Pastilhas positivas e negativas: comparação

Ao analisar o torneamento e a fresagem CNC, perceberá como a geometria da pastilha desempenha um papel fundamental no sucesso de qualquer operação de maquinagem. Entre as propriedades geométricas fundamentais estão os ângulos das pastilhas e a distinção entre pastilhas positivas e negativas.

A escolha entre uma pastilha positiva e uma negativa influencia diretamente as forças de corte, o acabamento superficial, a vida útil da ferramenta e a estabilidade global do processo.

Neste artigo, comparamos detalhadamente as pastilhas positivas e negativas. Analisamos as suas características, vantagens, desvantagens e aplicações habituais. No final, compreenderá melhor como escolher a geometria adequada às suas operações de maquinagem.

Na terminologia habitual do torneamento, uma pastilha positiva tem folga incorporada no flanco. Esta classificação é distinta do ângulo de ataque efetivo, que depende da geometria superior e da montagem.

Não defina um ângulo de ataque positivo como um ângulo inferior a 90°. Os ângulos de ataque, folga e cunha descrevem características distintas. Uma pastilha positiva tem folga no flanco; o ataque de trabalho deve ser avaliado no porta-ferramentas real.

As geometrias positivas de corte leve podem ser úteis no torneamento interior, em peças esbeltas e máquinas de potência limitada. Não tornam aceitável fixação insuficiente nem montagem instável.

As pastilhas positivas existem em vários materiais de corte, incluindo metal duro e projetos adequados de diamante policristalino . O controlo de apara e as operações permitidas dependem de qualidade, quebra-aparas, avanço, profundidade e material, não apenas da designação positiva.

As pastilhas positivas apresentam várias vantagens importantes que as tornam adequadas a determinadas operações, sobretudo às que exigem delicadeza e precisão.

Entre as vantagens das pastilhas positivas incluem-se:

• Baixas forças de corte: Uma geometria de corte leve pode reduzir a carga face a uma alternativa de aresta mais robusta em condições comparáveis. As forças reais continuam a depender de envolvimento, material e preparação da aresta.

• Melhor acabamento superficial: Uma geometria afiada adequada pode favorecer a qualidade superficial, mas devem verificar-se precisão dimensional e ausência de acabamento secundário.

• Menos vibrações: Forças menores podem ajudar numa montagem flexível, mas as vibrações autoexcitadas também dependem de saliência, apoio e condições de corte.

• Melhor controlo de apara: Selecione quebra-aparas e dados de corte segundo material e operação. O tipo positivo, por si só, não determina a direção das aparas nem evita bloqueios.

Além das vantagens mencionadas e de outras qualidades, as pastilhas positivas também apresentam limitações. Quais são estas desvantagens?

• Aresta de corte menos resistente: Um ângulo de cunha menor pode facilitar o corte à custa da resistência da aresta. A adequação a cortes interrompidos ou abrasivos também depende de qualidade e preparação da aresta.

• Menor vida útil em aplicações exigentes: Uma aresta pouco robusta pode desgastar-se ou lascar sob carga excessiva. Uma alternativa negativa não dura automaticamente mais; compare qualidades e geometrias qualificadas para a aplicação.

• Utilização numa só face: As pastilhas de torneamento com folga positiva são geralmente de uma face devido à geometria do flanco, não apenas ao ângulo de ataque. O número de arestas utilizáveis também depende da forma e da construção.

As propriedades das pastilhas positivas são adequadas a tarefas em que a precisão e forças de corte reduzidas são indispensáveis.

Folga positiva, ângulo de ataque positivo e ângulo de posição são conceitos diferentes. Geometrias de corte leve podem servir certos componentes não ferrosos ou esbeltos; escolha a qualidade segundo a liga real.

As pastilhas positivas intercambiáveis são utilizadas em porta-ferramentas compatíveis para operações como mandrilagem e acabamento. Não são geralmente descritas como pastilhas aplicadas a ferramentas de aço rápido ; o HSS é, por si próprio, um material de corte.

Para desbaste pesado, selecione resistência de aresta suficiente e qualidade e porta-ferramentas adequados. Não aceite nem exclua um projeto apenas pela velocidade ou pelo tipo positivo.

As pastilhas de torneamento negativas têm folga nominal nula no flanco. A construção pode proporcionar arestas robustas, mas não se limita a grandes remoções de material.

Folga nula não significa ataque nulo. A inclinação do porta-ferramentas proporciona a folga de trabalho e a face de ataque ou o quebra-aparas podem criar uma geometria local positiva.

As pastilhas negativas podem ser de uma ou duas faces. Verifique o projeto real; folga nominal nula não significa que todas possam ser viradas ou utilizadas em qualquer porta-ferramentas.

Quais são as vantagens das pastilhas de torneamento negativas e por que são utilizadas em ambientes exigentes de elevada produção?

• Elevada resistência e durabilidade da aresta: Uma cunha robusta e preparação adequada podem suportar cortes exigentes. Qualidade, interrupções e condições continuam a determinar a resistência ao lascamento.

• Maior vida útil no desbaste: Geometrias robustas adequadas podem ter bom desempenho no desbaste, mas maior vida útil deve ser demonstrada para a aplicação, não deduzida do tipo de pastilha.

• Dupla face para maior rentabilidade: Algumas pastilhas de folga nula oferecem arestas utilizáveis em ambas as faces. Outras são de uma face; compare o número real de arestas e o custo por peça acabada.

O tipo de pastilha não determina, por si só, a ação de corte. As negativas podem ter quebra-aparas de corte leve e geometrias de acabamento; avalie a ferramenta completa.

• Forças de corte elevadas: Geometrias mais robustas com ângulo de saída efetivo menos positivo podem exigir forças maiores. Estas pastilhas também removem material por corte, e não por simples penetração. Verifique a rigidez e a potência disponíveis.

• Maior geração de calor: A carga, a velocidade, o atrito, a classe e a refrigeração afetam a temperatura. O tipo negativo de uma pastilha não determina, por si só, o calor gerado.

• Seleção para acabamento: Pastilhas negativas com geometrias de acabamento ou wiper adequadas podem executar o acabamento com sucesso. Adapte o quebra-cavacos, o raio de ponta, a preparação da aresta e os parâmetros de corte.

• Materiais macios ou aderentes: Utilize uma classe compatível e uma geometria de corte leve com controlo de cavacos adequado. O alumínio não é borracha, e uma pastilha com folga nula não é automaticamente inadequada.

As pastilhas negativas são comuns no torneamento exterior e em cortes exigentes. Selecione a geometria e a classe para a operação concreta, em vez de as considerar a primeira escolha em todos os casos.

Uma pastilha negativa adequada pode servir para desbaste. O avanço e a profundidade admissíveis dependem das dimensões da pastilha, da classe, do porta-ferramentas, do material em bruto e da capacidade da máquina; a espessura, por si só, não os garante.

São adequadas ao torneamento exterior de aço, ferro fundido e outros materiais duros em tornos CNC potentes e rígidos. As pastilhas negativas mais comuns são CNMG (losango de 80 graus), DNMG (losango de 55 graus) e WNMG (trígono de 80 graus).

SNMG identifica uma família de pastilhas quadradas com folga nula; esta designação, por si só, não especifica um ângulo de posição de 45°. O porta-ferramentas e a orientação determinam o ângulo de posição em trabalho e a zona de corte acessível.

Ambos os tipos são utilizados no torneamento, mas escolher uma pastilha positiva ou negativa pode alterar significativamente o processo. As suas diferentes geometrias determinam vantagens, limitações e aplicações adequadas distintas.

Para tomar uma decisão fundamentada, convém comparar diretamente estas diferenças. A tabela seguinte apresenta as suas características mais importantes.

Depois de compreender as diferenças, analise a sua aplicação concreta para escolher corretamente. Há muitos parâmetros a considerar na seleção de pastilhas de torneamento, incluindo a geometria, a classe, a forma e as dimensões.

A escolha de uma pastilha que permita bom controlo de cavacos e desempenho de maquinagem ótimo depende, em grande medida, dos seguintes fatores:

Para aço e ferro fundido, escolha a classe e a geometria conforme a dureza, o estado do material em bruto e a operação. As pastilhas negativas são comuns no desbaste, mas estes materiais não são todos duros e nenhum tipo é universalmente preferível.

Para materiais não ferrosos ou acabamento leve, uma geometria afiada adequada pode reduzir as forças. O tipo positivo, por si só, não garante o acabamento nem a compatibilidade com o material.

A capacidade do equipamento é fundamental. Máquinas potentes, rígidas e estáveis podem suportar as forças de corte elevadas das pastilhas negativas.

Para máquinas de baixa potência ou menor rigidez, ou quando se utilizam barras de mandrilar longas e finas, recomendamos pastilhas positivas, pois geram menores forças de corte e vibrações.

Para desbaste, selecione resistência da aresta e capacidade de quebra de cavacos suficientes para o envolvimento previsto. Uma vida útil superior não é inerente a todas as pastilhas negativas.

Para acabamento, selecione uma geometria que cumpra os requisitos de superfície e de forças. Tanto as pastilhas positivas como as negativas podem oferecer conceções adequadas ao acabamento.

O torneamento interior ou mandrilamento com grande balanço pode ser sensível a vibrações. Estas operações são distintas da furação de um furo.

Uma geometria positiva de corte leve pode ajudar a reduzir as forças, mas a classe e a geometria devem ser adequadas ao material. Reduza o balanço e melhore o apoio sempre que possível.

A escolha entre pastilhas negativas e positivas influencia diretamente o resultado da maquinagem. Não existe uma opção perfeita para todas as aplicações, mas sim uma ferramenta adequada a cada tarefa.

A sua escolha reflete o equilíbrio entre a resistência e a praticidade das pastilhas negativas e a delicadeza e precisão das positivas.

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