MESTRE MARCENEIRO
GEOMETRIA DE CORTE
Introdução
A geometria de corte das ferramentas é um quesito de grande relevância na
produção moveleira, pois ela determina e indica as melhores opções de
produção, influenciando assim a segurança, a qualidade e aprodutividade de
uma empresa.
Como em todos os setores industriais a produção moveleira também passa
por mudanças mais lentas, porém cada vez mais são necessárias. A
concorrência e o desenvolvimento tecnológico em matérias-primas e máquinas
pressionam todas as empresas na busca de novas tecnologias e
aprimoramento técnico.
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GEOMETRIA DE CORTE
Introdução
A geometria de corte que não é uma ciência nova, vem para ajudar os
operadores de produção, sejam eles marceneiros, operadores de máquinas,
ou mesmo planejadores de produção, a melhorar os índices de qualidade,
produtividade e também de segurança. Esses índices por sua vez são cada
vez mais exigidos, impostos pelo mercado tão competitivo no ramo moveleiro,
cujos valores de qualidade e preço estão ligados diretamente à agilidade da
produção.
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GEOMETRIA DE CORTE
Introdução
Os antigos artesãos que dispunham apenas de ferramentas manuais simples,
antes ainda da eletricidade, utilizavam técnicas desenvolvidas com estudos,
geralmente empíricos, no ramo da geometria de corte. Afinal, uma ferramenta
bem afiada diminui bastante o esforço de usinagem, melhora sensivelmente a
qualidade desta, e por sua vez diminui a necessidade da operação de lixar.
O ditado “bem usinado é meio lixado” faz sentido em qualquer estágio da
usinagem, seja um trabalho com ferramentas manuais, máquinas elétricas
portáteis ou máquinas estacionárias. Evita-se o trabalho de lixamento com a
melhor qualidade possível na usinagem, obtendo-se uma qualidade de
superfície tão boa que minimiza os tratamentos posteriores.
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GEOMETRIA DE CORTE
Introdução
Madeira maciça tem sentidos diferentes de usinagem, isto com base na
orientação dos veios da madeira. Como se não bastasse nas últimas décadas
a evolução das matérias-primas foi tão acelerada que existe hoje um grande
número de materiais e revestimentos disponíveis para o setor moveleiro
(placas reconstituídas, revestimentos plásticos, etc.). Cada uma destas
matérias-primas citadas tem suas propriedades físicas e necessidades
específicas quando se trata de usinagem.
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GEOMETRIA DE CORTE
Nomenclatura dos ângulos de corte
A nomenclatura de ângulos de corte, mesmo
que não pareça, é importante no momento de
optar por uma ferramenta para determinada
usinagem. São estes que determinam o tipo
de material a ser usinado, o sentido da
usinagem, qual o resultado e o esforço deste
trabalho.
A madeira maciça e derivados tem um
número maior de parâmetros que influenciam
no resultado da usinagem, se comparado
com o metal que é um material homogêneo.
α (alfa) = ângulo livre
β (beta) = ângulo de cunha
γ (gama) = ângulo de cavaco
δ (sigma) = ângulo de corte ou de ataque
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GEOMETRIA DE CORTE
Nomenclatura dos ângulos de corte
α (alfa) = ângulo livre
Este ângulo formado com a peça
que se está usinando é de onde se
retira o material para recompor o
gume de corte. Deve ser sempre
maior que 0° para evitar o atrito com
a peça que está sendo usinada.
* Vale lembrar que os ângulos vistos aqui são encontrados em quaisquer ferramentas de corte, independente de serem
ferramentas manuais ou rotativas.
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GEOMETRIA DE CORTE
Nomenclatura dos ângulos de corte
β (beta) = ângulo de cunha
Ângulo formado na alma da
ferramenta e determina o poder de
corte da ferramenta em questão.
Este ângulo é determinado levandose em consideração a composição
do material da ferramenta que
deverá ser usinado.
* Vale lembrar que os ângulos vistos aqui são encontrados em quaisquer ferramentas de corte, independente de serem
ferramentas manuais ou rotativas.
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Nomenclatura dos ângulos de corte
γ (gama) = ângulo de cavaco
É nesta área que se forma e também
onde é transportado o cavaco
produzido. A variação deste ângulo
determina a característica da
ferramenta e quanto maior o ângulo
de cavaco maior o poder de corte da
ferramenta.
* Vale lembrar que os ângulos vistos aqui são encontrados em quaisquer ferramentas de corte, independente de serem
ferramentas manuais ou rotativas.
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GEOMETRIA DE CORTE
Nomenclatura dos ângulos de corte
δ (sigma) = ângulo de corte ou
ataque
Ângulo determinado pela posição da
ferramenta em relação à peça a ser
usinada. Determina em conjunto com o
ângulo de cavaco a característica de
desbaste da ferramenta e a
capacidade de cortar ou de raspar o
material.
* Vale lembrar que os ângulos vistos aqui são encontrados em quaisquer ferramentas de corte, independente de serem
ferramentas manuais ou rotativas.
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GEOMETRIA DE CORTE
ângulo livre
tangencial
Nomenclatura dos ângulos de corte
Além desses principais ângulos, as ferramentas contam com mais
ângulos. O que determina a quantidade de ângulos numa ferramenta é
aplicação desta, ou seja um corte simples com uma faca de plaina ou
um trabalho mais complexo, como uma fresa de fresar perfis. Além
disso, os ângulos citados estão presentes em todos os tipos de
ferramentas para corte ou usinagem da madeira, sejam estas
ferramentas manuais, serras, fresas, facas ou brocas.
β = ângulo de cunha
α = ângulo livre
ângulo livre
radial
γ = ângulo de cavaco
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Característica de desbaste da ferramenta
Variações do ângulo de corte ou
ataque, δ (sigma), resultam em
características e funcionalidades
distintas da ferramenta.
Variações dos ângulos de corte e de cavaco são destinadas à adaptação da
ferramenta de corte ao material a ser cortado, podendo ser mais duro ou mais
macio, à favor dos veios ou contra (no caso de madeira maciça ou mesmo de
algumas chapas).
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GEOMETRIA DE CORTE
Parâmetros de usinagem
Como abordado anteriormente, a variedade de materiais utilizados hoje em uma
indústria de móveis é muito grande. Com isto, se ampliaram as alternativas de
corte e usinagem disponíveis no mercado, para que o trabalho com estas
matérias-primas seja satisfatório. Deve-se então levar em consideração alguns
parâmetros antes de se escolher a ferramenta de usinagem.
• Material a ser cortado ou usinado;
• Sentido de corte ou usinagem;
• Tipo de material da ferramenta;
• Velocidade de corte da ferramenta;
• Velocidade de avanço da peça;
• Qualidade desejada do corte ou usinagem;
• etc.
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Parâmetros de usinagem – Material a ser usinado
Como exemplo de material a ser usinado em uma marcenaria podemos citar:
Madeira maciça:
• Madeira dura ou mole;
• Sentido longitudinal ou
transversal (à favor ou contra os
veios);
Revestimentos:
• BP, FF;
• Laminados plásticos;
• Pet;
• Alumínio;
Placas derivadas da madeira:
• Compensados multilaminados;
• Compensados sarrafeados;
• MDF;
• Aglomerado;
• MDP;
• Chapas de fibra;
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Parâmetros de usinagem – Sentido de desbaste
A madeira maciça tem vários sentidos
de desbaste: longitudinal, transversal,
de topo, à favor das fibras ou contra
as fibras.
No caso de placas, somente a placa
de compensado sarrafeado tem
sentido (o miolo).
Placas de aglomerado, MDF, MDP e
chapas de fibra não tem sentido. São
portanto, classificadas como
homogêneas.
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Parâmetros de usinagem – Pré rachamento ou pré clivagem
A madeira maciça tem a propriedade de fender-se
estimulado pela cunha de uma ferramenta de corte no
sentido longitudinal. No sentido transversal e de topo
também existe este fenômeno, porém é insignificante.
Pré rachamento
O pré rachamento é fator
relevante quando se desenvolve
uma ferramenta de usinagem.
Pressão
Pré rachamento
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Parâmetros de usinagem – Pré rachamento ou pré clivagem
Pré rachamento menor
Pré rachamento maior
• maior densidade básica da
madeira
• menor densidade da madeira
• madeira de fibra curta
• madeira de fibra longa
• ferramenta com quebrador de
cavaco grande
• ferramenta sem quebrador de
cavaco
• ângulo de cunha e de corte
• pequeno ângulo de cunha e de
corte
• menor espessura de desbaste
• pressão sobre a madeira antes do
corte
• alta velocidade de corte
• alta força de corte
• maior espessura de desbaste
• falta de pressão sobre a
madeira antes do corte
• baixa velocidade de corte
• baixa força de corte
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Parâmetros de usinagem – Composição das ferramentas
Elementos de liga: Elemento metálico ou
não, que é adicionado a um metal,
chamado metal-base), de maneira que
melhora a propriedade do metal- base. Por
exemplo, adicionando quantidades
adequadas de estanho ao cobre, obtém-se
o bronze, que é mais duro que o cobre.
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Parâmetros de usinagem – Composição das ferramentas
Cromo
Cr
aumenta a resistência à tração, abrasão e térmica assim com a dureza e a
resistência à corrosão
Cobalto
Co
aumenta a dureza, durabilidade de corte, resistência térmica
Molibdênio
Mo
Níquel
Ni
aumenta a resistência à tração e térmica assim como a durabilidade de corte
aumenta a consistência do material, a tenacidade e a resistência à corrosão
aumenta a consistência do material, a resistência térmica e a dureza
Vanádio
V
Tungstênio
W
aumenta a resistência à tração e térmica assim como a dureza e a durabilidade de
corte
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Parâmetros de usinagem – Composição das ferramentas
Aço Carbono (ws)
O primeiro material empregado modernamente para confecção de
ferramentas de corte foi o aço carbono (aço não ligado, ou ainda de baixa
liga e varia de 0,45% à 1,1% de carbono). Mas por sua baixa capacidade
de resistência se limita, ou deveria estar restrito, às facas/dentes de corte
para ferramentas manuais, como as facas de plaina, o formão, a lâmina de
serrote, etc. O nome aço carbono se emprega para aços de baixa liga,
sendo apenas o elemento químico carbono, presente na liga deste.
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GEOMETRIA DE CORTE
Parâmetros de usinagem – Composição das ferramentas
Aço Rápido (hss)
Se o aço carbono é limitado a ferramentas que se destinam à produção de
pequenas peças, o aço rápido já pode ser empregado em pequenas séries.
Algumas empresas com grande produção, empregam o aço rápido nas
suas ferramentas, mas sua produção é específica, com madeiras de baixa
densidade, como o pinus. O aço rápido é representado pela sigla HSS, do
inglês, high speed steel; sua composição química já apresenta elementos
que lhe conferem boas propriedades (com aproximadamente 1,4% de
carbono e mais 12% à 24% de elementos de liga, de cromo e volfrâmio).
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GEOMETRIA DE CORTE
Parâmetros de usinagem – Composição das ferramentas
Metal Duro (HM ou HW)
O metal duro é mais conhecido pelos marceneiros pela denominação de
um dos seus inúmeros fabricantes, Wídia, já no idioma inglês é chamado
de Hard Metal. Algumas vezes encontramos a sua abreviatura
representada pelas letras HM ou ainda HW. O metal duro é um material
obtido por intermédio de um processo denominado de sinterização.
Consiste, resumidamente, em prensar vários elementos (volfrâmio, titânio,
cromo, etc.), reduzidos a pó, desejados para a formação do metal duro, em
alta pressão (8000 bar) e elevá-los a alta temperatura afim de obter sua
fusão (1000° C à 1600° C).
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GEOMETRIA DE CORTE
Parâmetros de usinagem – Composição das ferramentas
Diamante Poli-Cristalino (PKD)
O diamante é, de todos os elementos conhecidos, o mais duro composto de carbono
puro. É a união de pequenos diamantes à unidades maiores e são chamados de
diamantes policristalinos. Estas lâminas são extremamente frágeis e quebradiças e
possuem assim pouca resistência à choques e golpes. Por isso, os diamantes são
reunidos à uma base de metal duro, que é aproximadamente o dobro mais duro do
que uma base de aço (sinterização).
• Vida útil extremamente longa (mais de 100 vezes do que o HM);
• Melhor qualidade de superfície;
• Resistência à flexão e quebra quatro vezes menos do que o HM;
• Sensível ao choque com metais e minerais;
• Desgaste não uniforme, mas com quebras.
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Parâmetros de usinagem – Composição X Ângulo de Cunha
Como citado anteriormente, o ângulo de
cunha depende diretamente do material
da ferramenta. Os elementos de liga
proporcionam a melhoria das
propriedades das ferramentas, porém
existe a regra de que quanto mais duro,
mais quebradiço o material (a exemplo
do vidro que é quebradiço apesar de
extremamente duro). Por isso, conforme
a variação do material da ferramenta
aumenta o ângulo de cunha para que se
obtenha mais resistência do dente.
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BIBLIOGRAFIA
LEUCO. Disponível em: <http://www.leuco.de/287_DEU_HTML.htm>. Acesso em:
26/04/2010.
NUTSCH, Wolfgang; ECKHARD, Martin; EHRMAN, Walter; NESTLE, Hans,
NUTSCH, Torsten; SCHULTZ, Peter. Holzttechnik fachkunde. Stuttgart: Verlag,
Lehrmittel, 1995.