_aula 1 - introdução à usinagem por abrasão

Programa de Pós-graduação em

Engenharia Mecânica

Prof. Dr. Eduardo Carlos Bianchi E-mail: [email protected]

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)


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


A refrigeração deve ser abundante e com pressão


Informações do rebolo

- As velocidades em geral são de 33 m/s a 60 m/s.

33 a 60 m/s



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.


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


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


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


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

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 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 - [email protected]

• Prof. Dr. Paulo Roberto de Aguiar - vice-coordenador -

[email protected]

• Prof. Dr. Luiz Eduardo de Angelo Sanchez - [email protected]

• Prof. Dr. Olavo Speranza de Arruda - [email protected]

• Prof. Dr. Cesar Antunes de Freitas - [email protected]

• Prof. Dr. Luiz Daré Neto – [email protected] 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

_aula 1 - introdução à usinagem por abrasão

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