Evolução do desgaste de flanco nos ensaios realizados

Na Figura 55 é mostrada a tendência de evolução do desgaste de flanco (VB) das pastilhas em função do número de passes (P) aplicados na usinagem sem o uso de fluido de corte e com

a variação da velocidade de corte de 70, 90 e 110 m/min. até o fim de vida das pastilhas com VB = 0,30 mm para S-70-0,2, S-90-0,2 e S-110-0,2.

Nota-se que a maior vida da ferramenta para o corte sem lubri-refrigeração foi de 1.248 m ou 41,6 min. com Vc = 90 m/min. A variação do desgaste da ferramenta em cada passe ocorreu de forma mais uniforme do que nas outras velocidades de corte estudadas. Também é visível que não ocorreu à formação de aresta postiça de corte mesmo com Vc = 70 m/min. onde acredita-se ter ocorrido maiores esforços mecânicos com a menor temperatura na zona de corte.

Acredita-se que as altas temperaturas geradas na interface entre a peça e a ferramenta na usinagem sem lubri-refrigeração do Ti6Al4V por um lado facilita o corte do material usinado diminuindo-se os esforços mecânicos e o atrito gerado entre a ferramenta e peça até determinado o limite de Vc = 90 m/min. e por outro lado acima deste limite, com o aumento da velocidade de corte aumentam-se os esforços mecânicos com o impacto dos dentes da ferramenta na peça, o atrito e a temperatura levando a deterioração prematura da ferramenta.

O aumento da temperatura de corte gerada pela inexistência de lubrificação e baixa capacidade de refrigeração do Ti6Al4V por condutividade térmica para a peça e o cavaco ou por convecção entre a ferramenta e o ar com o giro da ferramenta no corte interrupto do fresamento, limita a possibilidade do aumento da velocidade de corte pelo alto calor retido na ferramenta que pode chegar a 1400 ºC (SU et al., 2006) deteriorando-a rapidamente.

Esta combinação de fenômenos explica por hipótese os resultados obtidos para esta condição de usinagem.

Na Figura 56 é mostrada a tendência de evolução do desgaste de flanco (VB) das pastilhas em função do número de passes (P) aplicados na usinagem com o jorro de fluido vegetal miscível em agua a 8% e com a variação da velocidade de corte de 70, 90 e 110 m/min. até o fim de vida das pastilhas com VB = 0,30 mm para J-70-0,2, J-90-0,2 e J-110-0,2.

Nota-se que a maior vida da ferramenta para o corte com o jorro de fluido vegetal miscível em agua a 8% foi de 1.511 m ou 64,8 min. com velocidade de corte Vc = 70 m/min. O incremento do desgaste da ferramenta em cada passe ocorreu de forma pouco uniforme nesta condição, mas de maneira mais gradativa do que nas outras velocidades de corte aplicadas, e ainda percebeu-se que não houve à formação de aresta postiça de corte no decorrer da usinagem. O uso de fluidos de corte a base de água no corte interrupto como no fresamento apesar de lubrificar a zona de corte e reduzir consideravelmente o atrito na usinagem, ainda não evita as altas temperaturas de corte geradas na ferramenta devido à baixa condutibilidade térmica do titânio e a sua alta abrasão, mas tem um efeito de refrigeração que a leva a um rápido aquecimento e resfriamento na sua entrada e saída da amostra em cada ciclo de giro enfraquecendo-a pela ação do choque térmico e ao mesmo tempo o resfriamento causado pelo fluido na zona de corte torna o material da amostra usinada mais resistente levando a um maior esforço de corte na aresta da ferramenta.

O fluido de corte aumenta a vida da ferramenta pela redução de atrito na zona de corte até determinado o limite de Vc= 70 m/min. onde ocorrem choques mecânico e térmico suportados pela ferramenta, mas acima deste limite com o aumento da velocidade de corte aumentam-se os esforços mecânicos com o impacto dos dentes da ferramenta na amostra, o atrito e a temperatura da ferramenta que ao ser resfriada em temperaturas mais altas e abruptamente causam a sua fadiga térmica levando a sua deterioração prematura. Esta combinação de fenômenos explica por hipótese os resultados obtidos para esta condição de usinagem.

Figura 56 – Evolução do desgaste de flanco (VB) para o corte com jorro de fluido (J)

Na Figura 57 é mostrada a tendência de evolução do desgaste de flanco (VB) das pastilhas em função do número de passes (P) aplicados na usinagem com a técnica MQF para velocidade de corte de 110 m/min. até o fim de vida das pastilhas com VB = 0,30 mm para M1-110-0,2 com fluido vegetal com cloro (M1), M2-110-0,2 com fluido sintético com ésteres (M2) e M3- 110-0,2 com fluido vegetal sem cloro (M3).

Nota-se que a maior vida da ferramenta para o corte com MQF com fluido vegetal sem cloro (M3) foi de 2.297 m ou 62,6 min. com velocidade de corte Vc = 110 m/min e avanço de 0,2 mm/volta. O incremento do desgaste da ferramenta em cada passe ocorreu de forma uniforme e gradativa para os três fluidos de corte aplicados M1, M2 e M3 com a mesma velocidade de corte, e percebeu-se que não houve à formação de aresta postiça de corte no decorrer da usinagem.

Acredita-se que com a aplicação da técnica MQF onde uma pequena quantidade de fluido é pulverizada no contato entre as pastilhas e a zona de corte ocorre uma melhor lubrificação, uma redução mais eficaz do atrito e da geração de calor evitando-se o desgaste prematuro da ferramenta de corte.

Percebeu-se que com a aplicação dos fluidos nas condições M1 M2 e M3 pode-se operar com uma velocidade de corte maior Vc = 110 m/min., com a melhoria de desgaste e vida da ferramenta em relação às demais condições de usinagem empregadas, e que as condições M3 e

M1 que empregaram fluidos vegetais produziram uma menor taxa de desgaste da ferramenta em comparação à condição M2 com fluido a base de ésteres sintéticos.

Esta desaceleração da progressão do desgaste de flanco em cada caso pode ser atribuída ao efeito superior de lubri-refrigeração entre os fluidos de corte vegetal e sintético empregados.

Figura 57 – Evolução do desgaste de flanco (VB) para o corte com MQF (M)

4.1.2 Análise do volume de material removido (V) e taxa de remoção de material (Q)