Inserts de Ângulo Positivo vs. Inserts de Ângulo Negativo

Quando colocas Torneamento e fresagem CNC sob observação, verá como a geometria da pastilha de corte desempenha um papel fundamental no sucesso de qualquer operação de maquinação. Uma das propriedades geométricas mais fundamentais são os ângulos da pastilha, pastilhas de ângulo positivo e negativo.

A escolha que fizer entre um insert positivo e um negativo terá um impacto direto em forças de corte, acabamento superficial, vida útil da ferramenta e estabilidade geral do processo.

Neste artigo, apresentamos uma comparação detalhada entre pastilhas de ângulo positivo e negativo. Continue a ler enquanto exploramos as suas características únicas, vantagens, desvantagens e aplicações típicas. No final deste texto, terá uma compreensão clara de como escolher a geometria de pastilha correta para as suas operações de maquinação.

O que são pastilhas com ângulo positivo?

Por vezes referidas como pastilhas de ataque positivo, as pastilhas de ângulo positivo são ferramentas de corte caracterizadas pela sua aresta de corte afiada e de ângulo agudo. Esta geometria é uma característica fundamental que determina o desempenho da pastilha.

Uma pastilha com ângulo positivo tem um ângulo de corte inferior a 90°, criando uma aresta de corte afiada e angulada que corta o material de forma eficiente. Este design é ideal para reduzir as forças de corte, tornando-o adequado para a maquinação de materiais de difícil corte, como aço inoxidável e ferro fundido.

Uma vez que a penetração na peça requer menos força, as pastilhas de ângulo positivo são particularmente eficazes para o torneamento de furos internos. São a escolha preferida dos profissionais para máquinas-ferramentas de baixa potência ou com rigidez de sistema deficiente.

As características principais das pastilhas de corte positivas incluem um melhor controlo de cavaco e forças de corte reduzidas. As pastilhas de ângulo positivo podem ser obtidas em vários materiais, que vão do carboneto à cerâmica e diamante policristalino (PCD). São otimizados para uma vasta gama de operações de maquinação, desde o superacabamento à maquinação média.

Vantagens das pastilhas de ângulo positivo

A pastilha de ângulo positivo oferece várias vantagens significativas que a tornam uma excelente escolha para cenários de maquinação específicos, tipicamente para aplicações focadas em finura e precisão.

Algumas das vantagens das pastilhas de ângulo positivo incluem:

Forças de corte reduzidas: As pastilhas positivas geram forças de corte significativamente mais baixas durante a operação, reduzindo a carga no fuso da máquina, no suporte da ferramenta e na própria peça de trabalho. Esta caraterística torna as pastilhas de ângulo positivo ideais para operações de acabamento e maquinação de materiais macios ou componentes de paredes finas.

Melhor Acabamento de SuperfícieA aresta de corte mais afiada resulta numa ação de corte mais suave e limpa, produzindo um acabamento superficial superior. Esta função é essencial para aplicações que exigem alta precisão e pode muitas vezes reduzir a necessidade de processos de acabamento secundários.

Vibração Reduzida: Devido ao engajamento do material com menor força, as pastilhas de ângulo positivo tendem a produzir menos vibração durante o corte. Isto leva a uma maior estabilidade e precisão, especialmente em máquinas menos rígidas.

Controlo de Chip Melhorado: O ângulo de inserto positivo direciona as aparas para cima e para longe do gume de corte e da peça. Isto ajuda a melhorar a evacuação das aparas e reduz as hipóteses de entupimento das aparas, o que é particularmente benéfico em operações de torneamento interno.

Desvantagens de pastilhas de ângulo positivo

Embora as pastilhas de ângulo positivo sejam caracterizadas pelas vantagens que mencionámos e ainda mais, também vêm com algumas limitações. Quais são algumas destas desvantagens?

Corte mais fracoA aresta fina de uma pastilha positiva é mais fraca do que a de uma pastilha negativa; logo, é menos adequada para desbaste pesado, cortes interrompidos (como tornear uma peça com chavetas) ou para trabalhar materiais abrasivos.

Redução da Vida Útil de Ferramentas em Aplicações ExigentesEm aplicações de alto impacto, a aresta menos robusta pode levar a um desgaste acrescido. Potencialmente, pode reduzir a vida útil total da ferramenta. Sob as mesmas condições, uma pastilha negativa oferece melhores resultados.

Utilização UnilateralComo resultado do ângulo de ataque necessário, as pastilhas positivas só podem ser utilizadas de um lado. Oferecem metade do número de arestas de corte de uma pastilha negativa de dupla face, o que pode impactar a rentabilidade.

Utilizações de Pastilhas de Ângulo Positivo

As inserções de ângulo positivo possuem propriedades únicas que as tornam perfeitas para tarefas onde a precisão e as baixas forças de corte são intransigentes.

As pastilhas com um ângulo de corte positivo são tipicamente usadas para cortar materiais mais macios, pois é necessária menos força para obter um corte limpo. São usadas para maquinação de metais ferrosos e não ferrosos de baixa resistência.

As pastilhas de ângulo positivo são também geralmente aplicadas a aço rápido ferramentas (HSS). São ótimas para operações de mandrilagem interna e acabamento numa vasta gama de materiais, incluindo aço inoxidável e ligas de alta temperatura.

No entanto, não recomendamos a utilização de pastilhas com ângulo positivo para operações de desbaste pesadas e de alta velocidade, onde a resistência e a durabilidade são mais importantes do que o acabamento da superfície.

O que são Pastilhas de Ângulo Negativo?

Uma pastilha de ângulo negativo é o pilar do torneamento moderno. Foi concebida para proporcionar força e durabilidade excecionais, e para uma remoção máxima de metal. A geometria de uma pastilha de ângulo negativo é fundamentalmente diferente da de uma pastilha positiva, pois foi construída para potência em vez de delicadeza.

O que uma pastilha de ângulo negativo lhe deve dizer é que a pastilha tem um ângulo de 90° entre a face e a superfície superior, criando um ângulo de inclinação de 0°.

Esta geometria quadrada significa que a pastilha não tem ângulo de saída embutido e permite que os lados superior e inferior da pastilha sejam utilizados como arestas de corte. As pastilhas com ângulo negativo são uma escolha ideal para operações de maquinação pesada e desbaste.

Vantagens de uma Pastilha de Torneamento com Ângulo Negativo

Quais são as vantagens de um ponto de viragem de ângulo negativo e por que é a escolha preferida para ambientes de alta exigência e alta produção?

Resistência e Durabilidade de Borda SuperiorDevido à sua espessura e ângulo de corte de 90°, as pastilhas de ângulo negativo são capazes de suportar forças de corte mais elevadas e são muito menos propensas a lascar ou partir. Isto torna-as perfeitamente adequadas para desbaste pesado, cortes interrompidos e processamento de materiais duros ou abrasivos.

Maior Vida Útil da Ferramenta em DesbasteA natureza robusta das pastilhas negativas resulta muitas vezes numa vida útil da ferramenta significativamente mais longa, especialmente em condições de corte de alto impacto onde uma pastilha positiva falharia rapidamente.

Dupla Face para Eficiência de CustosComo não têm ângulo de gume, as pastilhas negativas podem ser viradas, obtendo assim o dobro de arestas de corte numa única peça de carboneto. Isto aumenta a rentabilidade e reduz os custos de configuração em operações de alto volume.

Desvantagens de pastilha de corte com ângulo negativo

Embora a sua resistência seja uma grande vantagem, as pastilhas de viragem com ângulo negativo apresentam compromissos que as tornam inadequadas para certas aplicações. Estas desvantagens são um resultado direto da sua geometria romba e potente.

Forças de corte elevadas: Uma pastilha negativa penetra o material em vez de o cortar, gerando pressões de corte significativamente mais elevadas. Isto requer uma máquina ferramenta potente e muito rígida para suportar a carga sem causar vibração ou ruído.

Geração de Calor AumentadaMaiores forças de corte e o atrito geram mais calor na zona de corte. Isto pode aumentar o desgaste da ferramenta e ter um impacto negativo na superfície de alguns materiais sensíveis.

Desempenho fraco na finalizaçãoA ação de corte sem fio não promove a produção de um acabamento superficial fino. Geralmente são ineficazes para passagens de acabamento leves onde são necessárias baixas forças de corte.

Não adequado para materiais mais macios/gomosos: A alta pressão pode causar problemas ao maquinar materiais macios e elásticos como o alumínio, levando frequentemente à acumulação de material na aresta e a um mau controlo de cavacos.

Utilize Aplicações de Pastilhas de Ângulo Negativo

A robustez e durabilidade das pastilhas negativas não removem aplicações. São a primeira escolha para qualquer operação em que a velocidade de remoção de material e a tenacidade sejam os requisitos primários.

As pastilhas negativas são a melhor e mais duradoura solução para aplicações standard de desbaste e torneamento, pois as suas formas sólidas e espessura permitem maiores profundidades de corte e taxas de avanço mais elevadas.

São excelentes para o tornear externo 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 (diamante de 55 graus) e WNMG (trígono de 80 graus).

Para operações de desbaste pesado, as pastilhas SNMG com ângulo de ponta de 45 graus são uma excelente escolha, pois permitem profundidades de corte ainda maiores.

Diferença entre pastilhas de ângulo positivo e pastilhas de ângulo negativo

Embora ambos sejam utilizados em operações de torneamento, a escolha entre uma pastilha positiva ou negativa alterará radicalmente o processo de maquinação. As suas geometrias contrastantes determinam diferentes forças, fraquezas e casos de uso ideais.

Para tomar uma decisão informada, é essencial compreender estas diferenças fundamentais lado a lado. A tabela seguinte fornece uma comparação clara das suas características mais importantes.

Características	Insira Ângulos Positivos	Inserções de Ângulo Negativo
Definição Geométrica	O ângulo de inclinação é inferior a 90° (tem um ângulo de folga).	O ângulo da aresta é de 90° (tem um ângulo de folga de 0°).
Resistência da Borda	Mais baixo. A aresta afiada é mais propensa a lascar.	Mais alto. A borda grossa e romba é muito forte e durável.
Forças de Corte	Baixo. Requer menos energia e cria menos pressão.	Alto. Requer uma máquina potente e rígida.
Aplicação Principal	Acabamento, mandrilar interior, maquinação de materiais macios.	Usinagem desbastada de alta resistência, cortes interrompidos, maquinação de materiais duros.
Número de Lâminas de Corte	Unilateral (menos arestas por inserção).	Frente e verso (o dobro de arestas por inserção).
Tendência de Vibração	Baixo. Ideal para configurações menos rígidas ou peças de trabalho finas.	Alto. Pode causar vibrações em máquinas com pouca rigidez.
Acabamento da superfície	Excelente. Produz um acabamento liso e de alta qualidade.	Mau para razoável. Não adequado para passes de acabamento.
Materiais Ideais	Aço inoxidável, ligas de alta temperatura, metais não ferrosos.	Aços carbono/liga, ferro fundido, materiais duros.

Como Escolher a Ferramenta de Torneamento Correta?

Agora que compreende as diferenças, para fazer a escolha certa, precisa de analisar a sua aplicação específica. Existem muitos parâmetros que deve considerar ao escolher as pastilhas de torneamento certas, e isso inclui a seleção cuidadosa da geometria, a classe, a forma e o tamanho da pastilha.

Fazer a escolha crítica da pastilha de corte que o ajudará a obter um bom controlo de aparas e um desempenho ótimo de maquinação depende significativamente dos seguintes fatores chave:

1.Material A Ser Usinado:

Se estiver a trabalhar com materiais ferrosos duros como aço e ferro fundido, as pastilhas negativas são geralmente a opção preferida para desbaste devido à sua incrível resistência.

No entanto, para passes de acabamento ou para maquinação de materiais não ferrosos como alumínio e latão, as pastilhas positivas são as mais ideais. A razão para isto é que proporcionam um melhor acabamento superficial com menores forças de corte.

2. Capacidades da Máquina-Ferramenta:

As capacidades do seu equipamento são cruciais. Máquinas de alta potência e alta rigidez com estabilidade melhorada conseguem lidar com as elevadas forças de corte geradas por pastilhas de torneamento negativas.

Por outro lado, para máquinas de baixa potência, máquinas com menor rigidez ou se estiver a utilizar barras de mandrilar longas e finas, recomendamos a utilização de pastilhas positivas. Isto porque produzem menos força de corte e vibração.

3. Tipo de Operação (Desbaste vs. Acabamento):

Este é um enorme fator determinante na escolha da pastilha de corte correta. Para desbaste pesado, onde precisa de remover rapidamente uma grande quantidade de material, a vida útil mais longa de uma pastilha negativa torna-a ideal.

Para operações de acabamento onde a qualidade da superfície é o objetivo principal, a ação de corte nítida e limpa de uma pastilha positiva é a mais indicada.

4. Rigidez das Ferramentas e da Montagem:

Considere toda a configuração da sua operação. Tarefas que envolvem perfuração interna com um longo avanço estão sujeitas a vibração.

Para estes tipos de tarefas, é aconselhável usar uma pastilha de corte positiva, pois ajuda a minimizar as forças de corte e a manter a estabilidade, independentemente do material.

Conclusão

A escolha entre plaquetas de corte negativas e positivas é uma decisão fundamental que afeta diretamente o resultado das suas operações de maquinação. Em última análise, não existe uma única opção perfeita para todos os cenários de utilização; existe apenas a ferramenta certa para a tarefa específica que está a realizar.

O insert de torneamento que escolher representa o compromisso fundamental entre a resistência e a conveniência dos inserts negativos e a fineza e precisão dos inserts positivos.

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