Retificação. UDESC Universidade do Estado de Santa Catarina FEJ Faculdade de Engenharia de Joinville

Transcrição

1 UDESC Universidade do Estado de Santa Catarina FEJ Faculdade de Engenharia de Joinville Retificação DEPS Departamento de Engenharia de Produção e Sistemas

2 Visão sistêmica de um processo de usinagem Aplicação tarefa tipo de peça (geometria para fixação) superfície: material em bruto superfície: resultado desejado (superfície = geometria + acabamento) tipo de operação objetivo (desbaste, acabamento) fenômeno físico (grandezas, movimentos, calor,...) Dispositivo fixação Operador fenômeno físico / mecanismo Parâmetros do processo fixa / verifica a peça / ferramenta / dispositivos, aciona / programa / ajusta a máquina Dispositivo medição Ferramenta material geometria acabamento Dispositivo fixação Máquina tipos / partes movimentos acionamentos potência

3 Retificação assuntos Fenômeno Aplicações Ferramentas Máquinas Dispositivos Parâmetros

4 Retificação fenômeno características e tolerâncias obtidas Interação entre grãos abrasivos com uma peça Emprego de altas velocidades Profundidade de penetração pequena Superfícies retificadas: são as mais finas e lisas produzidas por usinagem Tolerâncias dimensionais entre IT4 e IT6 Tolerância geométrica compatível Baixas rugosidades (Ra de 0,2 a 1,6 μm)

5 Retificação fenômeno mecanismo de formação do cavaco v s rebarba Grão cavaco A B C A atrito B Riscamento C Corte

6 Retificação fenômeno ciclo de retificação Exemplo retificação cilíndrica de mergulho T1 aproximação T2 início do corte T3 profundidade de penetração (a) = avanço do rebolo por volta da peça (S) T4 Spark-out (faiscamento) T5 Recuo T6 Troca de peça e dressagem tempo T 1 T 2 T 3 T 4 T 5 T 6

7 Retificação fenômeno spark out (faiscamento) Quando o rebolo toca a peça e começa seu avanço radial, a peça e o eixo porta-rebolo se deformam elasticamente Spark out, centelhamento ou faiscamento: Permanência do rebolo em operação e sem avanço até que o eixo e o rebolo se recuperem de sua deformação Aumenta o ciclo de retificação mas, Garante a boa qualidade da peça usinada

8 Retificação assuntos Fenômeno Aplicações Ferramentas Máquinas Dispositivos Parâmetros

9 Retificação aplicações Na produção em série ou em grandes quantidades: Produz peças com dimensões e acabamentos idênticos Garante total intercambialidade de peças Geral: Usualmente última operação do processo (garantia dimensional)

10 Retificação aplicações exemplos de tipos de peças Eixos (assentos de rolamento, engrenagens, etc.) Eixos escalonados e cônicos Superfícies cilíndricas internas Superfícies planas

11 Retificação aplicações condições iniciais de usinagem Peças advindas de outros processos: Torneamento Fresamento Etc. Sobre-metal: 0,2 a 0,5mm: Máquina de custo elevado Seu uso encarece o produto

12 Retificação aplicações Retificação cilíndrica -externa -entre pontas - de mergulho - longitudinal (ou passagem) - sem centros - de mergulho - longitudinal (ou passagem) - interna Retificação plana - tangencial -frontal Retificação de perfis

13 Retificação cilíndrica externa entre pontas Longitudinal (ou de passagem) de mergulho (ou com avanço de penetração) Mais econômico permite a usinagem de superfícies simultâneas

14 Retificação cilíndrica externa sem centros (ou centerless) Características Peças longas e de pequeno diâmetro (evita flexão da peça) Peças cilíndricas curtas (onde contra-ponta dificulta aproximação dos rebolos) Mais fácil e rápida mas com menor precisão Não pode ser feita em peças com muitos escalonamentos

15 Retificação aplicações retificação cilíndrica interna Peça Rebolo

16 Retificação plana Frontal Tangencial

17 Retificação assuntos Fenômeno Aplicações Ferramentas Máquinas Dispositivos Parâmetros

18 Ferramentas Elementos Material do grão abrasivo Tamanho do grão (Granulometria) Dureza Estrutura Liga Geometria

19 Ferramentas abrasivos utilizados A - Óxido de Alumínio Marrom todos os tipos de aço (exceto daqueles sensíveis ao calor) PA - Óxido de Alumínio Rosado alta capacidade de manutenção de perfil em aços de alta dureza e sensíveis ao calor AA - Óxido de Alumínio Branco aço com alta resistência à tração, altas durezas e sensíveis ao calor. Fonte: Carborundum AX - Abrasivo Óxido de Alumínio Monocristal operações de precisão SC - Super Carbo (óxido de alumínio cerâmico). alta precisão em materiais de difícil retífica

20 Ferramentas abrasivos utilizados ZC - Abrasivo Óxido de Alumínio Zirconado desbaste onde a pressão de trabalho é baixa ZA - Óxido de Alumínio Zirconado desbaste de materiais ferrosos, onde são exigidas altas taxas de remoção HZ - Óxido de Alumínio Zirconado desbaste de materiais ferrosos, em máquinas automáticas com alta pressão de contato e altas taxas de remoção Fonte: Carborundum C - Carbeto de Silício Preto materiais ferrosos com baixa resistência à tração, nãoferrosos em geral e materiais não-metálicos. GC - Carbeto de Silício Verde retificação de carbeto de tungstênio e alguns aços de altíssima dureza.

21 Ferramentas tamanho do grão (granulometria) Classificação: Pelo número de malhas por polegada linear da peneira de classificação Escolha: Ex: grão 60 passa na peneira de 60 malhas por polegada, mas é retido na de 61 ou mais. Grãos grossos (4 a 24) materiais moles, dúteis ou fibrosos; para desbaste; quando não se exige bom acabamento superficial Grão finos (70 a 600) materiais duros ou quebradiços; quando se deseja um bom acabamento superficial; pequenas áreas de contato

22 Retificação ferramentas dureza Representa o grau de coesão grão aglomerante Classificação ABNT: E F G rebolos muito moles H I J K rebolos moles L M N O rebolos de dureza média P Q R rebolos duros S T U V rebolos muito duros Quanto maior a dureza mais o rebolo resistirá aos esforços que tendem remover os grãos da peça

23 Retificação ferramentas dureza Fonte: Norton abrasivos

24 Ferramentas estrutura Classificação: 1 a 4 rebolo com bastante abrasivo (estrutura fechada) 5 a 7 estrutura média 8 a 12 estrutura aberta Acima de 12 rebolos com poucos grãos (pouco abrasivos) Quanto mais aberta for a estrutura, mais grosseiro será o acabamento Espaçamento denso Espaçamento médio Espaçamento aberto

25 Retificação ferramentas - estrutura Os vazios entre grãos tem que ser grandes o suficiente para alojar os cavacos durante a usinagem

26 Ferramentas ligas empregadas Vitrificado Composição: materiais cerâmicos Característica: manutenção de perfil durante o processo de retificação Uso: operações de precisão Resina Composição: resina fenólica Característica: absorção de impacto Uso: rebarbação e desbaste Borracha Composição: borracha sintética e natural Uso: operação centerless, como rebolo de arraste

27 Ferramentas geometria formatos (ABNT) Disco: Afiação de machos e brocas Disco reto: Afiação de brocas e ferramentas diversas Perfilado: Peças perfiladas Com rebaixo

28 Ferramentas geometria formatos (ABNT) Copo reto: Afiação de fresas frontais, de topo, e cilíndricas, de machos, cabeçotes porta-bits Com rebaixo dos 2 lados Copo cônico: Afiação de fresas angulares, frontais e de topo, rebaixadores, brocas de 3 e 4 arestas cortantes

29 Ferramentas geometria perfis (ABNT)

30 Retificação ferramentas resumo seleção de rebolos A 60 K 7 V Material do Grão: Óxidos de alumínio + CBN (nitreto de boro): Usos: aços Carbetos + diamante: Roubam carbono por difusão Usos: cerâmica, vidro

31 Retificação ferramentas resumo seleção de rebolos A 60 K 7 V Granulometria: 46\60\80 desbaste Acabamento: sem especificação 100\120 acabamento Acabamento: 0,3-0,7 150\180 acabamento fino Acabamento: 0,15-0,25 200\280\320 "polimento" Acabamento: >0,25

32 Retificação ferramentas resumo seleção de rebolos A 60 K 7 V Dureza (quanto o rebolo agüenta segurar o grão): A... G H I J K L M N P... Z retificação interna retificação plana retificação externa

33 Retificação ferramentas resumo seleção de rebolos A 60 K 7 V Estrutura: 1-fechada... 7-media(1a escolha) aberta

34 Retificação ferramentas resumo seleção de rebolos A 60 K 7 V LIGA: Vitrificada 80% dos casos Resina 15% dos casos Metálica afiação de ferramentas

35 Retificação assuntos Fenômeno Aplicações Ferramentas Máquinas Dispositivos Parâmetros

36 Máquinas classificação 3 Tipos (básicos): Retificadora plana Cilíndrica universal Sem centros (centerless) Quanto ao movimento: Automática Semi-automática Manual

37 Retificadora plana

38 Retificadora cilíndrica universal

39 Retificadora centerless

40 Retificadora entre pontas

41 Retificadora cilíndrica interna

42 Retificação assuntos Fenômeno Aplicações Ferramentas Máquinas Dispositivos Parâmetros

43 Retificação - dispositivos Dispositivos de fixação Mesa de seno magnética Transpassadores Morsa Dressadores

44 Dispositivos de fixação mesa de seno magnética

45 Dispositivos de fixação - transpassadores

46 Dispositivos de fixação - morsa

47 Dispositivos - dressadores Processo denominado dressagem, dressamento, diamantação, afiação ou retificação do rebolo Objetivos: Obter concentricidade da face de trabalho com o eixo de rotação do rebolo Arrancar grãos abrasivos gastos melhora da agressividade da face de trabalho Produzir perfis na face de trabalho do rebolo operações de forma (transferência da forma do rebolo para a peça)

48 Retificação dispositivos dressadores - tipos Dressadores de ponta única Dressadores multi-ponta

49 Retificação assuntos Fenômeno Aplicações Ferramentas Máquinas Dispositivos Parâmetros

50 Retificação parâmetros Velocidade do rebolo Área de contato Potência da máquina Espessura de corte equivalente (heq) Espessura máxima do cavaco (h max )

51 Retificação parâmetros velocidade do rebolo Limitada pela resistência da liga aglomerante Vitrificadas: 45 a 60 m/s Resinóides: até 48 m/s Resinóides especiais: até m/s Maior a velocidade periférica mais duro seu comportamento

52 Retificação parâmetros área de contato Quanto maior a área de contato rebolo/peça: maiordeve ser o grão mais macio e poroso deve ser o rebolo Justificativa: Tal estrutura proporciona mais e maiores vazios

53 Retificação parâmetros potência da máquina Máquinas de alta potência: Rebolos duros Resistem às forças de usinagem Não soltam os grãos Portanto, aumentam as forças de corte

54 Retificação parâmetros espessura de corte equivalente (h eq ) h = a eq v v p c a = profundidade de usinagem: Profundidade de usinagem (a p ) retificação cilíndrica longitudinal Profundidade de penetração (a e ) retificação plana tangencial Avanço por volta (f) retificação cilíndrica de mergulho v p = velocidade da peça v c = velocidade de corte (= velocidade do rebolo)

55 Retificação parâmetros espessura máxima do cavaco (h max ) h max = v v p c a d d = diâmetro da peça usinada Observações: a aumenta h max aumenta mas não proporcional v c aumenta h max diminiu esforços de corte diminuem aumenta a vida da ferramenta (v c limitado pelo tipo de rebolo) v p aumenta h max diminiu esforços de corte diminuem aumenta a vida da ferramenta (comportamento mais macio)