Lubrificação e refrigeração de máquinas-ferramenta
Lubrificação e refrigeração de máquinas-ferramentaOs sistemas de lubrificação e refrigeração de máquinas-ferramenta exigem cuidados específicos, uma vez que cada sistema possui características muito peculiares, embora possam funcionar em conjunto. Todas as máquinas têm dois sistemas distintos, um para refrigeração e outro para a lubrificação. O sistema de lubrificação, de modo geral, é bastante complexo e envolve uma combinação de vários procedimentos. Já o sistema de refrigeração é independente do anterior e se concentra principalmente na refrigeração da ferramenta de corte. O processo de refrigeração conta com um sistema de circulação em circuito fechado para recuperação de líquido refrigerante, compreendendo os seguintes componentes: bandeja, reservatórios, tubos rígidos, mangueiras e reguladores de fluxo de bomba. O fluido de corte também serve como um lubrificante para reduzir o atrito no processo de usinagem.
Sistema de lubrificação
O sistema de lubrificação de máquina-ferramenta, como um torno, por exemplo, é projetado para garantir o suprimento de uma determinada quantidade de lubrificante adequado para cada elemento, entre as diversas partes mecânicas dentro do equipamento. Alguns dos elementos críticos que necessitam de lubrificação são rolamentos, mancais, eixos e engrenagens. O procedimento utilizado para a seleção do tipo de lubrificação de tornos e dos óleos lubrificantes a serem empregados depende das características específicas do componente ou mecanismo, em particular a velocidade relativa do trabalho, a temperatura máxima prevista e a situação de uma máquina em termos de necessidade de manutenção, desempenho e disponibilidade.
Sendo assim, enquanto a caixa de câmbio é normalmente lubrificada por processo de imersão parcial em banho de óleo lubrificante ou graxa, os rolamentos recebem a lubrificação seja através de um duto lubrificante auxiliar, ou através do que é chamado de “sistema auto-lubrificante”, que exige um cuidado especial. A lubrificação dos rolamentos de eixo requer um projeto de circuito que incorpora uma bomba de engrenagens, além dos canais e tubulações necessárias. Outros elementos, tais como guias e fusos de esferas são lubrificadas manualmente utilizando um dispensador de óleo.
Sistema de refrigeração
Pesquisas desenvolvidas no final do século XIX por Taylor e outros mostraram que o resfriamento e a lubrificação das máquinas-ferramenta melhoram as condições de corte dos equipamentos industriais de usinagem. Obviamente, em uma operação de usinagem, que produz a remoção de metais sob certas condições de corte (profundidade de passagem, velocidade de corte, taxa de alimentação), um processo de deformação plástica ocorre antes da ruptura devido à geração de calor. Esse aumento da temperatura na ponta da ferramenta pode torná-la inutilizável em poucos segundos de trabalho. Esta situação envolve um custo insustentável com a substituição frequente de ferramentas com um acabamento de qualidade ruim das superfícies usinadas, sendo necessária determinada quantidade de fluido refrigerante fornecido de forma contínua, e cujo fluxo é diretamente dependente das condições do processo de corte e dos materiais da ferramenta e das peças.
A princípio, pode não ser tão óbvio é que a lubrificação é benéfica para o processo de corte em usinagem com o uso de tornos mecânicos, pneumáticos ou tornos CNC. Porém, no início da progressão do corte, a máquina-ferramenta deve superar uma série de resistências internas no material a ser usinado. Além disso, o contato entre superfícies e a existência de movimento relativo entre dois materiais de diferentes durezas são fatores inerentes ao processo.
Então, a ação de um filme lubrificante torna-se primordial para reduzir o atrito e, consequentemente, o trabalho de deformação da peça usinada. A presença do óleo ou fluido lubrificante irá diminuir o desgaste da ferramenta (arestas e ângulos de corte) e prolongar seu ciclo de vida. Claro que a diminuição de atrito significa uma redução das temperaturas atingidas durante o processo de corte, aprimorando a eficiência do corte com um fluido refrigerante.