_aula 1 - introdução à usinagem por abrasão
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Programa de Pós-graduação em
Engenharia Mecânica
Prof. Dr. Eduardo Carlos Bianchi E-mail: bianchi@feb.unesp.br
Esta apresentação é para apoio às aulas dos cursos de Tecnologia da Usinagem I
e II.UNESP - Bauru
As bibliografias indicadas para o assunto devem ser consultados no final desta apresentação.
Grande parte da figuras desta apresentação foram retiradas dos livros recomendados e de outras fontes.
Esta apresentação NÃO substitui a LEITURA dos livros ou a PRESENÇA nas aulas.
OBJETIVOApresentar informações e conceitos sobre o processo de
retificação.
O processo de retificação;
Componentes do rebolo;
Nomenclatura;
Geometria de corte;
Formação do cavaco;
Desgaste da ferramenta abrasiva;
Outros.
Geometria Definida
Geometria Não-sefinida
Processo da Retificação
Retificação: processo de usinagem por abrasão destinado à obtenção de superfícies com o auxílio de ferramenta abrasiva de revolução.
Ferramenta: Rebolo (gira)
Material: Peça (desloca-se segundo uma trajetória determinada, podendo girar ou não)
A retificação pode ser tangencial, cilíndrica, frontal ....
Retificar significa corrigir irregularidades das superfícies das peças.
Assim, a retificação tem por objetivo:
a) Reduzir rugosidades ou saliências e rebaixos de superfícies usinadas com máquinas-ferramenta, como furadeira, torno,plaina, fresadora.
b) Dar à superfície da peça a exatidão de medidas que permitaobter peças semelhantes que possam ser substituídas umaspelas outras.
c) Retificar peças que tenham sido deformadas ligeiramentedurante um processo de tratamento térmico.
d) Remover camadas finas de material endurecido por têmpera,cementação ou nitretação.
Processo da Retificação
FABRICAÇÃOPROCESSO CONVENCIONAL
FUNDIÇÃO LAMINAÇÃO USINAGEM(desbaste)
USINAGEM(retificação)
TRATAMENTOTÉRMICO
Os valores que são utilizados são:
material: 100Cr6 temperado e revenido +/-
62HRc
Roletes lapidados: 0,08 a 0,1 Ra
Anel externo/interno: 0,08 a 0,1 Ra
Elementos de motor: 0,2 Ra
Normalização, …..
Têmpera e revenimento.
COMPONENTES DO PROCESSO
01 – Retificadora;
02 – Dressador;
03 – Rebolo;
04 - Filtro e Fluído de corte;
05 - Segurança do rebolo;
06 - Defeito, Causa e Solução.
Máquina
Mancais em boas condições de ajustes e sem folgas;
Geometria perfeita: paralelismo entre eixos, paralelismo dos cursos dos dressadores, paralelismo dos cursos nos rebolos, paralelismo entre eixos e, apoio da peça.
Rigidez da fixação dos conjuntos;
Ausência de folgas: nos carros porta-cabeçotes, carros dressadores e, sistemas de avanços.
Condição ideal da retificadora
Rebolos
Dressadores conglomerados , ponta única e rotativo
Rótulos de assentamento
A função dos rótulos ou discos de assentamento é distribuir a pressão de aperto uniformemente.
Seu uso é obrigatório em todas as montagens e não devem ser reutilizados.
Coloque rótulos na parte de baixo (flange de encosto) e na parte superior (flange de aperto).
Rebolo, como qualquer outro material, possui uma resistência limitada, mas suficiente para assegurar sua segurança em trabalho.
Isto implica em tomar precauções para proteger os rebolos contra impactos e para evitar sua deterioração.
1- Devem ser manipulados com precaução para evitar impactos ou quedas.
2- Não devem ser rolados nos piso.
3- Se não for possível transportá-lo manualmente, utilize um carrinho ououtro meio de transporte apropriado que suporte o rebolo corretamente.
Nunca transporte o rebolo rolando pelo piso até o almoxarifado ou até a máquina.
Manuseio do rebolo
Tanque do fluído de corte com tecido filtrante
Peça
Condições de Usinagem
Muitos outros itens
Refratômetro
RELEVÂNCIA DO TEMA
• Um dos processos de acabamento mais utilizados na
fabricação de peças de precisão;
• Trata-se de um dos processos de menor domínio
tecnológico, se comparado aos processos convencionais de
usinagem;
• Deve solucionar os problemas de qualidade e tempo de
toda a seqüência de fabricação;
• Poucos são os técnicos e engenheiros capazes de
solucionar os problemas que ocorrem durante o processo
produtivo;
• Ênfase na qualidade da peça produzida.
RETIFICAÇÃO
(Dicionário Metal Mecânico)
• Um dos processos de acabamento mais utilizados;• Remove o material da peça pelo contato com uma ferramenta abrasiva (rebolo);• O Rebolo gira em alta velocidade em torno do seu próprio eixo;• Movimento de translação (rebolo ou peça);• A peça a retificar também pode movimentar-se;• Possibilita alta precisão e baixos valores de rugosidade;• Taxa de remoção de material da peça é pequena;• Para altas taxas de remoção, precisa-se de retificadoras de elevada potência e rigidez;• Obtém-se a correção das imperfeições das peças mecânicas que foram submetidas a processos de tratamento térmico, como, por exemplo, a têmpera.Retífica: Oficina especializada em retificar motores;
Retificadora: Máquina ferramenta que realiza a operação de retificação.
FABRICAÇÃOPROCESSO CONVENCIONAL
FUNDIÇÃO LAMINAÇÃO USINAGEM(desbaste)
USINAGEM(retificação – afiação)
TRATAMENTOTÉRMICO
Custo
Aumento do Custo de Usinagem e acabamento em Função do
acabamento superficial necessário
Classificação do acabamento das superfícies usinadas de acordo
CARACTERÍSTICAS
É o processo de usinagem abrasiva que apresenta maior emprego na indústria;
Caracteriza-se pela remoção de material da peça pela ação conjunta de grãos abrasivos ativos;
Impossível definir geometricamente as arestas de corte, geometria não-definida;
É um processo geralmente utilizado para as operações de acabamento de peças.
• Os rebolos são ferramentas cortantes, constituídas por partículas abrasivas ligadas entre si por meio de ligante ou aglomerante;
Forças altas, maior gasto de energia, temperaturas altas,...;
CARACTERÍSTICAS
Forma média dos grãos de ferramentas de retificação é definida estatisticamente;
Grãos abrasivos são frágeis e quebram com pontas afiadas;
Partes protuberantes atuam no processo de corte;
Arestas com geometria negativa penetram em trajetória quase plana, ocorrendo deformações plásticas e elásticas;
• Difícil pesquisa de fenômenos da retificação;
Remoção de material por muitas arestas simultaneamente;
Remoção de material na faixa de micrometros (observação difícil);
Cavacos com seção variável.
Rebolo: Grão abrasivo, ligante e porosidade.
OPERAÇÕES DE RETIFICAÇÃO SEGUNDO DIN 8589
FERRAMENTA COM GEOMETRIA NÃO DEFINIDA
Classificação dos processos de retificação pela norma DIN 8589:
- Retificação plana;
- Retificação cilíndrica;
- Retificação de rosca;
- Retificação de geração de perfil guia;
- Retificação de geração de perfil;
- Cópia de perfil por retificação.
RETIFICAÇÃO CILÍNDRICA EXTERNA
Definição
Operação de retificação com a fixação da peça pelo centro de rotação.
Utilizada em peças de forma cilíndrica quando esta tem vários diâmetros diferentes ou dimensões e quantidades de produção que não permitam a utilização centerless.
Por vezes é uma operação que utiliza uma máquina versátil o que a torna muito freqüente nas oficinas.
A retificação centerless é uma variante da cilíndrica.
RETIFICAÇÃO CILíNDRICA Externa
Características
- Pequeno arco de contato entre rebolo e peça obra,- Peça e rebolo giram,
Normalmente utiliza-se rebolos de durezas médias.(K)
Rebolo de corte
RETIFICAÇÃO CILíNDRICA Externa
Tipos de Retificação Cilíndrica
PERFIL
EIXO COMANDO/VIRABREQUIM
REBOLOS
PEÇA-OBRA
ANGULAR
REBOLOPEÇA-OBRA
Spark-out no ciclo de retificação cilíndrica de mergulho
O ciclo de retificação é subdividido em fases:
• Aproximação;• Mergulho do rebolo na peça;• Spark-out ou centelhamento;
• Recuo do rebolo; e• Troca da peça e dressagem da ferramenta
(se necessário).u1 é a taxa de avanço,
r a taxa de avanço real,
u2 a taxa de avanço no período de spark-out (nulo),
tc o tempo de centelhamento,
ΔR a defasagem da posição do rebolo, e
ε a diferença final entre a posição pré-estabelecida e a real do ciclo
Representação do ciclo de umaretificação cilíndrica de mergulho
CARACTERÍSTICAS OPERACIONAIS
- Velocidade de corte: de 45 m/s, 60 m/s, ...
Para avanços longitudinais
- A profundidade de corte: 10 µm à 30 µm por passada - desbaste
: 5 µm para acabamento.
Para avanços Tranversais
Existem alguns parâmetros utilizados, depende muito da operação:
- Desbaste: 2,0 a 10,0 mm/min
- Semi acab.: 0,8 a 2,0 mm/min
- Acabamento: 0,10 a 0,8 mm/min
- Microacab.: 0,01 a 0,010 mm/min
RETIFICAÇÃO CILINDRICA INTERNA
Definição
• Operação de retificação realizada em diâmetros internos.
Características
- Grande arco de contato entre rebolo e peça obra;
- Alta rotação do eixo porta rebolo;
- Cuidado com a flexão da haste porta rebolo;
- Dificuldade em direcionar a refrigeração.
- Normalmente utiliza-se rebolos de durezas K a N
RETIFICAÇÃO CILINDRICA INTERNA
Arco de contato
Detalhes operacionais
Passante
Recomenda-se que o diâmetro do rebolo deve ser de no
máximo 2/3 do diâmetro a ser retificado.
Peça-obraRebolo
D
2/3 D (máximo)
Detalhes operacionais
No caso de furos passantes sair até 1/3 do comprimento do rebolo de cada lado, pois isto também deformará o rebolo.
1/3 A1/3 A
Detalhes operacionais
A refrigeração deve ser abundante e com pressão
Detalhes operacionais
Informações do rebolo
- As velocidades em geral são de 33 m/s a 60 m/s.
33 a 60 m/s
Detalhes operacionais
Detalhes operacionais
Informações da peça
As velocidades em geral são de 25 a 30 m/min.
O sentido de rotação da peça também é importante:
- Mesmo sentido do rebolo: menor remoção e melhor acabamento.
- Sentido contrário ao rebolo: maior remoção e pior acabamento.
25 a 30m/min
Queima e trincas da peça-obra
Corrigir :
1- Rebolo com dureza alta ou grão fino;
2- Velocidade de dressagem lenta;
3- Velocidade baixa da peça;
4- Falta de refrigeração;
5- Rebolo com velocidade alta.
Detalhes operacionais
Rugosidade alta
1- Velocidade de dressagem alta;
2- Oscilação longitudinal muito rápida; 3- Granulometria alta do rebolo;
4- Velocidade baixa do rebolo.
Riscos espiralados
1- Velocidade de dressagem alta
2- Oscilação muito rápida do rebolo
3- Fixação da peça deficiente
Detalhes operacionais
USINAGEM COM FERRAMENTAS DE GEOMETRIA NÃO DEFINIDA
Principais processos:
● Retificação
● Brunimento
● Lapidação
● Lixamento
● Tamboreamento
● Jateamento
● Outros
TIPOS DE ABRASIVOS
Materiais abrasivos naturais
Cinco tipos principais de abrasivos naturais podem ser empregados na fabricação de rebolos: quartzo, corindum,
granada, diamante e esmeril natural.
Diamante apresenta muita resistência mecânica.
Materiais abrasivos sintéticos
Os mais utilizados são: Óxido de Alumínio, Carboneto de Silício (carborundum), Nitreto cúbico de boro (CBN ou
Borazon) e Diamante.
TIPOS DE ABRASIVOS
Materiais abrasivos naturais
Quartzo: Relativamente mole, fissura frágil e canto vivo;
Corindum e Esmeril natural : constituídos de Al2O3, quebra arredondada e poucas arestas afiados;
Granada: Dureza relativamente alta, quebra em formato de conchas (muitas arestas), usados em lixas para madeiras duras e nobres;
Diamante natural: Para usinar metal-duro, quartzo, mármore, granito e cerâmica.
TIPOS DE ABRASIVOS
Materiais abrasivos sintéticos
Óxido de Alumínio: Composto por Al2O3, pode ser normal, semi-nobre ou nobre, tem alta dureza e tenacidade;
Diamante sintético: Maior dureza entre todos os materiais (cerca de duas vezes maior que SiC e Al2O3), apresenta anisotropia e alta condutibilidade térmica, custo elevado;
Carboneto de boro: Dureza elevada, pouco empregado (mais utilizado como abrasivo solto, na lapidação);
Qualidade, peculiar a certas substâncias cristalizadas, de reagir diferentemente segundo a direção de propagação de um determinado fenômeno físico, como a propagação da luz ou do calor, o crescimento do cristal, a dureza, etc.
A conversão direta de nitreto de boro hexagonal em nitreto de boro cúbico ocorre a pressões superiores a 18 GPa e temperaturas entre 1730 e 3230°C.US$ 20 milhões
Carboneto de silício: Composto por SiC, obtido por fundição de areia de quartzo, tem cor verde e preta, conforme o grau de impurezas, dureza elevada, boas características térmicas, estabilidade química elevada para retificar ferro fundido cinzento, ferro fundido coquilhado, não ferrosos e não-metálicos;
Nitreto cúbico de boro (CBN): Material abrasivo mais recente em uso, dureza apenas menor que a do diamante, tem elevada resistência à temperatura, utilizado para retificar materiais duros, aço-rápido e aços liga temperados.
TIPOS DE ABRASIVOS
Materiais abrasivos sintéticos
Tipo de abrasivo Dureza [Knoop] Temperatura (ºC)
Coríndon 2100 2000
Carbeto de Silício 2400 1370
Óxido de Alumínio 2500 -
Nitreto cúbico de boro 4700 1300
Diamante 7000 900
Tipo de material abrasivo
Dureza Knoop
(kgf/mm2)
Ponto de fusão (°C)
Estrutura Cristalina
Densidade (g/cm3)
Resistência à compressão
(kN/cm2)
Cond. térmica
(cal/C.cm.s)
Diamante 8.000 3700 Cúbica 3,52 870 5.0
CBN 4.500 3700 Cúbica 3,48 650 3.3
Óxido de Alumínio
2.500 2040 Hexagonal 3,98 350 0.08
Carbeto de Silício 2.700 2830 Hexagonal 3,22 150 0.2
Carbeto de Tungstênio
2.100 - Hexagonal - 350 0.08
PROPRIEDADES DE ALGUNS MATERIAIS ABRASIVOS
TAMANHO DE GRÃO
Classificados de acordo com seu tamanho por peneiramento.
Os grãos que passam por uma peneira que tem 10 aberturas por polegadalinear são chamados grãos n. 10, e aqueles que passam por 60 aberturas porpolegada linear são denominados grãos n. 60 (e assim por diante).
Quanto mais fino é o grão, maior é seu número na escala de granulometria;
Os grãos grandes são empregados para trabalhos de desbaste, os finos para acabamentos
Images of SiC particles in scanning electron microscope
Granulometria Classificação da granulometria em "mesh"
Finíssimo
Muito fino
Fino
Médio
Grosso
Muito grosso
400 500 600 800 1000 1200
150
70
30
14
6
180
80
36
16
8
220
90
46
20
10
280 320
100 120
54 60
24
12
Comparativo entre as normas de classificação do tamanho de grãos abrasivos
Comparativo entre as normas de classificação do tamanho de grãos abrasivos
Estrutura
Estrutura Fechada Estrutura Aberta
ligante
grão abrasivo
grãoabrasivo
Friabilidade: Capacidade do grão abrasivo em gerar novas arestas de corte, quando submetido aos esforços de corte.
Representação do microefeito de dressagem
ligante
grão abrasivo agressivo grão abrasivo pouco agressivo
ligante
Friabilidade:
a) é o conceito oposto de tenacidade, ou seja,
b) corresponde à facilidade para se quebrar um grão abrasivo quando submetido à determinada força ou impacto.
Sabe-se que a friabilidade de um material está relacionada à pureza deste.
Pode-se afirmar que os grãos de Óxido de Alumínio (Al2O3) apresentam menor friabilidade que os grãos de carboneto de silício (SiC).
Auto afiação: Liberação do grão abrasivo assim que a força tangencial de corte for maior do que a capacidade do ligante em reter (prender) o grão abrasivo na superfície de corte do rebolo.
Retificadora Aeroespacial
QUEBRA DOS GRÃOS EM FUNÇÃO DA VELOCIDADE RELATIVA DE DESGASTE
Rebolo: Grão abrasivo, ligante e porosidade
FUNÇÃO DOS POROS NA ESTRUTURA DO REBOLO
APLICAÇÃO DOS GRÃOS ABRASIVOS
LIGANTES (AGLOMERANTES)
Função: Manter os grãos ligados, até que este esteja o suficiente cego ou perder a capacidade de corte em decorrência do processo de usinagem.
Devem ser suficientemente resistentes;
Devem formar pontes suficientemente grandes entre os grãos;
A energia de ligação com os grãos deve ser grande.
Podem ser orgânicos ou inorgânicos.
LIGANTES ORGÂNICOS
Gomas
feito de resíduos de couro;
usados em lixas;
susceptíveis à temperatura.
Lacas
solúveis em álcool e álcalis;
pouco usados.
Resinas sintéticas
segundo ligante mais empregado, com importância crescente;
resinas fenólicas têm a maior aplicação;
usados com materiais de enchimento (criolita, pó de quartzo, hidróxido de cálcio, óxido de ferro etc.).
LIGANTES INORGÂNICOS
Cerâmicos ou vitrificados
• correspondem a mais de 50% dos rebolos;
compostos por misturas vitrificantes (caulin, argila, quartzo, feldspato,...);
frágeis, com alto módulo de elasticidade, resistentes à temperatura;
resistentes quimicamente a água e óleo.Minerais
silicatos e magnesita (rebolos macios);
retificação a seco de materiais finos (*cutelaria);
apresentam desgaste rápido.
* Fabricante ou vendedor de instrumentos de corte.
DUREZA E ESTRUTURA DO REBOLO
Dureza: Caracterizada pela resistência que a ele oferece à remoção dos grãos abrasivos;
Depende: Tipo do ligante, do material abrasivo e da estrutura do rebolo;
Composição volumétrica:
Volume total de um rebolo (V).Volume de grãos – VKVolume do ligante – VBVolume de poros – VP
Classificação da dureza do rebolo
Extra-macio
Macio
Médio
Duro
Extra-duro
A-B-C-D-E-G
H-I-J-K
L-M-N-O
P-Q-R-S
T-U-W-Z
DUREZA DO REBOLO
FORMAS DE DESGASTE DO GRÃO E DO LIGANTE
Material a ser retificado:
- Dúctil: Estrutura aberta; - Frágil: Estrutura fechada;
Acabamento:
Quanto mais fino o acabamento, mais densa a estrutura, a fim de se ter número suficientes de arestas cortantes.
Tipo de trabalho:
- Limpeza de peças fundidas e remoção de canais, alimentadores, exige geralmente estrutura aberta. Este tipo de estrutura assegura rápida remoção do material e espaço adequado para o cavaco;
- Retificação cilíndrica e sem centros exige estrutura tanto mais fechada quanto melhor o acabamento desejado;
- Retificação de roscas exige estrutura fechada.
Abrasivo Granulometria Dureza Estrutura Ligante
A 24 R 5 V
Fabricante
152 x 25 x 31,7
A 24 R5V
rpm máx.4450 Ligante
V = VitrificadoS = SilicosoB = ResinóideBF=Res. refor. p/ fibrasR = BorrachaRF= Borr. refor. p/ fibrasE = Goma laca
=> + aberta<= + fechada
8-9-10-11-12-13-140-1-2-3-4-5-6-7
Estrutura
Dureza
Extra-macio A-B-C-DMuito macio E-F-GMacioMédio
H-I-J-KL-M-N-0
DuroMuito duroExtra duro
P-Q-R-ST-U-V-WX-Y-Z
C = Carboneto de SilícioA = Óxido de Alumínio
Abrasivo
Diam. externo / LarguraDiam. do furo
Dimensões
Muito grosso 6-8-10-12Grosso 14-16-20-24Médio 30-36-46-54-60Fino 70-80-90-100-120Muito fino 150-180-220-240-280Extra fino 320-400-500-600-800
Granulometria
Identificação de um rebolo convencional
IDENTIFICAÇÃO DOS REBOLOS CONVENCIONAIS
Exemplos de nomenclatura não usuais
Código do produto Rebolo Especificação
1R 17K2166 - AA100 L6V15: Óxido de alumínio, granulometria 100 mesh, dureza média, estrutura 6, ligante vitrificado.
1R 19KO168 - C80 K6V26: Carbeto de silício, granulometria 80 mesh, dureza “macio”, estrutura 6, ligante vitrificado.
2R28K0002 - RC 80.1 Q7 B: Mistura de carbeto de silício preto + carbeto de silício verde, granulométrica 80 mesh, dureza alta, estrutura 7 liga resina fenólica tipo novolaca. 2R28K0003 - RC 100 Q7 B: Mistura de carbeto de silício preto + carbeto de silício verde, granulométrica 100 mesh, dureza alta, estrutura 7 liga resina fenólica tipo novolaca.
IDENTIFICAÇÃO DOS REBOLOSSUPERABRASIVOS
CLASSIFICAÇÃO DE Ra (μm) SEGUNDO O PROCESSO DE FABRICAÇÃO. ABNT-NBR 6405/1988
Processo de Retificação
Peça
- Material- Dureza
Geometria
-Diâmetro equivalente-Tipo
- Externa- Interna- face
Condições
-Tempos do ciclo- Velocidades periféricas- Avanços - Dressagem
Fluido
- Tipo- Concentração- Pressão
Rebolo
- Grão- Liga- Estrutura- Dureza- Granulometria
Máquina
- Rigidez- Precisão geométrica- Rigidez dinâmica- Vibrações
Refrigeração na retificação
Na retificação, a maior parte do calor gerado é transferido para a peça (em média 84%), apenas 4% para os cavacos e 12% ficam com o rebolo e seus resíduos.
Grandes solicitações térmicas, produzindo problemas como pontos macios na peça (por sobre-aquecimento), pontos duros por aquecimento e resfriamento rápido, áreas queimadas e manchadas, trincas, empenamentos e deformações.
O fluido lubri-refrigerante, na retificação, tem as seguintes funções:
1 - Redução do atrito entre o grão abrasivo e a peça;2 - Refrigeração da superfície da peça;3 - Limpeza do rebolo, evitando que fique "carregado" de cavacos;4 - Proteção contra corrosão, das peças e da máquina;5 - Arraste dos cavacos e dos resíduos do rebolo.
CONCEITOS TEÓRICOS SOBRE A OPERAÇÃO DE RETIFICAÇÃO
Comprimento de contato (lc)
l = (a.dc s )1
2
Rebolo Ds = 90 mmDw = 100 mmDe = 900 mm
Rebolo Ds = 600 mmDw = 100 mmDe = 85 mm
Ds = 80 mmDw = 120 mmDe = 48 mm
Rebolo
Ds = De
Diâmetro equivalente (De)
De = D
1 D
D
mms
s
w
Espessura de corte equivalente
h = a.V
Veqw
s
π. dw. Vf
Retificação Cilíndrica: heq = -------------- Vs
Retificação Plana:
MECANISMOS DE FORMAÇÃO DO CAVACO
Espessura teórica máxima do cavaco:
Potência de corte: P = F t . (Vs Vw)
Energia especifica de retificação [J/m3]:
Qw é a taxa de remoção volumétrica:
(retificação cilíndrica)
(retificação plana)
Relação G:
Rugosidade: Ra = R3 * sd1 2 ad1 4 ( a * vw / vs )x
Temperatura: m = ( * K * V / 2 * a * q) * m = 3,543*(L)1/2
wc Q
Pu
bvdQ fww ...
baVQ ww ..
ss
w
D
a
V
VLh 2max
s
w
Z
ZG
Comparação entre retificação convencional (a) e creep feed (b)
l = (a.dc s )1
2
Cavaco de Retificação
Típica curva de degaste do rebolo. O desgaste é frequentemente apresentado em função do volume de material removido, no
entanto, pode tambem ser apresentado em função do tempo de usinagem
w
fw
v
vda
..
Profundidade que o rebolo entra na peça com uma velocidade vf durante uma revolução completa da
mesma
m
n
k
F
INFLUÊNCIAS DA VARIAÇÃO DE PARÂMETROS DE ENTRADA SOBRE AS CARACTERÍSTICAS DE PROCESSO NOS RESULTADOS
DE TRABALHO
Influência da velocidade de corte sobre as grandezas características do processo e o resultado de trabalho
0 15 30 45 60 75 90 105 120
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
TAXA DE RETIFICAÇÃO ESPECÍFICA Z’
Rugosi
dade m
édia
R
a
Rebolo EK 80 L7 KeMaterial da peça Ck 45 NRelação da velocidade q = 60Volume usinado relativo V’w= 500Fluido de corte: óleo
9080
6040
VS = 20m/s
0 20 40 60 80 100
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
Velocidade de corte VS
Rug
osi
dade m
édia
R
a Ro
Rebolo: EK 80 L7 Ke / Material da peça: Ck 45 NFluido de corte: óleo / Relação de velocidades: q = 60Volume usinado relativo: V’w = 500 mm3/mm
0 10 20 30
0,5
1,0
1,5
2,0
Pressão de alimentação do fluído PS
Ru
gosid
ad
e m
éd
ia R
a
VS 30 m/s
VS 60 m/s
VS 80 m/s
Material da peça: C 15 N / Fluído de corte: Emulsão 7%Rebolo: EK 60 L Ba / Volume usinado específico: Z’= 10 mm³/mm.sProfundidade: a = 0,1 mm / Velocidade da peça: Vw = 100 mm/sVolume usinado específico: V’w = 500 mm³/mm
A remoção de material é realizada pela ação de grãos, disformes, de materiais duros que penetram no
material a ser retificado.
Processos de acabamento: Melhoria da exatidão dimensional, da exatidão geométrica, da qualidade superficial de peças e, pode
provocar, alteração das características superficiais.
PROCESSO DE REMOÇÃO DE MATERIAL NA RETIFICAÇÃO DE MATERIAL DÚCTIL
RebarbaCavaco
Fase I: Deformação elástica do material da peça. Toda a energia fornecida ao processo é consumida pelo atrito, calor e deformações usl.
Fase II: Deformações plásticas, escoamento lateral e recuperação das deformações elásticas ocorridas na Fase I. Maior penetração dos grãos implica em maiores forças de atrito entre peça e rebolo. Grande parte da energia continua sendo dissipada por deformações, atrito e calor upl.
Fase III: A aresta de corte atinge um valor de penetração crítico, que por conseqüência gera uma pressão também crítica (pressão mínima para que ocorra a ruptura do material). Inicia-se a formação de cavaco e grande parte da energia passa a ser consumida no cisalhamento do material uch.
hcu = epessura de usinagemhcu eff = espessura de corte efetivaTµ = penetração de início de corte
u = usl + upl + uch
u: energia total de retificação;usl :deslizamento dos grãos abrasivos (sliding).upl : deformação plástica (plowing);uch: remoção do cavaco (chip);
PROCESSO DE REMOÇÃO DE MATERIAL NA RETIFICAÇÃO DE MATERIAL DÚCTIL
Distribuição de energia durante o corte na retificação com grãos convencionais
• A maior parte da energia na retificação é transformada em calor - Elevadas temperaturas.• Retificação com de óxido de alumínio (Al2O3): 60-75% do total da energia gerada no processo é transferida para a peça como calor na região de corte.• Retificação com CBN: 20% do total da energia gerada é transferida como calor para a peça.Diferença entre a condutibilidade térmica do óxido de alumínio (kAl2O3=36 W/m.K) e do CBN (kCBN=1300 W/m.K). (~ 36 vezes maior no CBN)
DESGASTE EM FERRAMENTAS DE GEOMETRIA NÃO DEFINIDA
Desgaste de quina
Desgaste do rebolo – Macro desgaste
DESGASTE EM FERRAMENTAS DE GEOMETRIA NÃO DEFINIDA
DESGASTE EM FERRAMENTAS DE GEOMETRIA NÃO DEFINIDA
Desgaste do rebolo – Micro-desgaste
FATORES A CONSIDERAR NA RETIFICAÇÃO
Material a retificar
Influi na seleção do tipo de abrasivo e demais características do rebolo.
Granulometria
Grãos finos para materiais duros e quebradiços;
Grãos grossos para materiais macios e dúcteis.
Dureza do rebolo
Rebolos duros para materiais macios e quebradiços;
Rebolos macios para materiais duros.
FATORES A CONSIDERAR NA RETIFICAÇÃO
Estrutura
Fechada para materiais duros e quebradiços;
Aberta para materiais macios e dúcteis.
Ligante
Depende até certo ponto do material da peça, porém mais das condições de
trabalho e dos fatores variáveis.
CRITÉRIOS DE FIM DE VIDA NA OPERAÇÃO DE RETIFICAÇÃO
Forças Elevadas no Fim da Vida;
Integridade Superficial;
Erros de Forma;
Trepidação;
Rugosidade;
Circularidade.
Handbook of Machining with Grinding Wheels - I
Marinescu et al (CRC 2007)
BIBLIOGRAFIA UTILIZADA
GERLING, H. À volta da máquina-ferramenta. V. 1. Rio de Janeiro. Edição especial revisada. Livro Ibero-americano Ltda, 1967. 232. Da página 163 até 181.
FREIRE, J.M. Máquinas Limadoras e Retificadoras. V. 5 - Livros Técnicos e Científicos Editora S.A, Rio de Janeiro, 1984. Da página 115 até 198.
Aplicação e utilização dos fluidos de corte nos
processos de retificação. 2004
Sustainable ManufacturingApplication of
Minimum Quantity Lubrication. 2010
Advances in Robotics, Automation and Control
Predicting Surface Roughness in Grinding
using Neural Networks. 2008
Frontiers in Robotics, Automation and ControlNeural Networks Applied
to Thermal Damage Classification in Grinding
Process. 2008
Livro e capítulos de livros publicados com a participação de alunos
e docentes do Grupo de Pesquisa em Usinagem por Abrasão.
• Prof. Dr. Eduardo Carlos Bianchi - coordenador - bianchi@feb.unesp.br
• Prof. Dr. Paulo Roberto de Aguiar - vice-coordenador -
aguiarpr@feb.unesp.br
• Prof. Dr. Luiz Eduardo de Angelo Sanchez - sanchez@feb.unesp.br
• Prof. Dr. Olavo Speranza de Arruda - arruda@fc.unesp.br
• Prof. Dr. Cesar Antunes de Freitas - cfreitas@fob.usp.br
• Prof. Dr. Luiz Daré Neto – ldaren@feb.unesp.brDISCENTES e APOIO
• Alunos Pós-doutorado, Recém-doutor, Doutorado, Mestrado, Iniciação Científica e Iniciação Científica Júnior
• Bolsistas de Apoio Técnico
DOCENTES
AGÊNCIAS DE FOMENTO• FAPESP, CPNq, CAPES, FUNDUNESP, ...
Grupo de Pesquisa em Usinagem por Abrasão
AGRADECIMENTOS
Grupo de Pesquisa em Usinagem por Abrasão
Obrigado pela sua atençãoObrigado pela sua atenção
Muchas gracias por su atenciónMuchas gracias por su atención
Thank you for attendingThank you for attending
"Embora ninguém possa voltar atrás e fazer um novo "Embora ninguém possa voltar atrás e fazer um novo começo, qualquer um pode começar agora e fazer um começo, qualquer um pode começar agora e fazer um
novo fim".novo fim".Chico XavierChico Xavier
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