Potência na usinagem

É super comum ouvirmos no nosso dia a dia sobre ela, principalmente quando falamos de automóveis e seus cavalos de potência. Conforme os livros de física, potência é a rapidez com que um equipamento realiza um trabalho por meio da transformação de uma das formas de energia. Em um automóvel por exemplo, a energia térmica proveniente da queima do combustível no fim se transforma em energia cinética, ou seja, na velocidade do veículo.

Da mesma forma que em um automóvel, a potência do motor, pode ser um limitante para a velocidade de avanço. Mas você sabe como essa transformação energética funciona?

Primeiramente, é importante salientar que a potência nominal de um motor ou spindle (12 cv, 10 HP, etc.) é a máxima potência que ele pode entregar, mas isso não significa que ele terá esse consumo a qualquer instante. Na verdade, ao realizar determinada usinagem, a energia elétrica gasta pelo motor é proveniente da força necessária para o corte do material, esse fator é denominado como potência de corte. Ela é gerada ao cortar o material, sendo transmitida pelo corpo da ferramenta e pelo seu sistema de fixação até finalmente chegar no componente motor da máquina.

Existem vários fatores que afetam a potência de corte, os principais são o avanço, a rotação, o número de dentes em contato com o material, o tipo do material usinado, a profundidade do corte e até mesmo a geometria da ferramenta. Cada um destes fatores afeta a potência de um modo diferente e alguns têm influência entre si, o que torna este cálculo bastante dinâmico. Entretanto, os principais responsáveis pela geração da potência de corte são o avanço e a profundidade de corte, por isso, os modos mais práticos para a sua redução são o acréscimo de passes verticais ou a redução da velocidade de avanço.

Outro fator, muitas vezes esquecido, que pode ser um limitante na usinagem é o torque do motor. Enquanto a potência está relacionada com a velocidade com que a energia é transformada, o torque é a força que move o motor. Na usinagem, o torque é calculado através da multiplicação da força de corte e a distância do ponto de corte em relação ao centro de rotação do eixo motor, ou seja, quanto maior for o diâmetro de corte da ferramenta, maior será o torque.

A transmissão do esforço entre a área de corte e o motor sempre vai gerar um ponto fraco no sistema. Por exemplo, uma fresa com pouco diâmetro e muita altura de corte pode não ter resistência suficiente para suportar o torque gerado na usinagem, o que causará o rompimento do corpo. Nesse caso, pode-se aumentar o diâmetro da fresa para que a falha não aconteça, entretanto, esse aumento causará também um acréscimo no torque gerado, podendo até ultrapassar a potência máxima suportada pelo motor.

Por isso, para cada máquina, motor ou processo, um diâmetro ideal deve ser determinado para a ferramenta. Se for pequeno, ele exigirá um menor avanço para que não aconteça a quebra da ferramenta. Se for grande, também exigirá um menor avanço para que o torque e a potência não sejam maiores do que o máximo suportado pelo motor. Ele deve ser determinado de modo a suportar o mesmo torque entregue pelo motor, deste modo o processo de usinagem vai operar com a maior velocidade de avanço possível, consequentemente, será o mais econômico possível.

Quando máquina e ferramenta entram em harmonia, o processo será mais econômico e sua empresa mais competitiva. Por isso, revise seus processos de usinagem e ferramentas, muitas vezes é possível alcançar melhores níveis de produtividade sem grandes investimentos, como em novos maquinários por exemplo.

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