Retificação creep, Notas de estudo de Engenharia Mecânica

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SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA – SOCIESC

INSTITUTO SUPERIOR TUPY – IST

CLAUDINEI MASCARELLO

JEFERSON LUIZ DO ANJOS

USINAGEM CREEP-FEED

JOINVILLE

SOCIEDADE EDUCACIONAL DE SANTA CATARINA – SOCIESC

INSTITUTO SUPERIOR TUPY – IST

CLAUDINEI MASCARELLO

JEFERSON LUIZ DOS ANJOS

USINAGEM CREEP FEED

Trabalho realizado como parte da avaliação da disciplina eletiva de Tópicos emergentes em usinagem do curso de Engenharia Mecânica. .

Professor: Silvio Romeu Sell

Joinville 2015

LISTA DE FIGURAS

LISTA DE GRÁFICOS

GRÁFICO 1: Crescimento do arco de contato em função da profundidade do passe .............................................................................................. 7

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1. Definição do Processo

Retificação creep-feed, é o processo empregado principalmente na retificação plana tangencial, onde a velocidade de avanço é muito pequena e a profundidade de corte é grande. Nestas condições consegue-se altas taxas de remoção de cavaco, podendo assim ocorrer danos térmicos a superfície da peça devido à quantidade de energia gerada pelo processo. Na retificação por creep-feed, a energia específica excede o limite, aparecendo à queima da superfície da peça, que fica evidente como sendo um dano térmico.

De qualquer forma existe uma maneira de controlar esta temperatura, que é através do controle da profundidade de corte. Durante a operação por creep-feed, o contato por atrito dos grãos abrasivos com a superfície da peça é maior, o que eleva a temperatura desta região. Devido a esta fricção entre as superfícies, são também geradas as deformações plástica e elástica da superfície, e pela distribuição de calor devido às forças de remoção do cavaco, e a possibilidade de ocorrência de trinca por fadiga é muito menor. Se por outro lado ocorrer o aumento da profundidade do passe mantendo o avanço pequeno, menor será a espessura do cavaco devido a maior quantidade de grãos abrasivos envolvidos na operação de remoção do cavaco. A maior dificuldade no processo de retificação por creep-feed é a ocorrência de marcas de queima na superfície da peça devido a notável quantidade de energia na superfície da peça.

GRÁFICO 1 – Crescimento do arco de contato em função da profundidade do passe. FONTE: (MALKIN, 1988) Outro fator importante na retificação por crep-feed é o suprimento do fluído de refrigeração, que deve ser em grande quantidade e alta pressão, aplicado diretamente na zona de alta temperatura. Embora muitas vezes exista a impossibilidade de boa refrigeração devido à complexidade da peça, a maneira de se evitar a queima é buscar outras soluções para a refrigeração,

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que pode ser prática e usual, mas que seja realmente eficiente. A eficiência do resfriamento depende do poder de resfriamento de fluído, pois na superfície aquecida se transforma em bolhas de vapor, permanecendo em movimento na superfície da peça, impedindo que a nova quantidade de fluido exerça o poder de resfriamento, como uma barreira térmica. Com o calor específico criado na zona de retificação a nucleação das bolhas de vapor ocorre a uma temperatura extremamente baixa, e a presença do filme de vapor na superfície do material, pode causar sérios danos. Para os aços, a temperatura para ocorrência de queima da superfície é em torno de 130ºC, quando da utilização de óleos solúveis em água, e aproximadamente 300ºC, quando na região de alta temperatura, emprega-se óleos de corte. Assim, fica evidente que além da boa refrigeração durante o creep-feed a baixa velocidade de trabalho provoca uma menor distribuição de energia na superfície de contato peça-rebolo, facilitando o controle do processo e evitando danos, se controladas para ótima eficiência.

FIGURA 1: Exemplo de dano térmico fonte: o autor

2. Dressagem

Durante o processo de retificação, o estudo dos fenômenos que ocorrem durante a formação de cavaco é muito importante. A ferramenta rebolo tem uma grande complexidade devido ao grande número de arestas de corte que diferem na forma e na profundidade de corte. Antes do processo de retificação, é importante a operação de dressagem do rebolo. A operação de dressagem também é conhecida como diamantação, ou seja, afiação ou retificação do rebolo. Dependendo da forma de como a dressagem é executada, esta influi diretamente no acabamento, no volume de arranque do material, na tolerância geométrica do perfil retificado, bem como na vida útil do rebolo. A operação de dressagem do rebolo tem como características principais:

● Restaurar a capacidade de corte, permitindo que os grãos novos e afiados aflorem na superfície, melhorando a agressividade da face de trabalho;

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Figura 4: Máquina cnc executando a dressagem fonte: o autor FIGURA 5: Rebolo com sistema de dressagem contínua na parte superior fonte:www.eurostec.com.br

3. Máquinas

O processo de retificação por creep-feed, requer maiores potências de corte da máquina, máquinas mais robustas e com alta rigidez de todo o conjunto e, ainda, um sistema ideal automático ou inteligente para monitoramento do processo, normalmente são máquinas comandadas através de programas cnc's.

O alto desempenho da máquina é para manutenção da precisão do posicionamento, minimização das folgas concordante ou discordante, alta rigidez dos eixos, e alta resistência estática de flexão.

FIGURA 6: Máquina retificadora plana tangencial fonte:www.eurostec.com.br

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Figura 7: Máquina em processo, com sistema de refrigeração de alta pressão fonte: o autor

4. Ferramentas

O rebolo é a ferramenta do processo creep-feed e se caracteriza por ser um aglomerado. Ou seja, ele é formado por grãos abrasivos dispersos em uma matriz de ligante. Independente de o rebolo ser de origem natural (rochas) ou artificial, essa é sua constituição básica. Isso porque em um rebolo não é todo o material da ferramenta que irá causar a remoção de material, mas apenas os grãos que possuem gumes afiados. “Dessa forma, são ferramentas consideradas policortantes [...]” (ROSSI, 1970), cujas lâminas, numerosas e unidas, são constituidas por uma porção de grãos abrasivos que removem pequenas quantidades de material.

FIGURA 8: Rebolo de óxido de alúmíno já dressado no perfil fonte: o autor

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Figura 9: MICROSCOPIA – Ligante, poros e abrasivo. 1 fotografia. Disponível em: <www.interempresas.net/MetalMecanica/Articulos/Arti culo.asp?A=19447>. Acesso em: 08/09/ Figura 10: Rebolo de óxido de alumíno, utilizado para retificação creep-feed fonte: www.norton-abrasivos.com.br, acesso em 09/09/

5. Limitações Quanto a limitações do processo de usinagem por creep-feed, devido a pouca diversidade de peças que podem e necessitam ser confeccionadas através deste processo, pois, são peças muito específicas a determinados processos industriais.

FIGURA 11: Mesa magnética completa de peças para usinagem fonte: o autor

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FIGURA 12: Sequência de um processo, matéria prima bruta trasnformada em 4 peças fonte: o autor

6. Aplicações Emprega-se este processo de usinagem normalmente a peças confeccionadas em série, onde se consegue um volume de produção elevado com a finalidade diminuir os custos de fabricação. Possibilidade de obtenção de peças com alta precisão, com paredes finas, perfis complexos de se obter através outro processo de usinagem como exemplo a fresagem. Com este processo é possível fazer a retificação de dentes de engrenagens, construir peças com aletas finas sem haver deformações devido ao processo, retificação de perfis em série como exemplo as lamelas utilizadas no processo de inserção de fios de cobre nos estatores de motores elétricos.