Ferramentas de corte utilizadas para materiais compósitos

1. Ferramentas de corte
Discente: Luana Martins
Rodrigo Esteves
Vinícius Pereira da Rocha

2. Importância da Madeira como Elemento de Construção
• Esteticamente agradável
• Alta resistência em relação ao seu peso
• Facilidade para efetuar conexões
• Bom isolante frente ao calor
• Disponibilidade em diferentes tamanhos e formas
• Facilidade para realizar a construção
• Economicamente competitiva frente a outros materiais
• Disponibilidade de diversos produtos base-madeira

3. Usinagem da Madeira
• Objetivo de se usinar a madeira não é somente cortá-la, mas produzir
uma forma desejada quanto às dimensões e à boa qualidade da
superfície, tão exato e econômico quanto possível.
• Devido à sua estrutura anatômica e consequente anisotropia, a madeira
requer cuidados especiais na usinagem, diferentemente dos metais e
outros materiais que apresentam estrutura uniforme, independente do
plano ou sentido de corte. Fatores como as condições de corte, a direção
e o sentido do corte (longitudinal, transversal e oblíquo) e as condições
da madeira, devem ser considerados quando da usinagem. Aspectos
como os nós, partes mais duras, taninos, resinas, assim como densidades
diferentes trazem consigo uma gama de dificuldades de usinagem.

4. Usinagem
A usinagem é uma enorme família de operações, tais como: torneamento,
aplainamento, furação, fresamento, serramento, roscamento, retificação,
brunimento, polimento, afiação, limagem, brochamento, mandrilamento,
lapidação.

5. Todas as Ferramentas de Corte de Geometria Definida se
Baseiam no Princípio da Cunha

6. Materiais para Ferramentas
• Dureza a frio
• Tenacidade
• Dureza em temperaturas elevadas
• Resistência ao desgaste
• Estabilidade química
• Facilidade de obtenção a preços econômicos.

7. Materiais Empregados
• Aço Ferramenta
• Aço Rápido
• Metal Duro
• Ligas Fundidas
• Cermet
• Cerâmica
• Diamante

8. Materiais Empregados
Aço Ferramenta
• Composição 0,8 a 1,5% de carbono;
Características:
• São os materiais mais baratos;
• Facilidade de obtenção de gumes vivos;
• Tratamento térmico simples;
• Quando bem temperado obtém-se elevada dureza e resistência ao
desgaste.

9. Materiais Empregados
Aço Ferramenta
Aplicação
• Reparos, uso doméstico e de lazer;
• Ferramentas usadas uma única vez ou para fabricação de poucas peças;
• Ferramenta de forma.
Limitação
Temperatura de trabalho: até 250oC, acima desta temperatura a ferramenta
perde sua dureza.

10. Materiais Empregados
Aço Rápido
• Composição: tungstênio, cromo e vanádio como elementos básicos de liga e
pequena quantidade de manganês para evitar fragilidade
Características:
• temperatura limite de 520 a 600oC;
• maior resistência à abrasão em relação ao aço-ferramenta;
• preço elevado;
• tratamento térmico complexo.

11. Materiais Empregados
Aço Rápido com Cobalto
Características:
• maior dureza a quente;
• maior resistência ao desgaste;
• menor tenacidade.

12. Materiais Empregados
Metal Duro
Composição: o metal duro é composto de carbonetos e cobalto responsáveis
pela dureza e tenacidade, respectivamente.
Características:
• Elevada dureza;
• Elevada resistência à compressão;
• Elevada resistência ao desgaste;
• Possibilidade de obter propriedades distintas nos metais duros pela
mudança específica dos carbonetos e das proporções do ligante;
• Controle sobre a distribuição da estrutura.

13. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Descascador

14. Materiais Empregados
Ligas Fundidas
Composição: tungstênio, cromo e vanádio;
• no lugar de tungstênio pode-se usar em partes, manganês, molibdênio,
vanádio, titânio e tântalo;
• no lugar do cobalto o níquel.
Características:
• elevada resistência a quente;
• temperatura limite de 700 a 800oC;
• qualidade intermediária entre o aço rápido e o metal duro.

15. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Picador de Casca

16. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Picador deToras

17. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Moinhos

18. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Moinhos

19. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Moinhos

20. Materiais Empregados
Cermet
Composição: é um composto formado por cerâmica e metal
(CERâmica/Metal).
Características:
• boa resistência a corrosão;
• boa resistência ao desgaste;
• resistência a temperatura elevada;
• alta estabilidade química.

21. Materiais Empregados
Cerâmica
Composição (dois tipos básicos de cerâmica):
• base de óxido de alumínio;
• base de nitrato de silício.
Características:
• Alta dureza à quente (1600oC);
• Longa vida da ferramenta;
• Usado com alta velocidade de corte.

22. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Lixadeira

23. Materiais Empregados
Diamante Monocristalino
Característica marcante: são os materiais que apresentam maior dureza.
Aplicação
• Usinagem fina, pois é o único material para ferramenta de corte que
permite graus de afiação do gume até quase o nível de um raio atômico de
carbono.
• Usinagem onde é exigido ferramentas com alta dureza, por exemplo,
furação de poços de petróleo.

24. Materiais Empregados
Diamante Poliristalino
Características:
• Material sintético obtido em condições de extrema pressão e temperatura;
• Propriedades semelhante ao encontrado no diamante natural, porém mais
homogêneo;
• São usados na usinagem de materiais não ferrosos e sintéticos;
• Ocorre grafitização para uma determinada condição de corte.

25. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Usinagem de Piso

26. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Usinagem de Piso

27. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Acessórios

28. EXEMPLOS DE UMA FÁBRICA DE MDP
Acessórios

29. DESGASTE
• O desgaste de componentes e equipamentos industriais, agrícolas, bem
como de inúmero outros ramos de atividade, representa um grande fator de
depreciação de capital e de fonte de despesas com manutenção e reposição
de componentes mecânicos.

30. • O desgaste é um fenômeno essencialmente superficial

31. • DESGASTE é um dano sofrido por uma superfície sólida, envolvendo atrito,
com a remoção ou a impregnação de material, devido ao CONTATO COM
MOVIMENTO RELATIVO, com outra superfície, ou com substâncias, que
podem ser sólidas, líquidas ou gasosas.
• Nas propriedades dos materiais, as características microestruturais têm
particular importância, tanto nas propriedades mecânicas, quanto nas taxas de
desgaste.

32. • Nos materiais ferrosos, esta relação ( resistência ao desgaste Χ dureza ) não
é simples.
• O aumento no teor de carbono faz a resistência ao desgaste aumentar.
• Os carbonetos parecem ser particularmente importantes na resistência à
abrasão, principalmente em materiais como os aços e ferros fundidos
brancos ligados ao Cr.
• A influência deles está relacionada com sua dureza, tamanho e distribuição.
• Carbonetos duros, e finamente dispersos, aumentam a resistência ao desgaste,
enquanto que os grosseiros, diminuiriam-se.

33. • Estas dificuldades estão associadas principalmente à natureza complexa do
fenômeno de desgaste.
• Este, além de envolver a deformação e corte superficial por partículas
abrasivas, ou o atrito entre superfícies metálicas, muitas vezes ocorre
devido a vários mecanismos concominantes de desgaste da superfície, os
quais também podem estar associados a outros fenômenos de degradação
tais como impacto, corrosão, fluência ou fadiga.
• Para maior facilidade de análise e prevenção, procura-se geralmente
identificar o(s) mecanismo(s) predominante(s) de remoção de material.

34. Para tanto, os tipos gerais de desgaste podem ser classificados como:
• a) Desgaste por Abrasão – ocasionado por partículas abrasivas (duras) sob
tensão, deslocando-se sobre a superfície;
• b) Desgaste por Erosão – devido ao choque contra a superfície, de partículas
sólidas ou gotas líquidas presentes em correntes de fluidos;
• c) Desgaste por Cavitação – associado à formação e implosão de bolhas
gasosas em correntes de fluidos, na interface líquido - metal, devido à
variação súbita de pressão ao longo do percurso;

35. A) b)
c)

36. • d) Desgaste por Adesão ou Fricção – resultante da fabricação metal -
metal, quando superfícies ásperas deslizam entre si (ocorre o processo de
solda);
• e) Desgaste Corrosivo – que envolve a ocorrência de reações químicas
superficiais no material, além das ações mecânicas de desgaste;
• f) Desgaste por impacto – ocasionado por choques ou cargas aplicadas
verticalmente sobre a superfície.

37. D) e)
f)

38. DESGASTE POR ABRASÃO
• Ocorre quando partículas não metálicas escorregam sobre partes metálicas,
acompanhada de forte pressão, ocasionado por deslocamento ou por
amassamento, a retirada do metal.
• As características e dimensões dos corpos ou partículas estranhas e a maior ou
menor pressão de escorregamento ou esmagamento sobre as superfícies
abrasadas determinam a classificação da abrasão e as formas como deve ser
combatida.

39. • No combate à abrasão não é suficiente empregar materiais mais duros do
que os materiais abrasivos, como a melhor solução.
• É necessário, levar em consideração os elementos que compõem o metal
sujeito à abrasão e o tamanho dos respectivos grãos.

40. Exemplo:
• Uma peça feita de ferro fundido Branco quando exposto a ação de um
abrasivo tipo areia, sofrerá um desgaste mais acentuado do que uma peça
feita em carboneto de tungstênio. Isto se explica porque o carboneto de
tungstênio é muito mais duro do que a areia e suporta a sua ação.
• Pode–se afirmar que nem somente a dureza é ponto decisivo para se escolher
ligas resistentes à desgastes por abrasão

41. Variáveis que afetam a abrasão, além das variáveis mecânicas
• a) Dureza do abrasivo - A dureza é mais importante na transição entre
desgaste moderado e severo ;
• b) Tamanho de grão do abrasivo - O aumento do tamanho de grão é mais
importante para grãos pequenos ;
• c) Angularidade do abrasivo - Partículas mais angulosas intensificam a
abrasão uma vez que cada vez mais o microcorte se intensifica em relação ao
microssulcamento

42. • Partículas de grande tamanho provocam desgastes por abrasão
acompanhado de impacto;
• Partículas médias, dependendo da dureza e formato são menos agressivas,
porém, partículas finas são mais abrasivas ocasionando abrasão muito
incidente.
• Toma-se com exemplo o cimento, talco e outros que são compostos de
partículas finas e altamente abrasivas.
.

43. • A forma dos materiais abrasivos varia desde arredondados até ângulos
vivos.
• Os minerais mais duros possuem formações agudas, enquanto que em
contraposição, os mais dúcteis apresentam formações arredondadas.
• Quanto mais agudas forem as arestas, maior será a ação abrasiva também,
no caso de impactos ou pressões fortes, as formas agudas podem penetrar
no metal, provocando um desgaste por “Goivagem” ou fratura da peça

44. DESGASTE CORROSIVO
• É um desgaste gradual e contínuo provocado por um meio circunvizinho,
ocasionado por reação química direta ou eletro – química, ou indireta, pelo
meio ambiente.

45. Fatores que aceleram desgastes por corrosão
• a)Tipo de corrosão
• b) Concentração do corrosivo
• c) Estado do corrosivo
• d)Temperatura do corrosivo

46. a) Tipo do corrosivo
• 1) Corrosão por agentes secos
• 2) Corrosão por agentes líquidos
• 3) Corrosão química direta
• 4) Corrosão eletro – química
• 5) Corrosão pelo meio ambiente

47. b) Concentração do corrosivo
• É um fator importante, pois certos agentes quando no estado concentrado
são menos agressivos, como por exemplo o ácido sulfúrico (H2SO4).
• Em geral, isto é uma exceção, pois, quanto maior é a concentração, maior
será a tendência de aumentar a corrosão.
• Dependendo do metal base, a “passividade” é um fator muito importante a
considerar.

48. c) Estado corrosivo
• Pode-se encontrar na natureza, os agentes em três formas:
• 1) Estado sólido
• 2) Estado líquido
• 3) Estado gasoso

49. d)Temperatura do corrosivo
• O calor é um fator que acelera o desgaste por corrosão, como em todos
outros tipos de desgastes.

50. Stellite 6: resistência a desgastes por corrosão e
abrasão em altas temperaturas
• O Stellite 6 é uma das ligas base Cobalto mais populares na indústria. Ela é
resistente à temperatura e tem capacidade de manter uma boa dureza em
temperaturas de até 800ºC.
• Ela é formada de carbonetos dispersos em uma matriz de cobalto cromo.
• É muito resistente ao desgaste por abrasão, galling (desgaste por adesão) e
desgaste por corrosão.
• O mais importante é que ela consegue manter essas propriedades quando à
superfície é exposta a temperaturas elevadas.

51. Resistência à Corrosão
• O potencial elétrico do revestimento de Stellite 6, na água do mar, em
temperatura ambiente, é de -0,25V.
• Assim como o aço inoxidável, o revestimento de Stellite 6, quando exposto
à ambientes salinos ou soluções com cloretos, sofre corrosão por pites e não
por perda de massa generalizada

52. Resistência à Abrasão
• O revestimento de Stellite 6 é resistente ao desgaste por abrasão severa e ao
desgaste por galling (desgaste por adesão).
• Os melhores desempenhos de resistência à abrasão desse material são
obtidos em temperaturas acima de 350 ºC devido a manutenção das suas
características nesse ambiente.

53. Máquinas de colheita
• As máquinas de colheita florestal são responsáveis pelo primeiro
processamento da madeira ou chamado traçamento e são definidas de
acordo com o sistema de colheita, normalmente, o cut-to-length ou full
tree.

54. Harvester
Rendimento 25-32 m³/h

55. Feller buncher
Rendimento 95-120 m³/h

56. Garra traçadora
Rendimento 80-180 m³/h

57. Forwarder
Rendimento 60-80 m³/h

58. Skidder
Rendimento 90-120 m³/h

59. Tipos de serras
•Serras alternativas;
•Serras de fita;
•Serras circulares;
•Destopadeiras.

60. Serras alternativas
• Formadas por quadro de madeira ou aço;
• Corte pode ser feito no sentido descendente ou nos dois sentidos, do meio
para a extremidade;
• Espessura das lâminas de 1,6 a 2,0 mm;
• Principais tipos: Colonial, francesa, horizontal eTissot.

61. Colonial
• Quadro de madeira;
• A tora é presa em um carrinho sincronizado com o
movimento do quadro;
• A peça a ser desdobrada avança contra as lâminas
da serra;
• Indicada para toras de grandes diâmetros 1,00-
1,50m.

62. Francesa
• Quadro de aço;
• Grande número de lâminas;
• Grande velocidade e vibração;
• Utilizada para desdobro de madeiras nobres pela
precisão do corte.

63. Serra quadro horizontal
• O quadro se movimenta ao invés da serra;
• Única lâmina presa no carro;
• Serrarias rudimentares.

64. Serras de fita
• Lâmina de aço contínua tensionada por dois volantes;
• Principais vantagens:
• Grande velocidade do corte (contínuo e com velocidade constante)
• Pouca perda de madeira
• Versatilidade em relação aos diâmetros das toras
• Possibilidade de boa produção com baixo consumo de energia
• Velocidade pode ultrapassar 150m/min

65. Volantes
• Diâmetros dos volantes geralmente entre 0,8-2,0 m
• Volante inferior aplica a força motriz e deve ser pesado (100 a
600 kg)
• Volante inferior é o reservatório de energia cinética e impede
que a lâmina perca velocidade quando forçada
• Volante superior muito mais leve e regula a altura de acordo
com o comprimento da lâmina
• Tensionamento através de contrapeso na extremidade de
uma alavanca ou mola
• Tora é presa em um carrinho móvel que leva a tora de
encontro à serra em uma velocidade de 60m/min de forma
automática ou manual

66. Lâminas
• Espessura 0,8- 3 mm
• Largura 100-415 mm
• Fio de corte
• 1,1-4,5 mm dentes travados por recalque
• 1,2-5,4 mm dentes travados por torção

67. Serra de fita
• O tensionamento permite que o volante baixe ligeiramente quando a serra
recebe um choque e alivia momentaneamente o esforço evitando o
rompimento da serra.
• Desvantagem da serra de fita é a dificuldade de montagem e a manutenção.

68. Serra fita simples
• Serra mais difundida em pequenas serrarias
• Equipamento com carro porta toras e recuo morto

69. Serra fita de corte duplo
• Corte no avanço e retrocesso do carro porta toras
• Vantagem evita recuo
• Desvantagens dificuldade de afiação e retirada de peças

70. Serra fita geminada
• Duas serras dispostas uma de frente para a outra
• Cortes simultâneos
• Serrarias de grande porte

71. Serra fita tandem
• Duas serras simples uma atrás da outra
• Primeira fixa a segunda móvel

72. Serra fita quadrupla
• Dois pares de serra simples uma atrás da outra
• Transformação em semi-bloco e dois pranchões ou quatro tábuas

73. Serra fita horizontal
• Idêntica a vertical, porém em outra direção
• Desvantagens: perda de tempo calçando as toras e parada em cada percurso
para a retirada de peças

74. Serra fita horizontal
• Idêntica a vertical, porém em outra direção
• Desvantagens: perda de tempo calçando as toras e parada em cada percurso
para a retirada de peças
• Geralmente utilizado com várias serras em sequência

75. Serras circulares
• Utilizada para toras de pequenos diâmetros
• Alta perda em serragem, mas alta produtividade
• Vantagens
• Simples instalação
• Alta produtividade
• Dentes de formas variadas de acordo com a finalidade
• Desvantagens
• Muita perda de material
• Discos muito espessos maiores que 5mm
• Corte de 10-20 mm

76. Serras circulares
• Atingem uma maior velocidade
• Possibilidade de usar em dois eixos reduzindo a dimensão do disco
• Variabilidade no emprego do desdobro ao destopo
• Pouca flexibilidade na variação do diâmetro
• Sistemas de scanner e laser
• Atenção na velocidade do avanço
• Velocidade alta: desgaste nas ferramentas e na máquina
• Velocidade baixa: queda na produção e desperdício de energia

77. Serra circular simples
• Mesa com um único disco de corte
• Pequena altura de corte
• Empregada em operações de refilo

78. Serra circular múltipla
• Mesa com vários discos de corte
• Melhor aproveitamento de maquinário
• Fácil ajuste na bitola se um ou mais discos forem móveis

79. Serra circular dupla ou geminada
• Mesa com dois discos de corte
• Podem ser fixo ou móveis

80. Serra circular de dois eixos
• Dois discos sobrepostos
• Reduz o diâmetro dos discos e aumenta a altura do corte
• Reduz sobrecarga sobre os discos
• Permite maiores velocidades de avanço

81. Serra circular múltipla de dois eixos
• Operação de resserragem
• Transformação de blocos/ semi-blocos em tábuas
• Equipamento com boa velocidade de avanço

82. Serra circular de dois eixos horizontal
• Discos na posição horizontal
• Reaproveitamento das costaneiras
• Alimentação constante e eficiente

83. Serra circular múltipla de corte em curva
• As mais avançadas em tecnologia de desdobro
• Acompanham a curvatura natural da tora
• Técnicas de secagem e empilhamento deixam as tábuas planas no final do processo
• Vantagens:
• Maior rendimento em função do maior aproveitamento
• Maior resistência mecânica em função do corte (maior quantidade de fibras inteiras)

84. Serraria
• Dentro da serraria as toras irão ser beneficiada passando por um ou mais
processos: descascadas, laminadas, desdobradas e acabamento.

85. Descascamento de toras
Vantagens:
• Aumento da vida das ferramentas de corte;
• A eliminação da casca pode controlar o desenvolvimento de alguns insetos
que atacam a madeira verde.
• Em madeiras onde é possível reduzir o teor de umidade rapidamente,
o descascamento pode acelerar o processo de secagem;
• Economia no transporte (feito no campo);
• Melhor aproveitamento da madeira.

86. Descascador de toras
Temos três tipos de descascadores:
Fresas: Composto com um rotor e facas giratórias.
Anel giratório: Facas giratórias dispostas em forma de anel.
Tambor rotativo: Tambor formado por estruturas metálicas
abrasivas.

87. Laminação
• Transformação de toras em lâminas de 1/40 à 5/16 polegadas (0,6 à 8,0
milímetros).

88. Desdobros
• Desdobro principal: Equipamentos de grandes dimensões, reduzir
dimensões das toras e melhorar a trabalhabilidade .
Serras: alternativas, fita, circulares ou destopadeiras principais.
Produtos:Tábuas, pranchas, pranchões, semi-blocos, blocos.
• Desdobro secundário: Redução das dimensões das peças ou
dimensionamento final.
Divide-se em Resserradeiras, Refiladeiras ou Cateandeiras,
Destopadeiras.

89. Resserradeiras
• Redução da espessura
Serras: alternativas, fita, circulares de um ou dois eixos.
Produtos: Aproveitamento de costaneiras, pranchas, pranchões, semi-
blocos, blocos.

90. Refiladeiras ou canteadeiras
• Regularização das bordas laterais, determinam largura final da peça.
Serras: Circulares.
Produtos:Tábuas, pranchas ou pranchões.

91. Destopadeiras
• Eliminar defeitos, determinam comprimento final da peça.
Serras: Circulares.

92. Operações

93. Equipamentos de perfilagem
• Empregado no desdobro primário
• Realizam cortes duplos e já fazem o processo de picagem das costaneiras
• Podem ser de facas ou serras com facas

94. Equipamentos de perfilagem
• Dois equipamentos empregados em sequência
• Podem estar associados a serras fitas ou circulares

95. Acabamento
• Plaina dempenadeira/ desengrossadeira

96. Acabamento
• Respigadeira

97. Acabamento
• Lixadeiras

98. Acabamento
• Furação