Rugosidade

Através da medição das rugosidades Ra obtidas nos corpos de prova após o processo de brunimento por rolo gerou-se a Tabela 4 que mostra a variação da rugosidade no corpo de prova quando alternado o número de passes da ferramenta de brunir entre 1 e 3 passes, com deflexão da mola prato de 0,3 mm que resulta em uma força de contato de 298,53 kgf e velocidade de corte de 75 mm/min, onde cada avanço representa uma secção do corpo de prova.

Tabela 4 – Rugosidade para deflexão da mola de 0,3 mm.

Com base na Tabela 4 é possível gerar o gráfico da Figura 27, onde são comparadas as rugosidades encontradas para em 1, 2 e 3 passes da ferramenta de brunir, utilizando um avanço para cada secção do corpo de prova com velocidade de corte de 75 mm/min.

É possível notar uma melhora da rugosidade quando o corpo de prova é submetido a três passes de brunimento utilizando a mesma velocidade de corte, avanço e força de contato entre rolo e peça.

Figura 27 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,3 mm.

Fonte: Próprio autor.

Na Tabela 5 são visualizados os resultados encontrados a partir do aumento da deflexão da mola para 0,6mm, mantendo velocidade de corte em 75 m/min e as mesmas faixas de avanço, o aumento da deflexão da mola para 0,6 mm resultou em aumento da força entre rolo e corpo de prova para 528,05 kgf.

Tabela 5 – Rugosidade para deflexão da mola de 0,6 mm.

Fonte: Próprio autor 0,415 0,489 0,498 0,509 0,542 0,554 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 75 m/min e Y = 0,3mm

1 passe 2 passes 3 passes

Na Figura 28 observa-se a influência do aumento da deflexão da mola para 0,6 mm.

Figura 28 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,6 mm.

Fonte: Próprio autor.

Com estes parâmetros de processo, encontramos o melhor resultado de rugosidade Ra que foi 0,228 mícrons, resultado atingido usando velocidade de corte de 75 m/min, deflexão de mola de 0,6 mm, utilizando 3 passes de brunimento para um avanço de 0,03 mm/rot. A partir da Figura 28 é possível ver que a rugosidade do corpo de prova melhorou gradualmente em todas as secções quando elevado o número de passes de brunimento para 3.

Na Tabela 6 é possível verificar que mesmo aumentando a força de contato para 678,70 kgf, a rugosidade superficial não melhorou, em todos os resultados deste teste a rugosidade encontrada foi maior que a desejada.

Tabela 6 – Rugosidade para deflexão da mola de 0,85 mm.

Fonte: Próprio autor.

0,228 0,254 0,385 0,316 0,333 0,331 0,160 0,260 0,360 0,460 0,560 0,660 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 75 m/min e Y = 0,6mm

1 passe 2 passes 3 passes

A Figura 29 mostra o gráfico gerado a partir da Tabela 6 para deflexão da mola de 0,85 mm e velocidade de corte de 75 m/min, para as faixas de avanços mostradas abaixo, nota-se que a rugosidade não diminui somente em função da força aplicada.

Figura 29 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,85 mm.

Fonte: Próprio autor.

As Figuras 30, Figura 31 e Figura 32 mostram os resultados de rugosidades encontrados para velocidade de corte de 100 m/min, utilizando os mesmos parâmetros de força, avanço e número de passes utilizados anteriormente para velocidade de corte de 75 m/min.

Figura 30 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,3 mm.

Fonte: Próprio autor. 0,316 0,352 0,486 0,478 0,376 0,448 0,160 0,260 0,360 0,460 0,560 0,660 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 75 m/min e Y = 0,85mm

1 passe 2 passes 3 passes 0,402 0,420 0,466 0,490 0,484 0,467 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 100 m/min e Y = 0,3mm

1 passe 2 passes 3 passes

Figura 31 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,6 mm.

Fonte: Próprio autor.

Figura 32 – Rugosidades para deflexão da mola de 0,85 mm.

Fonte: Próprio autor.

Os dados utilizados para montagem dos gráficos das Figuras 30, Figura 31 e Figura 32 podem ser visualizados no Anexo F. A partir destes gráficos é possível ver que com aumento da velocidade de corte e consequentemente aumento da rotação, as rugosidades superficiais encontradas não ficarão dentro do esperado.

0,308 0,332 0,417 _0,410 0,480 0,461 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 100 m/min e Y = 0,6mm

1 passe 2 passes 3 passes 0,321 0,382 0,428 0,588 0,399 0,414 0,250 0,300 0,350 0,400 0,450 0,500 0,550 0,600 0,650 0 0,03 0,06 0,09 0,12 0,15 0,18 0,21 R a ( µ m ) Avanço [mm/rot]

Vc = 100 m/min e Y = 0,85mm

1 passe 2 passes 3 passes

4.3. Dureza

A matéria prima para a confecção dos corpos de prova foi adquirido junto à empresa AllSteel, o mesmo foi fornecido com dureza de 441 HBW, devido a isto foi utilizado uma tabela de conversão (Anexo G) para a obtenção da dureza em rockweel resultando em aproximadamente 44 HRC.

Foram escolhidas aleatoriamente 4 amostras de toolox 44 para realizar um ensaio de dureza, com intuito de verificar se a dureza dos corpos de prova antes do processo de brunimento conferem com dureza fornecida pelo certificado da empresa, os testes apresentaram os seguintes resultados mostrados na Tabela 7.

Tabela 7 – Dureza das amostras.

Fonte: Próprio autor.

A partir da tabela apresentada, é possível ver que o material fornecido pela empresa, tem a dureza especificada no certificado de qualidade emitido pela mesma.

4.4. Ensaio micrografia

Em função da microscopia ótica disponível, não foi possível visualizar alteração da microestrutura na camada superficial, devido ao aumento disponível no microscópio e da microestrutura do toolox 44, isto é, não foi possível definir alteração no formato dos grãos que caracterizariam encruamento, e com isto aumento da dureza superficial. As Figuras 33 e 34 apresentam as imagens realizadas pelo microscópio com ampliação de 200x, mostram a microestrutura que é composta por martensita revenida.

Figura 33 – Micrografia da borda da amostra 4.

Fonte: Próprio autor.

Figura 34 – Micrografia da borda da amostra 5.

Fonte: Próprio autor.

4.5. Microdureza

Na Tabela 9 é possível verificar os resultados do ensaio de microdureza realizados nas amostras após o processo, pode-se notar que o processo de brunimento nos corpos de prova de

toolox 44 não resultou em aumento da dureza na camada superficial. A escolha das amostras utilizadas nos ensaios de microdureza deu-se se ao fato das mesmas apresentarem uma melhor rugosidade superficial encontradas no processo, além de diferentes forças e avanço de brunimento. A Tabela 8 apresenta os dados utilizados nos testes dos corpos submetidos às medições de microdureza.

Tabela 8 – Amostras submetidas ao ensaio de microdureza.

Fonte: Próprio autor.

Tabela 9 – Variação da dureza superficial.

Fonte: Próprio autor.

A Tabela 9 apresenta pequena variação de dureza superficial após o processo de brunimento, mas estas variações não foram consideradas como alterações de dureza ocasionadas pelo processo, pois estas variações também ocorreram antes do processo de brunimento conforme mostrado na Tabela 7.

5. CONCLUSÃO

Baseado nos objetivos desse estudo que consistiam em encontrar os melhores parâmetros para execução do processo de brunimento, análise de possível alteração de dureza superficial do material, encontrar rugosidade superficial dentro de uma faixa estabelecida, podemos concluir que:

A melhor rugosidade superficial foi encontrada utilizando parâmetros de 75 m/min de velocidade de corte, em 3 passes, com avanço de 0,03 mm/rot e utilizando força de contato entre rolo e corpo de prova de 528,05 kgf, estes parâmetros retornaram no teste uma rugosidade Ra de 0,228 mícrons.

Aumento da força utilizada para o brunimento, não representa melhora da rugosidade superficial.

A utilização de uma menor velocidade de corte para o brunimento do toolox 44 apresentou melhores rugosidades.

A força utilizada nos testes de brunimento, não foi suficiente para promover aumento da dureza superficial no material.

A rugosidade melhorou na maioria dos testes proporcionalmente ao número de passadas, ou seja, a cada passe realizado, a rugosidade diminuiu na maioria dos avanços utilizados.

Como sugestão de trabalhos futuros recomenda-se o teste de brunimento com ferramentas hidrostáticas, bem como a utilização do processo em colunas de matrizes aplicadas comumente na indústria, e analise da microestrutura em microscópio eletrônico de varredura.

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ANEXO C – CÁLCULOS MOLAS PRATO

=_{16,3 = 2,085}34

= _{2. ln 2,085 5}6 2,085 − 1 ²_{2,085² 6 = 0,704}

Para deslocamento de 0,3mm utilizando uma mola prato tem-se:

= _{0,704 . 34² . 1 − 0,3}4 . 206000 . 0,3 _" 8 1,05 − 0,3 . 91,05 − 0,3_{2 : . 1,5; . 1,5³ = 1464,33 <} Utilizando sistema com duas molas prato tem-se:

=1464,33 . 2_9,81 = 298,53 >?@ No deslocamento de 0,6mm tem-se:

= _{0,704 . 34² . 1 − 0,3}4 . 206000 . 0,6 _" 8 1,05 − 0,6 . 91,05 − 0,6_{2 : . 1,5; . 1,5³ = 2590,10 <} Utilizando sistema com duas molas prato tem-se:

=2590,10 . 2_9,81 = 528,05 >?@ E para deslocamento de 0,85mm tem-se:

=_{0,704 . 34² . 1 − 0,3}4 . 206000 . 0,85 _" 8 1,05 − 0,85 . 91,05 − 0,85_{2 : . 1,5; . 1,5³ = 3329,06 <} Utilizando sistema com duas molas prato tem-se:

ANEXO D - EMBUTIDORA

Figura 35 – Embutidora.

Fonte: Próprio autor.

ANEXO E – TESTES DE MOLAS PRATO

Figura 36 – Força de contato de aproximadamente 300 kgf.

Fonte: Próprio autor.

Figura 37 - Força de contato de aproximadamente 550 kgf.

Figura 38 - Força de contato de aproximadamente 680 kgf.

Fonte: Próprio autor.

Fonte: Próprio autor.

Figura 40 – Prensa hidráulica manual.

ANEXO F – DADOS DE PROCESSO PARA VC=100m/min

Tabela 10 – Processo de brunimento para Vc=100m/min.

Fonte: Próprio autor.

Tabela 11 – Processo de brunimento para Vc=100m/min.

Fonte: Próprio autor.

Tabela 12 – Processo de brunimento para Vc=100m/min.

ANEXO G – TABELA DE CONVERSÃO DE DUREZA

Figura 41 – Tabela de conversões de dureza.

No documento Efeitos do processo de brunimento por rolo no Toolox 44 (páginas 43-67)