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Quem esteve lá viu

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e cima, lá do segundo mezanino, podiam-se ver e ouvir luzes em profusão e um misto de vozes e mecanismos diversos em plena operação. Nada de confusão generalizada, muito pelo contrário: o nada discreto charme da 23ª da Feira da Mecânica estava evidenciado ali, onde homens que produzem e compram máquiMaria Carolina Bottura nas e equipamentos revelavam qual é o ritmo da indústria metal-mecânica neste momento. “Retomada dos negócios”, diziam uns”. “Crescimento”, entusiasmam-se outros. O fato é que quem esteve no Palácio de Exposições do Anhembi, em São Paulo, capital, entre os dias 8 e 13 de maio, viu 1.623 expositores brasileiros e internacionais iniciando ou fechando negócios entre eles mesmos e com os quase 100 mil visitantes que fizeram desta a maior feira do setor em toda a América Latina, onde cerca de 1.300 visitantes e 796 expositores estrangeiros ratificaram a sua condição de evento internacional que ganhara há anos atrás e compuseram as cenas que nos remetem a um futuro menos limitado. A Sandvik Coromant estava lá, mas não da forma que sempre esteve, como conta a matéria da página 13.

Justiça seja feita: isso não é nenhuma novidade, porque ela parece ter o dom da ubiqüidade, marcando sua presença em todos os lugares ao mesmo tempo. E esta edição de “O Mundo da Usinagem” dá alguns exemplos disso. Ela sempre entra nas histórias das indústrias sob a forma de elemento de aperfeiçoamento, como o fez quando se uniu à NMHG para viabilizar a produção das empilhadeiras Yale no Brasil e à Voith Sulzer São Paulo, que acabou tornando-se centro de competência em manufatura e projeto de cilindros secadores para máquinas de papel, podendo fornecê-los para as fábricas do Grupo Voith em todo o mundo (páginas 19 e 23, respectivamente). Isso tudo se soma à sua participação como patrocinadora de seminários e encontros sobre novas tecnologias (página 5). Como seu raio de alcance extrapola qualquer fronteira, ela aparece aqui ora como peça-chave em pesquisas de ponta para a produção de moldes e matrizes, ao lado da Universidade de Birminghan, na Inglaterra (página 7), ora como um dos elos que permitiram à Quinton Hazell Automotive, de Colwyn Bay, no País de Gales, impedir que os tempos de preparação de suas máquinas para a usinagem dos diversificados itens que fabrica se estendessem às raias da falta de competitividade (página 30).

REPORTAGEM

Sandvik e mais oito empresas, juntas, contam como se chega ao topo..............13

ARTIGOS TÉCNICOS

Pesquisa acelera e dá tom de modernidade à usinagem ...................................... 7 Usinagem sem geração de cavacos e com menos itens em estoque ............... 27 Menores tempos de máquinas paradas e usinagem mais eficaz ....................... 30

SEÇÕES Página do Presidente ------------------ 3 Notas & Novas ---------------------------- 4 Entre em Contato ----------------------- 33

7 - A Universidade de Birmingham (Inglaterra), pesquisou o que é melhor para a usinagem de moldes e matrizes _ O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000

27 - Um macho laminador pode substituir vários tipos de machos de corte para furos cegos e passantes

30 - A QHA consegue produtividade e competitividade na usinagem de lotes pequenos e bem diferentes uns dos outros


O homem é o ponto central

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 Assistente de Marketing: Cibele Aparecida Rodrigues dos Santos Editora: Maria Carolina Bottura Tradução: Vera Lúcia Natale Editoração Eletrônica: Adilson A. Barbosa Fotografias: Izilda França Moreira e Studio Amat Fotolito: Studio Quatro Fotolito Digital Gráfica: Fotoline Gráfica e Fotolito 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 SAC (Departamento Comercial): (011) 525-2743 Atendimento ao Cliente: 0800 55 9698

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Sandvik já de há muito tem o certificado ISO 9000 e vem se preparando para entrar no rol das certificadas pela ISO 14000. Mas antes disso, ao olharmos à nossa volta e nos determos em nossos produtos, enxergamos ali as mãos que os trouxeram à luz com qualidade tal que fez da Sandvik Coromant líder de seu segmento de mercado. E mais que nunca valorizamos a vida dos nossos funcionários. As indústrias em geral certificam seus produtos e seus processos de produção, mas por que perseguir apenas a qualidade de itens, processos, serviços se o homem é o ponto central? É o começo, o meio e o fim de tudo isso? Claro, a Sandvik não tem nenhum problema com os órgãos fiscalizadores de assuntos relacionados com o meio ambiente e jamais teve que se curvar ao peso de suas multas porque efetivamente não faz pouco caso do ar, do solo e da água. As plantas que embelezam as alamedas de sua área externa são prova disso e ninguém, aqui, descarta água com resíduos nocivos nem respira ar contaminado. Toda a água utilizada na fábrica é descontaminada, metade retornando aos processos fabris e metade indo para efluentes e rios — mas passando, antes, por um aquário de peixes ornamentais que tem seu pH medido duas vezes ao dia por um de nossos profissionais. A lama resultante de alguns processos também é reciclada e retorna ao solo sob a forma de fertilizante. Os pós químicos são totalmente coletados e devolvidos ao processo e os óleos de máquinas completamente regenerados e reaproveitados. Para nós o conceito de “verde” contempla programas como o “Qualidade de Vida”, onde estão inseridos cursos sobre planejamento de orçamento doméstico, planos de condicionamento físico na academia da empresa, conscientização sobre a importância de uma alimentação equilibrada e total incentivo às atividades do GAAS, o Grupo de Auto Ajuda Sandvik, voltado à recuperação de dependentes químicos. Mais que uma das maiores e melhores indústrias do mundo, afinal, a Sandvik quer ser sempre fonte de vidas bem vividas.

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

José Viudes Parra Diretor-Presidente

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Já está no Brasil o novo Steel Turning, programa de torneamento da Sandvik omo parte de uma campanha mundial para o lançamento de seu mais recente programa de classes e pastilhas para torneamento, o Steel Turning, a Sandvik do Brasil promoveu em maio uma série de eventos com a presença de Heinz Gotz Werner, da Sandvik da Suécia. Werner é graduado em engenharia mecânica e trabalha na Coromant desde 1977, onde já ocupou vários cargos em departamentos de projetos e desenvolvimento de ferramentas para usinagem e atuou como líder do grupo mundial de desenvolvimento de ferramentas para a indústria automobilística nas áreas de torneamento e fresamento. Atualmente, trabalha como especialista no desenvolvimento de geometrias de pastilhas para torneamento. Durante duas semanas, ele ministrou palestras para profissionais de várias empresas em todo o Brasil, apresentando detalhes do Steel Turning, que foi desenvolvido com vistas a proporcionar um aumento significativo da produtividade em operações de torneamento e já está disponível no mercado. As palestras abordaram o conceito, objetivos, benefícios da campanha e produtos, como as no-

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vas classes 4035, 4025 e UltraSpeed 4015, que permitem aumentos da velocidade de corte de até 20% em relação às classes convencionais, e as novas geometrias alisadoras (WM e WF) para torneamento, com as quais há a excelente possibilidade de usinar com avanços até duas vezes maiores que os usualmente obtidos com as pastilhas convencionais, sejam operações de acabamento sejam de semi-acabamen-

mentos recentes, entre eles as pastilhas alisadoras de cerâmica e de CBN, as pastilhas de CBN sólidas, o novo sistema CoroCut para cortes e ranhuras e os novos sistemas de pastilhas positivas com ângulo

O especialista da Sandvik Coromant da Suécia apresentou o Steel Turning para uma grande platéia no Brasil

to (em “Mais força com novas classes para torneamento”, na página 18 da edição 1. 2000 de O Mundo da Usinagem, há mais detalhes sobre isso). O especialista da Sandvik também apresentou outros desenvolvi-

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de folga de 7 e 11 graus, respectivamente denominados CoroTurn 107 e CoroTurn 111. Todos os participantes das palestras receberam o CD oficial da campanha, que contém a íntegra da apresentação, em português, no que diz respeito aos produtos para torneamento de aços e os meios para que possam aplicar as técnicas de aumento da produtividade de seus processos de torneamento com a utilização dos produtos Coromant destinados a essa finalidade.


Sandvik mais uma vez se junta a escolas em nome da tecnologia Sandvik Coromant está inSistemas Computacionais para França); Joachim Rix e Luiz Santensificando o ritmo de sua Projeto e Manufatura da Univertos (Fraunhofer, Alemanha); Uwe estratégia de não apenas dissidade Metodista de Piracicaba em Baake (Mercedes-Benz, Brasil); e seminar sua própria tecnoparceria com a Universidade TécHugo Resende (Embraer, Brasil). logia, mas também contribuir para nica de Darmstadt, da Alemanha. A quarta versão do seminário, que as universidades e escolas técO tema do evento da Unimep/ realizada no ano passado, cujo tema nicas brasileiras avancem em suas Darmstadt deste ano, “Inovações principal foi a usinagem a altas veatividades de formadoras e aperTecnológicas no Desenvolvimento locidades, teve mais de 180 particifeiçoadoras da base de conhecido Produto”, vai abordar aspectos pantes vindos de empresas como mentos tecnológiSKF do Brasil, MC cos do país. Além Mazak, Volkswagen, dos patrocínios e Mercedes-Benz, Romi, convênios que foEmbraer, Bosch, Xeram noticiados na rox, Prensas Schuler, edição passada de Siemens, Sandvik, DuO Mundo da Usiratex, Cofap, entre ounagem, nas págitras, além de pesquisanas 6 e 23, neste dores das universidades ano a empresa tamde São Paulo (USP) e bém está patrociFederal de Santa Catanando outros três rina (UFSC) e doInstieventos: o “I Entuto Tecnológico da Aecontro Nacional de ronáutica (ITA). Tecnologia e InovaPara mais informaA versão anterior do seminário da Unimep/Darmstadt reuniu uma ção em Materiais” ções sobre o I Enconplatéia formada por profissionais de empresas de peso no mercado realizado em junho brasileiro tro Nacional de Tecnopelo Centro de Calogia e Inovação em racterização e Desenvolvimento de do desenvolvimento distribuído/inMateriais, o leitor deve entrar em Materiais da Universidade Fedetegrado do produto; influência dos contato com seus organizadores por ral de São Carlos em conjunto com fatores ecológicos no desenvolvimeio do telefone/fax (11) 6694-4548 a UNESP - Universidade Estadumento do produto; normas STEP e ou do e-mail ccdm@ccdm.usfcar.br al Paulista; as “Semanas Tecnoa integração cliente/fornecedor; e no site ccdm@ccdm.usfcar.br. Sológicas” das Áreas Automobilístimodelo digital do produto; integrabre as Semanas Tecnológicas, são ca e Metal-Mecânica (no período ção digital da cadeia produtiva; e fornecidas informações pelo tel. de 20 a 23 de setembro), Instrugerenciamento de dados do produ(13) 261-6000, ramal 228, e pelo mentação e Eletroeletrônica (27 a to. Até a data de fechamento desta e-mail burger@sp.senai.br. Sobre 30 de setembro) e Informática e edição de O Mundo da Usinagem, o 5° Seminário Internacional de Movelaria (4 a 7 de outubro), prodez palestrantes já haviam confirAlta Tecnologia, existe o site movidas pela Escola Senai Antomado sua presença: H. Schulz, Alp w w w. u n i m e p . b r / f e m p / s c p m / nio Souza Noschese, em Santos Atik e Caspar von Gyldenfeldt eventos.htm com informações de(SP); e o 5° Seminário Internaci(PTW, Alemanha); Bernd Pätzold talhadas, que também são fornecional de Tecnologia, que será rea(ProSTEP, Alemanha); R. Andrel das através do tel.: (19) 430-1792, lizado no dia 5 de outubro, em Pie Erik Claassen (DiK, Alemanha); do fax (19) 455-1361 e do e-mail racicaba (SP), pelo Laboratório de Patrick G. Serraferro (Kade-Tech, labscpm@unimep.br.

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Criatividade e envolvimento no trabalho compensam e são reconhecidos o surpreenderam naquela segunda-feira com uma singela cerimônia em que foi distinguido como “profissional de destaque”. A distinção é merecida, mas para Ailson talvez também já esteja se transformando em normal, uma vez que este é o terceiro ano consecutivo em que a cerimônia se repete. Tranqüilo, porém visiAilson José da Silva, supervisor de afiação/ velmente feliz, lá estava ele ferramentaria, destacou-se no aperfeiçoamento e modernização da produção no centro das atenções do da Komatsu pessoal do chão-de-fábrica da Komatsu do Brasil por novamente ter se destacado como uando chegou ao trabalho profissional participativo e cooperanuma segunda-feira de junho, tivo, tendo apresentado à empresa o supervisor de afiação/ferradurante o ano passado as melhores e mentaria, Ailson José da Silmais volumosas sugestões e soluções va, como sempre estava pronpara o aperfeiçoamento e a modernito para realizar suas atividades norzação da sua produção. mais. Formado em Tecnologia de A Komatsu do Brasil passou Qualidade Total pela Universidade por um longo e minucioso processo Brás Cubas e já de há muito envolde modernização de sua fábrica vido com tais atividades, ele não suque se iniciou em 1997, acompapunha que o que fazia com tanta denhando a nova estratégia global senvoltura estivera sendo observado adotada pela matriz, sediada no Jaatentamente por seus colegas e supão, e se preparando para passar periores. O caso é que o “normal” a ser também produtora e exporpara Ailson vem sendo reconhecido tadora de seu recém-lançado tracomo “admirável” pelos outros, que

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tor de esteira, o D61. Foi de lá para cá que o supervisor Ailson se fez notar mais intensamente, enquanto se desdobrava para que o sucesso da empreitada chegasse o mais cedo e completo possível para a empresa. Ailson José da Silva iniciou sua trajetória profissional na Komatsu em agosto de 1976 e até assumir o cargo de supervisor de afiação/ferramentaria, no ano passado, passou por outros, entre os quais o de técnico, que erradamente lhe foi atribuído pela reportagem de O Mundo da Usinagem, na edição anterior, na matéria “Komatsu: Investimento de US$ 22 milhões, novo trator e mais mercado” (edição 1. 2000, página 21), na legenda de uma foto em que ele não aparece. Fazendo coro aos seus pares que lhe renderam homenagem naquela manhã de segunda-feira de junho, todo o pessoal da Sandvik Coromant deixa aqui os seus cumprimentos a Ailson, e, também, se retrata pelo erro inadvertidamente cometido pela equipe que produziu a revista.

Retificação de legenda

Brocas Alpha 2 e 4, Alpha 22 e Maximiza

foto das ferramentas fabricadas pela Titex Plus Precision Cutting Tools que aparecem na página 15 da edição anterior de O Mundo da Usinagem, na maté-

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ria “Ferramentas para furar e rosquear com HSC e sem refrigeração”, saiu com a legenda errada. A foto é republicada aqui com a legenda devidamente corrigida.


Pesquisa acelera e dá tom de modernidade à usinagem A usinagem a alta velocidade é aplicável na produção de moldes e matrizes? Para responder aos vários aspectos que esta pergunta apresenta, pesquisadores da Escola de Manufatura e Engenharia Mecânica da Universidade de Birmingham, na Inglaterra, desenvolveram um trabalho bastante extenso em que foram analisados itens como ferramentas, porta-ferramentas e máquinas. E as ferramentas da Sandvik Coromant, mais uma vez, provaram ter performance adequada a este processo. usinagem tem um impacto substancial sobre os custos de produção da indústria de moldes e matrizes principalmente porque envolve a remoção de grandes volumes de metal dentro de tolerâncias estreitas quanto a geometria e acabamento superficial das peças processadas. Além disso, os aços-ferramenta usados neste segmento industrial são muitos e bem diferentes uns dos outros. Para matrizes de forjamento e fundição, a escolha geralmente recai sobre os aços-ferramenta trabalhados a quente que podem suportar as temperaturas relativamente altas envolvidas nestes processos, onde se incluem os aços-ferramenta trabalhados a quente à base de cromo (AISI H13, por exemplo) e à base de tungstênio (como o AISI H21). Algumas ligas

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Este artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik (Suécia), Divisão Coromant.

de aço, assim como aços baixa-liga, também são usadas. As matrizes para forjamento geralmente têm dureza de 45-46 HRC. Os materiais típicos para moldes para injeção de termoplásticos e termofixos são os aços-ferramenta trabalhados a frio, incluindo AISI P20, AISI P6, AISI 01 (endurecido a óleo) e AISI S7 (resistente a choques), sendo também aplicáveis alguns aços inoxidáveis, ferros fundidos cinzentos e açosferramenta trabalhados a quente, o que faz saltar à vista o fato de que a ampla variedade de materiais para moldes reflete a diversidade dos próprios plásticos que são processados. A faixa de dureza típica de tais aços no momento da usinagem é de 32-58 HRC. Uma diversificada gama de formatos e tamanhos de cavidades é produzida pela indústria de moldes e matrizes para a produção de peças plásticas, forjadas e fundi-

Teste de usinagem de uma cavidade em um centro de usinagem Matsuura FX-5 usando uma fresa de topo Ball Nose (Ponta Esférica) GC1020 da Sandvik Coromant. O material é um aço endurecido AISI H13 para matriz para trabalho a quente

das em matrizes. Raios de 0,25-3 mm são comuns nas cavidades das matrizes e muitas delas precisam de ângulos cônicos na faixa de 0,55° para permitir a remoção das peças. A precisão dimensional necessária pode ser de até ± 5 µm e a precisão posicional das cavidades é da mesma ordem de grandeza, para garantir que não haja nenhum ressalto entre as faces macho e fêmea de um conjunto de matriz. Em muitos casos é necessário um valor de acabamento superficial de Ra 1 µm. Nos últimos 60 anos, a HSM (de High Speed Machining, ou Usinagem a Altas Velocidades) foi apli-

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Projeto de pesquisa: buscando o melhor dentro do que é bom

Richard Harding e Andrew Mantle realizando testes de usinagem em alumínio intermetálico gamatitânio usando um dinamômetro de força de corte

O primeiro estágio da pesquisa realizada em Birmingham envolveu testes com vários materiais de ferramentas e geometrias para identificar o melhor ferramental para aplicação em aços endurecidos para matrizes como, por exemplo, o açoferramenta para trabalhos a quente AISI H13, cuja dureza é de ±50 HRC. Os testes permitiram que se estabelecesse um banco de dados de usinabilidade para uma gama de parâmetros de corte (avanços e velocidades) usando um ferramental selecionado. O desgaste da ferramenta, as forças de corte e as temperaturas da interface ferramenta/ peça foram medidos e analisados para que se compreendessem os processos que ocorrem na HSM. O acabamento e a integridade super-

cada em uma grande variedade de materiais metálicos e não-metálicos, inclusive para a produção de peças com exigências bastante específicas de topografia da superfície, além da usinagem de materiais com dureza de 50 HRC para cima. O termo “Usinagem a Altas Velocidades” se refere, em geral, ao fresamento de topo com altas velocidades de rotação, como, por exem-

ficial (camadas refundidas, microdureza, tensões residuais etc.) foram completamente avaliados. O trabalho também envolveu a fabricação de cavidades de moldes/matrizes que depois passaram por testes para a determinação da influência dos processos de usinagem na vida das matrizes/moldes. As cavidades de moldes e matrizes produzidas pela técnica HSM são, em sua maioria, relativamente pequenas (comprimento abaixo de 150-200 mm), rasas (profundidade

menor que 50 mm) e os raios internos não são menores que 1 mm. Cavidades maiores e mais profundas provavelmente exigem usinagem em desbaste de material recozido, tratamento térmico subseqüente para alcançar a dureza, e, depois, usinagem de acabamento por eletroerosão. Ainda assim é possível que a HSM seja o caminho de fabricação preferido, mas para cavidades mais profundas com raios abaixo de 1 mm é improvável que ela apresente mais vantagens que a eletroerosão.

David Aspinwall, pesquisador sênior (centro), com Richard Dewes, palestrante, e Andrew Mantle, companheiros de pesquisa na escola de Manufatura e Engenharia Mecânica da Universidade de Birmingham, medindo uma matriz usinada com altas velocidades

plo, o fresamento em cópia e de cavidades de peças de liga de alumínio típicas da indústria aeroespacial para rapidamente remover grandes volumes de material. Para a maioria das peças em aço endurecido acima de 30 HRC, as opções normalmente incluem a usinagem do material na sua condição mole (ou seja, recozido) seguida de tratamento térmico (para

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alcançar a dureza necessária) e retificação de acabamento; ou a usinagem por eletroerosão (EDM, de Electrical Discharge Machining, ou Usinagem por Descargas Elétricas); ou o uso de ferramental apropriado de cerâmica mista ou de nitreto cúbico de boro policristalino (PCBN) para proporcionar uma usinagem limitada de cavidades cilíndricas/planas.


A realização de perfis complexos muitas vezes exige a combinação dessas opções e, no caso de moldes e matrizes, envolve também o polimento manual. Com isso, os custos de produção podem ser altos e os tempos de entrega excessivamente dilatados. Como resultado dos avanços nas áreas de ferramentas de corte, máquinasferramentas e tecnologias CAD/ CAM, uma das aplicações mais recentes de HSM é exatamente na fabricação de moldes e matrizes a

partir de aços-ferramenta endurecidos. Por conta disso, hoje se percebe uma redução significativa de custos e prazos de entrega. Há um projeto de pesquisa na Universidade de Birmingham, na Inglaterra, intitulado “Usinagem com velocidades ultra-rápidas de ligas ferrosas endurecidas” (veja o box “Projeto de pesquisa: buscando o melhor dentro do que é bom”, na página 8), sobre o fresamento de topo de moldes e matrizes com altas velocidades de cor-

te particularmente em aplicações de desbaste de aço totalmente endurecido. Para executar a pesquisa, a universidade comprou um centro de usinagem da Matsuura, o FX-5 de alta velocidade (20.000 rpm), que está instalado em sua Escola de Manufatura e Engenharia Mecânica. (Na página 31 da edição anterior de “O Mundo da Usinagem”, o artigo “As velocidades de corte aumentam e trazem benefícios”, contém mais informações sobre esta máquina).

Fresas WC Ball Nose fazem bonito nos testes de Birmingham

Fresa de topo, inteiriça de metal duro (grãos finos), com cobertura, da Sandvik Coromant

As fresas interiças de metal duro sem cobertura e com cobertura de TiN e Ti(CN) de 6 mm de diâmetro fabricadas pela Sandvik Coromant foram testadas em várias condições: sem refrigeração, usando lubrificação por névoa (spray) e com refrigeração (27 bar, 60 litros/min). Os parâmetros de usinagem selecionados foram: velocidades de corte de 100 e 200 m/min (velocidades rotacionais de 9.597 rpm e 19.195 rpm), profundidades de corte axial de 0,5 mm e radial de 0,5 mm e avanço de 0,1 mm/dente. Os testes foram realiza-

fície do material H13 apresentou aldos com fresamento tanto concordante como discordante com a peça guma deformação mecânica e resistência residual à compressão de até fixada na horizontal. 250 Mpa. Isso é desejável, pois a Os resultados indicaram que as ferramentas sem cobertura não são resistência à compressão está associada à maior vida útil da matriz. Em apropriadas para essa aplicação, encontraste, a natureza térmica do proquanto que as revestidas com Ti(CN) oferecem a melhor performance. cesso de eletroerosão, que ainda é usado intensamente para a formaCom velocidades de corte mais alção de cavidades de matrizes, cautas, em geral o uso da refrigeração resultou em uma vida útil maior que sa tensões residuais que prejudicam a vida da peça. na usinagem sem refrigeração, Estudos recentes, com a peça inmas a baixas velocidades a usinagem sem refrigeração foi mais clinada a 60 graus para simular mais de perto a usinagem de uma parede bem-sucedida. A exceção foi a GC da cavidade, produziram resultados de 1020, uma classe de cobertura de Ti(CN), que teve melhor performanacabamento superficial e valores de resistência residual à compressão sigce na usinagem sem refrigeração nificativamente melhores. em ambas as velocidades. A vida útil mais longa foi de 161 minutos e proporcionou um comprimento de corte de 655 metros. Com o uso de refrigeração por névoa a vida útil resultante ficou entre aquelas da usinagem com e sem refrigeração. Sem que isso seja uma surpresa, a rugosidade superficial da peça deteriorou durante o processamento de cada teste, porém foi A fresa de topo da classe GC 1020 teve 50% menor na usinagem melhor performance na usinagem sem com velocidades de corte refrigeração tanto em velocidades de corte mais altas. Os estudos re- baixas quanto altas (100 e 200 m/min). A vida lativos à integridade superfi- útil atingiu 161 minutos, proporcionando um cial indicaram que a super- comprimento de corte de 655 m O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000 • 9


A HSM é um grande avanço, mas não tem só vantagens

Uma questão crítica da HSM é quanto ao controle do percurso da fresa. Os dados do controle numérico precisam ser fornecidos com faixas mais altas e volumes maiores que para as máquinas-ferramentas convencionais. Quando é realizada usinagem em contorno, são necessários pequenos e freqüentes movimentos da fresa para se obter a precisão desejada na peça. As máquinas de altas velocidades devem ser capazes de armazenar grandes volumes de da-

entanto, geralmente não são adequadas para a HSM de aços endurecidos devido à sua baixa resistência térmica e baixa rigidez. As O lado positivo da HSM inclui fresas de carboneto de tungstênio altas taxas de remoção de metal, (WC), ou seja, de metal duro, são baixas forças de corte e mínima as mais comumente usadas, além deformação da peça, além da posdas de topo com ponta soldada de sibilidade de usinar seções de paWC ou as que incorporam pastiredes finas e de se usar dispositilhas intercambiáveis, disponíveis vos de fixação simples. Além disem vários tipos com diâmetro míso tudo, ela produz acabamentos nimo de 10 mm. superficiais a partir de Ra 0,1 µm, Para diâmetros menores, as ferpouco ou nenhum dano à integriramentas inteiriças de WC, fornecidade da peça, redução da vadas por um grande número riedade de ferramentas de de fabricantes, são as precorte necessárias ao procesferidas porque têm alta riso, peças livres de rebarbas gidez e geralmente atendem e um melhor e mais fácil esà demanda por altas tolecoamento dos cavacos. râncias. Tais ferramentas Há, porém, uma série de estão disponíveis em diâmedesvantagens que não devem tros a partir de 1 mm e o ser ignoradas, e entre elas esque se sabe é que há pelo tão o alto desgaste das ferramenos um fabricante que as mentas, a necessidade de mafornece com diâmetro tão teriais caros para as ferrapequeno quanto 0,2 mm. mentas e o seu balanceamenQuando se fala em ferto, porta-ferramentas com Efeitos de velocidades de corte e taxas de remoção ramentas de WC está-se facones de alta precisão, fusos mais altas (1), acabamento superficial (2), forças de lando em microgrãos e cocorte (3) e vida da ferramenta (4) de alto custo e baixa vida útil berturas específicas, como dos, e, também, de processá-los (a faixa típica é de 5.000-10.000 nitreto de titânio (TiN), nitreto de muito rapidamente. Os controladohoras com velocidade rotacional alumínio-titânio (TiAL)N e carbores comumente incorporam a funmáxima), além de máquinas e sisnitreto de titânio Ti(CN). As ferração “look ahead” (olhar adiante) temas de controle igualmente caros. mentas de cermet à base de TiC, para dar à máquina a capacidade Os fabricantes de fresadoras e Ti(CN) e (ou) TiN, mais que as de de manter a precisão quando ocorcentros de usinagem comumente WC, também são aplicadas em prorerem rápidas mudanças na direoferecem velocidades rotacionais cessos HSM de materiais endureção do avanço. de 10.000 rpm como opção, sencidos para matrizes. As pastilhas e do usuais velocidades de 20.000 as ferramentas inteiriças estão disHSM e ferramentas, rpm, mas fresadoras com velociponíveis em faixas de diâmetro siporta-ferramentas dades de fuso tão altas quanto milares às das fresas de WC. e temperaturas 100.000 rpm também já estão disAs ferramentas de cerâmica poníveis. Tais máquinas freqüenconvencionais, como, por exemDo mercado total para fresas de temente são capazes de trabalhar plo, as de óxido de alumínio (alutopo, uma fatia de aproximadana faixa de avanço de 15 m/min mina) reforçadas por whiskers, mente 40% é de domínio exclusiou mais com acelerações rápidas permitem o uso de altas velocidavo daquelas que são fabricadas em e desacelerações na faixa de avandes de corte graças à sua alta re2 aço rápido (HSS), as quais, no ço de até 20 m/s . sistência térmica e geralmente à 10 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000


sua baixa solubilidade em muitos materiais de peças, incluindo os aços. Ainda que a baixa resistência a fraturas e as dificuldades de fabricação normalmente restrinjam o uso dessas ferramentas no fresamento de topo, elas são mostradas em catálogos de alguns fabricantes em diâmetros na faixa de 3 a 12 mm. As fresas de topo com blanks de PCBN soldados em uma haste de WC ou de HSS estão se tornando mais amplamente disponíveis e hoje já se pode dizer que existe um bom número de empresas que as fornecem. Os fabricantes indicam diâmetros de 5 a 6 mm, mas há catálogos com produtos de até 2 mm de diâmetro. Além disso, há muitas John Wedderburn e Richard Dewes, na Universidade de Birmingham, indústrias que produzem ferra- observando a usinagem de aço endurecido com altas velocidades mentas de diamante sob pedido. versidade de Birmingham, cujos to das ferramentas usadas em proFormatos alternativos de fresas de testes envolveram o uso de fresas cessos a altas velocidades de rotopo com pastilhas intercambiáde topo Ball Nose (Ponta Esférica) tação, mas cada caso tem de ser veis estão disponíveis em diâmede WC e PCBN para usinar aços analisado individualmente (o artros maiores. O uso de ferramenAISI H13 endurecidos (50 HRC) tigo “Você deve balancear suas tas de diamante policristalino para matrizes para trabalhos a ferramentas?” — página 8 da (PCD) para usinagem de aços é quente (leia “Fresas WC Ball edição 1. 2000 de O Mundo da contra-indicado devido à reação Nose fazem bonito nos testes de Usinagem — fala extensivamente do diamante com o carbono dos Birmingham” e “Ferramentas de sobre isso). O ferramental desbamateriais ferrosos e por reverter PCBN: raras, caras e não tão lanceado pode levar à oscilação a grafite em temperaturas que ulboas”, nas páginas 9 e 12, respecdas forças centrífugas, repercutintrapassam 750ºC. tivamente). do em desgaste da ferramenta, desA vida útil das ferramentas tamGeralmente há consenso quangaste ou quebra do fuso, acababém foi objeto de estudo na Unito à necessidade de balanceamenmento superficial insatisfatório e baixa vida útil. Encontram-se no mercado máquinas que medem os níveis de desbalanceamento e realizam o balanceamento dinâmico e, com base na experiência prática, foi estabelecida uma norma (ISO 1940/1 BS 6868 Parte 1) com A usinagem de moldes e classes de números para um balanmatrizes se beneficia com os novos conceitos ceamento de boa qualidade. Trade geometria e tam-se dos já bastante conhecidos desenhos de ‘números G’, em que um número ferramentas da Sandvik Coromant menor indica uma alta qualidade O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000 • 11


Ferramentas de PCBN: raras, caras e não tão boas Uma pesquisa sobre fresas de topo Ball Nose (Ponta Esférica) de PCBN revelou que o mercado britânico não é farto, a qualidade de algumas das que foram encontradas era questionável e seu preço era alto em comparação com as ferramentas de metal duro. Isso levou os pesquisadores da Universidade de Birmingham a avaliar o que, em termos de qualidade, os fabricantes europeus e britânicos de ferramentas poderiam produzir e a que preço e prazo de entrega. Foram propostos dois desenhos de fresa em uma faixa de diâmetros de 5, 6, 8 e 10 mm e com várias preparações de aresta e diferentes materiais PCBN. A precisão quanto aos ângulos e dimensões críticas das ferramentas fornecidas ficou, na maior parte, dentro da tolerância, mas outros aspectos não foram compatíveis com o desenho fornecido. Em particular, a preparação da aresta no chanfro T em várias ferramentas não foi consistente na periferia da

de balanceamento. Por exemplo, G6.3 é apropriado para aplicações onde as velocidades são baixas, G2.5 é necessário para se obter alta qualidade e G1.0 é apropriado para aplicações com altas velocidades rotacionais e exigências de alta precisão. A maioria dos centros de usinagem utiliza uma norma internacional (ISO297, BS1660 Parte 4) para o cone de arraste, comumente chamado de “cone ISO”. Para aplicações de alta precisão, os ângulos do cone atendem às especificações da norma com relação às tolerâncias de ângulo (ISO1947, BS4500 Parte 5). Essas normas oferecem uma faixa de ‘números AT’ a partir de AT1, para cones de alta precisão com tolerância muito estreita, até AT6, para ne-

Ball Nose, sendo reduzida a zero em alguns casos. Outros problemas incluíram um pequeno lascamento da aresta e uma ferramenta foi fornecida afiada, mas sem a preparação da aresta. Pesquisas feitas na Alemanha e no Japão indicam que as fresas de topo Ball Nose (Ponta Esférica) de PCBN têm performance superior à de produtos de cermet ou WC equivalentes. Isso, no entanto, conflita com os resultados do trabalho do pessoal de Birmingham. Em testes de usinagem com o aço H13 endurecido para matrizes para trabalho a quente, a maioria das fresas PCBN falhou mais por lascamento que pelo desgaste gradual do flanco. A vida útil variou extensivamente com um comprimento máximo de corte de 5 a 207 metros em idênticas condições de usinagem. Essa diferença foi atribuída principalmente às variações na preparação da aresta das fresas. Inexplicavelmente, a vida da ferramenta afiada foi

cessidades menos exigentes. Além disso, foi desenvolvida uma nova interface de máquina-ferramenta/ porta-ferramenta, conhecida como cone HSK (DIN 69893). Trata-se de um sistema que tem uma haste oca e cuja massa corresponde à metade da massa de um cone ISO convencional. Ele apresenta alta precisão e repetibilidade na troca do ferramental e, também, alta rigidez e capacidade para transmissão de altos torques. Em paralelo ao trabalho descrito no box “Projeto de pesquisa: buscando o melhor dentro do que é bom”, da página 8, a pesquisa da Universidade de Birmingham também investigou os aspectos mais científicos da HSM, como, por exemplo, a medição da temperatura na zona de corte.

12 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000

pequena e as ferramentas com tratamento ER da aresta (roneamento) não foram significativamente melhores. Fresas fornecidas com chanfro T deram melhores resultados dependendo do tamanho do chanfro, o que indica que a preparação da aresta é um ponto crítico. Vidas úteis consistentes e longas foram obtidas com fresas de metal duro com cobertura e os parâmetros desenvolvidos foram usados na produção real de cavidades de moldes e matrizes a altas velocidades. A performance da fresa foi previsível com as ferramentas disponíveis no mercado a custos relativamente baixos. Um fator contra as fresas WC, testadas em alguns produtos, é que elas não atenderam às especificações do batimento radial (tipicamente 8-10 µm) que são dadas pelos fabricantes de máquinas para altas velocidades. Isso pode levar à performance insatisfatória e à baixa vida útil do fuso.

Este conhecimento levará a uma melhor compreensão do desgaste da ferramenta e de aspectos da integridade superficial da peça. Os métodos de medição de temperatura envolveram o uso de termopares implantados na ferramenta e na peça e medição com raios infravermelhos. Os resultados iniciais indicam que na usinagem de aços endurecidos com ferramentas de carboneto de tungstênio as temperaturas da interface da fresa foram surpreendentemente baixas, ficando normalmente dentro da faixa de 200 a 300ºC. Esse é mais um dado positivo que reforça o fato de que o WC pode (e deve) efetivamente ser usado pelas indústrias para a usinagem de aços endurecidos para a produção de moldes e matrizes.


Sandvik e mais oito empresas, juntas, contam como se chega ao topo Um simples passeio pela Mecânica’2000 foi suficiente para qualquer um, até para os menos atentos, perceber que este promete ser o ano da ‘virada’ da indústria metal-mecânica brasileira. E o novo OTS – Original Tooling Sales, departamento da Sandvik Coromant, estava lá junto com Okuma, Romi, Garreta, Index, Mazak e Ergomat, numa demonstração de que mais que nunca as empresas têm que estar aptas a apresentar soluções aos seus clientes. De outra parte, duas indústrias de peso também estão dando o que falar: a Voith Sulzer e a NMHG Brasil, que reorganizaram suas estruturas, modernizaram suas fábricas e, lançando mão dos lançamentos de alta tecnologia e de ferramental especial desenvolvidos pela Sandvik, ganharam competitividade tal que as coloca em lugar de destaque dentro dos grupos internacionais a que pertencem.

Fornecedores de máquinas e Sandvik mostram que união faz a força ma das grandes surpresas desta última Mecânica’2000 — Feira Internacional da Mecânica, que se realizou em maio, em São Paulo, SP, é que lá não estava o estande da Sandvik, que em todos os eventos deste calibre é de visita obrigatória tanto pelo diferencial arquitetônico em relação aos demais como pelas novidades com que costuma receber seus visitantes. Mas a Sandivik Coromant não apenas estava na feira como também fez ali o lançamento oficial do OTS - Origi-

U

nal Tooling Sales, departamento voltado ao pronto atendimento das necessidades dos fabricantes de máquinas-ferramentas, entre elas a elaboração de layouts, definição de processos de usinagem e estudos de tempo e ferramental. Onde estava ela? Os estandes da Romi, Index, Okuma, Ergomat, CLG e Mazak que o digam. Para atender ao aumento da demanda de serviços por

Dorival Cesário, vendedor-técnico, e Fernando Garcia de Oliveira, supervisor do OTS, o novo departamento da Divisão Coromant da Sandvik do Brasil, na Mecânica’2000

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000 • 13


Feira da Mecânica mostrou que o mercado brasileiro está reaquecido Uma conta rápida mostra o motivo de os fabricantes de máquinas-ferramentas entrevistados pela reportagem de O Mundo da Usinagem estarem tão felizes: Index, Romi, Ergomat, Mazak, Okuma e CLG venderam um total de 206 máquinas durante a feira, o que equivale a R$ 26,5 milhões. E mais: no conjunto, esses fornecedores estão contando com a possibilidade firme de vender outras 216 unidades (R$ 27,9 milhões) dentro dos próximos três meses apenas em decorrência do evento. Esses números dão a medida da retomada dos investimentos no Brasil e refletem a tendência generalizada de reaquecimento da economia. “Em média, os negócios fechados e alavancados na feira equivalem a dois meses de produção para o período de um ano e isso significa que a feira movimentou um montante entre R$ 1,6 e 1,8 bilhão”, informou Evaristo Nascimento, diretor da feira, acrescentando que o evento recebeu um total de 98.573 visitantes e 1.334 estrangeiros. “Cerca de 50% das indústrias de bens de capital mecânicos brasileiros e 40% das empresas estrangeiras que importam para o país estavam presentes na Mecânica”, disse. No total eram 1.623 expositores — 827 nacionais e 796 internacionais. parte dos fabricantes de máquinas, conseqüência do saudável reaquecimento que este setor está registrando desde o final do ano passado, a Sandvik reativou um depar-

Luiz Carlos Delben Leite, presidente da Abimaq – Associação Brasileira da Indústria de Máquinas e Equipamentos, enfatizou que “apenas 14 países produzem bens de capital em escala mundial e o Brasil ocupa a sexta colocação”. Segundo ele, o setor de máquinas e equipamentos deverá crescer 10% neste ano e o índice de exportação aumentará 15%. A Abimaq aproveitou a Mecânica para lançar o PAE – Programa Abimaq de Excelência, que visa a facilitar às indústrias brasileiras o acesso a novas tecnologias e novos modelos de gestão empresarial, e para divulgar a criação do Selo de Qualidade Abimaq, “uma certificação reconhecida mundialmente”. A Feira Internacional da Mecânica realizou-se no período de 8 a 13 de maio no Pavilhão de Exposições do Anhembi, em São Paulo (SP), ocupando um espaço de 74 mil metros quadrados que abrigaram inclusive pavilhões internacionais reunindo empresas sem vínculos com o Brasil, um espaço específico para bancos e outro, com 60 estandes padronizados, para empresas de menor porte sob a coordenação do Sebrae – Serviço de Apoio às Micro e Pequenas Empresas. tamento que já existira no passado e aproveitou o evento para trazê-lo a público operando tal qual o faz no cotidiano: junto com os clientes. “Recriamos o departa-

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mento para dar suporte à indústria de máquinas e atender às novas exigências deste setor”, justificou Cláudio José Camacho, gerente de negócios da Sandvik Coromant, acrescentando que no longo período de retração enfrentado durante a década de 90 os fabricantes foram obrigados a promover um downsizing, reduzindo suas estruturas internas nas áreas de ferramentas, dispositivos e processos, entre outras. “Agora, como o mercado está dinâmico, visualizamos que era hora de retomar as atividades do OTS”, disse Fernando Garcia de Oliveira, que assumiu o cargo de supervisor do departamento. Segundo ele, no passado os fabricantes contavam com estrutura completa para elaborar layouts e definir todos os processos que envolvem a venda de máquinas, e agora, “depois do downsizing, estão transferindo esse trabalho para seus fornecedores de diversas áreas”. Isso vai ao encontro das exigências dos consumidores de máquinas. “Cada vez mais os compradores estão optando pelo sistema turnkey, ou seja, compram as máquinas e querem recebê-las já prontas para entrar em produção”, ressaltou Oliveira. Este fator integra um conjunto de novas demandas trazido pela globalização: os clientes querem um processo mais produtivo, com mais qualidade, mais barato e com a tecnologia de processo de produção mais otimizada. Em princípio, o OTS está estruturado com três vendedores-técnicos e um projetista e basicamente prestará serviços de definição de ferramentas e de processos de usinagem para aplicações específicas que envolvem a compra de máquinas. De outra parte,


como o salto tecnológico dado pela indústria de ferramentas nos últimos anos foi muito significativo, as novas informações relativas a isso não podem e não devem ficar restritas ao próprio segmento de ferramentas. “Assim, nosso objetivo também é o de levar aos clientes os novos produtos e tecnologias desenvolvidos recentemente, por meio de testes e palestras técnicas”, acrescentou Oliveira. Aliás, segundo ele a indústria de máquinas de certa forma já esperava uma ação da Sandvik Coromant neste sentido, até porque ela é a líder de mercado. “Eles tinham essa expectativa porque têm necessidade de um fornecedor que possa lhes oferecer estrutura e segurança que os suportem nessa área”.

Soluções bem-vindas — “Na medida em que existe uma grande demanda de novas peças e, conseqüentemente, também de máquinas mais rápidas e ferramentas de última geração, para que haja aumento da produtividade das indústrias, o OTS veio preencher uma das nossas necessidades”. A frase é de Edson S. Oliveira, gerente geral de vendas da MC Mazak, empresa que no Brasil comercializa a linha da Yamazaki Mazak e cujo estande na feira mostrava máquinas ferramentadas pela Sandvik e contava com profissionais do OTS sempre que um visitante solicitava esclarecimentos sobre as tecnologias da área de metal duro. Na opinião de Edson, esse tipo de serviço do fabricante de ferramentas é de suma importân-

cia na medida em que as indústrias vão recebendo encomendas de novos produtos. “Veja o caso das autopeças: concorrer neste ambiente globalizado requer empresas mais ágeis na definição de máquinas, processos e ferramentas e corporativamente capazes de, por exemplo, elaborar projetos turn-key, o que só é possível quando atuam em conjunto com seus fornecedores dentro de um alto nível de comprometimento para a obtenção de novas soluções”, explicou. Segundo ele, o contato constante dos técnicos da Sandvik com a área de engenharia de vendas da MC Mazak agilizará o retorno das informações aos seus clientes “e isso sem dúvida beneficiará as empresas interessadas na compra de novas máquinas”. Considerando todos esses fatores, Edson disse que é natural a parceria da Mazak com a Sandvik. “Afinal, sendo ela a maior fabricante de ferramentas do mercado brasileiro, contando com estrutura e serviços, a Mazak se sente segura ao recomendá-la”. Além disso, ambas também são parceiras em vários países, inclusive no Ja-

pão, sede da Yamazaki Mazak. “Provavelmente neste exato momento nossas engenharias estão desenvolvendo inúmeros trabalhos no mundo todo junto aos nossos clientes visando, de alguma forma, a minimizar ainda mais os seus custos de produção com o uso de máquinas multitarefas e de altas velocidades em conjunto com novas ferramentas, e tais soluções serão imediatamente compartilhadas com todas as nossas filiais e clientes no Brasil”.

Nichos complementares — “Este suporte diferenciado oferecido pela Sandvik é muito importante para nós, já que somos especialistas em máquinas e não em ferramentas”, disse Marco Fontolan Neto, gerente comercial da Garreta - CLG, empresa que representa no Brasil as marcas Lagun, Ona, Dyna e Jiten, entre outras. “O fato de contar diariamente com o pessoal da Sandvik nos dá uma segurança que repassamos aos nos-

Centro de usinagem Mazak FJV-250 UHS de alta velocidade usinando com ferramentas Sandvik Coromant durante a Mecânica’2000 e vista geral do estande da empresa

sos clientes”. Na Mecânica’2000, todas as máquinas de remoção de cavacos mostradas pela CLG estavam ferramentadas com produtos da Sandvik Coromant. O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000 • 15


Um caso antigo — A Ergomat ocupou 180 metros quadrados em que podiam ser vistas oito má-

Máquinas Dyna e Lagun, comercializadas pela CLG no Brasil. A fresadora da Lagun estava equipada com o sistema CoroGrip

“Já participamos de outras feiras com esta parceria, o que é uma garantia de que nossas máquinas não ficarão paradas devido a problemas com ferramentas”, contou Fontolan, salientando que “esta é uma das vantagens de se contar com o suporte de uma empresa que é líder mundial”, contou. Quanto ao OTS, Fontolan disse que o trabalho em conjunto tende a trazer benefícios para todas as partes envolvidas. “Um entrosamento como esse deve repercutir em um melhor relacionamento com o comprador, o cliente final”. Dos produtos utilizados pela Sandvik nas máquinas expostas no estande da CLG, o que mais chamou a atenção de Fontolan foi o CoroGrip, sistema hidromecânico para fixação de ferramentas com pressão de fixação de 700 bar, empregado com uma ferramenta Ball Nose na fresadora de banco fixo CNC GBM 325, da Lagun, de grande porte, com cursos de 3.000 x 1.000 x 1.000 mm e mesa que suporta peças de até 8 toneladas. Voltada para a indústria de moldes e matrizes, durante o evento a máquina estava usinando o estampo de um tanque de gasolina.

otimização do ferramental de corte para que o melhor rendimento possível das máquinas fosse atingido. “O departamento de engenharia de aplicação da Sandvik é um ponto de apoio fundamental para o fabricante da máquina e para o seu usuário final, pois está permanentemente à sua disposição para especificar o ferramental de corte ideal para cada aplicação”, disse. Um bom exemplo disso, segundo ele, é o caso da tecnologia de fresamento com alta rotação, que é novidade para muitos usuários e onde a atuação dos engenheiros da Sandvik na especificação das modernas ferramentas de corte é de importância crucial. “Hoje já existem aplicações de usinagem de material endurecido, grafite ou mesmo ligas leves, como, por exemplo, o alumínio, em que podem ser atingidas rotações da ordem de 50 mil rpm”, frisou. “Sandvik e Ergomat já mantêm um trabalho em parceria há mais de 30 anos”, acrescentou, “e isso se traduz na certeza de podermos oferecer aos nossos clientes máquinas com ferramen-

quinas, entre tornos e fresadoras, das quais um dos maiores destaques era o TBG 42, um torno automático CNC tipo Gang, ideal para o torneamento de peças seriadas a partir de barras ou em segunda operação. Da Deckel Maho, sua representada, exibiu a fresadora universal CNC DMU 60 E com mesa fixa e árvore principal de até 12 mil rpm, que usina aço ligado endurecido (50 HRC), tanto para ferramentaria e modelação quanto para produção. Segundo o diretor de vendas da Ergomat, Alfredo V. F. Ferrari, os dois equipamentos foram ferramentados pela Sandvik com base em um trabalho conjunto entre os departamentos de engenharia e de aplicação de ambas as empresas no de- Estande da Ergomat: máquinas de sua própria senvolvimento e fabricação e da representada Deckel Maho

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O novo torno automático TBG 42 CNC tipo Gang, lançado na feira pela Ergomat. No detalhe, a área de trabalho

tal de corte de última geração, que atendem às mais exigentes aplicações de usinagem”.

testes de ferramental. “Estamos cedendo as máquinas e é nossa intenção substitui-las a cada seis meses, para permitir que a Sandvik sempre tenha equipamentos de última geração em seu show room”, disse. O principal beneficiário da parceria, na opinião de Hänni, será o cliente, que passará a adquirir máquinas prontas para dar início à produção. “Por outro lado, temos condições de oferecer soluções completas, o que é especialmente positivo para pequenas e médias empresas”, disse, ressaltando a segurança que a parceria com a Sandvik proporciona devido à estrutura que mantém no Brasil, com fábrica, reposição e pronta entrega. “Eu participo desse

Acordo também lá fora — Recriado recentemente, o OTS já contabiliza um bom acordo. A Okuma, a exemplo de sua congênere dos EUA, vai passar a comercializar suas máquinas no Brasil já ferramentadas pela Sandvik Coromant desde que seja solicitado pelo cliente o fornecimento de um projeto turn-key. “Nós estamos trazendo para cá o estreito relacionamento que já existe entre a Okuma e a Sandvik nos EUA”, contou Paulo Hänni, gerente de vendas da Okuma Latino Americana. A Okuma manterá duas máquinas no show room da Sandvik para treinamento de clientes das duas empresas, além de demonstrações e

gem vertical Crown V 4018, high speed, que opera a 12 mil rpm, voltado para produção ou ferramentaria, com alto torque e potência e troca de ferramentas em apenas 1,5 segundo. O novo centro de usinagem se caracteriza por robustez, grandes velocidades de avanço, potência e precisão, segundo Hänni. “Aliás, rigidez e robustez são marcas da Okuma”, completou.

Pioneirismo — Entre os produtos mostrados pela Index na feira estava o centro de torneamento G 300. Versátil, além de tornear ele pode realizar operações típicas de centros de usinagem e fresadoras, com capacidade inclusive para cortar dentes de engrenagens e fresar entalhados, e foi inteiramente ferramentado pela Sandvik Coromant. “É uma máquina de última geração com 18 eixos programáveis, sendo que um dos cabeçotes-revólver tem quatro eixos, ou seja, X, Z, Y e B”, descreveu Antonio Felício Arrotéia, gerente-adjunto de vendas técnicas da Index. Index e Sandvik já mantêm bom relacionamento técnico e comercial há longos anos

O novo centro de usinagem Crown V 4018 de alta velocidade, da Okuma, que chamou a atenção dos visitantes

mercado há 20 anos e sou testemunha disso”, afirmou. Para a Mecânica’2000, a Sandvik ferramentou o lançamento da Okuma, o centro de usinaO Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000 • 17


Das diversas máquinas em exposição no estande da Index, uma das que chamaram mais atenção foi o ...

“e a criação de um departamento específico para atender aos fabricantes de máquinas, o OTS, deverá estreitar ainda mais os laços entre as duas empresas”, disse Arrotéia. “A Sandvik está sendo pioneira também neste campo”.

Otimização — Outro que saudou a entrada em operação do OTS

... novo G 300, centro de torneamento que realiza, além de torneamento, operações de centro de usinagem e fresadora

se, mas reconheceu que o OTS vai otimizar a parceria na medida em que concentrará o atendimento, de maneira que a partir de agora a Romi terá um departamento com o qual tratará diretamente. “A inclusão de um departamento específico para atender aos fabricantes de máquinas em seu organograma reflete a importância que a Sandvik está dando a este setor, o que é muito bom para

requisitar soluções turn-key dos fabricantes de máquinas, incluindo equipamentos, acessórios e ferramentas, e, portanto, é preciso que haja esta união entre fabricantes de máquinas e de ferramentas”, afirmou, acrescentando que “as empresas nacionais que almejam a competitividade internacional precisam utilizar processos e procedimentos similares aos que são utilizados no Exterior”. Para a feira Mecânica’2000, a Sandvik ferramentou o centro de

O estande da Romi foi um dos mais visitados e mostrou o ... ...centro de usinagem vertical Discovery 560, que, com uma solução OTS, estava usinando um molde para injeção de plástico

foi Mário Hiroshi Assada, chefe do departamento de engenharia de vendas e marketing da Indústrias Romi, que, no entanto, dez questão de frisar que o trabalho entre Romi e Sandvik sempre existiu. “Já mantínhamos um relacionamento muito bom”, dis-

nós”, comemorou. Assada disse que o mercado brasileiro vem passando por grandes mudanças, fruto da globalização, com a instalação de empresas internacionais no país. “Tratam-se de empresas habituadas a

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usinagem vertical Discovery 560, fabricado pela Romi, que foi mostrado usinando um molde de injeção de hélice de ventilador, uma solução bem típica desenvolvida pelo OTS em conjunto com o fornecedor da máquina e o usuário.


Custos mais baixos e elevação do índice de nacionalização

O

dia 18 de maio de 2000 vai ficar como uma data de glória para NMHG Brasil: a primeira empilhadeira Yale produzida nas dependências da filial brasileira da Nacco Materials Handling Group, empresa de origem norte-americana proprietária das marcas Hyster e Yale, foi embarcada para a indústria Manicraft, de São Paulo (SP), que produz papel ondulado. O fato significou o êxito de um longo processo de análises e estudos de viabilidade para a produção da linha Yale nas mesmas instalações onde já eram produzidas as empilhadeiras Hyster e do investimento de US$ 2 milhões para a modernização do parque fabril, que incluiu a compra de um centro de usinagem, um torno CNC, uma máquina de corte a laser e uma prensa viradeira hidráulica CNC. Para o sucesso do empreendimento foram fundamentais os estudos que culminaram com a nacionalização de 13 itens até então importados já usinados, entre eles a carcaça do diferencial, o eixo de direção e o tambor de freio. A produção local só seria justificada se houvesse a redução dos custos de produção, no mínimo igualando-os aos preços obtidos no mercado externo. Era um desafio e tanto, mas a empresa saiu a campo em busca da melhor solução. E a encontrou numa já antiga e sólida parceria. “Nossa relação com a Sandvik Coromant vem de longe e sempre foi muito construtiva”, afirma o diretor gerente da NMHG do Brasil, Álvaro da Silva Sousa, que credita a isso

uma importância bastante significativa especialmente na redução dos tempos de produção conquistada. “Há uma cooperação muito grande do corpo técnico da Sandvik com os nossos planos e projetos”, diz ele, destacando a atuação de Mário Nogherotto, vendedortécnico que presta atendimento semanal à NMHG e que teve participação ativa nos estudos, “sugerindo ferramentas, soluções e procedimentos que contribuíram para viabilizar o projeto de nacionalização”.

A maestria das soluções — Cinco fornecedores de ferramentas foram convidados a apresentar propostas para o projeto de nacionalização dos 13 itens “e a Sandvik foi escolhida devido aos seus produtos de alta tecnologia e à excelente prestação de serviços”, conta o supervisor de métodos e processos, Hélio Silvestre, ressaltando que também foram importantes na decisão da NMHG os cursos oferecidos pela empresa e o treinamento do pessoal da produção so-

Ao todo foram desenvolvidas 12 ferramentas especiais para a NMHG, mas a relação de ferramentas usadas pela empresa é quase uma lista dos mais recentes lançamentos da Sandvik Coromant, pois o que se buscava era a redução dos custos de produção

O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000 • 19


As peças nacionalizadas pela NMHG depois da adoção das ferramentas da Sandvik Coromant são: carcaça do volante do motor, suportes direito e esquerdo do motor, ponta de eixo, eixo de direção, suportes direito e esquerdo da ancoragem do eixo, tambor do freio, mangas de eixo direito e esquerdo, cubo de roda, tie-rod (haste de direção) e carcaça do diferencial

dia, a produção de cada tie-rod demorava 20 minutos: depois de furar, exigia uma calibragem com alargador. Em seguida, a peça era virada, repetia-se a operação no segundo lado, concluindo-a com um rebaixo. A Sandvik sugeriu o desenvolvimento de uma ferramenta especial que usinasse a peça numa única

mandrilar que usina os dois lados da peça, eliminando a necessidade de girá-la, pois ela entra deslocada e usina a parte de cima, se desloca e usina os diâmetros intermediários e depois a parte de baixo. O resultado? “Não poderia ser melhor”, diz Silvestre, “pois se antes um tie-rod era usinado em 20 minutos, agora usinamos oito em apenas 16 minutos”. Mais que isso: no total foram desenvolvidas 12 ferramentas especiais para atender a todos os itens nacionalizados e “todas apresentaram um ótimo desempenho desde o início dos try-outs, de maneira que conseguimos o aproveitamento máximo do conjunto máquina, dispositivo e ferramenta”.

bre manuseio e desgaste de ferramentas, realizado na fábrica. “Durante os cursos, pudemos conhecer mais detalhadamente toda a linha A excelência dos Coromant e a estrutura da novos — Os tornos Sandvik no Brasil, sua fábrica e o Departamento de FerCNC e centros de usinagem em operação na ramentas Especiais”. NMHG são 100% ferraO projeto de uma ferramenta especial foi, aliás, o mentados com itens da Sandvik e na verdade a que causou maior impacto lista de ferramentas adoa todas as pessoas ligadas à usinagem e à diretoria da tadas é quase uma relação dos seus últimos NMHG do Brasil. “Ela sim- O operador Ednaldo da Silva Amorim supervisiona um dos lançamentos, a começar plesmente permitiu que pas- centros de usinagem que trabalham com o sistema Capto sássemos a produzir um dos pelo Capto, sistema fixação, o que certamente garantimodular de fixação, autocentrante, itens do programa de produção num ria a redução do tempo surpreendentemente mais tempo de produbaixo”, conta Silvestre, que, com ção. Os desenhos 26 anos de experiência dentro da foram levados ao NMHG, garante jamais ter visto Departamento de algo “tão fora de série”. O item em Ferramentas Esquestão era o tie-rod, ou haste de peciais e a soludireção, peça em aço SAE 4140 que ção encontrada une o cilindro da direção e a manfoi uma barra de ga de eixo da empilhadeira. Em méHélio Silvestre, supervisor de métodos e processos da NMHG: “As ferramentas da Sandvik Coromant já entraram em produção sem necessidade de reparos ou ajustes e a barra de mandrilar produz oito hastes de direção em 16 minutos, sendo que antes a usinagem de apenas uma dessas hastes demorava 20 minutos” 20 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000


Nacco, Yale, Hyster e NMHG: quatro gigantes em um A centenária North American Coal Company (Nacco), que tem forte atuação no mercado norte-americano de carvão mineral, saiu às compras há cerca de 15 anos e adquiriu a fabricante de empilhadeiras Yale. Três anos depois comprou a Hyster e, após um processo de racionalização das atividades das duas empresas, abrigou-as sob a sigla NMHG (Nacco Materials Handling Group), que já é líder no mercado norte-americano de empilhadeiras e a segunda maior empresa do mundo nesse segmento. A Nacco consolidou o que havia de comum entre as duas empresas, mas manteve as duas marcas separadamente no mercado. “As duas redes de distribuição são independentes, de forma que não existe nenhum distribuidor no mundo que comercializa as duas marcas”, frisa Álvaro da Silva Sousa, diretor-gerente da NMHG do Brasil. Presente no Brasil desde 1957, quando foi instalada a rígido e de alta repetibilidade. “Com o Capto pode-se fazer o intercâmbio de ferramentas entre uma máquina e outra, mantendo-se dois ou três cabeçotes de fresar, e quando as pastilhas se desgastam basta substitui-los, pois o pré-set sempre será o mesmo uma vez que a sua repetibilidade é garantidamente de 100%”, afirma Silvestre. “A vantagem do Capto é que se ganha em tempo e produtividade”, reforça Mário Nogherotto. Entre as ferramentas utilizadas,

tiva da Yale e da Hyster no território nacional, no entanto, só foi efetivada depois do desaparecimento de uma empresa brasileira licenciada para produzir as empilhadeiras Yale. Até então a rede de distribuição Yale vinha importando diretamente das várias fábricas que a NMHG mantém nos EUA, Europa e Japão. Agora, com o início da produção local, os pedidos já podem ser encaminhados à NMHG do Brasil. “Essa fábrica vai produzir as duas linhas, o que amplia nosso leque de produção e nosso mercado tanto no Brasil quanto no Mercosul, para onde pretendemos expandir nossa liderança”, “Agora a NMHG fabrica as linhas de empilhadeiras Yale e Hyster e deveremos afirma Sousa. O mercado estar produzindo 100 máquinas por mês brasileiro consome 3 mil ematé o final deste ano, produção que pode pilhadeiras/ano. ser dobrada com o aumento de um turno São produzidas na de trabalho”, diz Álvaro da Silva Sousa, NMGH do Brasil as famílias diretor-gerente da empresa Hyster e Yale de 2 a 3 toneladas a combustão interna, fábrica da Hyster em São Paufaixa que representa cerca lo, a NMHG também é líder do segmento, com cerca de 35% de 70% do consumo nacional de empilhadeiras. A linha de market-share. A união efeas fresas CoroMill R245, R290, R390 e N331.32 também merecem destaque. “A performance da família CoroMill é excelente, e, só para se ter uma idéia, basta dizer que com a R245 estamos trabalhando a velocidades de corte que vão a até 370 m/min em ferro fundido e com a R390 fazemos acabamento no mesmo material usinando em corte interrompido a 220 m/min”, diz Silvestre, acrescentando que o emprego da R390 na usinagem da carcaça do diferencial eliminou a neces-

sidade de uma fresa tipo abacaxi e uma fresa de topo tipo caracol, reduzindo o tempo de operação. Já a broca Delta Drill, que permite abrir furos com tolerância de 0,04 mm, descartou o uso posterior do alargador. Isso foi muito bom, mas os ganhos não param por aí — Silvestre cita também o macho da Titex Plus. “Antes, a cada três peças um macho era substituído. Agora a troca de ferramenta é realizada depois da usinagem de um lote de 40 a 50 unidades”. Da linha

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Agora a linha de empilhadeiras Yale (esquerda) é produzida também na mesma planta que já produzia a linha Hyster

básica das duas marcas é composta de três famílias: de 2 e 3 toneladas; de 4 e 5; e de 6 e 7. A partir daí, a linha da Hyster prossegue até modelos de 45 t, incluindo um guindaste para movimentação de até cinco contêineres empilhados. Ambas as marcas também contam com versões elétricas não produ-

zidas localmente e, futuramente, empilhadeiras movidas a bateria poderão também passar a constar de seu catálogo geral de produtos. Hoje, 48% dos componentes das empilhadeiras produzidas no Brasil são importados, incluídos aí motores, transaxle (eixo com transmissão, um projeto específiCoromant, a NMHG também utiliza cabeçotes micrométricos para mandrilamento de furos com alta precisão; brocas Coromant U; brocas de metal duro inteiriças; fresas de topo de metal duro e cabeçote para rosqueamento. Da linha Titex Plus, além de machos standard e especiais utiliza também alargadores. O sucesso alcançado

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co da Nacco para empilhadeiras), cilindros e componentes hidráulicos. “Existem planos de ampliar o índice de nacionalização, porém condicionados à manutenção do projeto da máquina, que é conceituada no Brasil como de alta durabilidade e grande confiabilidade. Temos muitas empilhadeiras Hyster trabalhando há mais de 20 anos”, afirma Sousa. “Além disso, mantendo o projeto idêntico ao das máquinas vendidas no resto do mundo, a reposição de peças e sua intercambiabilidade não serão afetadas, de tal sorte que se um cliente comprar uma empilhadeira nos EUA e outra no Brasil, desmontá-las e misturar as peças poderá montar novamente duas empilhadeiras”, explica, e diz que somadas à economia alcançada na usinagem, outras atividades foram realizadas visando à redução de custos, “o que acabou resultando no corte de 20% no custo total”. no projeto de nacionalização não acomodou a equipe de usinagem da NMHG do Brasil. Pelo contrário, sobre a planilha elaborada para justificar a produção localmente, novos ganhos de tempo de produção têm sido alcançados: a usinagem dos suportes direito e esquerdo do motor foi reduzida em 41%; o suporte da ancoragem do eixo em 35%; e o eixo de direção em 44%. Estes resultados abrem a perspectiva de ampliar a nacionalização de itens, que hoje está em 52%.


Wiper: um lance espetacular em um caso que vem de longe e repente tive parar para, pensar um insight de e trocar idéias sobre como otimizar a usinagem. Todas as usinagem das vezes que participei pontas de eixos dos cilinde cursos ou evendros secadores que comtos na Sandvik eu põem as máquinas de papel sempre trouxe algo produzidas pela empresa”. que apliquei na fáA frase é de Rubens Bueno brica”. de M. Filho, técnico de ferNaquele dia ramentas da Voith Sulzer, Rubens percebeu que no final do ano passaclaramente que a do participou do Coromant Wiper poderia traDay, evento que se conzer ganhos de procentrou na divulgação da dutividade na opeTorneamento de acabamento com a ferramenta Wiper, da Sandvik tecnologia e da aplicação Coromant. A peça é uma ponta de eixo que integra os cilindros ração de acabasecadores fabricados no Brasil para todas as filiais da Voith Sulzer de duas novas ferramentas mento das pontas da Sandvik Coromant: as em todo o mundo. Com esta ferramenta, a operação tem um tempo de eixos dos cilin12 minutos mais curto, o que resulta em um tempo de usinagem pastilhas alisadoras Wiper total reduzido em 55% em relação ao que era até então obtido dros secadores que e os bedames CoroCut de são fornecidos às mos visualizar uma aplicação imedia1 e 2 arestas. filiais da Voith Sulzer do mundo todo, ta porque, como só produzimos sob Rubens também já havia tomado que, apesar de também serem difeencomenda, praticamente tudo que conhecimento da Wiper por meio dos rentes umas das outras, são todas entra na máquina é diferente da peça catálogos técnicos que Agnaldo Ripontas de eixos. “A condição de foranterior”, explica. Além disso, nem bessi, vendedor técnico da linha Conecedores mundiais do grupo Voith sempre o cotidiano da fábrica permiromant da Sandvik, havia lhe fornenessa linha nos faz perseguir melhote que ele se debruce sobre uma nocido. “Muitas vezes ele nos traz norias constantes na fabricação, pois vidade. Situação distinta da proporvidades para as quais não conseguiquanto mais derrubamos os tempos cionada pelo e os custos, mais competitivos ficaCoromant Day. mos”, explica. As pontas de eixo são “Lá, durante uma produzidas em aço fundido ou ferro explanação de fundido GG 25 ou GGG 40, com meio dia, além peso médio de 400 kg, e têm o diâde um conhecimetro maior em torno de 470 mm e mento mais proo menor próximo de 165 mm, enfundo da ferraquanto que o comprimento varia de menta, tem-se a 800 mm até 1,5 m, dependendo do oportunidade de projeto.

“D

Agnaldo Ribessi, vendedor-técnico da Sandvik (esquerda), com Rubens Bueno de M. Filho, técnico de ferramentas, e José Imaculado da Costa, supervisor de produção, ambos da Voith Sulzer. O assunto entre eles sempre gira em torno de soluções para aumentar a produtividade no chão-de-fábrica da Voith O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000 • 23


As pontas de eixo (direita) são parte integrante de cilindros secadores de máquinas para a produção de papel. Uma máquina de porte médio tem até 44 cilindros, em média, e cada um deles pode ter diâmetro de até 1,8 m e comprimento de 3 a 11 metros. O material para um cilindro de 9 m entra no torno pesando 22 toneladas e depois de cerca de 13 horas de usinagem pesa 12 toneladas

Desempenho — Os testes foram realizados em um centro de usinagem Max Müller, onde é dado o acabamento superficial das pontas de eixo. “Começamos pelas peças em aço, usando uma pastilha Wiper Cermet numa operação até então efetuada com pastilhas DNMG, também da Sandvik, e o resultado foi mais que satisfatório: ganhamos 12 minutos na operação, o que significou uma redução de 55% do tempo de usinagem”, conta Rubens. Em seguida, comparou-se o desempenho de uma Wiper de metal duro com uma pastilha de cerâmica no acabamento superficial da ponta de eixo em ferro fundido. Mais uma vez o resultado surpreendeu: o tempo de usinagem caiu em 40%. “Com a Wiper cheguei à rugosidade que necessito, em termos de projeto, e que já alcançava com a cerâmica, só que num tempo melhor. Ou seja, aumentei os avanços e cheguei à mesma rugosidade”, comemora Rubens, que diz estar aguardando o lançamento

da versão em cerâmica da Wiper, com a qual acredita que será possível alcançar um ganho ainda maior. “Mesmo numa peça já considerada otimizada, como é o caso da ponta de eixo, são fundamentais esses ganhos de performance”, explica Rubens, contando que há três anos cada ponta de eixo era usinada em em média em oito horas, tempo que caiu pela metade com a utilização de novas tecnologias e processos. “Afinal, não podemos perder de vista o objetivo da filial brasileira de ser a fornecedora exclusiva da linha de rolos e cilindros para as unidades da Voith em nível mundial”. Peças de grande porte, os cilindros secadores têm diâmetros de até 1,8 m e comprimentos que podem variar entre 3 e 11 m. Para usiná-los, a Voith Sulzer conta com um torno vertical especial Dörries, considerado o maior da América Latina, com capacidade para peças de até 12 metros de altura. Para se ter uma idéia, um cilindro de 9 m, por exemplo, chega

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à usinagem com 22 toneladas e depois de 12 a 13 horas de trabalho sai com 12 toneladas. Uma máquina de papel de porte médio é equipada, em média, com 34 ou 44 cilindros. A capacidade de produção da Voith Sulzer é de um cilindro/dia. No momento, estão sendo estudadas outras aplicações para as pastilhas alisadoras Wiper na produção da empresa. “Depois desse primeiro passo, vamos levá-las para as pontas de eixos maiores, produzidas em outras máquinas, e também para as tampas, onde se encaixam as pontas de eixos”, adianta Rubens, que para isso contará com o apoio do vendedor-técnico da Sandvik Coromant. “De tanto participar das nossas atividades, hoje ele já sugere as ferramentas que podemos usar em determinada peça com um elevado índice de acerto, o que facilita muito nosso trabalho”, diz Rubens.

Liderança — A Voith Sulzer lidera o mercado de máquinas para a produção de papel no Brasil. Desde


Além de modernizar e reorganizar suas empresas no Brasil, a Voith também investiu em processos avançados de produção, o que lhe deu mais competitividade. À esquerda, uma operação de torneamento sem refrigeração e, abaixo, com refrigeração — ambas as operações são realizadas com ferramentas da Sandvik Coromant

1967, quando forneceu para a Cocelpa a primeira máquina completa produzida localmente, a filial já forneceu 121 máquinas (59 exportadas), além de 13 máquinas desaguadoras de celulose. Da produção atual de papel no Brasil, 80% dos papéis de escrever e imprimir são produzidos por máquinas Voith, assim como 30% dos papéis tissue (absorvente), 40% dos papéis especiais e 30% dos papéis cartão e de embalagem. “Além disso, 80% da produção nacional de celulose saem de máquinas fornecidas pela empresa”, informa o gerente industrial, Claudio Massera. A Voith Sulzer tem capacidade produtiva de 27 mil horas/mês na parte fabril (caldeiraria, usinagem e montagem) e emprega cerca de 900 pessoas, 320 delas atuando na área operacional.Segundo Massera, a planta brasileira está montada para produzir máquinas completas de papel, incluindo os equipamentos de preparação de massa, da pasta de celulose, mistura, refinamento, todo o processo de reciclagem e também os serviços de manutenção dos equipamentos de máquinas de papel. Em 1992, as unidades da Voith localizadas no Brasil — Voith Sulzer Paper Technology, Voith Siemens

Hydro, Voith Turbo e Voith Service — empregavam 6 mil pessoas e trabalhavam em três turnos, todos os dias, 24 horas/dia. Produziam desde peças de apenas 200 g até rotores de 300 t, mas o alto custo de um leque tão amplo forçou a reorganização visando à competitividade. Hoje, todas as unidades empregam cerca de 1200 pessoas, depois que se iniciou, em 1993, um processo rigoroso de terceirização e desenvolvimento de fornecedores para a produção das peças de pequeno porte. Enxuta e competitiva, a Voith Sulzer São Paulo passou a ser Centro de Competência em Manufatura (COM) em cilindros secadores, ou seja, podia fabricar e fornecer para todo o grupo, e a partir de maio foi classificada também como Centro de Competência de Projeto (COP), responsável pelos projetos desses cilindros. Mas não deve parar por aí.

“Como nossa planta é muito grande e tem um bom potencial, queremos avançar”, adianta Massera. Avançar, no caso, significa a conquista da qualificação COM e COP também para outras linhas além das de cilindros secadores e cilindros Yankee (cilindros-base para as máquinas que fazem papel absorvente), de até 4,5 m de diâmetro por 4,25 m de largura. Na esteira da virada na área organizacional veio a alta nos negócios: “A previsão de faturamento para este ano fiscal (outubro/setembro) é 30% maior que o do exercício anterior”, comemora Massera. Aliás, a comemoração começou cedo: 70% deste total já se encontravam em carteira no final do segundo quadrimestre. Cerca de 80% do faturamento são provenientes de exportações. Se no exercício passado a Voith Sulzer São Paulo esteve totalmente empenhada na prestação de serviços para as outras unidades do grupo, no atual concretizou a venda de duas máquinas completas — uma para a Austrália e outra para o Chile. Claudio Massera considera essa última um grande desafio. “O cliente nos entregou o terreno e vai receber a planta pronta para produzir papel, incluindo a parte civil, vias de acesso, jardinagem, tudo. É a primeira vez que uma unidade do grupo Voith assume um compromisso nesse nível”.

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A história começou há 133 anos e parece que não acaba cedo Quando se propôs a fincar as bases de sua empresa em Heidenhein, na Alemanha, em 1867, o caldeiro Johann Matthäus Voith estava começando um negócio que se espalharia por mais de 20 países e chegaria ao ano 2000 empregando 13 mil pessoas. As máquinas produzidas pela Voith respondem hoje por um terço das produções mundiais de papel e de energia hidrelétrica. Uma das principais filiais do grupo, localizada em São Paulo, ocupa um terreno de 297 mil metros quadrados e tem área construída de 134 mil metros quadrados. Fundada em 1964, a filial abriga as unidades da

Voith Sulzer Paper Technology, da Voith Siemens Hydro, da Voith Turbo e da Voith Service, incluindo uma fundição com capacidade de produção de 10 mil toneladas/ano. Há três anos a Voith S.A. fechou um acordo de fornecimento exclusivo com a Sandvik Coromant, que hoje responde por mais de 80% do metal duro por ela utilizado. O acordo estreitou os laços entre as duas empresas e, entre outros aspectos, intensificou a participação do pessoal da Voith em cursos e treinamentos oferecidos pela fornecedora de ferramentas.

Gestão — A Voith Sulzer iniciou recentemente o processo de implantação do projeto de gestão industrial Total Productive Maintenance (TPM), que abrangerá desde o projeto até a entrega do produto. Desenvolvido no Japão, o TPM visa a eliminar as perdas no processo produtivo e melhorar as condições de trabalho, capacitando os funcionários a atender melhor as exigências do mer-

cado. “Esperamos colher os primeiros resultados dessa implantação a partir de setembro”, diz Massera. O sucesso de projetos como este depende também de uma maior aproximação entre a empresa e seus fornecedores de produtos, peças e serviços, segundo Massera. “Quando não há um bom entrosamento entre as partes logo surgem críticas dentro da fábrica”, comenta, ressaltando que com a Sandvik isso não existe. “Esta é uma parceria realmente muito afinada em que a confiança se sobrepõe a qualquer outra questão. A Sandvik não se preocupa só em vender: faz desenvolvimento e treina os usuários, mostrando Claudio Massera, gerente industrial da Voith Sulzer. qual a melhor manei“A filial brasileira foi a primeira do Grupo ra de utilizar seus a fechar um contrato para a entrega de uma planta completa para a produção de papel” produtos para tirar 26 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000

Há dois anos, por exemplo, os funcionários ligados à usinagem receberam treinamento na própria planta e, em maio passado, todos passaram por uma reciclagem. Paralelamente, vários funcionários participaram de cursos e eventos na sede da Sandvik. deles o máximo de benefícios”. Formado em engenharia mecânica e trabalhando há 20 anos na Voith, Massera já participou de cursos na Sandvik Coromant quando, em 1993, assumiu a gerência responsável pela linha de usinagem de turbinas e teve que burilar seus conhecimentos sobre técnicas de fresamento e de torneamento. Desde então tornou-se um incentivador da participação dos funcionários da Voith nos cursos promovidos pela Sandvik e recentemente promoveu uma reciclagem de conhecimentos na área de ferramentas para todo o pessoal do chão-de-fábrica da empresa, envolvendo inclusive pessoas que passaram anteriormente pelo curso. “Esses cursos sempre trazem algo novo e permitem que sejam visualizados os valores envolvidos, as performances e toda a tecnologia que está por trás das ferramentas”, justifica.


Usinagem sem geração de cavacos e com menos itens em estoque Nas operações de rosqueamento de quase 70% dos materiais usados na indústria com coeficiente de escoamento de no mínimo de 9%, a laminação a frio pode levar a uma redução de custos bastante significativa e é uma alternativa técnica realmente muito segura. A laminação de roscas mostra uma performance excepcional na usinagem de aços até 1.000 N/mm², aços inoxidáveis, ligas de alumínio com até 12% Si e ligas macias de cobre, sem contar que um macho laminador pode substituir vários tipos de machos de corte tanto para furos cegos como passantes em diferentes tipos de materiais. fixação por rosca é a solução mais freqüente em muitas áreas da engenharia mecânica quando os projetistas e engenheiros de produção se confrontam com a tarefa de definir qual é a maneira de realizar a conexão entre duas ou mais peças. Na grande maioria dos casos, as roscas têm sido até agora produzidas pelas operações tradicionais de rosqueamento com machos de corte. Especialmente em materiais de cavacos longos e também em roscas mais profundas, sempre há o risco de quebra das ferramentas devido à má formação dos cavacos, arestas postiças e outras ocorrências. Os cavacos pro-

A

Este artigo foi escrito por Roland Heiler, engenheiro formado pela Universidade de Darmstadt, que é Gerente de Desenvolvimento de Produtos na Área de Rosqueamento da Titex Plus - Frankfurt (Alemanha). Co-autor: Marcos Soto, Gerente Regional de Vendas da Titex Plus no Brasil.

duzidos em tais operações também podem aumentar os tempos de máquina parada, na medida em que têm de ser removidos manualmente para evitar o entupimento dos canais e a conseqüente quebra da ferramenta. Isso tudo não pode ser subestimado quando da análise do tempo total de produção, principalmente no mundo de hoje, em que a crescente concorrência internacional exerce uma forte pressão sobre as indústrias, que, para não perderem o passo, estão diuturnamente procurando meios de reduzir seus custos/preços e melhorar seus processos de manufatura. E é aqui que a Titex Plus entra nesta história com uma solução que é um verdadeiro divisor de águas: de um lado ficam as operações convencionais de rosqueamento e, de outro, estão as operações em que os cavacos simplesmente não existem.

Os machos de corte cedem sua vez à laminação a frio No rosqueamento laminado a frio, o ponto mais alto do filete do macho é pressionado para dentro do material a ser usinado. O macho entra no pré-furo em movimento espiral da mesma maneira que o macho de corte, e o material cede e “flui” por entre seus filetes formando, assim, o perfil da rosca (figura 1). Isso significa que a laminação a frio é Figura 1 O material flui por um processo entre os filetes do de transfor- macho

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mação que não produz cavacos, formando roscas mais resistentes e com um acabamento superficial de melhor qualidade, além de tornar a limpeza quase desnecessária e não gerar os custos de remoção de cavacos longos próprios da operação convencional, com machos de corte, os quais muitas vezes se alojam na haste da ferramenta e impõem riscos ao trabalho. Como se não bastasse, o risco de arestas postiças que podem causar a quebra dos machos em roscas mais profundas é eliminado. Se no tradicional processo com machos de corte o diâmetro do furo após a operação de rosquear fica igual ao diâmetro pré-usinado, no processo de rosca laminada o diâmetro do pré-furo é alterado pelo macho. Isso quer dizer que a característica do perfil do filete nas roscas laminadas a frio é diferente daquela das roscas produzidas por machos de corte (a figura 2 mostra esquematicamente ambos os perfis). Graças à rigidez dos machos laminadores, as ocorrências de quebra de ferramentas são menos fre-

que é uma regra geral, chega-se a uma idéia aproximada da broca a ser usada, mas deve-se ter em mente que nos casos de roscas laminadas existem outros fatores que também podem influenciar o dimensionamento do furo — material, lubrificante, VC, entre outros.

A lubrificação é um fator decisivo na laminação de roscas

Assim como em outros processos de transformação a frio, a lubrificação eficaz é de grande importância na produção de roscas laminadas devido ao atrito gerado pelo processo, mas, em função da evolução dos revestimentos das ferramentas e atendendo às restrições cada vez maiores ao uso de óleos minerais integrais, por serem extremamente poluentes, os machos laminadores trabalham com refrigeração por óleo solúvel de baixa concentração ou mínima lubrificação por névoa, o que torna a relação custo/beneficio de sua aplicação bastante vantajosa. Esta é, aliás, a razão de cada vez mais ser comum a aplicação desse tipo de machos em máquinas não-específicas para rosqueamento e cenFigura 2 tros de usinagem Comparativo entre os processos de corte e de laminação com refrigeração comum ou por névoa. qüentes. Para alcancar o perfil das Ao contrário do tradicional rosroscas no processo de laminação é queamento com macho de corte, na necessário que o diâmetro do prélaminação a frio podem ser usadas furo seja maior e com uma tolerânvelocidades de corte mais altas em cia mais estreita do que no dos maconjunto com uma grande segurança chos de corte. Aplicando-se a fóratribuída ao formato rígido do mamula cho, especialmente em roscas mais Furo inicial (Ø da broca) = D1 - (1/2 x P) profundas em furos cegos, onde não 28 • O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000

há fluxo de cavacos contra a direção de avanço da ferramenta. Em materiais facilmente deformáveis (coeficiente de escoamento mínimo de 9%), como, por exemplo, o alumínio e suas ligas, aços para estruturas e aços inoxidáveis, a vida útil da ferramenta pode superar consideravelmente a dos machos de corte. Ambos os fatores significam ciclos de produção e custos reduzidos para esse tipo de aplicação (figura 3). Como já foi dito aqui, o macho adentra a rosca durante o processo de laminação a frio e, como a

Figura 3 Macho laminador dentro da peça (esquerda) e rosca laminada (direita)

rosca não é cortada, e sim “conformada”, não gerando cavacos, as tendências de quebra da ferramenta são minimizadas. O risco de produzir roscas de qualidade inferior tanto do ponto de vista de tolerância quanto de acabamento superficial, e, portanto, de refugo, é relativamente pequeno no processo a frio. Isso faz com que a constância dimensional seja limitada apenas pelo comportamento de desgaste das ferramentas. Uma vez que sob condições normais o desgaste ocorre de forma uniforme e homogênea, o processo de produção pode ser controlado apenas por ajustes de torque ou pelo controle da potência da máquina, não dependendo de verificações constantes.


r o s c a s n ã o são produzidas com nenhuma remoção de cavacos, como mostra a figura 4. Além disso tudo há a vantagem especial de a geometria toda de um macho Figura 4 laminador a frio, em Os perfis dos machos laminador e de corte comparação com a Figura 5 Alguns machos laminadores têm sulcos para As diferenças que de um macho convencio- lubrificação “fazem a diferença” nal, ser essencialmente no rosqueamento mais forte e, então, capaz de trabama influência negativa sobre a estaNo processo de laminação, o lhar em condições desfavoráveis. bilidade da ferramenta (figura 5). flanco da rosca é suavizado e as fiCertos machos para laminação a frio Um grande benefício do processo a frio é que é possível produzir Titex Plus: um braço forte da Sandvik furos cegos e passantes em materiais de diferentes tipos com uma só Sediada em Frankfurt (Alemanha), da unidade brasileira da Sandvik. geometria, ao contrário dos machos a Titex Plus Precision Cutting Tools é Dentro do segmento de rosqueade corte, que em geral têm canais uma das empresas que formam o mulmento, a Titex Plus oferece uma linha helicoidais para furos cegos e retos tifacetado Grupo Sandvik. Fundada completa de machos laminadores em 1890, ela reforça e complementa standard em HSS que vão de rosca para furos passantes (figura 6). Isso as atividades do Grupo no nicho de M1 até M16; rosca fina de M8 até 16 é um fator de diminuição dos custos tecnologia de ponta em ferramentas com superfície sem tratamento, recom ferramental, devido à redução de metal duro e HSS para furação, rosvestida com TiN ou oxidada a vapor; queamento e fresamento e, desde machos para roscas UNC e UNF com de itens em estoque. 1997, vem atuando direta e intensasuperfície sem tratamento ou oxidaNa fase de estudos para um novo mente no mercado brasileiro como um da a vapor; e também machos em produto o método convencional de braço importante da Divisão Coromant metal duro para roscas M4 até M10. rosqueamento deve ser avaliado, mas bras do material são delimitadas, são providos de não cortadas. As fibras contínuas sulcos estreitos do material e o trabalho de conforpor onde se reamação conferem à rosca um enduliza a lubrificarecimento superficial e uma resisção. Tais matência significativamente maiores chos foram conem comparação com as que são cebidos especialobtidas convencionalmente. mente para traA construção de um macho labalhos com deminador a frio é completamente terminados tipos diferente da construção de um made material e cho convencional de corte. Para para furos mais deformar o material da peça de profundos, auxi- Figura 6 modo suave e fácil, a seção transliando extrema- São necessários diferentes machos de corte para diferentes materiais versal da ferramenta é feita com mente na distrium perfil de polígono especial. O buição do lubrificante durante a opefreqüentemente um macho laminamacho não tem canais porque as ração, mas não exercendo nenhudor a frio é a alternativa ótima. O Mundo da Usinagem – Sandvik Coromant do Brasil - 2. 2000 • 29


Menores tempos de máquinas paradas e usinagem mais eficaz O ferramental modular de troca rápida utilizado nos centros de torneamento Mazak Quick Turn 20 recentemente instalados na fábrica da Quinton Hazell Automotive Limited, em Colwyn Bay, Norte do País de Gales, está se mostrando uma solução versátil e produtiva para as operações de usinagem da empresa, que fabrica uma extensa gama de peças muito diferentes umas das outras, o que poderia significar enormes tempos de preparação de máquinas. “Poderia”, mas a combinação das tecnologias da Sandvik Coromant e da Mazak com a perspicácia da Quinton não permitiu. abricante de peças para conjuntos de direção, suspensões e bombas d’água de automóveis que em sua maior parte são direcionados ao mercado de reposição, a Quinton Hazell Automotive (QHA) recentemente deu mais um passo rumo à fabricação celular — colocou em operação duas novas células de usinagem, ambas A célula de alta velocidade e pequenos lotes atualmente produz cerca de 25

F

Este artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik (Suécia), Divisão Coromant.

diferentes peças em volumes variando de 50 a 250 unidades. A maioria das peças é usinada a partir de blanks forjados EN5. As pastilhas para torneamento T-Max U melhoraram a performance da célula

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As brocas Coromant-U com pastilhas intercambiáveis, com acoplamentos Coromant Capto integrados, são usadas com dados de corte mais altos nas operações de usinagem nas fábricas da QHA, em Colwyn Bay. Os tempos de máquinas paradas mais curtos significaram uma rápida amortização do investimento em ferramental

trabalhando com volumes de peças altamente contrastantes. As operações de usinagem de pequenos lotes (os volumes variam de 50 a 250 unidades) na célula de resposta rápida produzem, atualmente, cerca de 25 diferentes peças, a maioria usinada a partir de blanks forjados de aço EN5. A célula foi implantada especificamente para atender à variada, e geralmente de curto prazo, demanda.

Produção e retorno de investimentos muito rápidos Nesse ambiente, o ferramental Coromant Capto proporcionou o retorno do investimento em um prazo expressivamente curto graças à rapidez de mudança de um set-up para outro, precisão consistente e eliminação do pré-ajuste das ferramentas. Uma vez tomada a decisão de

adotar a abordagem celular, a Sandvik Coromant, como principal fornecedora de pastilhas intercambiáveis e porta-ferramentas da QHA em Colwyn Bay, foi convidada a apresentar propostas que conciliassem a introdução da mais recente tecnologia nesta área e a garantia de que a flexibilidade e os cronogramas de produção fossem plenamente atendidos. A recomendação da Coromant foi que as máquinas fossem equipadas com o sistema Coromant Capto e pastilhas para torneamento da série GC 4000, especificamente introduzidas para a usinagem de aços. A vasta área de aplicação oferecida por essas classes de pastilhas também possibilitou que a QHA obtivesse importantes economias adicionais de custo em função da racionalização das próprias pastilhas. Na célula, três novos Quick

Turn 20 complementam uma máquina 10N mais antiga e todos foram equipados com o ferramental modular Coromant Capto. O potencial para um longo tempo de máquinas paradas em ambientes como esse é considerável, mas o conceito modular de troca rápida eliminou completamente essa possibilidade: a QHA obteve economias muito significativas quanto a ajustes e mudanças quando o comprimento das ferramentas e as compensações conhecidas são aplicados a cada ferramenta. E, além disso, as brocas Coromant-U com pastilhas intercambiáveis são extensivamente usadas em algumas operações de usinagem, integradas também aos sistemas Coromant Capto. Os dados de corte foram aumentados devido ao novo desenho da broca e à inerente rigidez desse sistema de fixação.

O torneamento é preciso e apresenta bom controle de cavacos Quanto à célula de usinagem de alto volume, a QHA estava certa de que à medida em que a demanda crescesse para certos tamanhos de pinos esféricos e terminais de direção, o manuseio e carregamento automatizados de blanks e peças usinadas se tornariam essenciais para atender aos volumes em questão. Ambos os Quick Turn 20 são equipados com carregadores automáticos fabricados sob medida, mas era extremamente importante que o escoamento dos cavacos gerados pelos dois centros de torneamento não

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Sistema de ferramentas modulares de troca rápida e multifunção: Coromant Capto, ao seu dispor • Sua versatilidade permite que seja usado na maioria das máquinas-ferramentas e em muitos tipos de usinagem, formando a base para o próximo estágio da produção JIT (just-in-time) • É a única solução viável para centros de tornofresamento e FMS, mas também pode ser usado com grande vantagem em muitas máquinas tradicionais • Permite a padronização do sistema de ferramentas • Reduz os custos de estoque • Simplifica o manuseio físico e administrativo de ferramentas • Único sistema igualmente eficaz para torneamento, fresamento e furação • Igualmente adequado para instalações manuais ou automáticas • As ferramentas são fornecidas

paralisasse o trabalho entre eles. Mais uma vez o ferramental Coromant Capto foi recomendado, pois um tempo mínimo de máquina parada na troca de ferramentas é essencial. De qualquer forma, como os dados de corte e o controle eficaz do escoamento de cavacos ainda eram uma área que merecia toda a atenção, a solução dada pela Coromant foi o uso das suas mais recentes pastilhas para torneamento, da série T-Max U, específicas para usinagem de precisão. Os testes de prova em outras máquinas tiveram excelentes resultados, o que significou o sinal verde para que o sistema de fixação e os dispositivos da torre fossem projetados e os try-outs minimizados.

Coromant Capto: um acoplamento revolucionário baseado em um polígono cônico pré-tensionado e retificado

Do blank até a peça acabada em apenas 50 segundos Desde a instalação, o recurso de carregamento automático tem funcionado muito bem — os tempos médios de ciclo, por exemplo para um pino esférico, são de 50 segundos desde o blank até a peça completamente acabada. As esteiras transportadoras que, a partir das máquinas Quick Turn, levam as peças usinadas para a fase de acabamento têm versatilidade suficiente para direcioná-las a operações adicionais, principalmente a rolagem de roscas, e o temido problema de escoamento de cavacos nas áreas de trabalho efetivamente não teve vez nessa história.

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com furo para refrigeração interna • Oferece excelente resistência às forças de deflexão • Permite a transmissão de torque nos dois sentidos com máxima rigidez • Torna a troca de ferramentas muito simples e rápida • Não envolve nenhuma peça solta (chaves, pinos, etc) • É autocentrante, com excepcional precisão radial e mínimo batimento • Desenho simples • A altura central da ferramenta está sempre correta • A grande área superficial do polígono proporciona baixa pressão superficial e risco mínimo de deformação, menos desgaste e, conseqüentemente, uma consistente precisão de posição

“A abordagem celular para a usinagem de uma gama tão ampla de peças está sendo altamente bem-sucedida, mas exigiu que nossa escolha de máquina e ferramental fosse muito cuidadosa”, conta John Shore, engenheiro de produção sênior da Quinton Hazell. “O ferramental Coromant Capto proporcionou uma combinação excepcional de flexibilidade e eliminação do longo tempo de máquinas paradas durante o ajuste das ferramentas, e o nosso receio de que o escoamento de cavacos poderia prejudicar a performance da célula de alta velocidade foi afastado pela perícia da Coromant ao nos indicar as ferramentas adequadas e a correta aplicação das pastilhas”.


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Você aproveita o que as novas pastilhas oferecem à sua produção?

As máquinas e as ferramentas avançaram significativamente durante este século e as fábricas já não usam mais como antes ferramentas de aço rápido para torneamento pelo simples motivo de que uma peça que demandava mais de uma hora e meia de usinagem hoje está pronta em menos de um minuto. Com as alterações nos produtos ocorrendo a toda velocidade e a pressão por competitividade, é muito importante que você se certifique de que suas ferramentas não são as mesmas de poucos anos atrás, porque o que levava um minuto para ser usinado até então, hoje leva menos de 50 segundos. númeras empresas são altamente competitivas porque deram uma atenção especial aos sucessivos desenvolvimentos na área de usinagem. Se de um lado há avanços crescentes quanto a capacidade, qualidade, controles e todos os outros parâmetros de máquinas que são suficientes para as exigências de pro-

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Este artigo foi produzido pela equipe técnica da AB Sandvik (Suécia), Divisão Coromant.

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dução, de outro lado há que se considerar que elas só são boas se as arestas de corte com as quais estão equipadas também o são. O torneamento de aços sempre foi uma das operações mais freqüentemente realizadas na indústria de manufatura. Há muitas peças produzidas com diferentes tipos de aços tanto em lotes unitários quanto de produção em massa e quase sem exceção essas pe-

ças são usinadas com pastilhas de metal duro, as quais foram desenvolvidas a partir da década de 50, quando começaram a substituir as ferramentas soldadas. Essa mudança elevou a velocidade de corte de 80 para 110 m/min e as faixas de avanço também passaram a ser mais altas. As indústrias que estiveram à frente dessa mudança — disponível a qualquer um, dia e noite — se


máquinas-ferramentas, sejam tornos NC do final da década de 70 ou centros de torneamento CNC de última geração.

GC 4000: melhores por dentro e por fora As pastilhas para torneamento de aços das classes da série GC 4000 estão sob constante análise e desenvolvimento de acordo com as novas exigências dos usuários e as mudanças dentro das fábricas. A sua área de aplicação abrange Desenvolvimento da velocidade de corte e da faixa de avanço por minuto para o torneamento de aços desde a introdução das pastilhas intercambiáveis, que pelo menos 95% das aplisubstituíram as ferramentas de metal duro soldadas durante os anos 60. cações das indústrias em Tipicamente, as ferramentas soldadas usinavam a uma velocidade de corte de 80 todo o mundo. Fatores m/min e a uma faixa de avanço de aproximadamente 100 m/min. As primeiras pastilhas T-Max para torneamento de aços representaram um salto para 110 m/min e como o desenho da peça, as 300 mm/min em avanço. Com a introdução, em 1971, das pastilhas de metal duro tolerâncias, os desenvolvirevestidas das classes GC, as velocidades de corte e o avanço se elevaram do dia mentos e as variações do para a noite para 150 m/min e 600 mm/min, respectivamente. Desde então, houve um contínuo aumento na velocidade e no avanço até a atual GC 4015 combinada com as material, máquinas cada pastilhas alisadoras Wiper, também intercambiáveis. A velocidade de corte em vez mais estáveis com fupotencial está hoje acima de 400 m/min e a faixa de avanço dobrou para além de sos de altas velocidades e 1.400 m/min, em comparação com o que era usual nos anos 90 menor necessidade de monitoramento direto da usinagem afeçavam velocidades de 200 m/min. Igcolocaram em uma posição muito tam o perfil das novas classes. norar todas essas mudanças é um vantajosa e competitiva, mas as que A qualidade do revestimento elegrande perigo. continuaram usando as mesmas vou substancialmente o índice de Quem não estiver tirando vantapastilhas nos 10 anos posteriores melhora das três classes. Hoje, na gem do desenvolvimento pelo qual as muito provavelmente foram deixamaioria dos casos as coberturas das pastilhas intercambiáveis com coberdas para trás por aquelas que optamodernas pastilhas de metal duro tura para torneamento de aços pasram por pastilhas de metal duro são combinações de uma camada insaram durante os anos 90 deve estar com cobertura recentemente introterna de TiCN (carbonitreto de titâusando um nível de velocidade de corduzidas, as chamadas “pastilhas da nio), que proporciona principalmente significativamente abaixo do que classe GC”. te resistência ao desgaste de flanco; hoje é recomendado. Mais que isso, As pastilhas GC possibilitaram o uma camada secundária de Al203 há vantagens adicionais que se tortorneamento de aços a uma veloci(óxido de alumínio), basicamente naram disponíveis com o desenvoldade de 150 m/min com faixas de para proporcionar resistência a cravimento das pastilhas, e entre elas esavanço mais altas e a mesma vida útil terizações e agir como uma barreira tão a previsibilidade de maiores avandas anteriores. Posteriormente, no térmica para o substrato da pastiços, a segurança de vida útil e a verinício dos anos 80, o torneamento de lha; e uma terceira camada de TiN satilidade operacional. Tais ganhos aços passou a ser realizado com no(nitreto de titânio), cujo objetivo ocorreram independentemente das vas classes com cobertura que alcanSandvik Coromant do Brasil • 3


O metal duro deixou o aço rápido e outros materiais lá atrás Ao longo dos últimos 20 anos houve muitas especulações quanto ao metal duro ter atingido seu pleno potencial como material para ferramentas de corte juntamente com as coberturas que elevaram sua performance. Cerâmicas, cermets e novos desenvolvimentos em aço rápido poderiam tirar uma fatia considerável das aplicações das pastilhas de metal duro revestidas, mas ocorreu o contrário: o metal duro representa, hoje, mais da metade do material consumido na fabricação de ferramentas de corte, tendo superado o aço rápido durante os anos 90 e, de longe, os outros tipos de materiais. A principal razão disso tudo é a intensa e contínua melhora na performance das classes com cobertura, proporcionando um nível mais uniforme e mais vantajoso de resistência ao desgaste em relação à tenacidade. Claro que as pastilhas de agora são muito melhores que as da década passada, mas engana-se quem pensa que seu aperfeiçoamento não está avançando ainda mais. Por trás de todo esse desenvolvimento de melhores classes estão muitas pesquisas e muitos desenvolvimentos de processos de produção de pastilhas, tudo ligado ao trabalho de

PCD CBN

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campo ocorrido na indústria de máquinas. O metal duro se desenvolveu dentro da fina arte de equilibrar as propriedades da aresta de corte pela otimização do substrato da pastilha, dos materiais da cobertura e da interação entre eles, o que envolve a combinação de áreas como a metalurgia, a química, a física e outras afins. Cada uma das introduções de várias novas classes com cobertura para torA relação típica entre os custos envolvidos na neamento de aços durante usinagem é “custo por peça/velocidade de as últimas três décadas sigcorte”. Há uma faixa que pode ser facilmente nificou um aumento médio calculada para cada operação de torneamento de produtividade de mais de que, por um lado, é limitada pela velocidade de 10%. Além disso, a vida útil corte econômica e, por outro, pela velocidade também melhorou e é impara máxima produtividade. A vida útil possível não levar em coneconômica da aresta de corte em uma operação ta o importante aspecto de significa o uso de uma velocidade que fique em segurança na usinagem e o algum lugar dessa faixa, não maximizando o atendimento à constante número de peças ou os minutos que uma aresta exigência de que a aresta pode durar de corte tenha uma vida útil mais econômica. Os níveis de segurança da pastilha, Fazer uma aresta usinar muitas pea previsibilidade da aresta de corte e a ças e durar o maior tempo possível, insua capacidade para manter a precidependente do nível da velocidade de são e o acabamento superficial, durancorte em potencial, não resulta, entrete as operações de acabamento, metanto, em uma vida útil econômica. Só lhoraram significativamente em compaquando a pastilha tiver uma perração com as classes de pastilhas de formance otimizada em reladez anos atrás. O efeito disso nas fáCT ção aos vários fatores de bricas pode ser visto no menor númecusto de produção para a ro de peças rejeitadas, em menos paoperação em questão é que radas de máquinas, no menor tempo se pode afirmar que ela foi de usinagem e na menor necessidade atingida no melhor sende monitoramento direto do operador tido que há para a ecopara se certificar de que a usinagem nomia de produção. ocorre exatamente como deve. O torneamento de aços está agora Distribuição dos dando um outro passo para o próximo materiais de milênio que, mais uma vez, vem acomferramentas em panhado de melhores níveis de produvolume. C: metal tividade e segurança. E não fica apeduro à base de nas nisso: traz também melhorias adicionais sob a forma de maior seguranHSS tungstênio; HSS: aço rápido; CT: ça da aresta de corte, classes e áreas cermets; CC: de aplicação mais amplas e mais vancerâmicas; CBN: nitreto tajosas e uma muito maior capacidade cúbico de boro; PCD: para a usinagem em que o refrigerante diamante policristalino foi completamente eliminado.


As arestas de corte de hoje devem suportar altas cargas em temperaturas de cerca de 1000°C. As combinações de cargas térmicas, abrasivas, químicas e mecânicas agem no sentido de prejudicar a capacidade da pastilha remover o metal de modo produtivo, manter as tolerâncias desejadas e gerar um bom acabamento superficial

principal é a melhor identificação do desgaste das arestas. Se o desgaste da pastilha é gerado em um corte contínuo, como no torneamento longitudinal de uma barra longa, a resistência ao desgaste (vida útil) é amplamente determinada pela espessura das camadas da cobertura. A maior parcela das operações, no entanto, é constituída de cortes diferentes, como perfilamento, faceamento, cortes interrompidos e outros, o que submete a pastilha revestida a diferentes cargas térmicas e

mecânicas. Veja alguns exemplos: • Vários cortes interrompidos podem levar a pequenas trincas térmicas no revestimento, que reduzem sua robustez e durabilidade. • Os materiais pastosos das peças podem reter partes da cobertura quando a aresta deixa o corte. • O martelamento de cavacos é prejudicial na medida em que a cobertura se quebra no decorrer da usinagem. • Uma pequena deformação pode levar a trincas na cobertura. Uma pastilha revestida pode ter ex-

celente resistência ao desgaste desde que o corte seja contínuo, sem variações, mas tão logo as variáveis da operação comecem a causar descontinuidades a cobertura passa a correr o risco de se deteriorar, uma vez que tal pastilha não foi desenvolvida para lidar com todos esses fatores diferentes de usinagem considerados aqui. Além disso, a capacidade para suportar essas alterações varia consideravelmente de pastilha para pastilha, mesmo que elas pareçam ter a mesma construção de camadas.

A série de classes GC 4000 de pastilhas para torneamento de aços está sob desenvolvimento e análise contínuos, em sintonia com as exigências dos usuários e as mudanças dos ambientes das fábricas. Sua área de aplicação abrange pelo menos 95% das operações industriais no mundo todo. Fatores como tolerâncias e desenhos das peças, novos desenvolvimentos e variantes de máquinas, que são mais estáveis com velocidades mais altas do fuso, e menor monitoramento direto da usinagem deram o perfil das novas classes Sandvik Coromant do Brasil • 5


Três classes ISO abrangem as aplicações das indústrias O torneamento de aços é uma área de usinagem bastante ampla e variada. Por volume, os maiores grupos de materiais de peças são o aço-carbono, o aço-liga, o aço endurecido por cementação, o aço para rolamentos e o aço com alta resistência à tensão. Pode-se também dividi-la em segmentos caracterizados por: a) grande ou pequeno volume de produção, b) peças de tamanho grande ou pequeno, c) exigências quanto ao acabamento e à precisão, d) necessidades de segurança de produção e e) aqueles em que prevalecem as variações no material em uma mesma peça. Para facilitar a seleção da pastilha, as operações de torneamento de aços são divididas em desbaste, usinagem média e acabamento. Outras categorias são feitas para

identificar as propriedades em que a performance da aresta de corte pode ser melhorada. Quantas classes de metal duro com cobertura são então necessárias para manter um alto nível na área de torneamento de aços? Até onde se deve procurar o número de pastilhas necessárias? Quão alta deve ser a capacidade de uso geral de uma pastilha em detrimento da otimização? Uma olhada nas principais áreas dadas pela norma ISO nos indica como e por qual razão as séries de pastilhas vêm se desenvolvendo até hoje. A área ISO P15 é caracterizada pelas condições favoráveis de usinagem. São baixas as exigências quanto a suportar tensões, porém a resistência ao desgaste e a habilidade para resistir à deformação plástica são uma

necessidade. Essa área de aplicação é importante para muitas indústrias cuja manufatura de peças é limitada pelas exigências de tolerâncias e acabamento superficial mas onde a alta produtividade é essencial. As profundidades de corte variam em cerca de 3 mm e com mais freqüência é o raio de ponta que faz a maior parte da usinagem. A P25 é uma área de usinagem média que abrange uma ampla gama de operações de semi-acabamento e desbaste leve. Muito do torneamento geral é realizado dentro dela, com profundidades de corte de aproximadamente até 6 mm. Aqui, mais que em qualquer outro lugar, a capacidade de uso geral em uma área ampla está em alta na lista de prioridades. A área P35 é típica de condições des-

O torneamento de acabamento de aços é uma operação típica da área ISO P15. As pastilhas para isso devem ter, além de alta resistência ao desgaste, também alta resistência à deformação plástica e a escamações

A área de aplicação da usinagem média, centrada na norma ISO próximo da P25, é ampla e exige das pastilhas uma alta capacidade para uso geral, prioritariamente. A melhora das condições das ferramentas durante os últimos anos possibilitou às modernas versões dessas pastilhas terem um nível mais elevado de resistência ao desgaste que as anteriores

As pastilhas ISO P35 devem ter aresta de corte robusta para lidar com as exigências dos cortes pesados, das cascas forjadas, dos cortes interrompidos, entre outros. As novas classes para essa área típica do desbaste proporcionaram, no entanto, também uma maior resistência ao desgaste para a manutenção dos níveis de produtividade com alta segurança

alcançado por meio dos novos processos de revestimento, em que a estrutura da cobertura pode ser controlada e modificada para se obter diferentes propriedades. Seu comportamento é, no entanto, também dependente da combinação entre ela e o substrato de metal duro, que, sen-

do otimizada propicia uma melhor performance. Antes, uma estrutura não-uniforme, grosseira, significava um alto grau de incerteza sobre o comportamento dos revestimentos em trabalho nas suas respectivas áreas de aplicação. Agora, os níveis de per-

Elas resistem ao desgaste contínuo e descontínuo As coberturas das novas classes 4000 possuem excelente resistência tanto ao mecanismo de desgaste contínuo quanto ao descontínuo. Isso foi 6 • Sandvik Coromant do Brasil


ção em massa. As profundidades de corte variam dentro de uma faixa extensa que vai de poucos milímetros até 12 mm ou mais. Hoje é impossível realizar o torneamento de aços de maneira competitiva com ape- Três classes básicas de metal duro revestido nas uma classe de para torneamento de aços foram metal duro revesti- estabelecidas como ideais para proporcionar da, de uso geral. uma boa abrangência da área de torneamento Apenas duas clas- de aços ISO P e para garantir uma ampla ses iriam significar sobreposição entre as classes P15, P25 e P35 um nível de com- e atender a amplas faixas de aplicação. Hoje, A Organização Internacional de Normas (ISO, prometimento difí- elas oferecem as soluções para torneamento de International Standards Organization) teve, cil de ser alcança- na maioria absoluta das operações por algum tempo, um sistema de classificação do quanto à veloconforme a aplicação. O uso de pastilhas foi classes GC 4000 de forma que elas cidade de corte ou à robusadotado de acordo com o material da peça a possam abranger basicamente cada tez da pastilha, e, então, o ser usinada. O grupo P se refere a materiais de resultado seria insatisfatório operação de usinagem de aços e procavacos longos, dominado pelos aços em piciem uma boa sobreposição de uma em termos de níveis de provárias formas. Cada grupo é dividido em para a outra, para garantir que os dutividade ou de segurança. subgrupos de 01 a 50, sendo que quanto maior No outro extremo da quesusuários possam realizar uma fácil eso número, maior a tenacidade necessária, e colha de classe qualquer que seja a tão, quatro classes ou mais quanto menor o número, maior a resistência ao proporcionam altos níveis de operação a ser realizada. Na verdadesgaste exigida da aresta de corte. Assim, as especificidade para as difede nem todas as fábricas precisam aplicações normalmente incluídas em cada dessas três classes básicas — algurentes áreas do torneamensubgrupo variam: o acabamento está incluído mas até podem usar apenas uma ou to de aços, mas isso signifina faixa de P01 a 20, a usinagem média de P10 ca grandes programas de duas —, mas elas são necessárias a 40 e o desbaste de P30 a 50. Uma versão para que se ofereça à indústria de usipastilhas e grandes estoamericana comparável à ISO é a norma ANSI nagem em geral uma gama competitiques de ferramentas nas fáva de pastilhas. Classes complemenbricas que produzem peças. tares, desenvolvidas para aplicações Com base nos níveis de capacidafavoráveis de usinagem com altas exiespecíficas, são também uma necesde atualmente atingidos pelas pastigências de robustez da aresta de corte. sidade importante, assim como quanlhas em razão de pesquisas e desenDesenvolveu-se em uma área com grando as exigências de tenacidade são volvimentos intensivos, três classes des variações de exigências. Além disexcepcionais ou quando as classes de básicas de metal duro com cobertura so, sendo a robustez da aresta de corte cermet são preferidas para o acabasão consideradas um número ideal. O o fator principal, freqüentemente também mento leve e para a usinagem de aços trabalho tem sido muito intenso tamsão exigidas capacidades de velocidamuito pastosos. bém no sentido de se posicionar as des de cortes mais altas para a produ-

formance de materiais para cobertura, como o óxido de alumínio, por exemplo, já estão bem estabelecidos, otimizando as suas excelentes propriedades básicas. O substrato de metal duro para as classes GC 4000 é um gradiente sinterizado com uma fina fase ligante em uma zona enri-

quecida próxima da superfície. Essa zona auxilia a prevenir a propagação de trincas da superfície, resultando em melhores propriedades de tenacidade da pastilha. Como a zona ligante enriquecida é muito fina, a resistência da pastilha à deformação plástica não é muito afetada. O re-

sultado disso é que a faixa de aplicação, determinada pelas propriedades da deformação plástica e tenacidade, foi ampliada. A sinterização do gradiente tem sido uma prática comum para as classes de usinagem média e de desbaste para as áreas P25 e P35, mas Sandvik Coromant do Brasil • 7


Variante A

Variante B

Variante C

6 min

8 min

12 min

10 min

16 min

As diferenças em performance como resultado da diferente cobertura com estrutura de cristal e a sua interação com o substrato. As pastilhas foram testadas em uma operação de torneamento com cortes interrompidos. A variante A perdeu a sua cobertura na aresta de corte após 6 min. A variante B usinou quase duas vezes mais sob as mesmas condições de teste e a variante C durou quase três vezes mais

não para a P15. O motivo é que a maior concentração de ligante na zona da superfície tem sido prejudicial na usinagem em que ocorrem altas temperaturas, típicas das operações da área P15, de maneira que a zona fina do gradiente fica localmente deformada. Entretanto, o desenvolvimento do material da nova

classe GC 4015 propiciou uma zona de gradiente capaz de suportar temperaturas de usinagem consideravelmente mais altas. Não há novidade nenhuma quando se fala da técnica de sinterização do gradiente, pois já faz alguns anos que ela foi aplicada na obtenção de classes com faixas de aplicação mais

A nova classe GC 4015 para acabamento de aços representa um novo e grande passo no desenvolvimento de materiais de corte. Graças à nova tecnologia de sinterização do gradiente, o substrato é capaz de suportar temperaturas consideravelmente mais altas e a pastilha é menos propícia à deformação plástica. A zona da superfície mais tenaz, próximo à primeira camada do revestimento, proporciona maiores níveis de robustez da aresta, resistência a trincas térmicas e um efeito inibidor de trincas em operações mais exigentes. As mudanças na estrutura das coberturas e a melhor interação entre elas e o substrato acrescentaram algo a mais à nova geração GC 4015, que tem um nível de capacidade bem superior ao da classe anterior, cuja denominação permanece a mesma. Esta é também a primeira classe para acabamento de aços que tem propriedades desenvolvidas para uma adequação direta à usinagem sem refrigeração 8 • Sandvik Coromant do Brasil

amplas. Entretanto, os desenvolvimentos recentes a colocaram em novos níveis e levaram a uma melhor zona de superfície. Em conjunto com uma interação muito melhor entre o substrato e a cobertura, também foram estabelecidas propriedades melhores e mais precisas do substrato da pastilha, além de uma redução significativa de certas tendências do substrato à deformação em processos onde há altas temperaturas. A segunda geração das classes GC 4000 para torneamento de aços suporta consideravelmente melhor os fatores de desgaste tanto contínuo quanto descontínuo e esta é uma característica excelente dentro do seu perfil de performance. Isso só foi possível com a realização de pesquisas e desenvolvimentos intensivos que introduziram mudanças na estrutura do revestimento, e, também, na sinterização do gradiente do substrato da pastilha e na interação entre o revestimento e o substrato. As designações das novas classes


GC 4000 não foram alteradas em parte para refletir a continuação do processo de desenvolvimento visando a níveis de capacidade ainda mais altos e em parte para que as fábricas usuárias não tenham a necessidade de renomear a especificação das pastilhas em seus respectivos programas, folhas de tarefas, listas de estoque e rotinas de compra.

As grandes áreas de aplicação, segundo a norma ISO As áreas definidas pela ISO são atendidas pela Sandvik Coromant com ferramentas que dão um bom e sonoro “não” a questões como: “Há necessidade de refrigeração?”; “Apenas usinagem média?”; “Falta robustez?”. E a muitas outras, nem um pouco menos importantes que essas (leia também o box “Três classes ISO cobrem as aplicações usuais nas indústrias”, na página 6). • P15 — Atualmente essa é uma área de aplicação mais ampla e isso se deve, em parte, a uma firme mudança da escala de aplicação ISO mais na direção das operações P05 em conjunto com exigências de manutenção da robustez da aresta de corte freqüentemente encontrada na área P30. A classe de metal duro com cobertura P15 de hoje, ou GC 4015, foi introduzida em 1994 e tem sido a líder em muitas indústrias. O monitoramento das operações em que ela é aplicada mostrou a tendência das exigências a que era submetida, o que possibilitou a visualização clara do sentido de direção que sua sucessora deveria ter. Para as aplicações P15, as prin-

Veja as melhorias obtidas em função do controle dos parâmetros do processo de revestimento de pastilhas de metal duro. As arestas mostradas são do mesmo tipo (composição e espessura da camada), mas como suas estruturas cristalinas são diferentes, as quantidades de escamação também o são. As estruturas finas e uniformes obtidas por meio do desenvolvimento da tecnologia de processo de revestimento e a habilidade para variar isso para parâmetros apropriados resultaram em um nível consideravelmente mais alto de propriedades otimizadas das arestas As fotos da aresta mostram a diferença de escamações relativas a variações nas estruturas cristalinas: 1. Tipo antigo – cobertura com escamações embaixo do substrato da pastilha. 2. Novo tipo – primeira alternativa de cobertura com escamações mais externas 3. Novo tipo – segunda alternativa de cobertura sem escamações

cipais melhorias das propriedades da classe que foram incorporadas como resultado das exigências de usinagem de produção das indústrias de hoje são: • maior resistência à deformação plástica (quebra da aresta);

• resistência bem maior ao desgaste (desgaste de flanco); • maior resistência a escamações (cobertura removida); e • manutenção da tenacidade (robustez). Os seguintes objetivos foram estabelecidos com base na resposta da indústria quanto ao que ela esperava da nova geração de pastilhas P15 para aços: • capacidade para velocidades de corte mais altas (produtividade) • maior previsibilidade da vida útil (segurança); • capacidade bem maior para usinagem sem refrigeração (custos e meio ambiente); e • área de aplicação bem mais ampla (estoque de ferramentas). Um completo reprojeto da classe líder GC 4015 deu a resposta que a indústria queria. O substrato da pastilha, combinações de camadas de cobertura, aplicação da camada e processos de fabricação passaram por mudanças, resultando em uma pastilha com novas propriedades. Isso é o resultado de um trabalho de desenvolvimento considerável na tecnologia de materiais de ferramentas, nos processos de manufatura de pastilhas e na cadeia de atividades que vai da análise das tendências das fábricas até a produção das pastilhas. A nova GC 4015 pode lidar com temperaturas mais altas e, ao mesmo tempo, atender às exigências de tenacidade de um amplo e variado leque de operações. Os principais fatores que contribuíram para isso são os desenvolvimentos das técnicas de sinterização do substrato, técnicas de cobertura e, acima de tudo, a interação entre ambos. O projeto do revestimento da pastilha GC 4015 contemplou o pleno Sandvik Coromant do Brasil • 9


As superfícies de duas coberturas de alumina que são idênticas quanto à composição e à espessura. À esquerda, cobertura produzida por um processo antigo. À direita, cobertura produzida pelo novo processo. A estrutura dessa última é muito mais fina e mais uniforme, enquanto a da outra, mais grosseira e não-uniforme, significava um maior grau de incerteza com relação aos níveis de performance. A nova estrutura, lisa, otimiza as propriedades básicas da cobertura, acrescentando um novo nível de previsibilidade quanto à vida útil e à segurança

atendimento às rigorosas exigências quanto à adesão das camadas ao substrato e à resistência ao desgaste. Convencionalmente, quanto mais espessa é a camada, mais resistente ao desgaste de flanco é a aresta, mas o preço que se tem que pagar por isso é uma menor tenacidade. Para ampliar sua faixa de aplicabilidade, a GC 4015 superou algumas dessas antigas limitações. Um exemplo é que, por ser capaz de suportar mais calor, ela foi consideravelmente melhorada para proporcionar melhor performance em operações onde a resistência ao desgaste e à deformação plástica era até agora limitada pela velocidade de corte. As camadas mais espessas de revestimento — com melhor resistência a escamações — basicamente proporcionam maior resistência ao desgaste e o substrato mais duro garante a resistência à deformação plástica. A zona tenaz da superfície (gradiente) propicia robustez e resistência a tendências de lascamento, e, adicionalmente, age como um inibidor de trincas em operações mais exigentes. 10 • Sandvik Coromant do Brasil

Os trabalhos de desenvolvimento da nova GC 4015 resultaram em um substrato com núcleo mais duro porém superfície mais tenaz, exclusiva no que se refere a classes para acabamento em operações de torneamento de aços. Antes, a sinterização do gradiente normalmente gerava uma zona de superfície mais macia e, portanto, mais sujeita à deformação, alterando negativamente a microgeometria da aresta de corte. Quanto à tecnologia de materiais e processos de fabricação de metal duro para o aperfeiçoamento da GC 4015, basta dizer que ela permitiu que se pudesse aumentar em 20% a velocidade de corte usualmente praticada com a antiga classe líder, que tinha o mesmo nome. Efetivamente ela passou a oferecer novos e exclusivos níveis de performance que, para as indústrias usuárias, se traduzem em uma arma formidável na luta por menores custos de produção. • A P25 — A faixa de torneamento centrada na ISO P25 representa a maior área de aplicação de pastilhas e o maior volume de operações realizadas pela indústria em

geral. As pastilhas que aqui se inserem são a primeira escolha de muitas fábricas quando do planejamento do ferramental a ser aplicado na usinagem de uma peça de aço, pois elas têm um alto nível de performance em uma gama muito grande de aplicações. Comparativamente, é necessária uma maior robustez da pastilha, mas hoje as exigências incluem alta resistência a vários tipos de desgaste resultantes da usinagem de aços. Também aqui os corte contínuos e interrompidos devem ser gerenciados com níveis de segurança satisfatórios, uma vez que a área se sobrepõe consideravelmente às aplicações P15. Essa classe de metal duro com cobertura para usinagem média em torneamento também se baseou em uma combinação completamente nova do revestimento, do substrato e do processo de sinterização, ganhando níveis mais altos de capacidade para resistir ao desgaste tanto em cortes contínuos quanto intermitentes e níveis maiores de segurança. A melhora provavelmente é mais visível quando da usinagem de aços cementados, em que o baixo teor de


carbono favorece a tendência à abrasão e, conseqüentemente, ao microlascamento da aresta de corte. Esse tipo de aço é usado intensivamente na indústria automotiva, onde os altos níveis de automação elevaram as exigências feitas às pastilhas quanto a quebras súbitas das arestas (um dos fatores de influência no desenvolvimento da GC 4025, que acabou provando ter performance muito adequada a tais circunstâncias). A atual GC 4025 foi introduzida no mercado em 1997 em substituição à classe de mesmo nome que estava em uso desde 1992. A denominação, aliás, é a única similaridade entre ambas, pois na verdade elas representam diferentes fases do rápido desenvolvimento da tecnologia de metal duro com revestimento e da Melhores condições de usinagem e máquinas fizeram com que muitas operações na abordagem progressiva da sé- área de torneamento em usinagem média necessitassem de uma mudança em direção rie GC 4000 para atualizar a um maior nível de resistência ao desgaste, além de um nível satisfatório de robustez continuamente todas as áreas operações em que a resistência ao • P35 — A robustez da aresta de do torneamento de aços. desgaste é mais exigida. Combinada corte é a principal propriedade da Um melhor projeto das máquinas com uma geometria mais robusta, classe P35 que atua dentro dessa novas e a otimização das condições essa classe também torna a pastilha área, cujas operações típicas são o dos tornos já em operação geralmeneficaz para desbaste. desbaste sob condições desfavoráveis te provocam mudanças em direção a Operações de torneamento com cortes contínuos e intermitentes submetem a aresta de corte a diferentes exigências. Uma pastilha revestida pode ter excelente resistência ao desgaste desde que o corte seja contínuo. No entanto, características intrínsecas do corte intermitente podem levar à quebra súbita de uma pastilha cujo desenvolvimento não levou isso em conta. Em uma operação intermitente como o fresamento, é necessária a habilidade para resistir a trincas térmicas que tendem a aparecer com a intermitência rápida. Na área de aplicação ISO P35, a segurança da aresta de corte é uma das principais exigências, combinada com a alta resistência ao desgaste para possibilitar alta produtividade Sandvik Coromant do Brasil • 11


O controle de cavacos é um fator importante também com relação ao desenvolvimento do desgaste da ferramenta. O martelamento, quando a extremidade de cada cavaco gerado é quebrada com o impacto contra a pastilha, com o tempo pode levar a escamações e outras formas de enfraquecimento da aresta de corte. A escolha correta da geometria da pastilha e dos dados de corte proporciona a mais vantajosa ação de corte, melhorando o nível de segurança da operação

— interrupções pesadas, vibrações e peças com dureza e formato não-uniformes ou casca forjada —, e que é a menor da três faixas de aplicação do torneamento de aços: nela há apenas metade das muitas operações de acabamento da P15. Por outro lado, a P35 é muito mais variada com relação a peças, materiais, operações e condições. Operações de mandrilamento leve mas difícil e cortes pesados com pastilhas redondas são exemplos de duas aplicações de limites diferentes. Trata-se de uma área onde freqüentemente se espera que uma clas12 • Sandvik Coromant do Brasil

se P25 para usinagem média seja a melhor escolha, mas as cargas impostas ao processo durante um período mais longo geralmente apontam em direção à necessidade de maior robustez para suportar as variações do material da peça em um ou vários lotes diferentes. Por outro lado, essa é uma classe que pode usinar com velocidades de corte relativamente altas e especialmente quando a duração do corte for relativamente curta. Com uma camada espessa de óxido de alumínio sobre uma camada de carbonitreto de titânio de espessura média e um substrato com gradiente sinterizado, a antiga classe GC 4035 (lançada em 1993) resultou em alta resistência aos efeitos das cargas mecânicas durante a usinagem, em especial em cortes interrompidos. A nova geração dessa classe tem melhor resistência ao desgaste sem prejuízo da tenacidade em operações onde a robustez é exigida. Sobrepondo-se à área P25 para usinagem média, a nova GC 4035 proporciona uma segurança adicional de produção em operações difíceis e também uma melhor capacidade de trabalho em velocidades de corte mais altas. A decisão quanto a aplicar a classe P25 ou a P35 é usualmente determinada pelo set-up de produção, onde a condição/capacidade da máquina, as exigências do corte nas operações de torneamento e os volumes dos lotes são fatores importantes. Nisso se apóia a afirmação de que a GC 4025 vai proporcionar um nível mais alto de produtividade e a GC 4035 vai garantir segurança adicional para a aresta de corte. A nova GC 4035 traz mais vantagens para muitas operações de alto volume com necessidade limi-

tada de monitoramento do operador. A escolha entre a classe P25 e a P35 pode significar, em muitos casos, uma diferença entre 80% e 100% nos níveis de segurança. Durante os trabalhos de desenvolvimento para se chegar ao perfil mais apropriado para a classe P35, as causas e os mecanismos de fratura da pastilha foram especialmente estudados. A capacidade de resistir a fissuras térmicas é importante, pois em operações incluindo intermitência rápida elas tendem a aparecer — especialmente quando se usa refrigerante, uma vez que ele amplia as variações de temperatura na aresta de corte. As trincas térmicas reduzem a resistência do material da ferramenta na aresta, e, assim, o risco de ocorrência de fratura aumenta. A atual GC 4035 lida consideravelmente melhor com as causas das trincas térmicas, escamações e deformação plástica. Em conseqüência disso, também trabalha muito bem em situações onde a variação das peças em aço é ampla, mantendo níveis mais elevados de segurança.

As GC 4000 dão um “basta” definitivo às forças destrutivas A nova geração de pastilhas das séries GC 4015, GC 4025 e GC 4035 impuseram com visível eficácia um limite severo à sua degradação e a mecanismos que comprometem os resultados de sua aplicação na usinagem de peças de aço, ou seja, deformação plástica, fratura da aresta, escamações, desgaste de flanco e craterização e fissuras térmicas. Vejamos: • A melhor resistência à deformação plástica das atuais GC 4000 as habilita a trabalhar a maiores ve-


Aprovação das novas pastilhas: processo longo, mas positivo

Anders Lenander e Michael Thysell são dois dos engenheiros de desenvolvimento da Sandvik Coromant que têm um papel de destaque no desenvolvimento das classes da nova série GC 4000. Num cenário formado por parte da extensa gama de peças de aço usadas para testes internos, que precedem os testes nas indústrias, eles falaram sobre as vantagens de as indústrias uma vez mais elevarem sua faixa de usinagem obtendo, como resultado, baixos custos de produção. “A nova GC 4015, por exemplo, tem oferecido velocidades de corte 20% acima das que a geração anterior da mesma classe permitia”, afirmaram

O trabalho de pesquisa e desenvolvimento na busca da evolução das classes de metal duro durante as décadas passadas, especialmente a elevação da performance e da segurança obtida nos anos 90, foi extenso. Para que fossem obtidas as exigidas reduções de custo de produção no torneamento de aços, o trabalho de projeto foi, na verdade, iniciado dentro dos departamentos de produção de indústrias do mundo todo. Os engenheiros de vendas da Coromant conhecem bem as exigências operacionais das fábricas usuárias, já que trabalham junto com elas para a obtenção de soluções otimizadas e lhes dão assistência nas suas aplicações. Isso gera dados que alimentam sistematicamente as unidades de pesquisa responsáveis pela gama de ferramentas em questão e levam ao de-

locidades de corte e a realizar usinagem sem refrigeração. Convencionalmente, o calor excessivo gerado no torneamento afe-

mento relativas às exigências a que a classe final será submetida — robustez, vários tipos de resistência ao desgaste, escamações, deformação plástica etc. — e apenas as pastilhas que efetivamente atendem a determinados parâmetros continuam validadas para possíveis testes de campo. Os testes tecnológicos podem ser divididos em dois grupos: os básicos, onde um mecanismo de desgaste é isolado, e os funcionais, em que vários tipos de desgaste atacam simultaneamente as arestas de corte.

senvolvimento contínuo de materiais, processos de fabricação e testes. Os testes de tecnologia, como parte integrante do desenvolvimento de novos materiais para ferramentas na Sandvik Coromant, está sempre avançando para reproduzir o mais fielmente possível o processo de desgaste da ferramenta que ocorre na usinagem industrial. Os métodos e as peças são desenvolvidos em estreita colaboração com as próprias indústrias que usam tais ferramentas. Para se chegar a conclusões referentes às propriedades de usinagem de uma classe que permanece em constante processo de desenvolvimento, são selecionados testes de aplicação apropriados a partir de uma ampla gama de operações, peças e máquinas estabelecidos ao longo de anos. Os métodos de teste são desenvolvidos para “provocar” o surgimento dos mecanismos de desgaste que estão sendo estudados e peças da indústria, especialmente desenhadas para isso, são usadas com exigências consideravelmente acima do normal. Tais testes auxiliam na caracterização das variantes de desenvolvi-

ta a aresta de corte, provocando sua deformação plástica. A aresta pode ser pressionada para dentro (impressão da aresta) ou para baixo (de-

Recriando condições — Os projetos dos primeiros testes, ou seja dos básicos, foram realizados de forma que eles mostrassem efetivamente o quanto cada pastilha pode ser resistente aos vários tipos de desgaste e qual é o comportamento de tenacidade das suas arestas. Dentro de cada um desses grupos, os testes foram planejados para representar diferentes materiais de peças e operações. Os testes funcionais reproduzem vários e bem definidos mecanismos de desgaste atuando simultaneamente (por exemplo, deformação plástica e escamação). Com isso recriam-se aplicações particulares da indústria, com um tipo real de peça sendo o modelo para as peças-teste. Tais testes, que usualmente têm uma ligação mais estreita com projetos de desenvolvimento específicos, estão crescendo em número e exigindo mais desenvolvimento de métodos e projetos. Os laboratórios da Sandvikt têm as mesmas dimensões das áreas de produção de empresas de médio porte. Modernas máquinas CNC reproduzem as condições e exigências atuais e reais das indústrias e são suportadas por equipamentos sofisticados para análise de material e recursos de desenvolvimento metalúrgico.

pressão da aresta), dependendo das condições de corte. O mecanismo de impressão via de regra se inicia com uma distorção leve da aresta, que Sandvik Coromant do Brasil • 13


A produtividade de quem se mantém atualizado é 50% maior

As três classes GC 4000 entraram no ano 2000 oferecendo uma geração de metal duro com cobertura cujos materiais das ferramentas, suas propriedades, as áreas de aplicação, as performances e

os níveis de segurança, aperfeiçoados, permitem que as indústrias usuárias diminuam seus custos de produção. É claro que em função disso muitas outras classes para essa área, como as antigas GC 400 e as

primeiras versões GC 4000, passaram automaticamente a não ser mais competitivas para o torneamento de aços. É pouco? Pois saiba que as geometrias das pastilhas também avançaram consideravelmente, e um excelente exemplo são as novas Wiper. A esse somam-se outros exemplos de desenvolvimento: forças de corte menores, mais versatilidade, melhor quebra de cavacos, maior precisão, melhor segurança da aresta, capacidade para maiores faixas de avanço. Porta-ferramentas, como os de fixação rígida (RC, de Rigid Clamping), e sistemas de ferramentas, como o Coromant Capto, otimizaram a segurança e o tempo necessário para os set-ups das máquinas e a troca do ferramental. Enfim, não há como negar que a soma disso tudo repercutiu no total de tempo de produção necessário e na duração dos ciclos de tempo da usinagem. Por que fabricar peças com um custo de produção mais alto se agora se pode usar o potencial adicional de produtividade que os novos desenvolvimentos trouxeram à tona? De um modo geral, qualquer fábrica que não tenha atualizado sua respectiva gama de classes para torneamento de aços e deixado de explorar o potencial adicional de velocidade de corte desde o início dos anos 90 já está perdendo a oportunidade de ser capaz de usinar com um índice de produtividade cerca de 50% maior, o que não é nada bom.

então progride rapidamente devido ao subseqüente aumento do atrito, o qual causa mais calor e assim por diante. Tal mecanismo de desgaste é confundido com freqüência com o desgaste de flanco. A depressão afeta um grande

volume da aresta de corte da pastilha, que é plasticamente deformada. A aresta é pressionada para baixo até que não possa mais realizar a ação de corte e, em seguida, se quebra. As GC 4000 agora estão imunes a isso tudo.

• As novas classes são otimizadas para se sobreporem umas às outras de tal forma que a queda de performance seja evitada quando as exigências de usinagem estão no limite da área de aplicação de uma delas. A fratura da aresta (toda a aresta

As classes GC 4000 lançadas agora, em conjunto com as novas geometrias de pastilhas, portaferramentas e sistemas de ferramentas, fazem os ciclos de tempo e os custos de usinagem das indústrias caírem drasticamente. As novidades incluem as pastilhas Wiper (foto 1) com modificações no raio de ponta para permitir o dobro do avanço gerando o mesmo acabamento superficial da anterior ou um acabamento duas vezes melhor se a faixa de avanço for mantida. Como a estabilidade é crítica na usinagem, a Sandvik Coromant desenvolveu os porta-ferramentas de fixação rígida, RC (foto 2), que proporcionam um grau muito alto de segurança de fixação da pastilha, resultando em uma vida útil mais longa e confiável mesmo trabalhando com dados de corte mais elevados. Ferramentas modulares, como o Coromant Capto (foto 3), reduziram ao mínimo o tempo de máquinas paradas necessário para ajustes e troca de ferramentas

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ou parte dela se quebra) ocorre quando se usa uma classe muito quebradiça para as exigências da aplicação. A escolha entre a resistência à deformação plástica e o nível de tenacidade é sempre difícil quando se selecionam parâmetros de corte e classe otimizados para a aplicação. As classes que têm boa resistência à deformação plástica freqüentemente são quebradiças, o que acarreta níveis menores de tenacidade. Não é o que ocorre com as classes GC 4000, porém, pois a combinação de um substrato duro e uma zona de superfície mais tenaz, como nos substratos com gradiente sinterizado, amplia efetivamente as suas propriedades. • A melhor adesão da cobertura é um fator de vital importância para todas as aplicações dentro da área

ISO P. E a nova série GC 4000 está garantida quanto a isso. As escamações (partes da cobertura da pastilha que se desprendem durante a usinagem) são outro mecanismo que limita expressivamente a vida útil da pastilha — se a adesão entre a cobertura e o substrato for insuficiente, grandes pedaços da cobertura são removidos, mas o mais freqüente é que ela saia gradualmente, em pequenos pedaços, devido a uma falta de resistência intrínseca da cobertura. As duas razões principais para que as escamações ocorram são a soldagem da aresta de corte ao material pastoso da peça e as variações de temperatura na aresta, resultando em fissuras térmicas da cobertura. A resistência a escamações su-

Os principais tipos de desgaste no torneamento de acabamento de aços são: desgaste de flanco, craterizações, deformação plástica sob as formas de depressão ou impressão da aresta, fratura, fissuras térmicas e escamações da aresta. Testes de aplicação apropriados foram selecionados e combinados para provocar a tendência a tipos de desgaste específicos durante os ensaios tecnológicos, antes de as variantes das novas GC 4000 serem consideradas aptas para testes nas indústrias

biu a altos níveis na nova série GC 4000 e dá uma boa medida de quanto as ferramentas se tornaram mais previsíveis e seguras. A espessura da cobertura sempre influenciou a resistência ao desgaste, mas a Sandvik Coromant baixou a possibilidade dessa ocorrência ao desenvolver meios de revestir as pastilhas com camadas de cobertura mais espessas e bem mais aderentes. • Desgaste de flanco e craterização também não são problemas para a nova série. Na maior parte dos casos esses tipos de desgaste são descritos como desgastes contínuos afins. O desgaste abrasivo dominante no caso do desgaste de flanco é o químico, e, no caso das craterizações, o que predomina é o desgaste por difusão. Em muitos casos, no entanto, o que parece ser um desgaste de flanco uniforme ou por crateras é, na verdade, uma mistura de diferentes mecanismos de desgaste do tipo contínuo e descontínuo, como, por exemplo, escamações, fissuras térmicas e deformação plástica. • Outro tipo de degradação a que a família GC 4000 não está exposta são as fissuras térmicas. Mais freqüentemente relacionadas ao desgaste das pastilhas para fresamento, e em geral não ocorrendo em operações de torneamento, elas surgem como grandes trincas perpendiculares à aresta de corte, podendo, também, se desenvolver como um padrão orientado aleatoriamente sob a forma de muitas fissuras pequenas, o que gradualmente diminui a resistência da aresta. Acima de um determinado estágio a taxa de desgaste se acelera rapidamente. Sandvik Coromant do Brasil • 15


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