A GESTÃO DA PRODUÇÃO INDUSTRIAL

[pic 1]

...............................................................................................................................

GESTÃO DA PRODUÇÃO INDUSTRIAL - N2PIA

Processos de Fabricação

...............................................................................................................................

GUARULHOS

2018

Teoria da usinagem dos materiais

Trabalho apresentado ao Curso Gestão da Produção Industrial da Faculdade ENIAC para a disciplina  Processos de Fabrica.

Prof. Douglas Merlin R. dos Santos

GUARULHOS

2018

[pic 2]

Usinagem por abrasão

Conforme as operações realizadas na usinagem por abrasão, com ferramentas de geometria definida o material da peça é removido por meio da ação de grãos abrasivos, os quais são partículas não metálicas. Embora haja registros do uso da remoção de material por abrasão no Egito antigo e no antigo testamento a utilização de maquinas retificadoras industriais começou na década de 1860.

A retificação é considerada uma operação pouco eficiente, pois nela um elevado consumo de energia é revertido em uma operação pouco eficiente, pois nela  um elevado consumo de energia é revertido e uma baixa taxa de remoção de material, se comparada as citadas operações com ferramentas de geometria definida, nela observa se que as operações podem ser agrupadas de acordo com a superfície usinada e como movimento relativo entre peça e rebolo, outras operações de usinagem  por abrasão merecem destaque por aplicação em importantes segmentos da indústria metalomecânica.

A profundidade da usinagem normalmente é selecionada em função da largura do rebolo, sendo recomentado que o valor dessa profundidade varie de ¼ a 4/5 do valor da largura do rebolo.

Por fim, o comprimento de contato rebolo/pela define a extensão de contato entre ambos, sendo particularmente elevado no operação cilíndrica interna quando o diâmetro do rebolo se aproxima do diâmetro da peça, porém no caso da operação cilíndrica externa, a extensão do contato do rebolo/peça se resumiria a um segmento de reta não fossem as deformações elásticas impostas ao par.

Rebolo

A ferramenta de corte empegada na retificação do rebolo é constituída de abrasivos e de material ligante, também chamado de aglomerante. Além disso, o rebolo deve ser relativamente poroso de modo a permitir o alojamento  do fluido de corte e de cavaco, principalmente, em operações nas quais o comprimento de contato rebolo/peça é mais extenso.

O rebolo possui características que determinam sua correta especificação: Material abrasivo, Tamanho dos grãos abrasivos, Material ligante, Estrutura ou porosidade, Dureza do rebolo.

Entre os principais materiais abrasivos empregados industrialmente destacam se o óxido de alumínio, o carbono de silício, o diamante e o nitreto cúbico de boro. Os dois primeiros são considerados abrasivos convencionais, ao passo que os dois últimos são chamados de superabrasivos.

O tamanho médio   dos grãos abrasivos é o principal responsável pela rugosidade de peça, cujos valores típico de  [pic 3][pic 4] variam de 0,15 um a 2,5 um, isto é quanto menor o tamanho do abrasivo, menor será a rugosidade da superfície retificada(altas velocidades do rebolo e baixas velocidades da peça também contribuem para a redução da rugosidade da peça. A dureza do rebolo não está associada a dureza dos seus grãos abrasivos, mas a capacidade do ligante de manter o abrasivo unido ao corpo do rebolo. Dessa forma é considerado o rebolo duro e rebolo capaz de reter o abrasivo sob condições severas, macio é considerado o rebolo que permite o desprendimento dos abrasivos com facilidade. Uma regra pratica aplicada à indústria sugere o uso de rebolos macios para a retificação de materiais duros e vice-versa.

A estrutura do rebolo diz respeito a relação densidade/porosidade, dessa forma se uma grande  quantidade de abrasivos de pequeno  tamanho é misturada ao ligante e prensada sob elevada pressão, isso resultará em um rebolo extremamente denso. Entretanto, rebolos com ligante resinoide e metálico apresentam porosidade mínima. Em relação ao material ligante, existem basicamente quatro opções principais: vitrificado, resinoide, elástico e metálico.

O ligante resinoide é composto por resina fenólica termo resistente. Após a prensagem na forma final, rebolo é submetido à cura sob temperatura de 150 °C  a 200 °C . Rebolos resinoides são largamente empregados em operações de retificação de desbaste pesado devido a sua elevada resistência mecânica e da capacidade de suportar choques.

O alongamento elástico é composto por borracha(natural ou sintética) vulcanizada. O processo de fabricação do rebolo, consiste na mistura da borracha crua, enxofre e material abrasivo, seguida da prensagem na forma de placas com a espessura desejada e finalmente da vulcanização a temperatura entre 150 °C a 200 °C. são largamente empregados em operações de corte e como rebolos de arraste na retificação sem centros.

Por fim, o ligante metálico é empregado quase exclusivamente em rebolos de diamante e Cbn. O ligante ais usado é o bronze produzido por metalúrgica do pó. Ferro e níquel também são frequentemente usados. Uma maneira de produzir rebolos abrasivos de menor custo é por meio da eletrodeposição, permitindo assim a produção de rebolos de forma com cantos vivos e pequenos raios, além de rebolos extremamente finos. O abrasivo é depositado em camadas que atingem uma espessura máxima de 6mm. O núcleo do rebolo poder alumínio, bronze, aço entre outros.

Mecanismo de corte na retificação  

Durante a ação de um único abrasivo, três situações podem ocorrer de acordo com o estado de afiação da ferramenta, corte, riscamento e atrito. O corte diz respeito a efetiva remoção de cavaco por cisalhamento pela ação do grão abrasivo. O riscamento representa a etapa de deformação plástica sem a produção de cavaco e o atrito provem do contato da área de plana do abrasivo com a peça. Essa última etapa e a mais prejudicial ao processo , visto que a energia consumida não é revertida na produção de cavaco. Além disso, o calor gerado provoca a elevação da temperatura da peça, podendo levar a alteração metalúrgicas.