Estudo da formação de rebarba nos processos de fresamento e torneamento

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1 Estudo da formação de rebarba nos processos de fresamento e torneamento Luiz Claudio Paganotti de Oliveira Projeto de Graduação apresentado ao Curso de Engenharia Mecânica da Escola Politécnica, Universidade Federal do Rio de Janeiro, como parte dos requisitos necessários à obtenção do título de Engenheiro. Orientador: José Luis Lopes da Silveira Rio de Janeiro Outubro de 2015 i

2 UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO Departamento de Engenharia Mecânica DEM/POLI/UFRJ TÍTULO DO PROJETO FINAL Luiz Claudio Paganotti de Oliveira PROJETO FINAL SUBMETIDO AO CORPO DOCENTE DO DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA DA ESCOLA POLITÉCNICA DA UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO COMO PARTE DOS REQUISITOS NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE ENGENHEIRO MECÂNICO. Aprovado por: Prof. Jose Luís Lopes da Silveira Prof. Lavinia Maria Sanabio Alves Borges Prof. Anna Carla Monteiro de Araujo Rio de Janeiro Outubro de 2015 ii

3 Oliveira, Luiz Claudio Paganotti Estudo da formação de rebarba nos processos de fresamento e torneamento/ Luiz Claudio Paganotti de Oliveira. Rio de Janeiro: UFRJ/ Escola Politécnica, V, 59 p.: il,; 29,7cm. Orientador: Jose Luis Lopes da Silveira Projeto de Graduação UFRJ/ Escola Politécnica/ Curso de Engenharia Mecânica, Referencias Bibliográficas: p Rebarba. 2. Rebarba no torneamento 3. Rebarba no fresamento iii

4 Resumo do Projeto de Graduação apresentado à Escola Politécnica/ UFRJ como parte dos requisitos necessários para obtenção do grau de Engenheiro Mecânico. Estudo da Formação de Rebarba nos Processos de Fresamento e Torneamento. Luiz Claudio Paganotti de Oliveira Outubro, 2015 Orientador: José Luis Lopes da Silveira Curso: Engenharia Mecânica Este trabalho estuda as rebarbas, suas classificações e seus métodos de formação. Dois processos de usinagem são apresentados: um processo de torneamento em um torno vertical CNC para desbaste e acabamento de Inconel, e o outro processo, o fresamento de um bloco de aço 4130 em uma mandriladora CNC. Em ambos os processos foi possível eliminar totalmente as rebarbas, evitando o retrabalho e consequentemente diminuindo o custo de produção. Palavras chaves : Rebarba, torneamento, fresamento. iv

5 Abstract of Undergraduate Project presented to POLI/UFRJ as a partial fulfillment of the requirements for the degree of Engineer Study of Burr Formation in Milling and Turning Processes Luiz Claudio Paganotti de Oliveira October / 2015 Advisor: José Luis Lopes da Silveira Course: Mechanic Engineering This work studies the burrs, their classifications and formations methods. Two machining processes are presented: a turning process for roughing and finishing of Inconel on a CNC lathe and a milling process of a 4130 steel part on a CNC boring machine. In both cases, it was possible to eliminate the burr totally, thus avoiding the need for rework and consequently reducing production cost. Keywords: Burr, turning, milling. v

6 ÍNDICE 1. Introdução Introdução da rebarba na usinagem Definições sobre rebarba Normas para a classificação de rebarba Geometria da rebarba Mecanismos de Formação de Rebarbas Mecanismos da formação de rebarbas segundo Gillespie e Blotter (1976) Mecanismos da Formação de Rebarbas segundo Ko e Dornfeld (1991) Formação das rebarbas durante o processo de fresamento Influência dos Parâmetros de Usinagem na Formação das Rebarbas Estudo da rebarba no torneamento Detalhamento do material e da peça bruta Equipamento Desenho da peça acabada Fixação da peça na máquina Usinagem na parte interna revestida de Inconel Percurso da ferramenta no desbaste do Inconel Cálculo teórico da operação de desbaste Desbaste do Inconel Parâmetro de corte no desbaste Ferramenta utilizada no desbaste Parâmetro de corte para acabamento no Inconel Cálculo teórico para o acabamento Inconel Ferramenta para acabamento das dimensões finais do Inconel Análise sobre o processo de torneamento Estudo a respeito de rebarba no fresamento Detalhamento do material e da peça bruta Equipamento Desenho da peça Fixação da peça na máquina Processo de fresamento na pré-usinagem Percurso da ferramenta na pré-usinagem...40

7 11.7. Pré-usinagem Fatores que influenciam o acabamento e a rebarba Parâmetro de corte Ferramenta utilizada Fixação da ferramenta Sentido de corte Estudo de rebarba no processo de desbaste Estudo a respeito de rebarba no acabamento Fatores que influenciam o acabamento e a rebarba Parâmetro de corte Ferramenta utilizada Análise processo de fresamento Conclusão...49 BIBLIOGRAFIA vii

8 1. Introdução Cada vez mais os projetos têm exigido do setor de fabricação um melhor acabamento e precisão nas peças, dentre as exigências o aspecto mais importante é a condição nas extremidades da peça, pois as geometrias geradas por projetistas em um sistema CAD, ou um desenho técnico, geralmente são limpas e em linha reta, mas a geometria real das bordas de uma peça fabricada é em grande parte determinada pela formação de rebarbas no processo de fabricação e a retirada destas, em sua maioria, é lenta e encarece o processo. Estudos recentes têm mostrado o impacto econômico da remoção das rebarbas. Em muitos casos, o aumento da formação de rebarbas é um fator chave para o desgaste da ferramenta de corte. Este trabalho visa apresentar os principais problemas que ocorrem devido à rebarba, seus mecanismos de formação e classificações, assim como a análise de dois processos de usinagem realizados na indústria e como evitar a rebarba nestes processos. 2. Introdução da rebarba na usinagem Se as rebarbas não forem removidas de uma peça após sua fabricação, há dois perigos remanescentes. O primeiro é que as rebarbas são muitas vezes bem acentuadas e podem levar a pequenas lesões nos dedos dos trabalhadores durante o manuseio das peças. O segundo é que as rebarbas inicialmente estão presas na peça, mas podem se soltar durante a operação de um produto e causar danos mais tarde. Outra questão importante é a relação fornecedor/cliente, em que há uma clara necessidade da especificação de um padrão do que é considerado rebarba e dos métodos de remoção. O controle e remoção de rebarbas são questões importantes do ponto de vista econômico e tem sido o foco de pesquisa em operações de corte em usinagem nos últimos 50 anos. 1

9 Os primeiros trabalhos relatados descreveram as rebarbas na furação. As primeiras considerações de formação de rebarbas no corte de metal apareceram junto com investigações de formação de cavacos, ambos estão intimamente ligados. O primeiro trabalho dedicado ao mecanismo de formação de rebarba foi publicado por Gillespie e Blotter (1976) onde foi apresentado um modelo analítico que ilustra os mecanismos de formação de rebarbas e prevê propriedades da rebarba. Os resultados deste modelo são comparados com as observações experimentais. Depois da compreensão básica dos mecanismos de formação da rebarba ter sido alcançado, o foco da pesquisa voltou-se para a retirada das rebarbas. A operação de rebarbar é muito demorada e dispendiosa, em muitos casos é uma tarefa manual tediosa. Há um grande número de ferramentas, máquinas e processos para rebarbar disponíveis. No entanto, na prática industrial muitas operações de rebarbar ainda são realizadas manualmente. Um estudo realizado na Alemanha por Aurich et al. (2009) analisou os custos associados com a minimização da rebarba, para avaliar o impacto econômico das despesas causadas por rebarbas, os participantes da pesquisa foram solicitados a informar o percentual de produção relacionado às rebarbas de uma peça específica. Calculando a média das perdas e utilizando uma distribuição sem qualquer peso dos fatores, resultou que até 9% do custo total de produção é devido às rebarbas, a Figura 1 mostra a divisão para os custos. Figura 1 Divisão do esforço de produção causada pelas rebarbas (Aurich et al., 2009). 2

10 3. Definições sobre rebarba Atualmente, existem várias normas nacionais e internacionais, bem como padronização para descrever rebarbas e avaliar a qualidade das bordas do componente. Na maioria dos casos, as rebarbas podem ser definidas como sendo projeções indesejáveis de material além da aresta da peça devido à deformação plástica durante a usinagem (Olvera e Barrow, 1996). Segundo Aurich et al. (2009) a definição completa pode ser encontrada em Beier (1999): rebarba é um ressalto criado em uma superfície da peça durante a fabricação, esta se mantem sobre a peça final e tem um volume relativamente pequeno comparado com a peça, sendo indesejada e em alguns casos é inevitável. A definição de rebarba por Gillespie (1996) se limita ao corte e a processos de corte. A rebarba produzida por essas operações inclui ''o material que se estende além da interseção teórica de duas superfícies que cercam a rebarba''. Além disso, segundo Aurich et al. (2009) a definição de Gillespie (1996) inclui rebarbas que se encontram no interior da intersecção teórica como mostrado na Figura 2. rebarba rebarba Borda teórica da peça de trabalho rebarba Figura 2 Exemplos de definição rebarba de acordo com Gillespie (1996). Em desenhos técnicos ou modelos de peças, a forma geométrica ideal é representada sem qualquer desvio, não levando em conta as condições da borda. No entanto, em muitos casos para o funcionamento de uma peça, é necessário que sejam estabelecidos estados particulares da peça para a segurança (International Standard ISO 13715:2000). 3

11 Define-se que a borda de uma peça apresenta rebarba se ela tem uma saliência superior á zero (ver Figura 3). Figura 3 Definição de rebarbas de acordo com a norma ISO (International Standard ISO 13715:2000). O processo de rebarbar nem sempre pode ser automatizado, tornando-se um procedimento manual, e criando assim um obstáculo à redução de custos e ao aumento de produtividade, ou seja, gerando um gargalo na produção. 4. Normas para a classificação de rebarba Existem várias normas gerais para avaliar a qualidade das bordas de componentes, para a classificação de rebarbas e construção de processos para a remoção do material. A seguir, as propostas internacionais já existentes para classificar as bordas dos componentes serão apresentadas. 4

12 O primeiro padrão para a classificação de rebarba introduz sete medidas de qualidade que são seguidas por uma descrição do estado da borda do componente para cada grau de qualidade, além disso, uma descrição do processo de verificação segundo Aurich et al. (2009) é dada para alguns casos por Gillespie em seu artigo de Segundo Aurich et al. (2009) a classificação de Schäfers (1975) fornece nove classes de qualidade para rebarba. O limite de uma classe é determinado quantitativamente utilizando séries de números preferenciais, a fim de alcançar um espaçamento homogêneo e para manter o número de classes pequeno. Isto assegura que a classificação seja aplicável na prática. Além disso, a escala de qualidade da rebarba é inserida em quatro quadrantes em um sistema de coordenadas (ver Figura 4). Finalmente, neste contexto, deve ser mencionado que uma pesquisa da indústria, realizada no projeto Spansauber (em alemão), mostrou que, devido à falta de uma estratégia global para classificação da rebarba, cerca de 45 % dos entrevistados das empresas utilizam uma classificação própria (Aurich et al., 2009). Limites excluídos Limites incluídos Figura 4 Classes de qualidade para arestas (Schäfers, 1975). 5

13 5. Geometria da rebarba Segundo Aurich et al. (2009), Schäfers (1975) usa uma seção transversal aleatória para descrever parâmetros básicos de rebarba, afirma que cada rebarba pode ser caracterizada pelo seu perfil longitudinal e transversal, e descreve as definições de rebarbas pelas seguintes categorias de medição: A espessura da raiz da rebarba b r é a espessura da área da raiz rebarba medida na seção transversal A altura da rebarba h é definida pela distância entre a borda ideal da peça e o ponto mais alto na seção transversal O raio da raiz da rebarba r f como mostrado na Figura 5 é determinado pelo posicionamento de um círculo na parte da raiz da rebarba. A espessura da rebarba b g é descrita como uma relação entre a seção transversal e a distância r f, medida no meio da seção da raiz. O perfil longitudinal de uma rebarba não é muito informativo na maioria dos casos, por conseguinte, é raramente usado para descrever rebarbas, porém o comprimento total da rebarba é de interesse, pois descreve o quanto do comprimento da aresta apresenta uma rebarba e está por sua vez diretamente relacionado com o tempo necessário para rebarbar uma peça de trabalho. Para uma descrição detalhada das rebarbas o chamado valor da rebarba foi definido (ver Figura 5). O valor da rebarba g consiste em quatro parâmetros geométricos: espessura da raiz da rebarba b r, raio da raiz rebarba r f, espessura da rebarba b g e altura h da rebarba. A ponderação dos diferentes fatores resulta do impacto nos parâmetros individuais no processo de rebarbar (Schäfers, 1975). 6

14 Figura 5 Valores medidos de uma rebarba (Schäfers, 1975). A norma ISO usa apenas um valor para definir o desvio do contorno ideal geométrico da borda (ver Figura 6). O tamanho da área de extremidade é denominado ''borda medida a'', este valor é medido a partir da ponta da rebarba perpendicular à superfície a partir de onde a rebarba é saliente. rebarba rebarba rebarba Figura 6 Geometria da rebarba como indicado na norma ISO

15 6. Mecanismos de Formação de Rebarbas Uma das maneiras de classificar as rebarbas é segundo as arestas principais e secundárias de corte, sendo: rebarba de entrada (de fluxo para trás); rebarba (de fluxo) lateral; rebarba de saída (de fluxo à frente) e rebarba inclinada (na direção do avanço). Gillespie e Blotter (1976) pesquisaram a formação de rebarbas com o intuito de classificá-las e identificar os mecanismos de sua formação, investigaram a influência dos parâmetros de corte, da geometria da ferramenta e desgaste, nas propriedades das rebarbas. Constataram que as rebarbas no corte ortogonal são formadas por quatro mecanismos básicos, que são apresentados nas seções a seguir Mecanismos da formação de rebarbas segundo Gillespie e Blotter (1976) a) Rebarba de Poisson A rebarba de Poisson surge devido ao abaulamento lateral dos materiais com comportamento dúctil, em torno de um ponto ou área de compressão, até atingir a deformação plástica permanente, isto se deve porque as arestas de corte das ferramentas não são perfeitamente afiadas, possuindo um raio de arredondamento, se houver a formação de aresta postiça de corte (APC), este raio se torna ainda maior. As altas pressões causadas pelas forças de avanço são também um fator importante para a formação desse tipo de rebarba, que se concentra nas laterais do material e em toda a extremidade da peça enquanto há o contato com a ferramenta. O mecanismo de formação da rebarba de Poisson é provocado então pelo raio efetivo da aresta de corte da ferramenta e pelo grau de encruamento dos materiais. Outro tipo de rebarba que surge para essas mesmas condições é a rebarba de entrada que é formada, no momento da entrada da ferramenta. A Figura 7 ilustra estes dois tipos de rebarbas formadas. 8

16 Figura 7 Ilustração da rebarba de Poisson (Gillespie, 1973). b) Rebarba de Encurvamento (rollover) Esse tipo de rebarba é formado ao final do corte, quando a ferramenta sai da peça, como ilustra a Figura 8. O cavaco é empurrado na direção da saída da ferramenta e não sofre cisalhamento, encurvando-se sobre si na direção do corte, gerando a rebarba. No processo de fresamento de topo, o seu comprimento corresponde aproximadamente à penetração de trabalho (a e ) e sua largura à profundidade de corte (a p ). A rebarba é bastante visível, pois são formadas arestas na superfície livre das peças, local onde a força de corte será nula (Gillespie, 1973). No caso de materiais frágeis ocorre a tendência de fraturas antes que essa rebarba se complete, promovendo o lascamento de bordas ou breakout (Ko e Dornfeld, 1980). Figura 8 Ilustração da rebarba de encurvamento (Gillespie, 1973). 9

17 c) Rebarbas de Estiramento (rasgar) Rebarba formada no corte pela ação da ferramenta, onde esta provoca um efeito de cunha entre a superfície usinada da peça e o cavaco, causando um estiramento até o rompimento, antes do seu cisalhamento, (ver Figura 9) é muito frequente no processo de fresamento. Figura 9 Ilustração da rebarba de estiramento (Gillespie, 1973). d) Rebarba de Interrupção de Corte (cut off) Rebarba resultante no corte de seccionamento de um material e ocorre quando a parte seccionada não é fixada adequadamente e cai por gravidade, antes que o corte tenha sido completado, e é muito frequente no processo de serrar e no sangramento radial realizado no torno, como ilustra a Figura 10. Figura 10 Ilustração da rebarba de interrupção de corte (Gillespie, 1973). 10

18 6.2. Mecanismos da Formação de Rebarbas segundo Ko e Dornfeld (1991) Para Ko e Dornfeld (1991), na análise das dimensões das rebarbas, devem ser consideradas suas dimensões geométricas como altura e espessura. Para medidas usa-se desde relógio comparador até microscópio eletrônico. No corte ortogonal de materiais dúcteis, a rebarba ocorre em três etapas: iniciação, desenvolvimento e formação. a) Iniciação A iniciação da rebarba se dá onde há transição do regime cavaco/rebarba, porém depende das propriedades dos materiais, pois pode haver o prosseguimento da formação do cavaco enquanto há a formação da rebarba. Na posição de transição surge uma zona de cisalhamento negativa à frente da aresta de corte e abaixo do plano de corte, que se estende até a superfície da peça que por sua vez intercepta o plano de corte, formando um ângulo de cisalhamento negativo. A zona de cisalhamento depende do ângulo de borda da peça (ângulo entre a superfície usinada e a superfície onde a ferramenta sai da peça). Para valores acima de 150º, não há formação de rebarbas, segundo Soares Filho (1995). O plano de cisalhamento negativo ainda contém o ponto de rotação ou pivotamento, onde o cavaco faz o movimento de rotação antes de sair da peça (ver Figura 11). b) Desenvolvimento O desenvolvimento se dá pelo avanço da ferramenta provocando a rotação do plano de cisalhamento negativo em torno do ponto de pivotamento que permanece imóvel durante a formação da rebarba. As deformações nesse plano vão aumentando com o avanço da ferramenta. A Figura 11 é uma ilustração deste mecanismo. 11

19 Figuras 11 Variáveis geométricas e o deslocamento da ferramenta do ponto A para o ponto A, e ainda a rotação do plano de cisalhamento negativo em torno de B (Ko e Dornfeld, 1991). c) Formação A formação da rebarba se dá com a aproximação da ferramenta no final do corte na borda da peça, onde aumenta a rotação em torno do plano de cisalhamento negativo e também há deformações contidas neste plano. Quando a ferramenta finalmente sai da peça, forma-se a rebarba, que pode ocorrer com ou sem fratura do material na posição cavaco/rebarba. Se houver fratura, haverá o lascamento da borda. Nos materiais dúcteis, as deformações ocorridas no plano de cisalhamento negativo não atingem o valor crítico de fratura e a rebarba que se forma se encontra acima deste plano, recebendo a denominação de rebarba positiva. Para materiais frágeis, uma pequena deformação já é suficiente para atingir o valor crítico e causar a fratura no plano de cisalhamento negativo. A borda da peça irá conter uma superfície fraturada e esta região recebe a denominação de breakout. A rebarba que se forma abaixo do plano de cisalhamento negativo é denominada rebarba negativa (ver Figura 12) indicada na micrografia deste tipo de rebarba para o fresamento frontal de ferro fundido cinzento. 12

20 Figura 12 Formação do breakout no ferro fundido cinzento (Silva, 2004). 7. Formação das rebarbas durante o processo de fresamento Todos os tipos de rebarbas classificadas por Gillespie (1973), ou Nakayama e Arai (1987) são encontradas no processo de fresamento tangencial e frontal. No fresamento cilíndrico tangencial discordante de um rasgo passante são identificados oito tipos de rebarbas relacionadas a três mecanismos de formação, que são: Poisson, de encurvamento e de estiramento. Na Figura 13, observa-se as rebarbas de estiramento 1 e 2, produzidas pelo movimento ascendente dos dentes da ferramenta na saída da peça. A rebarba 8 é a rebarba de Poisson (entrada), e as rebarbas 6 e 7 podem ser classificadas tanto como rebarba de entrada como quanto rebarba de estiramento, são localizadas nas bordas laterais da peça e são produzidas pela penetração sucessiva dos dentes da ferramenta, até atingir a espessura de penetração. As rebarbas 3 e 4 são rebarbas de estiramento e a rebarba 5 é uma rebarba de encurvamento, todas formadas na superfície de saída da peça durante a saída da ferramenta. No fresamento cilíndrico tangencial concordante, as rebarbas 1 e 2 continuam sendo de estiramento, porém agora são produzidas pela entrada da ferramenta na peça, podendo assim mudar suas características geométricas (ver Figura 13 com a direção de 13

21 avanço invertida). A rebarba de encurvamento, identificada pelo número 5 também é formada na superfície de entrada da ferramenta na peça. A rebarba 8 de Poisson, agora é formada pela entrada da aresta de corte na saída da ferramenta do material, isto se dá pela inversão do movimento de avanço. As rebarbas 3 e 4 que antes eram somente de estiramento agora são também de entrada, enquanto 6 e 7 são somente rebarbas de estiramento. rotação da fresa Figura 13 Localização das rebarbas formadas no fresamento cilíndrico tangencial discordante, de um rasgo passante (Gillespie, 1973). Hashimura et al. (1999), ainda relacionaram as rebarbas produzidas no fresamento com sua localização nas bordas de um ressalto usinado por fresamento frontal (ver Figura 14) e essas denominações podem ser aplicadas a quaisquer rebarbas de fresamento, desde que correspondam aos mecanismos de sua formação. F Figura 14 Localização das bordas e suas respectivas rebarbas formadas no processo de fresamento frontal (Hashimura et al, 1999). 14

22 Essas rebarbas podem ser observadas no processo de fresamento em cinco regiões distintas na borda: entre a superfície usinada e a superfície de saída; superfície de transição e a superfície de saída; superfície superior e a superfície de transição; superfície usinada e a superfície de entrada; superfície de transição e a superfície de entrada. A formação da rebarba de saída no fresamento frontal sobre condições de acabamento foi analisada por Kishimoto et al. (1981) e verificaram as condições de corte para a sua aparição e que alterações no corte provocam a ruptura em sua seção transversal mais fina e reduz assim o comprimento da rebarba remanescente, chamaram então a rebarba de saída sem ruptura de rebarba primária e a rebarba resultante da ruptura de rebarba secundária (ver Figura 15). Esse tipo de rebarba é a mais difícil de ser removida devido ao seu longo comprimento e resistência. Olvera e Barrow (1998), Chern e Dornfeld (1996), observaram ainda três formas distintas da rebarba primária, sendo estas: rebarba tipo faca, rebarba tipo onda e rebarba tipo anelada. A profundidade de corte e o ângulo de saída da fresa da peça (θ) são fatores determinantes na dimensão da rebarba 5 e 9 (ver Figura 16). Eles observaram que para um dado ângulo θ existe um determinado intervalo de profundidade de corte responsável pela transição da rebarba primária para secundária, chamada de profundidade de corte de transição (a pt ) conforme mostra o gráfico da Figura 17, onde h é a altura da rebarba. rebarba primária rebarba secundária Figura 15 Ilustração da rebarba primária e secundária no fresamento frontal (Kishimoto et al., 1981). 15

23 rebarba 6 rebarba 8 rebarba 1 rebarba 2 rebarba 3 (a) rebarba 4 rebarba 5 rebarba 1 rebarba 9 (b) rebarba 3 rebarba 5 Figura 16 Tipos de rebarbas formada no faceamento da operação de fresamento (a) fresamento de rasgo passante, (b) fresamento de rebaixo (Gillespie, 1976). Figura 17 Formação e transição da rebarba primária para a secundária (Silva, 2004). No fresamento de faceamento em pequenas profundidades, o corte será formado principalmente pela aresta secundária da ferramenta, gerando-se a rebarba primária. À medida que a profundidade de corte aumenta a participação da aresta secundária de corte em relação à primária diminui (dividindo a função do corte com a aresta principal), gerando-se a rebarba de transição. A geração da rebarba secundária acontece quando a ação do corte ocorre principalmente pela aresta principal da ferramenta de corte. Observa-se que a rebarba secundária tem altura reduzida em relação à rebarba 16

24 primária, devido ao seu tamanho reduzido (Kishimoto et al., 1981), (Olvera e Barrow, 1996) passaram a considerar as bordas formadas por rebarba secundária como regiões livres de rebarba. Os estudos de Kishimoto et al. (1981), Olvera e Barrow (1996) e Chern e Dornfeld (1996) sobre a formação da rebarba 9 apontaram que a transição entre a rebarba primária e a rebarba secundária é afetada principalmente pela profundidade de corte, pela geometria da ferramenta devido ao seu raio de ponta e pelo ângulo de saída da ferramenta na peça, que é formado a partir do vetor velocidade de corte e a superfície livre da peça. 8. Influência dos Parâmetros de Usinagem na Formação das Rebarbas Os parâmetros de usinagem influenciam diretamente na formação das rebarbas e por isso devem ser levados em conta na análise dos mecanismos de sua formação. Segundo Soares Filho (1995) esses parâmetros estão em primeiro plano na influência sobre a formação de rebarbas. A geometria da ferramenta também influencia as dimensões das rebarbas, o raio da aresta de corte e o raio de ponta da ferramenta possuem influência direta na espessura da raiz segundo Gillespie (1973), Nakayama e Arai (1987), Hashimura et al. (1999). As condições de desgaste da ferramenta também estão relacionadas com as características da rebarba (entrada, saída lateral e inclinada) e também com suas dimensões geométricas (altura e espessura). Olvera e Barrow (1996) analisaram a influência dos principais parâmetros de usinagem nas dimensões da rebarba durante o fresamento de um aço com médio teor de carbono e foi verificado que o aumento da velocidade de corte proporcionou uma redução na altura da rebarba e um aumento em sua espessura. O avanço pode influenciar na formação da fratura durante o desenvolvimento da rebarba, mudando as características e dimensões da espessura da raiz (Nakayama e Arai, 1987) e da rebarba de entrada (Gillespie, 1973). Em relação aresta principal de corte observou-se que o aumento do avanço por dente acarreta a diminuição da altura da rebarba, porém quando a formação da rebarba 17

25 se dá pela aresta secundária, notou-se o acentuado aumento de sua altura em função do avanço. A altura da rebarba de saída e lateral também é influenciada pelo ângulo de saída da ferramenta, sendo que a rebarba lateral é a que mais apresenta variações. Quanto à profundidade de corte, a rebarba do tipo enrolada (rollover) teve altura correspondente à profundidade axial. Para outros tipos de rebarbas (aquelas geradas pela aresta principal) percebeu-se um aumento da altura das mesmas em função do aumento da profundidade de corte em até 5 mm aproximadamente, mas para a rebarba formada pela aresta secundária a altura manteve-se constante, principalmente para uma profundidade de corte acima de 0,5 mm. A Figura 18 mostra os principais parâmetros geométricos a serem considerados na análise do fenômeno em questão, onde b e h são a espessura e altura da rebarba, respectivamente. Figura 18 Principais dimensões consideradas na análise das rebarbas, altura h, e espessura b (Kaminise et al., 2001). Segundo Olvera e Barrow (1998) a principal dimensão da rebarba é a sua espessura, pois quanto maior for o valor de b, maior será a dificuldade de removê-la na etapa de rebarbar (processo de remoção da rebarba). A condição de saída da ferramenta é um fator determinante para criação da rebarba, o ângulo formado entre a ferramenta e a superfície determina se há ou não formação de rebarba. O tamanho da rebarba tende a diminuir com o aumento deste ângulo e, sobretudo para valores superiores a 150º. 18

26 9. Estudo da rebarba no torneamento Será apresentado a seguir um estudo de caso real sobre torneamento vertical de Inconel, que apresentou dificuldades durante os primeiros processos realizados. Na época, não foi realizada nenhuma análise prévia sobre o material e ferramentas, isto levou a quebra prematura de inserto e em alguns casos a soldagem do inserto na peça Detalhamento do material e da peça bruta A peça bruta é composta por um cilindro com revestimento interno de Inconel, parte mais escura, pesando aproximadamente 1500 kg, com 717 mm de altura, diâmetro interno de 264 mm e diâmetro externo de 685 mm (ver Figura 19). Figura 19 Pré-usinagem para deposição de Inconel na parte do assento do anel de vedação (groove BX-160) e pequena região interna (diâmetro 369 mm) sendo mostradas pela parte mais escura no desenho. 19

27 Realizou-se uma análise da composição química do material, (ver Tabela 1) para determinar uma melhor forma de usinagem, também foi realizada uma análise de tração (ver tabela 2) para verificar o motivo da quebra da pastilha durante pequenas remoções de material. Tabela 1 - Composição química do aço 8630 modificado Material %C %Mn %P, máx. Aço 0,28 0, ,33 1,00 %S, máx. 0,025 0,025 %Si %Cr %Ni %Mo %Cu, máx. 0,15 0,85 0,75 0,35 0,35 1,00 0,90 0,45 %V, máx. 0,2 0,05, Tabela 2 - Propriedades de tração Tensão de escoamento mínima Resistência a tração Alongamento em 2", min(%) Redução de Área (mm) 75ksi (517MPa) 95ksi (655MPa) As superligas a base de níquel possuem estrutura CFC austenítica até o seu ponto de fusão. Estas ligas possuem alto percentual de elementos químicos na forma de solução sólida em sua matriz de Ni. A baixa condição de usinagem de uma liga de níquel ocorre devido a alguns fatores (Zeeman, 2003): 1. A maior parte da resistência do material é mantida durante a usinagem devido a sua alta resistência ao calor; 2. O encruamento ocorre rapidamente a partir dos esforços aplicados sobre o material durante a usinagem, contribuindo para o desgaste da ferramenta, principalmente na altura da profundidade de corte e aumentando os esforços de corte; 3. Há um alto desgaste abrasivo da ferramenta devido à presença de diversos carbonetos com dureza elevada; 4. Há altas taxas de difusão no par ferramenta-peça, devido às temperaturas elevadas presentes na região de corte, que giram entorno de 1000ºC durante o corte de uma superliga a base de níquel; 20

28 5. Soldagem por atrito da liga de níquel nas superfícies de saída e de folga da ferramenta de corte, devido à alta adesão da liga, além das baixas velocidades empregadas para a usinagem, causando penetração excessiva da ferramenta na peça (enganchar), bem como lascamento na superfície de saída da ferramenta. Apresentaram resultados de tensões acima de 3450 MPa na região do corte de uma superliga à base de níquel; 6. Alta ductilidade sob uma dureza média ( HV); 9.2. Equipamento Para realizar a operação foi utilizado um torno vertical com magazine giratório, comando SIEMENS, diâmetro da placa de 1000 mm, rotação máxima de 350 rpm, que suporta 5000 kg de peso sobre a placa, e o fechamento das castanhas é manual (ver Figura 20). Figura 20 Torno vertical TAURUS WOTAN TWVT comando SIEMENS. 21

29 9.3. Desenho da peça acabada A peça utilizada na análise de formação de rebarba no torneamento é apresentada na Figura 21, denominada mancal superior, com 13 5/8'' de diâmetro, 5000 psi de pressão de trabalho interna, que faz parte da estrutura de conexão rotativa flangeado com 13 5/8 de diâmetro e 5000 psi de pressão de trabalho, que compõe o dispositivo de teste da principal peça do PLET, essa peça foi escolhida por ter apresentado um grande desafio na sua usinagem em geral, tendo cotas com um grau de precisão elevado, assim como necessitar de baixa rugosidade, e ter recobrimento de Inconel. Figura 21 Desenho final da peça em 2D. 22

30 A Figura 22 apresenta um corte da peça, buscando exibir em detalhes a parte interna da peça que é revestida em Inconel, indicada pela região mais escura onde será feita análise do processo de usinagem. Figura 22 Detalhe da parte do revestimento de Inconel. Nas Figuras 23 e 24 temos a montagem do conjunto onde será utilizada a peça, na Figura 23 temos um detalhe em corte do conjunto em 2D, que mostra como será feita a vedação do Inconel. Na Figura 24 temos um desenho em 3D mostrando a montagem final do dispositivo. 23

31 Figura 23 Dispositivo completo de teste 2D Figura 24 Dispositivo completo de teste 3D 24

32 9.4. Fixação da peça na máquina A peça foi apoiada sobre a placa, centralizada pelo diâmetro interno e fixada pelo diâmetro externo por quatro castanhas na placa, tendo cada castanha 130 mm de altura (ver Figura 25). Figura 25 Fixação da peça no torno vertical. Nas próximas seções serão descritos os processos de usinagem, as ferramentas utilizadas, o maquinário e os parâmetros de usinagem para esta peça. A sequência de usinagem será: 1. Desbaste interno 1.1. Será abordado em detalhes nas seções 9.5.1, 9.5.2, 9.5.3, e e ao final uma comparação na Tabela Acabamento interno 2.1. Será abordado em detalhes nas seções 9.5.6, 9.5.7, e ao final uma comparação na Tabela 4. 25

33 9.5. Usinagem na parte interna revestida de Inconel Foi realizada uma operação de desbaste copiando o perfil da peça como mostrado na Figura 26 deixando 2 milímetros de sobre metal no diâmetro interno para o acabamento. Devido ao excesso de material na peça bruta, foi utilizada uma ferramenta de baixo custo, as características desta ferramenta podem ser observadas na Tabela 3. Sequencialmente foi modificada a ferramenta e o processo de usinagem para atender as exigências do projeto em relação ao acabamento superficial da peça. Nesta operação de torneamento foi utilizado um torno vertical para retirada do material com velocidade, rotação, profundidade de corte e avanço com limitações devido ao tipo de material como ilustrado na tabela 4. Sendo estes parâmetros bem diferentes do recomendado pelo fornecedor da ferramenta acarretou um tempo de operação elevado Percurso da ferramenta no desbaste do Inconel A Figura 26 apresenta o torneamento interno e mostra em corte a parte interna da peça que está sendo usinada, a trajetória vermelha representa o caminho de usinagem e a parte verde a parte de material que está sendo retirada, a tonalidade em azul o material ainda restante, a ferramenta é o retângulo azul com ponta amarela. Esta usinagem procedeu-se da parte superior da peça para a inferior. 26

34 Figura 26 Simulação computacional 2D do desbaste interno do Inconel Cálculo teórico da operação de desbaste Cálculo para o desbaste teórico R máx = 1000f n 2 8r ε (9.1) 2 f n é o avanço por rotação, igual a 0,2 mm/min r ε é o raio de ponta do inserto, igual a 1,2 mm R máx é a rugosidade da superfície acabada, igual a 4,16 µm R máx é aproximadamente 3,1R a e é valido para valores de R a 3µm (Ferraresi, 1970) A rugosidade teórica R a para essa operação é 1,342 µm, e a rugosidade encontrada ao final desta primeira fase de operação foi de 5,9 µm medida com rugosímetro na peça. 27

35 Desbaste do Inconel Devido ao fato da classe do inserto estar em desacordo com a classe do material, foi necessário utilizar parâmetros de corte mais baixos que os recomendados pelo fabricante, tais como o avanço, a quantidade de material retirado por passada e a rotação, com isto obteve-se um tempo de usinagem elevado, cerca de aproximadamente 14 horas de usinagem. Numa breve inspeção visual, constatou-se que devido a profundidade de corte utilizada, a rebarba formada era muito semelhante ao tipo enrolada (rollover). Outro tipo de rebarba que surge para essas mesmas condições, no momento da entrada da ferramenta é a rebarba de entrada. Os fatores que influenciaram este acabamento e rebarba foram: Parâmetros de corte Ferramenta utilizada Fixação da ferramenta Sentido de corte Estes fatores serão abordados com mais detalhes nas seções seguintes com valores reais utilizados durante a usinagem, e ao final na Tabela 4 será realizada uma comparação entre alguns fatores Parâmetro de corte no desbaste Parâmetros de corte: Velocidade de corte: 20 m/min Profundidade de corte: 0,5 mm por passada no raio Avanço: 0,2 mm/min, pois acima deste valor ocorre muita vibração e rebarbas na saída da ferramenta. Rotação: 18 rpm, pois acima deste valor ocorre o derretimento da pastilha pela categoria do inserto não ser adequado para este material. 28

36 Ferramenta utilizada no desbaste A Figura 27 mostra a ferramenta e sua geometria. As características que levaram a utilizar esta ferramenta foram: a fixação central feita por um pino interno regulável e o travamento por parafuso. A geometria entre o suporte e o inserto cria um ângulo de inclinação negativo da ferramenta, que ajuda na quebra do cavaco impedindo a formação de rebarba. Figura 27 Imagens da ferramenta e dimensões Parâmetro de corte para acabamento no Inconel Os parâmetros de corte para o acabamento foram calculados, após a ocorrência de falhas durante a usinagem. A utilização de velocidades padrões não foram suficientes para a obtenção dos resultados desejados e acarretam em quebras de inserto, assim como, danos na peça. Depois de uma pesquisa sobre formas de usinagem desse material, foi obtido o acabamento especificado no projeto assim como a eliminação da rebarba do processo. Logo abaixo estão os valores que foram utilizados e que obtiveram sucesso. Ao final do Capítulo 11 teremos na Tabela 4 um comparativo entre as tentativas feitas. Rotação da placa: 27 rpm. Velocidade de corte: 30 m/min Avanço: 0,04 mm/min. Profundidade de corte: foi escalonada para eliminar vibração e rebarba 29

37 1º passe retirou 0,3 mm no diâmetro 2º passe retirou 0,3 mm no diâmetro 3º passe retirou 0,2 mm no diâmetro 4º passe retirou 0,1 mm no diâmetro 5º passe retirou 0,1 mm no diâmetro Além da profundidade de corte ter sido escalonada para evitar rebarbas e vibração, também se procedeu a realização do acabamento por etapas, pois se fosse feito por completo promoveria o desgaste prematuro da ferramenta Cálculo teórico para o acabamento Inconel Cálculo para o acabamento teórico: R máx = 1000f n 2 8r ε (9.2) f n 2 é o avanço por rotação e é igual a 0,04 mm/min r ε é o raio de ponta do inserto e é igual a 0,8 mm R máx é a rugosidade da superfície acabada e é igual a 0,25 µm R máx é aproximadamente 3,1R a e é válido para R a 3 µm (Ferraresi 1970). A rugosidade R a encontrada ao final desta primeira fase de operação foi de 0,31 µm medida com rugosímentro na peça e a teórica 0,080 µm. 30

38 Ferramenta para acabamento das dimensões finais do Inconel A Figura 28 mostra a ferramenta e sua geometria, nesta operação as características importantes desta ferramenta são: a fixação central da pastilha feita por um parafuso e a geometria da pastilha com relação ao suporte. Figura 28 Configuração do inserto VBMT com raio de ponta de 0,8 mm. A Figura 29 mostra a peça finalizada livre de rebarbas e com acabamento superficial de acordo com o especificado no projeto, a Figura 30 é uma ampliação da Figura 29 para mostrar com mais detalhes a parte de Inconel que foi o objeto de estudo. Figura 29 Peça finalizada livre de rebarba e com acabamento satisfatório 31

39 Figura 30 Peça finalizada livre de rebarba e com acabamento especificado no projeto na parte do Inconel. 32

40 Tabela 3 Valores globais para o torneamento Processo de desbaste 1 Ferramenta CNMG Mitsubshi 2 - Suporte Esquerdo 3 - Classe do inserto UE Número de insertos Comprimento da ferramenta 170 mm 6 - Fixação do suporte Montado numa barra 7 - Prolongamento da barra 550 mm 8 - Diâmetro da barra 200 mm 9 - Ângulo de inclinação 6º 10 - Dimensões do cabo do suporte 32 mm por 32 mm 11 - Raio da ferramenta 1,2 mm 12 - Tipo de inserto Positivo 13 - Ângulo de posição 95º 14 - Ângulo de ponta 80º 15 - Fluido refrigerante ECOCOOL MH Equipamento Torno vertical Siemens 17 - Posicionamento da peça Presa por quatro castanhas 18 - Perfil usinado Total Processo de acabamento 19 Ferramenta VBMT Mitsubshi 20 - Classe do inserto VP 15TF 21 - Suporte Esquerdo 22 - Número de insertos Comprimento da ferramenta 170 mm 24 - Fixação do suporte No torpedo do equipamento 25 - Prolongamento da barra 600 mm 26 - Diâmetro da barra 200 mm 27 - Ângulo de inclinação 13º 28 - Dimensões do cabo do suporte 25 mm por 25 mm 29 - Tipo de inserto Negativo 30 - Ângulo de posição 93º 31 - Ângulo de ponta 35º 32 - Raio da ferramenta 0,8 mm 33 Equipamento Torno vertical siemens 34 - Posicionamento da peça Presa por quatro castanhas 33

41 Tabela 4 Comparação no processo de torneamento Processo de desbaste Processo aprovado Processo reprovado 1 Processo reprovado 2 Processo reprovado 3 Processo reprovado 4 Ferramenta CNMG CNMG CNMG CNMG CNMG Velocidade de Avanço 0,2 mm/min 0,35 mm/min 0,25 mm/min 0,2 mm/min 0,2 mm/min Rotação 80 rpm 160 rpm 160 rpm 80 rpm 80 rpm Velocidade de corte 20 m/min 100 m/min 60 m/min 20 m/min 20 m/min Profundidade de corte removida por passada 0,5 mm 2,5 mm 1,5 mm 0,5 mm 0,5 mm Dano ao inserto Rebarba Não Redução da altura da rebarba em relação ao processo reprovado 1 Derretimento do inserto após 15 mm de usinagem. Rebarba criada e difícil de ser retirada Quebra de inserto deixando rebarba ao longo da usinagem Rebarba criada porém amenizada, com dificuldade de remoção 34 Não Redução da altura da rebarba em relação ao processo reprovado 1 Não Redução da altura da rebarba em relação ao processo reprovado 1 Ra teórico 1,34 4,11 2,1 1,34 1,34 Ra prático 5,25 Não realizado Não realizado 5,25 5,25 Processo de acabamento Ferramenta VBMT Não realizado VBMT VBMT VBMT Classe do inserto VP15TF Não realizado US735 VP15TF VP15TF Raio da 0,8 mm Não realizado 0,8 mm 0,8 mm 0,4 mm ferramenta Avanço 0,04 mm/min Não realizado 1 mm/min 1 mm/min 0,04 mm/min Rotação 50 rpm Não realizado 200 rpm 80 rpm 50 rpm Velocidade de corte Profundidade de corte removida por passada 30 m/min Não realizado 120 m/min 40 m/min 30 m/min 1º passe 0,3 mm 2º passe 0,3 mm 3º passe 0,2 mm 4º passe 0,1 mm 5º passe 0,1 mm Não realizado 0,25 mm 1 mm 0,3 mm Perfil usinado Escalonado Total Total Total Dano ao inserto Não realizado Não realizado Quebra prematura Quebra e devido a desgaste derretimento Não Não ocorreram Não ocorreram Rebarba rebarbas visíveis a olho nu Não realizado Não realizado rebarbas visíveis a olho nu Processo Perfil usinado com interpolação na entrada e saída dos ângulos Não realizado Não realizado Perfil usinado com interpolação na entrada e saída dos ângulos Derretimento do inserto Não realizado Ra teórico 0,08 Não realizado 0,08 0,08 0,16 Ra prático 0,31 Não realizado 5,7 Não realizado 4,18

42 10. Análise sobre o processo de torneamento As superligas à base de níquel apresentam algumas características que são responsáveis pela baixa usinabilidade, elas apresentam uma matriz austenítica, como alguns aços inoxidáveis, e endurecem rapidamente durante a usinagem, além disso, a localização do corte produz rebarbas nas bordas da peça o que as torna de difícil manipulação. Estas ligas também têm uma tendência a soldar no material da ferramenta devido à alta temperatura gerada durante a usinagem. Neste estudo tentou-se demonstrar um método conciso que garantirá uma boa taxa de sucesso quando aplicado na usinagem deste tipo de material, os resultados são apresentados nas Tabelas 3 e 4 que fazem uma análise minuciosa de como a peça foi usinada. Os problemas com a usinagem foram superados devido ao embasamento teórico obtido pelo estudo feito sobre rebarbas, pois no primeiro caso a falta de conhecimento se tornou um fator decisivo para o fracasso. Isto ocorreu, pois neste caso a peça não poderia ser rebarbada de maneira tradicional utilizando-se de lixas e limas, uma vez que poderia impregnar o material o que acarretaria em vazamentos, devido a sua vedação ser metal/metal. Também ocorreu outra experiência negativa anteriormente, na qual foram criadas superfícies irregulares na peça devido ao fato de ter sido lixada no torno, para atingir o acabamento necessário e remover qualquer rebarba criada. Utilizando este modelo de processo além de não haver mais a necessidade do gasto com a operação de rebarbar, a peça atingiu o acabamento requerido na especificação, sem utilizar outros artifícios, tendo um custo moderado e tempo de operação razoável. 11. Estudo a respeito de rebarba no fresamento Nos próximos capítulos iremos analisar a usinagem numa mandrilhadora CNC. O processo de usinagem terá seu foco na parte do fresamento onde ocorreram rebarbas na usinagem. 35

43 Dentro deste estudo iremos descrever o maquinário utilizado, as ferramentas, a matéria prima utilizada, a fixação da peça na máquina e os parâmetros utilizados com o intuito de minimizar as rebarbas. Será apresentado nos capítulos a seguir um caso real, identificando as rebarbas criadas ao longo do processo de usinagem, os motivos delas ocorrerem assim como as soluções para a sua eliminação Detalhamento do material e da peça bruta Bloco homogêneo retangular maciço de aproximadamente 2400 kg com 375 mm de espessura, altura de 590 mm e largura 1900 mm, com um excesso de material em todas as suas dimensões, este bloco depois de usinado ira ter a forma em linhas pontilhadas da Figura Figura 31 Matéria prima da peça pré-usinada. As propriedades químicas e de tração do material apresentadas nas Tabelas 5 e 6 foram importantes, pois a partir delas foi selecionado o processo de usinagem a ser feita assim como a ferramenta a ser utilizada. Tabela 5 - Propriedades químicas Material %C max. %Mn max. %P, máx. %S, máx. %Si max. Carbono equivalente (Ceq), max Aço estrutural 0,30 1,60 0,04 0,04 0,50 1 a 0,45 36

44 Tabela 6 Propriedades de tração e dureza Tensão de escoamento mínima Resistência à tração Dureza máxima 50ksi(345MPa) 65ksi(450MPa) 300HB Equipamento Máquina DOOSAN DOC 130, de cinco eixos com tamanho da mesa de 1800x1600mm, utilizando comando FANUC para sua programação. Este equipamento tem algumas limitações impostas pelo fabricante como avanço máximo de 4 m/min, distância máxima de aproximação entre o eixo e a mesa limitada em 80 mm, para não ocorrer colisão. Por limitação imposta pelo setor de manutenção, o mangote não pode ser lançado (ver Figura 32). Figura 32 Imagem ilustrativa da máquina sem carenagem e mesa vazia Desenho da peça Mancal superior denominado swivel, com 13 5/8'' de diâmetro e 5000 Psi de pressão interna de trabalho, e que faz parte da estrutura de sustentação do PLET (Pipeline End Terminal) (ver Figura 33). 37

45 Figura 33 Desenho final do projeto Detalhe sobre a utilização da peça PLET (Pipeline End Terminal) - Estrutura metálica composta de tubulações, que é lançada no fundo do mar e recebe dutos de gás ou petróleo e conecta-se a risers (que são os dutos rígidos ou flexíveis que conecta o PLET com a plataforma ou o navio plataforma) (ver Figura 34). Figura 34 Pipeline End Terminal (PLET) 38

46 11.4. Fixação da peça na máquina A peça foi apoiada sobre pequenos macacos como é mostrado na Figura 35. Devido ao fato da máquina ser limitada pelo fabricante para evitar colisões. Foi fixada por quatro tirantes na parte superior da peça, que estão presos nos rasgos da mesa e colocaram-se quatro topadores na parte de trás da peça para evitar algum tipo de deslocamento da peça. Figura 35 Fixação da peça na máquina Nas próximas seções serão descritos os processos de usinagem, as ferramentas utilizadas, o maquinário e os parâmetros de usinagem para esta peça. A sequência de usinagem será: Pre-usinagem 1.1.Será abordado em detalhes nas seções 11.6, 11.7, e ao final uma comparação na Tabela Desbaste deixando 2 mm de sobre-metal e ao final uma comparação na Tabela 3. Acabamento 3.1.Será abordado em detalhes nas seções 13.1, , e ao final uma comparação na Tabela 7. 39

47 11.5. Processo de fresamento na pré-usinagem Foi realizada uma operação de pré-usinagem devido ao excesso de material, o que acarretou muita vibração, rebarba e um acabamento visual muito ruim. Nesta operação a fresa está cortando tanto no sentido concordante quanto no sentido discordante, ao se deslocar da esquerda para a direita a fresa corta no sentido concordante, o que gerou um esforço menor e baixa vibração, diferente de quando se deslocava cortando da direita para esquerda, pois acentua a vibração da peça, assim como o esforço da ferramenta. Na usinagem tangencial o esforço de corte foi elevado, de acordo com o painel da máquina indicando o esforço. Devido ao fato desta ferramenta ter sido recomendada pelo fornecedor como de alto desempenho com o avanço de 4m/min e pequena remoção de material por passada conseguimos um tempo de usinagem relativamente baixo, cerca de aproximadamente 18 horas de usinagem Percurso da ferramenta na pré-usinagem Na Figura 36 a linha cinza na parte verde representa o caminho de usinagem, enquanto o círculo azul dentro da parte verde é a ferramenta, e a parte verde indica o local onde foi retirado material. Neste caso tivemos tanto usinagem frontal de faceamento quanto tangencial. Figura 36 Esquema da usinagem 3D, apresentando o deslocamento da ferramenta. 40

48 11.7. Pré-usinagem Foi observado visualmente na Figura 37 que a rugosidade superficial da peça não estava de acordo com o especificado no desenho de projeto, devido a isto foi alterado à ferramenta e o processo de usinagem. Figura 37 Usinagem tangencial gerando vibração e rebarba. No fresamento frontal o corte é formado principalmente pela aresta secundária da ferramenta, gerando a rebarba primária. À medida que a profundidade de corte aumenta, a participação da aresta secundária de corte em relação à primária diminui (dividindo a função do corte com a aresta principal), gerando a rebarba de transição. A geração da rebarba secundária acontece quando a ação do corte ocorre principalmente pela aresta principal da ferramenta de corte. Após a usinagem foi verificado visualmente que a rebarba formada é do tipo enrolada (rollover), este fato está ligado diretamente com a profundidade de corte utilizada. 41