Parâmetros de Corte relacionados com o Processo de Retificação Plana

Embora sejam vários os parâmetros de entrada ou grandezas físicas que devam ser levados em conta ao estudar um processo de retificação, seja ela plana; cilíndrica externa e interna, sem centros, de mergulho ou frontal, alguns dos parâmetros são comuns de todos estes processos e serão abordados a seguir, com foco no processo de retificação plana tangencial. São eles:

 Velocidade de corte, (VS): é o deslocamento de um ponto (grão) na superfície de

corte do rebolo em um determinado tempo. Parâmetro de grande importância, pois determina a vida do rebolo, implicando na alteração da capacidade de remoção dos grãos abrasivos e no acabamento superficial das peças (WINTER (2004) apud DAMASCENO (2010)). Ela pode ser calculada pela Eq. (2.1):

60.1000

S S S

n d

V 



 Velocidade periférica da peça (VW): para o processo de retificação plana, a

velocidade da peça coincide com a velocidade da mesa, que pode ser expressa em mm/min ou m/min.

Assim como a velocidade do rebolo, a velocidade da peça afeta a taxa de remoção de material da peça, altera a espessura do cavaco e influência na força de corte, dado que decorre o aumento da carga sobre cada abrasivo do rebolo (DAMASCENO, 2010).

 Penetração de trabalho ou profundidade de penetração do rebolo (ae): é a medida da

espessura de material (mm) removido por revolução ou passagem da peça, também conhecida com profundidade radial ou o quanto a ferramenta penetra em relação ao plano de trabalho. É medida perpendicularmente à direção de avanço da peça ou rebolo (Figura 2.4). Ela é responsável por ampliar a área de contato entre a peça e a ferramenta, aumentando consequentemente, o número de grãos em contato com a superfície que está sendo usinada. Elevados valores de profundidade de corte resultam em acréscimo das forças de corte, que por sua vez causam deformações entre a peça e a ferramenta (KÖNIG (1980) apud DAMASCENO (2010)). Esta variável (ae), exceto em situações especiais, se situa

na faixa de décimos de milímetros, centésimos de milímetros a milésimos milímetros, o que resulta em tolerâncias estreitas (qualidade de trabalho entre IT4 ou IT3) (MACHADO et al., 2011).

 Profundidade ou largura de usinagem (ap): é a profundidade axial do rebolo na peça

ou a largura de penetração da ferramenta na peça, medida na direção perpendicular ao plano de trabalho. Na maioria dos casos é a largura do rebolo que está em contato com a peça (Figura 2.5).

 Comprimento de contato rebolo-peça (lC): é o arco ou comprimento de contato medido em mm que define a extensão de contato entre o rebolo e a peça durante a operação de retificação. Esta grandeza pode ser calculada pela Eq. (2.2) que depende da profundidade de trabalho (ae) e do diâmetro do rebolo (dS). No caso da

retificação plana tangencial, o diâmetro equivalente (de) é igual ao diâmetro do

rebolo (dS).

.

C e e

O diâmetro equivalente é calculado pela Eq. (2.3):

Onde (+) é usado para a retificação cilíndrica externa e (–) para a retificação cilíndrica interna, para retificação plana dW (diâmetro da peça) tende ao infinito.

v

v

d

Figura 2.4 – Esquema das grandezas físicas para o processo de retificação plana (Adaptado de ROWE (2010) e MALKIN e GUO (2008)).

Figura 2.5 – Grandezas físicas do processo de retificação plana: a) profundidade de corte é igual à largura total do rebolo; b) a profundidade de corte é apenas parte da largura do rebolo (KLOCKE, 2009). Onde nS representa a rotação do rebolo em rpm.

 Espessura do cavaco não deformado (hCU): é um parâmetro que apresenta certa

dificuldade de uso na prática, pois utiliza a medida da distância entre duas pontas de grãos sucessivos, comumente denominado de LS, uma vez que é muito difícil

determinar este valor de forma precisa, em razão da distribuição aleatória dos grãos no rebolo, e também porque os grãos estão em diferentes alturas no perímetro do

rebolo. Este valor pode variar de zero a hCU(MAX), das várias equações publicadas

por vários autores, a mais aceita é apresentada por MARINESCU et al. (2004), obtida pela Eq. (2.4):

e cu.max s a h 2.s d  [mm] (2.4) Onde: s é o avanço da mesa por aresta de cada grão.

Estes elementos podem ser observados nas Figs. 2.6 (a) e 2.6 (b). Na Figura 2.6(b) é mostrado como a espessura do cavaco não deformado aumenta linearmente ao longo do seu comprimento.

h

l

L

Figura 2.6 – Grandezas físicas s em (a) e hCU em (b) no processo de retificação plana

(adaptado de MARINESCU et al., 2004)

 Espessura de corte equivalente (heq): é uma grandeza específica de processos de

retificação e representa fisicamente a espessura de material que os grãos removem. Esta grandeza é influenciada diretamente por outras grandezas do processo de retificação tais como, força de corte da máquina, rugosidade da peça, topografia da ferramenta abrasiva entre outras. É obtida pela Eq. (2.5):

w eq e s V h a V  _{[mm] (2.5)}

 Relação G: é a razão entre volume usinado da peça (ZW) pelo volume de material

desgastado do rebolo (ZS), esta relação é dada pela Eq. (2.6). Na prática indica a

agressividade ou não do rebolo. Ela é dependente das condições tribológicas das interações (peça – rebolo – meio) e está diretamente relacionada com a velocidade de corte. Como consequência do aumento da velocidade de retificação tem-se

temperaturas maiores na região de contato entre o rebolo e a peça. Em função dessas temperaturas mais elevadas, verifica-se um aumento da área termicamente afetada na peça.

Zw G =

Zs (2.6)

A partir da Eq. (2.6) verifica-se que se o valor da relação G é pequeno, o desgaste do rebolo é grande, indicando a ocorrência de auto afiação com renovação automática dos grãos abrasivos. Todavia, se o desgaste for pequeno, a relação G é alta, não havendo troca dos grãos gastos, fator que provoca perda da agressividade do rebolo.

Malkin e Guo (2008) afirmam que ao empregar um rebolo convencional, por exemplo, óxido de alumínio, uma relação G elevada pode provocar maiores esforços, conduzindo a uma geração excessiva de energia térmica na região de corte. Todavia, a aplicação eficiente de fluido de corte pode amenizar os esforços e as temperaturas envolvidas no corte, possibilitando a ampliação da relação G.

Bianchi (1996) estudou a influência da velocidade da peça no desgaste do rebolo e verificou que a aplicação de maiores velocidades da peça, mantendo-se a velocidade de avanço e a rotação do rebolo constante, possibilita menor penetração da ferramenta por volta da peça, provocando grandes impactos entre os grãos e a peça e consequentemente a formação de cavacos curtos.