Processo de Retificação Aspectos Gerais Análise

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1 SEM0534 Processos e Fabricação Mecânica Processo e Retificação Prof. Assoc. Renato Goulart Jasinevicius SEM0534 Processos e Fabricação Mecânica Processo e Retificação Aspectos Gerais Análise

2 SEM0534 Processos e Fabricação Mecânica Retificação é o processo aplicao a peça após toos os outros processo e usinagem já terem sio aplicaos Outros processos abrasivos: a) runimento, b) Lapiação, c) Polimento, ) Superacabamento, Exemplo Operação final: Retificação T T Fr Fu R M M Recebimento T Fr R R T Fr Fu Expeição 2

3 Exemplo Operação final: Retificação HFr VFr T VFr T R S Recebimento Expeição Processos Abrasivos Retificação: processo e remoção e material no qual partículas abrasivas imersas em um meio ligante (Rebolo) operam a altas velociaes superficiais Rebolo geralmente tem formato e isco e é precisamente balanceao para elevaas velociaes Poe ser usao para too tipo e material Alguns processos poe chegar a acabamentos bem baixos, to μm ( μ-in) Alguns processos poem atingir valores muito apertaos e tolerâncias 3

4 Máquinas Ferramenta Retifica Plana Processos Abrasivos Retificação Horizontal Retificação Vertical 4

5 Processos Abrasivos Retificação cilínrica Externa Interna Processos Abrasivos Retificação Centerless 5

6 Processos Abrasivos Esmeril Rebolo Superfície frontal Tampa Superfície lateral Mesa e apoio Processos Abrasivos Afiação e Ferramenta 6

7 Processos Abrasivos Acabamento e Superfície Processos Abrasivos Automação 7

8 Processos Abrasivos runimento Honing Retificação por Megulho Creep Feeing Mergulho Prof. : a 6 mm Comparação entre (a) retificação convencional e (b) retificação por mergulho. 8

9 Ferramentas para Retificação - Rebolo Parâmetros o Rebolo Material Abrasivo Tamanho e grão Grau o rebolo Estrutura o rebolo Material Ligante 9

10 Material abrasivo: Proprieaes Alta ureza Resistência ao esgaste Tenaciae Friabiliae capaciaee fraturar quano pere a aficação, e forma que novas arestas sejam expostas Materiais Abrasivos Oxio e Alumínio (Al 2 O 3 ) - Abrasivo mais comum Usao para retificar aço e ligas ferrosas e alta resistências Carboneto e Silício (SiC) - mais uro que Al 2 O 3 porém menos tenaz Usao em Al, latão, aço inox, alguns FoFo s e eterminaas cerâmicas 0

11 Novos Materiais Abrasivos Nitreto Cúbico e oro (cn) muito uro e caro Apropriao para aços Usao para materiais uros tais como aço ferramenta e ligas aeroespaciais iamante Mais uro e mais caro Natural ou sintético Não aplicao para aço Usao em materiais uros, abrasivos tais como cerâmicas, Metal uro, e viro Novos Materiais Abrasivos Proprieaes Materiais Material abrasivo ureza noop Óxio e Al 200 Carboneto e Si 2500 cn 5000 iamante (sintético) 7000 *Material abrasivo Corunun subiive-se em: Normal 95% Al 2 O 3 Semiprecioso 98% Al 2 O 3 Precioso 99,9% Al 2 O 3

12 Tamanho e grãos abrasivos Grãos pequenos prouzem melhores acabamentos Grãos granes permitem maior remoção e material (TRM maior) Materiais mais uros exigem tamanhos e grão menores para corte mais eficaz Materiais mais úcteis exigem granulometrias maiores Tamanho e grãos abrasivos Tamanho e grão é meio usano o proceimento e peneira screen mesh Tamanhos pequenos refere-se a peneiras com numeros elevaos para o screen mesh e vice versa Tamanhos e grãos em rebolos geralmente entre 8 (muito grosso) e 250 (muito fino) Tamanho e peneiras para seleção e tamanho e grãos. Quanto maior o número a peneira (no. e aberturas por polegaa quaraa), menor será o tamanho e grão Peneira 8 tamanho e grão 8 Peneira 24 tamanho e grão 24 Peneira 60 tamanho e grão 60 2

13 Tamanho e grãos abrasivos Muito grosso Gosso Méio No. Tam. grão No. Tam. grão No. Tam. grão 8 2,830-2,380 4,680-, ,70-0, ,380-2,000 6,40-, ,590-0, ,000-,680 20,90-, ,420-0, ,840-0, ,350-0, ,297-0,250 Fino Muito fino Muitíssimo fino No. Tam. grão No. Tam. grão No. Tam. grão 70 0,250-0, ,05-0, ,040-0, ,20-0, ,088-0, ,030-0, ,77-0, ,074-0, ,020-0, ,49-0, ,062-0, ,06-0, ,25-0, ,053-0, ,03-0, ,007-0,003 Ligante eve aguentar elevaas temperaturas e altas forças centrífugas eve resistir a trepiação urante o choque o contato o rebolo/peça eve segurar os grãos abrasivos rigiamente no lugar para o corte e também permitir que grãos esgastaos soltem-se para que grãos novos e afiaos trabalhem. 3

14 Estrutura o rebolo Refere-se ao espaçamento relativo os grãos abrasivos no rebolo Além os grão abrasivo e o material ligante, os rebolos também possuem vazios ou poros Proporções volumétricas e grãos (g), ligante (b o inglês bon ) e poros (p) poe ser expresso como: Pg + Pb + Pp.0 Estrutura o rebolo Pg + Pb + Pp.0 Muito ensa, 2 ensa 3, 4 Méio 5, 6, 7, 8 Poro aberto 9, 0, Poro muito aberto 2, 3, 4 4

15 Estrutura o rebolo: quantificação Pg + Pb + Pp.0 Meia em uma escala que varia entre aberta" e ensa." Estrutura aberta significa P p é relativamente grane e P g é relativamente pequeno recomenao quano bolsões para cavaco e materiais úcteis Estrutura ensa significa P p é relativamente pequeno e P g é grane recomenao para obtenção e melhores acabamentos e controle imensional Grau o rebolo Inica a resistência o ligante para reter os grãos urante o corte epene a quantiae e ligante na estrutura o rebolo (P b ) Meia e escala entre macio e uro Macio" perem grãos prontamente usaos para baixas TRM e materiais uros uros retem grãos usaos para altas TRM e materiais úcteis Grauação e ureza e rebolos seguno IN6900 Muito Macio EFG Macio HIJ méio LMNO uro PQRS Muito uro TUVW Extrema/e uro XYZ 5

16 Aplicação o rebolo Para metais úcteis, use Tamanhos e grão grane e rebolo e grau uro Para metais mais uros, use Tamanhos e grão pequenos e rebolo e grau macio Ferramentas Rebolo - Configuração Plano Cilinro Copo Plano Copo Prato Montao 6

17 Ferramentas Rebolo - Configuração Formas e rebolos e acoro com norma IN Rebolo reto Rebolo cônico IN6920 IN6923 Rebolo reto com lao IN6923 rebaixao Rebolo cilínrico IN6938 Rebolo reto com ois laos rebaixaos Rebolo copo forma IN6949 Rebolo cônico copo Rebolo isco forma A IN6949 Rebolo isco forma IN6949 Rebolo com ois laos cônicos, Forma C IN6949 Rebolo cônico copo Forma E IN6949 Rebolo isco forma H IN6949 Ferramentas Rebolo - Configuração imensões e rebolos e acoro com norma IN6900 Tipo e Rebolo Copo Forma Copo cônico isco Foma A e Cônico os ois laos Fomra C Copo Cônico Forma E isco Forma H Principais imensões o rebolo, em mm

18 Ferramentas Rebolo - Configuração 90º 65º 45º 60º R 60º 60º R 65º R 65º R 60º R 60º R38/0 R 23º 23º R R R8/8 R8/8 R79/0 Perfis os rebolos Ferramentas Rebolo - Configuração Sistema e Coificação 8

19 Montagem o Rebolo - Configuração Rebolo Superfície e Microestrutura 9

20 Mecanismos e esgaste e Rebolo Fratura e grão Attrition Causao por mecanismos similares entre si: atrito, ifusão e reações químicas Fratura o ligante epene o grau o rebolo grãos se esgastam por attrition e a força aumenta muito SEM0534 Processos e Fabricação Mecânica esgaste e Rebolo Curva típica o esgaste o rebolo. O esgaste é lançao no gráfico como função o volume e material removio, ao invés e ser em função o tempo. 20

21 Rebolo - Reafiação Mecanismo e remoção e material Três tipos e ação os grãos na retificação: (a) corte, (b) sulcamento, e (c) atrito. 2

22 Formação o cavaco Formação o cavaco Mecanismo e Formação o cavaco e geometria a ferramenta. +γ -γ Grão abrasivo cavaco peça β α peça β α 22

23 Geometria a Formação o cavaco Geometria a Formação o cavaco SEM micrographs of chip types for ifferent values of Vs: (a) Vs3000 rpm, Vw5 m/min, an a0 μm; (b) Vs2700 rpm, Vw 5 m/min, an a0 μm; (c) Vs2400 rpm, Vw5 m/min, an a0 μm; () Vs800 rpm, Vw5 m/min, an a0 μm. 23

24 Geometria a Formação o cavaco SEM micrographs of chip surfaces for ifferent values of Veq: (a) 0.065; (b) (c) () ; (e) (f) (g) (h) Geometria o cavaco Com o comprimento e contato rolante, o comprimento o cavaco, l: iâmetro o Rebolo, profuniae e penetração l ( ) /2 Taxa e remoção e material, TRM v velociae a peça, profuniae e penetração, b largura e corte (equivale ao avanço transversal) TRM v b 24

25 Volume méio e cavaco Os cavacos possuem uma seção transversal triangular, e razão (r) a espessura o cavaco (t) Em relção a largura o cavaco (w) r w/t 0 a 20 Assim, o volume méio e cavaco será Vol cav (0,5).w. (0,5). t.l 0,25.w.t.l Número e cavaco removio por tempo (n) O número e cavacos removios por uniae e tempo (n), one c número e arestas e corte (grãos) por uniae e área (típico 0. a 0 por mm 2, b é a largura o corte, e V velociae periférica o rebolo n V b c 25

26 Espessura o cavaco Combinano TRM v b n Vol cav v.. b V.b.c. 0,25 wtl w r.t e l (.) /2 v b V c b (0,25) r t t ( ) /2 Espessura o cavaco Rearranjano: t v V c r 2 4 ( ) / 2 26

27 Energia específica o corte Energia específica a retificação, u Consiste a energia a formação o cavaco, o plowing, e o eslizamento (atrito) u u c + u p + u Força Total e Retificação Força Total e Retificação Força obtia a partir a potência Potência u. TRM Potência F F retif retif V v b u V u v b 27

28 28 Força total e retificação A partir e resultaos empíricos, quano t iminui, a componente e atrito e u aumenta V b v t F t u ou t u retif Força Total e Retificação Força total e retificação substituino V v r c b F rearranjano V b v Vcr v F retif retif 4 ) / ( ) / ( 4 2 / 2 / Força Total e Retificação

29 29 Força sobre um único grão A força por grão poe ser calculaa t t r t F t u e t r w Como t w u F Área u F grão grão grão 2 2 Força Total e Retificação (A área a seção transversal o cavaco) A Força e corte no grão Força sobre um único grão Substituino por t, e rearranjano c V v r F r c V v r F grão grão 4 2

30 30 Temperatura na retificação O aumento e Temperatura ocorre com a liberação e energia por uniae e área c V v T t l b l b u T Área energia Uni T Δ Δ Δ Temperatura na Retificação Temperatura e retificação Rearranjano A Temperatura poe chegar até 600 o C, porém por um períoo curto e tempo. v r c V T Δ 4 2 Temperatura na Retificação

31 Exemplo Você está retificano um aço, o qual possui uma energia específica e retificação (u) e 35 W-s/mm 3. O rebolo gira a 3600 rpm, iâmetro () e 50 mm, espessura (b) e 25 mm, e (c) 5 grãos por mm 2 (c). O motor tem potência e 2 kw. A peça move-se (v) a.5 m/min. A razão e espessura o cavaco (r) é 0. etermine A força e retificação e a força por grão. etermine a temperatura ( 2 é 0.2 o -m/n). Temperatura ambiente é 20 o C. Exemplo 2 Numa operação e retificação plana o iâmetro o rebolo 50 mm e a profuniae e penetração 0.07 mm. A velociae o rebolo (V) 450 m/min, velociae a peça (v) 0.25 m/s, e a largura e corte (b) 5 mm. O número e grãos abrasivos ativos por uniae e área a superfície o rebolo (c) 0.75 grãos/mm 2. etermine (a) comprimento méio o cavaco (l), (b) taxa e remoção e material, e (c) número e cavacos formaos por uniae e tempo para a porção o rebolo em contato com a peça. 3