aula 16 - processo de retificação

Processode

RetificaoRetificao

EM06B 6 perodo 2 semestre 2014

Definio


Principais caractersticas:

ltima operao de uma ou vrias superfcies ou operao ouoperao intermediria para gerar superfcies de refernciapara outras operaes;

possibilidade de obteno de tolerncias apertadas (tolernciadimensional entre IT4 e IT6 e tolerncia geomtricacompatvel);

Definio


compatvel); baixas rugosidade (Ra de 0,2 a 1,6 m); baixa capacidade de remoo de cavaco; processo de acabamento; processo que requer bastante ateno: custo acumulado; ferramenta de geometria no definida que denominada

rebolo.

Processo:

Definio

RetficaRetfica


RetificadoraRetificadora

RetificaoRetificao

Processo de retificao:

Definio


Mquina-ferramenta:

Definio


Ferramenta:

o rebolo um corpo, em geral cilndrico, formado pelomaterial aglomerante, cuja funo reunir os inmeros epequenos gros abrasivos, que vo entrar em contato coma pea e realizar a usinagem;

cada gro abrasivo retira uma quantidade minscula dematerial da pea (por isso, o processo chamadoabrasivo), o que confere retificao a possibilidade deobteno de tolerncias bastante apertadas.

Definio


obteno de tolerncias bastante apertadas.

Rebolo = gros abrasivos+ aglomerantes +

porosidades

Retificao versus brunimento: ferramenta abrasiva; rebolo; pedra abrasiva; processos de acabamento.

Processos


Quanto dureza da pea usinada: retificao mole ou verde realizada antes do

tratamento trmico, para gerar superfcies precisas quesirvam de referncia para outras operaes de usinagem;

retificao dura realizada depois do tratamento, como fim de conferir as dimenses finais pea usinada.

Classificao


Quanto superfcie a ser usinada: retificao cilndrica; retificao plana; retificao de perfis.

Quanto superfcie a ser usinada:

Classificao

Retificaocilndrica

Retificaoplana

Retificaode perfis


Externa Interna

Entre pontas

Semcentros

Frontal Tangencial

Retificao de perfil:

Classificao


Retificao cilndrica externa entre pontas:

pode ser de mergulho ou longitudinal; pea e rebolo possuem movimento de rotao; retificao longitudinal avano paralelo ao eixo da

pea; retificao de mergulho

- rebolo executa movimento de avano numa direo

Classificao


perpendicular superfcie retificada;- pea possui movimento de rotao podendo

apresentar pequeno movimento longitudinal;- rebolo em geral mais largo que o comprimento da

superfcie que est sendo retificada;- processo mais rpido e econmico que o anterior;- pode-se fazer a retificao de vrias superfcies

simultaneamente, com diversos rebolos montados(mquinas convencionais) ou uma superfcie de cada vez(CNC).

Retificao cilndrica externa entre pontas:

Classificao


Retificao cilndrica externa sem centros:

pea comprida e de pequeno dimetro fixada ente centrostende a fletir;

pea cilndrica e curta, torna difcil a retificao entrepontas, devido proximidade dos contra-pontos;

para estes casos foi desenvolvido o processo de

Classificao


retificao cilndrica externa sem centros (centerless); retificao mais fcil e rpida (no se perde tempo

passivo colocaao, retirada e aproximao); menos precisa e no pode ser realizada em peas que

apresentem muitos escalonamentos;

Retificao cilndrica externa sem centros:

pea apoiada na rgua e o rebolo de corte giravelozmente e faz presso sobre a pea;

a pea gira sobre si mesma, devido ao atrito gerado pelorebolo de arraste;

os eixos dos dois rebolos so levemente inclinados umem relao oa outro ( de 1 a 3): facilitar arraste emelhorar a qualidade.

Classificao


melhorar a qualidade.

Retificao cilndrica interna:

pea presa ao cabeote da mquina com movimento derotao;

movimento de avano axial de ida e volta do cabeoteou do rebolo.

Classificao


Retificao plana:

tangencial- eixo do rebolo paralelo superfcie retificada;- mesa com movimento de avano alternativo e

transversal;- rebolo com movimento em profundidade;- retificao mais lenta e muito usada para peas

Classificao


- retificao mais lenta e muito usada para peasgrandes e baixa produo.

frontal- eixo do rebolo perpendicular superfcie

retificada;- geralmente o rebolo bem maior que a pea, o que

dispensa o avano transversal;- possibilita retificao de diversas peas aumentando

a produtividade do processo.

Retificao plana:

Classificao


Rebolo:

Formao do cavaco


Componentes:

Formao do cavaco


Fases:

Formao do cavaco


Fases:

Fase I: Deformao elstica do material da pea. Toda aenergia fornecida ao processo consumida pelo atrito,calor e deformaes.

Fase II: Deformaes plsticas, escoamento lateral erecuperao das deformaes elsticas ocorridas na Fase1. Maior penetrao dos gros implica em maiores foras

Formao do cavaco


1. Maior penetrao dos gros implica em maiores forasde atrito entre pea e rebolo. Grande parte da energiacontinua sendo dissipada por deformaes, atrito e calor.

Fase III: A aresta de corte atinge um valor de penetraocrtico, que por consequncia gera uma presso tambmcrtica (presso mnima para que ocorra a ruptura domaterial). Inicia-se a formao de cavaco e grande parteda energia passa a ser consumida no cisalhamento domaterial.

Etapas:

aproximao; mergulho na pea spark-out ou centelhamento ou fascamento; recuo do rebolo; troca da pea ou dressagem (se necessrio).

Ciclos de retificao


Centelhamento:

T2 = Deformaes elsticas na pea, rebolo e na mquina,que so responsveis pelo atraso entre a posio real dorebolo e a posio indicada pelo comando numrico damquina. No momento do contato observa-se aumentosmomentneos da potncia consumida pelo motor damquina e tambm dos ndices de emisso acstica.

Ciclos de retificao


T4 = corresponde ao perodo de centelhamento (spark-out), em que no h avano do rebolo, permitindo, destaforma, eliminar as deformaes adquiridas durante operodo T2. O tempo de spark-out de fundamentalimportncia dentro de um ciclo de retificao, pois nestemomento que se atinge apertadas tolerncias dimensionaise geomtricas com reduzidos valores de rugosidadesuperficial que caracterizam o processo de retificao.

Formas de desgaste:

Desgaste


Formas de gros:

Desgaste


Desgaste:

ligante: trmico, qumico, ruptura; gro: fraturas ou microfraturas, amolecimento, qumico,

abraso.

Desgaste


Objetivo:

manter a agressividade do rebolo, eliminando os gros abrasivosgastos e os cavacos de material incrustados entre os gros;

manter as formas geomtricas (perfis) do rebolo e produzir peasdentro das dimenses e rugosidades exigidas.

dever ser feita periodicamente;

Dressagem


dever ser feita periodicamente; corrigir desgaste irregular; recuperar a capacidade de corte; limpar as porosidades do rebolo; afiao, retificao do rebolo, diamantao; tipo de rebolo.

Dressadores:

Dressagem


Sequncia de especificao do rebolo:

Especificao do rebolo


Especificaogeral


Para xidos e carbetos:



Para CBN e diamante:



Material do grau abrasivo:

xido de alumnio (Al2O3)- indicado para ao-carbono, ligas de ao, ao-rpido,

ferro fundido malevel e nodular, e outros materiais (altaresistncia trao);

- xido de alumnio comum (A): 96 a 97% de Al2O3.Utilizado em desbaste e retificaes cilndricas em geral.



Utilizado em desbaste e retificaes cilndricas em geral.- xido de alumnio branco (AA): 99% de Al2O3. Possui

alta dureza e friabilidade (contrrio de tenacidade).- xido de alumnio rosa: adio de Cr2O3.. Possui dureza

levemente superior ao branco e alta friabilidade.- xido de alumnio zirconado: para ao inoxidveis,

apresenta alta tenacidade e contm xido de zircnio (10 a40%).


carbeto de silcio (SiC)- indicado para materiais de alta dureza como ferro

fundido cinzento, materiais no-ferrosos e no-metlicos eno deve ser utilizado em aos.

- carbeto de silcio comum: retificao em geral;- carbeto de silcio verde: indicado para trabalho em



- carbeto de silcio verde: indicado para trabalho empastilha de metal duro.

diamante artificial (D) materiais no-ferrosos (metalduroa, cermicas, porcelana, vidro, pedras).

nitreto cbico de boro (B) ferro fundido e aos deextrema dureza; vantagem em relao ao diamante suaestabilidade trmica.



Propriedades xido de alumnio

Carbeto de silcio

Nitreto de boro Diamante

Estrutura cristalina hexagonal hexagonal cbica cbica


Densidade (g/cm3) 3,98 3,22 3,48 3,52Ponto de fuso (C) 2040 2830 3200

a 105 kbar3700a 130 kbar

Dureza Knoop(kg/mm2) 2100 2400 4700 8000

Tamanho do gro:

gros grossos- materiais moles, dcteis, como aos moles ou

alumnio;- desbaste;- situaes que no exigem boa qualidade superficial;- grandes reas de contato.



- grandes reas de contato.

gros finos- materiais duros ou quebradios, como metal duro e

vidro;- quando se deseja bom acabamento- pequenas reas de contato.- manuteno de bordas e perfis de pequenas dimenses.

Tamanho do gro:


GranulometriaGranulometria ((meshmesh))P 600 700 800 1000 1200 1600

Muito fino 280 320 400 500


Fino 100 120 150 180 220 240

Mdio 36 46 54 60 70 80 90

Grosso 16 20 24 30

Muito grosso 6 8 10 12 14

Tamanho do gro:



Peneira: 10 abertura por polegada linear

Dureza:

grau de coeso dos gros com o aglomerante; ndice da resistncia com que o gro abrasivo retido no

material aglutinante.


Grau de durezaGrau de dureza

Extra mole A B C D


Muito mole E F G

Mole H I J K

Mdio L M N O

Duro P Q R S Muito duro T U V W

Extra duro X Y Z

Estrutura:

concentrao volumtrica de gros abrasivos no rebolo; V = Vk + Vb + Vp

Vk volume de grosVb volume de liganteVp volume de poros



Estrutura:


EstruturaEstrutura

Fechada 1 a 4

Mdia 5 a 7

Aberta 8 a 12


Aberta 8 a 12

Pouco abrasiva Acima de 12

Estrutura Fechada Estrutura Aberta

Cinza gros

Branco ligante

Preto porosidade

Liga:

componente do rebolo que mantm os gros abrasivosunidos.

vitrificada no resiste a grandes impactos ou presses eno afetada por gua, leos ou cidos; para retificao depreciso;

resinide composta por resinas orgnicas; resistnciaelevada; para operaes que exijam alto nvel de acabamento.


LiganteLigante


LiganteLiganteV Vitrificado (argila fundida)S Silicioso (silicato de sdio)B Resinide (composto orgnico sinttico)BF Resinide reforado com fibrasR BorrachaRF Borracha reforada com fibrasE Goma laca

Parmetros:

Clculos


vs = velocidade do rebolo

vw = velocidade da pea

b = largura do rebolo

Comprimento de contato:

Clculos


ds = dimetro do rebolo

vf = velocidade de avano

we = comprimento de contato

ae = penetrao de trabalho

Clculos1. Comprimento de contato:

2. Dimetro equivalente:

dd

= d seq

eqee .da = w [mm]

[mm] + cilndrica externa


3. Potncia de corte:

dd1

= d

w

s

eq

)vv.(FPwstc = [W] + retificao discordante

- retificao concordante

- cilndrica interna

Clculos4. Fora de corte:

- Ao 1045 : Kc = 15000 a 60000 N/mm2

Difcil determinao

w kaavF ...= [N]


5. Fora tangencial:

- K = 1,5 ~ 2

cpes

wc kaa

vF ...=

ct F.kF =

[N]

[N]

Clculos6. Espessura de corte equivalente::

Retificao plana:

Retificao cilndrica:s

weeq

v

v.a = h

fw v.d.h pi=


7. Espessura mxima terica do cavaco:s

fweq

v

v.d.h pi=

eq

e

s

w

max da

.

v

v.L.2h =

L espaamento esttico entre gros.

Clculos8. Taxa de remoo volumtrica:

Retificao cilndrica:

Retificao plana:

bvdQ fww ...pi= [mm3/min]


Retificao plana:

9. Energia especfica de retificao (J/mm3):

bavQ eww ..=

w

cc Q

Pu =

[mm3/min]

Exerccios1. Defina o processo de retificao.

2. Como classificado o processo de retificao?

3. Explique retificao cilndrica externa sem centros.

4. O que centelhamento no processo de retificao?


5. Qual o objetivo da dressagem?

6. Como ocorre o desgaste na retificao?

7. Na especificao do rebolo o que dureza?

8. Quando se utiliza rebolos de carbeto de silcio?

Exerccios9. Calcule o dimetro equivalente abaixo:


Exerccios10. Classifique os processos abaixo:

a. b. c.


d. e. f.

MurphyNotadresagem

MurphyNotaretificaointerna

MurphyNotaretificao de perfil

MurphyNotaretificao plana => frontal

MurphyNotatangencial

Exerccios11. Qual a especificao do rebolo abaixo?


MurphyNotacorpo do rebolo

Exerccios12. No processo de usinagem, ilustrado abaixo, o rebolo possui velocidade

perifrica de 27 m/s, velocidade de avano de 2 mm/min., largura de 15 mm edimetro de 12 mm. A penetrao do rebolo na pea foi de 2 mm. A peapossui dimetro de 38 mm e velocidade de 63 m/min.. Para esse processo foimedido a fora tangencial que correspondeu a 14 N. Pede-se:

a) Comprimento de contato.

b) Espessura de corte equivalente.

c) Potncia de corte.


c) Potncia de corte.

d) Energia especfica de retificao.

e) Se a espessura terica mxima do cavaco for 1 m, qual o valor do espaamento esttico das arestas de corte dos gros?

Bibliografia

DINIZ, Anselmo Eduardo; MARCONDES, Francisco Carlos;COPPINI, Nivaldo Lemos. Tecnologia da usinagem dos materiais.8. ed. So Paulo: Artliber Editora, 2013. 270 p.

MARINESCU, I. D; HITCHINER, M. UHLMANN, E.; ROWE,W.B.; INASAKI, I. Handbook of machining with grinding wheels.


W.B.; INASAKI, I. Handbook of machining with grinding wheels.CRC Press, New York. 2007. 629 p.

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