Estudo da viabilidade de utilização de brocas de canal reto com ponta de PCBN para furação de ferro fundido cinzento FC-250

Abstract

A indústria busca constantemente ganhos em produtividade e redução de custo. Na indústria de usinagem, a produtividade e custo estão ligados a diversos fatores, como mão de obra, equipamentos e ferramentas de corte. No que tange a ferramentas de corte, são mais interessantes as que permitam maiores velocidades de corte, maiores vidas, ou que substituam duas ou mais ferramentas. Nesse contexto, ferramentas com materiais de elevada dureza e resistência ao desgaste vêm ganhando espaço em diversas operações de usinagem, atendendo às vantagens listadas. Um exemplo de aplicação de materiais de elevada dureza é a utilização de PCBN (nitreto de boro cúbico policristalino) em fresamento e torneamento. Todavia, a aplicação de PCBN em furação ainda é pouco explorada. Visando avaliar a viabilidade técnica e econômica da utilização de ferramentas de PCBN para furação, foram realizados testes práticos com brocas de ponta desse material. O material usinado foi o ferro fundido cinzento devido a sua ampla utilização. Utilizaram-se dois conceitos de inserto de PCBN, o full face e integral, que foram brasados na ponta de uma broca de metal-duro com canal reto, fazendo com que os gumes sejam de PCBN. Para comparação, foi realizado teste similar com broca de metal-duro, por ser o material mais empregado para furação de ferro fundido cinzento em produção seriada. Os resultados para ambos os testes são apresentados em termos de vida de ferramenta e qualidade do furo. As comparações entre os diferentes materiais de broca utilizados nesse trabalho indicam que as brocas de inserto de PCBN integral ainda apresentam restrições técnicas e econômicas. Indicam também que as brocas com inserto de PCBN full face, em condições específicas de corte, são viáveis tecnicamente, pois geram furos com elevada qualidade e apresentam vidas de ferramenta intermediárias. A aplicação dos insertos full face se mostra viável economicamente, caso seja possível, de acordo com a exigência de qualidade do furo, substituir a operação de furação com broca de metal-duro e operações sequentes de acabamento.<br>

Abstract : The industry constantly seeks gains in productivity and cost reduction. In the machining industry, productivity and cost are related to several factors, such as labor, equipment and cutting tools. Regarding to cutting tools, the most interesting ones are those which allow higher cutting speeds, larger tool life, or to replace two or more tools. In this context, tools with high hardness and wear resistance have been gaining ground in several machining operations, taking into account the advantages listed. An example of application of high hardness is the use of PCBN (polycrystalline cubic boron nitride) in milling and turning. However, the application of PCBN in drilling still is poorly explored. Aiming to evaluate the technical and economic viability of using PCBN tools for drilling, practical tests were carried out with drills tipped with this material The machined material was gray cast iron because of its wide use. In the tests was used two concepts insert PCBN, the full face and solid, which were brazed on the top of a carbide straight flute drill, becoming the cutting edge formed of PCBN. For comparison, we performed a similar test with carbide drill, due to be the most used material for drilling gray cast iron in mass production. The results for both tests are presented in terms of tool life and hole quality. The comparisons between different materials drill used in this work indicate that solid PCBN insert drills still have technical and economic constraints. Also indicates that PCBN full face insert drills, in specific cutting conditions are technically feasible, because they generate holes with high quality and intermediate tool lives. The application of full face inserts has proved economically viable if, according to the demand for hole quality, replace the drilling operation with carbide drill and subsequent finishing operations.