REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
METAIS FERROSOS
4) Canais Helicoidais: são as superfícies de saída da ferramenta A geometria da broca exerce influência direta em seu desempenho Os canais helicoidais
3.5 Fluidos Utilizados e Características Típicas
a) Óleos vegetais comestíveis
Foram utilizados os óleos vegetais comestíveis refinados de babaçu, canola, girassol, milho e soja e todos com características típicas, biodegradáveis, atóxico e insolúvel em água. As Tabs A1 A5 do Anexo mostram as características físicas e químicas obtidas desses óleos.
b) Óleo vegetal accu-lube/lb2000
Óleo biodegradável, atóxico e insolúvel em água, com composição química de óleos vegetais (soja, milho e canola) e aditivos anticorrosivos. As características físicas e químicas encontram-se listados abaixo.
Aparência: Óleo viscoso azul escuro Densidade específica: 0.92 g/ml Viscosidade: 35 a 39 cSt (40°C) Conteúdo de Enxofre Ativo: 0,0% Total de Cloro: 0,0%
Silicones: 0,0%
Nível de COV (Carbono Orgânico Volátil): 0,0% Ponto de Fulgor: 320°C (608°F)
Ponto de Fluidez: - 20°C (-4°F) Óleo Mineral: 0.0%
Solubilidade em água: Insolúvel
c) Óleo solúvel VONDER utilizado no sistema em abundância
Fluido biodegradável, elaborado a partir de aditivos de extrema pressão, boa oleosidade, boa absorção de calor, antiferruginose, antiespumante, antibactericida, untuoso, viscoso e transparente em solução aquosa para usinagem em tornos, furadeiras, serras, fresas e outras máquinas e ferramentas.
O sistema utilizado para aplicação do fluido por jorro foi o sistema do próprio Centro de Usinagem CNC, que proporciona uma vazão em torno de 540 L/h distribuída por dois bicos numa razão de concentração de 5% recomendado pelo fabricante.
3.6 Parâmetros de monitoramento da vida e desgaste da ferramenta
Os parâmetros de monitoramento obtidos durantes os ensaios experimentais deste ensaio, para a medição do grau de desgaste da ferramenta foi por meio de fotos digitais obtidas através do Microscópio Triocular QUIMIS Q -735 STZ e analisador de imagens do Departamento de Química (DQ) do IFMA - Monte Castelo. Onde o sistema de captura e análise de imagens para a medição do desgaste na ferramenta é apresentado na Fig 3.12.
Figura 3.12 - Microscópio triocular para monitoramento do desgaste. Fonte: Elaborado pelo Autor (2013).
3.7 Medição de forças e torque
Para medição das forças de avanço e torque, foi utilizado um dinamômetro Kistler tipo 9271A e um amplificador de carga para sensores piezoelétricos tipo 5006. Os
sinais provenientes do amplificador, foram convertidos por uma placa aquisição de sinais USB multifunções, tipo módulo 1208FS, processados e armazenados em um microcomputador (notebook) e um software desenvolvido em linguagem DELPHI, versão 7 da Borland que capta esses sinais e os exibe em forma de gráficos.
A Fig. 3.13 mostra a disposição da máquina e equipamentos utilizados nos ensaios experimentais para aquisição de força e torque e a Fig. 3.14 mostra o detalhe da disposição da broca e bicos para aplicação da mínima quantidade de fluido MQF e a peça montada com dinamômetro no dispositivo fixado na base da máquina.
Figura 3.13 - Dispositivo do sistema para aquisição de força e torque Fonte: Elaborado pelo Autor (2013).
Figura 3.14 - Detalhe do sistema para aquisição de força e torque. Fonte: Elaborado pelo Autor (2013).
3.8 Planejamentos dos experimentos
Para a realização dos experimentos foram definidos 3 parâmetros de corte quantitativos e um qualitativo como variáveis de entrada: velocidade de corte nível inferior de 17 m/min e nível superior de 25 m/min, avanço nível inferior de 0,1 mm/rot e nível superior de 0,2 mm/rot e comprimento do furo de 15 mm e 50 mm e fluidos de corte conforme Tab. 1 de planejamento fatorial do Apêndice. Os parâmetros foram escolhidos a partir do catálogo do fabricante de brocas HSS norma DIN 338 para aplicação geral LENOX – TWILL Tab. 10 do Anexo.
A força de avanço e torque foram as variáveis de saída e estabelecida às variações para cada teste num planejamento fatorial de 24 a dois níveis, conforme Tab. A1
Apêndice que representa uma pequena parte dos testes realizados.
Assim foram planejadas 8 condições de corte diferentes para cada ensaio, comparando-se sempre dois a dois, ou seja: para cada combinação de óleo resultará em uma matriz de planejamento semelhante a matriz com 16 testes e a comparação acontecerá sempre de um óleo comestível e um processo de furação ou forma de aplicação de fluido já existente, sendo (5 óleos vegetais, um óleo comercial LB200, fluido em abundância (jorro) utilizando-se o óleo emulsionável VONDER e a seco). Considerando-se um teste, uma réplica e uma tréplica para os quatro primeiros testes, foi possível realizar 96 testes (8x4x3) e apenas teste e réplica para os 4 últimos testes serão 64 testes (8x4x2), totalizando 160 testes para essa etapa. As réplicas e treplicas serão realizadas para análise estatística. A Tab. 3.3 mostra a definição dos valores a dois níveis e combinações para os a realização dos testes.
Tabela 3.3 – Variáveis de entrada a dois níveis
FATORES NÍVEL
-1 +1
Vc (m/min) 17 25
f (mm/v) 0,1 0,2
L (mm) 15 50
Combinação (1) Girassol A seco
Combinação (2) Girassol LB2000
Combinação (3) Girassol Jorro
Combinação (4) Canola A seco
Combinação (5) Canola LB2000
Combinação (6) Canola Jorro
Combinação (7) Soja A seco
Combinação (9) Soja Jorro
Combinação (10) Babaçu A seco
Combinação (11) Babaçu LB2000
Combinação (12) Babaçu Jorro
Combinação (13) Milho A seco
Combinação (14) Milho Lb2000
Combinação (15) Milho Jorro
Fonte: Elaborado pelo Autor (2013).
Para realização do teste de vida a metodologia aplicada foi baseada em um planejamento fatorial a dois níveis 23,sendo os efeitos e níveis de significância das variáveis
determinados pelo programa Statistica 7.0. Com o emprego desse planejamento foi possível analisar os efeitos e a vida da ferramenta através de uma matriz de planejamento com 8 ensaios. A Tabela 3.4.indica as variáveis empregadas para o planejamento.
Tabela 3.4 - Matriz de planejamento fatorial
N° de Ensaio vc (m/min) f (mm/rot) Refrigeração Sistema de
1 17 0,10 Seco/LB2000 2 25 0,10 MQF 3 17 0,20 MQF 4 25 0,20 Seco/LB2000 5 17 0,10 MQF 6 25 0,10 Seco/LB2000 7 17 0,20 Seco/LB2000 8 25 0,20 MQF
Fonte: Elaborado pelo Autor (2013).
Na Tabela 3.5 a seguir está demonstrada a forma de aplicação, vazão do fluido e em quais os ensaios que foram aplicados.
Tabela 3.5 - Formas de aplicação, vazão do fluido e ensaios realizados.
Tipo de Fluido Aplicação Formas de Vazão Presente Ensaios
Vegetal (Óleo
Girassol) MQF 50 ml/h 2, 3, 5,8
Seco (Sem
fluido) - - 1, 4, 6, 7
LB2000 MQF 50 ml/h 1, 4, 6, 7