62ª Reunião Anual da SBPC

B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica

ANÁLISE DA RELAÇÃO ENTRE O DESGASTE DE FERRAMENTA DE CORTE COM A VELOCIDADE DE CORTE, FORÇAS DE USINAGEM E RUGOSIDADE SUPERFICIAL

Eder Henrique Peruch Rotea 1 Dr. Giovane Azevedo 1 Priscila Cristina da Silva de Oliveira 1

1. Universidade Federal de Minas Gerais

INTRODUÇÃO:

A usinagem se trata basicamente de um processo de fabricação com remoção de material. Atualmente é difícil citar um produto cuja produção não necessite, de forma direta ou indireta, que se utilize algum processo de usinagem. O grande uso deste tipo de processo está ligado à variedade de geometrias que se pode obter com alto grau de precisão dimensional e acabamento superficial, gerando pouca ou nenhuma alteração nas propriedades do material. Devido a estas características em muitos casos os processos de usinagem não podem ser substituídos por outro tipo de processo de fabricação. Uma das desvantagens da usinagem em relação a outros processos de fabricação está na menor velocidade de produção, quando comparada a outros como a fundição e a soldagem. Dessa forma qualquer aprimoramento visando aumentar essa velocidade de produção pode representar um ganho significativo. Neste contexto pode ser inserido o presente trabalho, que visa medir de forma indireta a vida útil da ferramenta de corte utilizada no processo de usinagem, a partir da peça acabada, evitando a necessidade de se interromper o processo para se verificar o desgaste da mesma.

METODOLOGIA:

O procedimento adotado foi a medição da rugosidade superficial, com o uso de um rugosímetro, em corpos de prova usinados através no corte ortogonal em torno mecânico, utilizando ferramentas de metal duro revestidas. Os corpos de prova não forma submetidos a nenhuma espécie de tratamento térmico, sendo usinados em estado bruto de laminação, para manter suas propriedades mecânicas originais inalteradas. Foram utilizadas diferentes combinações de velocidade de rotação e avanço, buscando submeter as ferramentas de corte a variadas condições e verificar o efeito destas condições no acabamento superficial dos elementos usinados. Além da medição da rugosidade superficial foram efetuados cálculos para obtenção da velocidade de corte e forças de usinagem, levando em consideração a geometria da ferramenta de corte utilizada, visando relacionar as mudanças nos valores dessas variáveis com a vida útil da ferramenta, estipulada pela permanência dos valores de rugosidade superficial dentro dos limites pré-estabelecidos. A partir dos dados obtidos foram levantadas curvas para melhor visualização dos efeitos de cada variação de parâmetros e a partir destas curvas foram obtidas equações, cuja análise ajuda a prever a vida útil da ferramenta de corte.

RESULTADOS:

Através da análise das curvas levantadas não foi possível determinar uma relação definida entre a rugosidade superficial e o tempo de corte que abrangesse todos os casos estudados. Observa-se que a rugosidade diminuiu inicialmente para, a seguir, retomar o crescimento. Este fenômeno pode estar relacionado ao efeito do raio de ponta da ferramenta sobre a rugosidade média, pois à medida que o raio de ponta da ferramenta cresce com o desgaste da mesma, ocorre a tendência de que a rugosidade média caia em valor, as alterações no raio de ponta da ferramenta tendem a se estabilizar conforme aumenta o tempo de corte. Pode-se também observar que as primeiras leituras de rugosidade têm valores próximos aos valores teóricos calculados. Para valores de tempo menores observa-se um erro de previsão relativamente baixo, demonstrando que as equações presentes na literatura podem ser úteis para prever valores iniciais de rugosidade média. Porém esses valores tendem a crescer conforme aumenta o tempo de corte, fenômeno difícil de se prever através das equações, que de modo geral não consideram os efeitos decorrentes da variação da geometria da ferramenta ao longo do tempo de usinagem na rugosidade.

CONCLUSÃO:

Analisando-se os dados obtidos observa-se que ocorre a redução da rugosidade média nos primeiros minutos de usinagem para os ensaios realizados à velocidade de corte mais baixa. A ocorrência deste fenômeno pode ser relacionada à alteração do raio de ponta da ferramenta devido ao desgaste da mesma, que ocorre de forma mais lenta para menores velocidades de corte, provavelmente devido às menores temperaturas geradas devido ao atrito do cavaco com a superfície de saída da ferramenta. A previsão da rugosidade média feita através das equações que levam em consideração a geometria da ferramenta e o avanço se mostrou eficaz no início da vida útil da ferramenta, entretanto esta previsão não leva em consideração a deterioração da aresta de corte ao longo do tempo, fato esse que incorre em prejuízo à rugosidade, sendo esta forma de previsão válida, então, somente para o início da vida da ferramenta. Dessa forma as relações empíricas obtidas para prever a vida útil da ferramenta em função da rugosidade média também demonstram que podem ter utilidade para se prever a rugosidade média, a partir do momento em que se for possível dispor de dados preliminares do processo.

Palavras-chave: Usinagem, Rugosidade superficial, Vida útil da ferramenta de corte.