ela, não vemos necessidade de apontar pastilhas específicas para torneamento sem refrigeração.

Nosso desenvolvimento de coberturas de óxido de alumínio trouxe muitos benefícios neste contexto. Por exemplo, as pastilhas GC 4000 com cobertura de Al2O3 foram validadas como ideais para o aumento da performance do torneamento sem refrigeração. A difusão do material da pastilha no cavaco, na zona aquecida de corte, é melhor combatida com essetipodecobertura.Suficientemente espessa, ela permanece resistente ao desgaste frente a temperaturas mais elevadas e protege o substrato contraadeformaçãoplástica.Paraotimizar a adesão, aplicamos TiCN como cobertura e também desenvolvemos processos que permitem a formação modificada de substrato-estruturas de superfície para obter a propriedade de maior resistência necessária a algumas pastilhas.

Por que se quer tanto usinar sem refrigeração?

Além de aspectos referentes ao meio ambiente, à saúde humana e ao custo, o uso de refrigerantes na usinagem a altas velocidades (HSM) nas atuais máquinas CNC é questionável também no que se refere à performance. Primeiro, para 28 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

A variação na temperatura é mais negativa para o metal duro que uma temperatura alta mas constante

que ocorra o efeito de resfriamento na zona de corte é necessário aplicar uma grande quantidade de líquido, sempre no ponto certo, durante a rápida movimentação da ferramenta. Em segundo lugar, uma zona de corte com temperatura mais baixa não é necessariamente algo vantajoso, tanto do ponto de vista da aresta de corte quanto da formação de cavacos.

Um terceiro ponto é que a oscilação da temperatura durante a usinagem não faz bem à aresta de corte, como, por exemplo, no processo de fresamento, em que as pastilhas entram e saem do corte. A maior parte dos materiais das peças pode ser usinada sem refrigeração se as operações forem adaptadas para isso. Inicialmente é possível que os resultados sejam diferentes, mas também é bastante pos-

sível que se obtenha similaridade de resultados.

Além da performance significativamente melhorada das classes de metal duro convencionais, houve um desenvolvimento considerável de outros materiais para ferramentas — cermets, cerâmicas, nitreto cúbico de boro e diamante — para a otimização de várias áreas, algumas das quais incluem o torneamento sem refrigeração. Os avanços tecnológicos dos revestimentos também são importantes para essas áreas.

Como já tem ocorrido nessas últimas décadas na indústria metalúrgica, novos desafios surgirão, demandando novas soluções mas não necessariamente novos conceitos. A variação da temperatura é mais negativa para o metal duro que a temperatura alta porém constante.

Trabalhar em equipe resulta em boas soluções Por que usar três ferramentas para três operações que poderiam ser realizadas com a mesma ferramenta em um única operação? Boa pergunta. Mas a resposta é ainda melhor: quando há a união de usuário e fornecedor encontram-se meios para eliminar este tipo de inadequação, que costuma contribuir para que seja criado um fosso à volta das indústrias que separa seus recursos financeiros, materiais, humanos, produtivos e tecnológicos do mundo lá fora. Este não é, definitivamente, o caso da Dana e da Sandvik.

John D. Robbins, engenheiro de processo da Dana, e o representante da Coromant, Bill Frize, discutem a operação especial de mandrilamento

fábrica de eixos Dana em Barrie, Ontário, Canadá, produz carcaças de eixos para alguns dosmaioresfabricantesdecaminhões do mundo. Depois de usinadas, elas são enviadas para outra fábrica do Grupo Dana para a montagem da parte interna.

A

a usinagem do ponto onde será montado o mecanismo do diferencial: dois diâmetros diferentes e uma operação de faceamento são realizados em cada uma delas antes de o processo seguir para as etapas posteriores.

Uma ferramenta faz três operações em uma mesma máquina Para que a operação de usinagem se tornasse tão eficaz quanto possível, foi formada uma equipe que incluiu engenheiros da Dana e repre-

550 carcaças de diferencial produzidas por dia Ao todo são fabricadas 550 carcaças de diferencial em um único dia para montagem em caminhões e mais 200 para trailers. Vários tamanhos delas têm de passar por uma máquina para Este artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik (Suécia), Divisão Coromant. Tradutora: Vera Lúcia Natale. Revisor Técnico: Aldeci Vieira dos Santos, Instrutor Técnico da Sandvik do Brasil, Divisão Coromant.

Primeiro, a ferramenta especial de mandrilar e facear entra diretamente na peça. Ao atingir a posição mais baixa o avanço pára e então o tirante de tração aciona as ferramentas superiores, que avançam radialmente usinando ambos os lados da carcaça O Mundo da Usinagem – 1. 2000 29

sentantes dos fabricantes da máquina e das ferramentas. “Eu não participei do desenvolvimento desse projeto, mas posso garantir que todo mundo cooperou e ele foi, sobretudo, um trabalho em equipe em que as três partes se envolveram e interagiram”, declara John D. Robbins, engenheiro de processo.

Uma quantidade significativa de material tem de ser removida de ambos O projeto resultou em uma máos diâmetros da peça quina-ferramenta e uma ferramenum tirante de tração (drawbar) e ta para faceamento e mandrilamenbiáveis para mandrilamento, oito deavançam radialmente, faceando amto, ambas especiais. A ferramenta las para acomodar os diferentes tabos os lados da peça. entra direto na peça, geranmanhos de carcaça fabricados pela Relativamente grando dois diâmetros Dana. Embora a cabeça atual seja esde, a ferramenta de diferentes em pecial em todos os sentidos, as cápfacear e mandrilar dois níveis tamsulaseaspastilhassãostandard.Caso tem 914,4 mm de bém diferentes. ocorra algum imprevisto, basta trodiâmetro na face Quando a ferracara pastilhae a cápsula. de localização do menta atinge sua Em um dos casos, o diâmetro dos posição mais Um dos oito conjuntos de ferramentas fuso. Aparte fronfuros é de 344,04 mm e a o avanço para a operação especial de tal da cabeça da baixa e o avan- faceamento e mandrilamento da ferramenta é de 0,46-0,5 mm/rot barra “feed-out” é çopára,asferracom 135 rpm. O material dos eixos equipada com ferramentas intercammentas superiores são ativadas por é o aço laminado a quente e a classe GC 2035 da Sandvik Coromant é usada. Toda usinagem realizada com Os números da Dana no mundo a cabeça de mandrilamento/faceamento é de desbaste e o diâmetro A fábrica de Barrie abriga o fábrica de Barrie, cuja área física máximo usinado com a ferramenta departamento de projetos e proé de 18.580 metros quadrados. é de 453 mm. cessos que atende ao Grupo Além do Grupo de Caminhões Dana. A empresa também tem Pesados, em que se inclui a fáuma unidade em que são realibrica de carcaças, a Dana tem Acabamento: a zados os testes — os eixos, por ainda mais cinco grupos: ServiCoroMill 245 se sai exemplo, são testados contra ços e Leasing; Automotivo; Commuito bem fadiga 24 horas por dia, 7 dias ponentes Off-Highway; Peças de O acabamento da por semana. Atuando mundialMotores e Peças Industriais; e face desbastada pela fermente, a Dana é certificada conGrupo de Peças. ramenta especial fica forme a ISO 9001 e a QS paraa fresa de fa9000 e tem cercear CoroMill ca de 70.000 245. A fresa tem 5 funcionários, polegadas de diâmetro (125 mm) e 310 deles trapasso largo diferencial com seis balhando em pastilhas de cermet CT 530. O acatrês turnos na bamento é feito com avanço de 2,15 Carcaça de diferencial mm/min a 1350 rpm e a vida útil acabada, pronta da ferramenta é de cerca de 45 pepara entrega ças por aresta de corte.

30 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

As velocidades de corte aumentam e trazem benefícios A pergunta partiu de várias fábricas usuárias e dos editores de O Mundo da Usinagem: “Como uma das principais fornecedoras de máquinas para usinagem com altas velocidades vê a marcha dos denvolvimentos para que avanços e velocidades de corte ainda mais altos sejam alcançados?”.

A resposta veio de David Edwards, Gerente de Aplicações, e de Ken Salisbury, Gerente de Marketing, ambos da Matsuura Machinery, a fabricante de centros de usinagem cujo berço foi o Japão, mas que tem fábricas e representações comerciais espalhadas por todo o mundo. A tônica da resposta é a disseminação da usinagem a alta velocidade no Reino Unido.

ano da grande conquista da Matsuura quanto à concepção e fabricação de máquinas foi 1989, e para isso ela passou por significativas transformações que alteraram seus métodos de projeto e produção. Tudo para lançar no mercado o conceito de usinagem a altas velocidades (HSM), que naquele ano tomou corpo e foi apresentado como FX-5 — um centro de usinagem que trabalha a 20.000 rpm e faixa de avanços de 15 m/mim.

Mais que resultado de pesqui-

O

Este artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik (Suécia), Divisão Coromant. Tradutora: Vera Lúcia Natale. Revisor Técnico: João Carosella, Instrutor Técnico da Sandvik do Brasil, Divisão Coromant.

sas em laboratório, o FX-5 foi a resposta da empresa às necessidades de vários clientes, especialmente os do setor aeroespacial, aos quais foi possível, então, demonstrar em uma máquina real o conceito e os benefícios inerentes à remoção mais rápida de material com velocidades mais altas, fresas de diâmetros menores, faixas de avanço mais elevadas e profundidades de corte muito rasas.

A experiência bem sucedida com a indústria aeroespacial tanto na usinagem de ligas macias quanto de materiais exóticos, típicos desse setor, serviu como a plataforma de onde os especialistas da

Matsuura deram o “start” para o desenvolvimento de máquinas que atendessem aos requisitos de usinagem da indústria de moldes e matrizes. O resultado não deixou nada a desejar e, ao que tudo indica, promoveu um impacto mais significativo nesse setor que em qualquer outro da área de manufatura de peças usinadas.

Não é para menos. A capabilidade da HSM de cortar diretamente aços duros (50-58 HRc) para matrizes e moldes usados em forjamento e em injeção de plástico, combinada com o excelente acabamento superficial, reduziu consideravelmente a quantidade de usinaO Mundo da Usinagem – 1. 2000 31

Hardware, software e processamento de dados

Ken Salisbury e David Edwards

gem por eletroerosão (EDM), por exemplo, e em vários casos o polimento manual foi eliminado completamente. Alguma usinagem EDM ainda se faz necessária, mas a própria produção de eletrodos de cobre e de grafite também é uma aplicação em que a HSM entra como fator de otimização.

Mas há outros setores que já estão se beneficiando do desenvolvimento desta tecnologia, merecendo destaque os de equipamentos e dispositivos para as áreas médica, eletrônica, óptica, de lâminas e automotiva, em particular na usinagem de peças e componentes para motores de carros esporte.

Embora a maioria das fábricas cujos produtos passam por usinagem ainda usem velocidades de fusos e avanços mais convencionais, a aplicação da HSM está se ampliando porque tornou-se norma aceita particularmente depois que as dúvidas iniciais sobre a confiabilidade das máquinas usinando a velocidades mais altas já foram devidamente dissipadas.

Está claro que a máquina que opera por longos períodos a alta velocidade precisa ser projetada para isso. Adaptações de máquinas 32 O Mundo da Usinagem – 1. 2000

preexistentes quanto a rigidez, qualidade de construção, desenho do fuso, capabilidade de processamento de dados e outras são críticas.

Os mecanismos de reação do mercado à introdução da HSM é interessante. Compreensivelmente, as empresas que procuram uma nova técnica de usinagem, particularmente quando os ganhos a serem alcançados são tão significativos que é difícil aceitá-los de imediato, necessitam de uma comprovação inequívoca antes de chegarem à convicção de que vale a pena colocar seus respectivos pedidos.

Foi exatamente o que ocorreu quando a primeira destas máquinas Matsuura foi instalada. Mas ao mesmo tempo houve a surpresa: os clientes não esperam que a compra da segunda máquina e das subsequentes lhes sejam propostas — eles mesmo procuram o profissional de vendas. Como hoje existem centenas de instalações para altas velocidades Matsuura ao redor do mundo em setores industriais dos mais variados, pode-se dizer que a HSM é o “hit” do momento. E o tempo de entrega desses equipamentos também encurtou.

Muitos processos de fabricação e aplicação são beneficiados com velocidades de fuso acima de 12.000 rpm, faixa em que as vantagens da HSM começam a ter efeito. Mas ainda há áreas, e entre elas as de furação, mandrilamento e rosqueamento com machos, além de materiais como os aços inoxidáveis, em que baixas velocidades e torques altos são necessários. A habilidade da Matsuura em satisfazer necessidades conflitantes em uma mesma máquina tem sido um fator-chave para o seu sucesso.

Disponível em modelos horizontal e vertical, a série F, projetada e fabricada por ela e devidamente patenteada, apresenta torque de 350 Nm em baixas velocidades.

Para aplicações HSM reais, como, por exemplo, usinagem de ligas macias, pequenos diâmetros muito precisos ou peças de geometria complexa, a Matsuura fornece as máquinas tipo FX que operam a 27.000 rpm (standard) ou 40.000 rpm (opcional). Na grande feira européia de máquinas-ferramentas realizada em 97 (EMO), por exemplo, esteve em demonstração uma FX-5 configurada com fuso de 27.000 rpm, faixa transversal rápida de 50 m/min, avanço de 30 m/min e tecnologia de acionamento digital. É inegável que a HSM não é apenas uma questão de hardware — embora a rigidez da máquina seja uma exigência absoluta para se atingir e manter confiabilidade e precisão —, mas também de software e capabilidade de processamento de dados. A menos

Novos níveis no fresamento de topo Com o aumento das velocidades dos fusos e a necessidade de superfícies acabadas de altíssima qualidade, o nível de performance dos centros de usinagem também está aumentando.

As máquinas cone ISO 40 estão sendo amplamente adotadas por várias indúst rias . A lém disso, a usina gem de aços mais duros (55-63 HRc) está se p o pular izando.

A Sandvik Coromant desenvolveu um novo programa de fresas de topo inteiriças de metal duro para aumentar os níveis de usinagem, as quais possibilitam a abertura de canais e

que alguma forma de compensação de erro seja proporcionada pelo controller e o nível de compensação necessário varie dependendo da velocidade do eixo, da precisão necessária, da complexidade da peça e outros fatores, ocorrerá imprecisão de geometria e o acabamento superficial certamente será insatisfatório.

O impacto da HSM e o que ela exige das indústrias O terceiro aspecto do desenvolvimento das máquinas para altas velocidades e sua introdução no mercado é o equacionamento de estratégias de usinagem e técnicas HSM. O avanço em termos de obtenção de experiência nesta área já é considerável, o que significa que é possível identificar muito rapida-

aplicações de fresamento de disco em diâmetros na faixa de 2 a 20 mm.

A usinagem de moldes e matrizes também passou a contar com novos conceitos de geometria e desenhos de ferramentas, os aços duros agora são melhor usinados com o uso das modernas fresas Ball-Nose (ponta esférica) multidentes e, além dis-

mente as aplicações em que a HSM é ideal. Todo conhecimento é imediatamente repassado para os clientes da Matsuura, o que proporciona um ciclo de aprendizado rápido. Este é um pré-requisito importante, pois o fornecedor de máquinas também faz o papel de solucionador de problemas dos seus usuários e tem de oferecer-lhes atendimentos pré e pós-venda sob a forma de treinamento e aplicações de engenharia.

Ao considerar uma instalação HSM é fundamental definir claramente qual será o impacto que ela provocará no negócio da indústria e que serviços adicionais poderão ser exigidos para o seu bom andamento. O nível de capacidade CAD/CAM, por exemplo, precisa ser considerado quando peças de geometria complexa em 3D forem produzidas. Com relação ao atual

so, a HSM alcançou performance e confiabilidade mais altas com o novo desenho da fresa de topo para pequenas profundidades de corte.

Desenvolvimentos de classes de metal duro e de revestimentos estão se somando aos novos desenhos de geometrias das ferramentas para um incremento ainda maior de desempenho a altas velocidades e prologamento da vida útil, e, também, houve a otimização dos sistemas de fixação graças, sobretudo, ao novo mandril de arraste de alta precisão, o CoroGrip, com batimento radial minimizado, fixação segura e capacidade de alta rotação.

processo de usinagem, o desenvolvimento está progredindo em direção a maiores profundidades de corte radial, em especial com fresas inteiriças de metal duro para acabamento e fresas com pastilhas intercambiáveis para desbaste.

Balancear as ferramentas nem sempre é necessário Mandris porta-pinça de boa qualidade, que já vem balanceados de fábrica, são ideais para a HSM. Uma área de 90% de contato entre o suporte e a conicidade do fuso é essencial. O batimento radial da ferramenta no fuso é mais crítico que o balanceamento — para um bom acabamento superficial e uma vida útil aceitável deve-se obter um batimento máximo de 3 microns na superfície de corte da ferramenta.

O Mundo da Usinagem – 1. 2000 33

FalecomaSandvik O leitor de O Mundo da Usinagem pode entrar em contato com a revista para falar sobre tudo o que nela é veiculado, apresentar sugestões e (ou) críticas e fazer consultas sobre eventuais problemas técnicos de usinagem que vem enfrentando em sua empresa para que eles sejam avaliados e, se for o caso, solucionados pelo Corpo Técnico da Sandvik Coromant. Para isso, basta recorrer a: E-mail da revista: omundo.dausinagem@sandivik.com

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nópolis – SC. Tel.: (048) 231-9387.

E-mail: lb@grucon.ufsc.br Komatsu do Brasil Ltda. — Rodovia Índio Tibiriçá, 2000 – 08655-000 – Suzano – SP. Tel.: (011) 4745-7000 Senai – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial - Praça Alberto Lion, 100 – 01515-000 – São Paulo – SP. Unimep – Universidade Metodista de Piracicaba — Rodovia Santa Bárbara D’Oeste / Iracemápolis, Km 1 – 13450-000 – Santa Bárbara D’Oeste – SP. Tel.: (011) 430-1770.

E-mail: ncoppini@unimep.br Volkswagen do Brasil Ltda. — Via Anchieta, Km 23,5 – 09823-901 – São Bernardo do Campo – SP. Tel.: (011) 753-2355

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