Bancada de Tamboreamento Rotativo para Rebarbação em Peças de Metal Fundido

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Universidade de Brasília - UnB 
Faculdade UnB Gama - FGA 
Curso de Engenharia Automotiva 
 
 
 
 
 
 
BANCADA DE TAMBOREAMENTO ROTATIVO PARA 
REBARBAÇÃO EM PEÇAS USINADAS: ANÁLISE 
EXPERIMENTAL 
 
 
Autor: Diego Dias Macedo 
Orientador: Edison Gustavo Cueva Galárraga 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Brasília, DF 
2016 
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DIEGO DIAS MACEDO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BANCADA DE TAMBOREAMENTO ROTATIVO PARA REBARBAÇÃO EM 
PEÇAS DE METAL FUNDIDO: ANÁLISE EXPERIMENTAL 
 
 
 
 
 
 
Monografia submetida ao curso de 
graduação em Engenharia Automotiva da 
Universidade de Brasília, como requisito 
parcial para obtenção do Título de 
Bacharel em Engenharia Automotiva. 
 
Orientador: Prof. Dr. Edison Gustavo 
Cueva Galárraga 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Brasília, DF 
2016 
 
 
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CIP – Catalogação Internacional da Publicação* 
 
Macedo, Diego Dias. 
Bancada de tamboreamento rotativo para rebarbação em 
peças de metal fundido: análise experimental / Diego 
Dias Macedo. Brasília: UnB, 2016. 50 p. : il. 
 
Monografia (Graduação) – Universidade de Brasília 
Faculdade do Gama, Brasília, 2016. Orientação: Edson 
Gustavo Cueva Galarraga. 
 
1. Rebarbação. 2. Tamboreamento rotativo. 3. Acabamento 
superficial I. Galarraga, Edson Gustavo Cueva. II. Bancada de 
tamboreamento rotativo para rebarbação em peças de metal 
fundido: análise experimental. 
 
CDU Classificação 
 
 
 
 
3 
 
 
 
 
BANCADA DE TAMBOREAMENTO ROTATIVO PARA REBARBAÇÃO EM 
PEÇAS DE METAL FUNDIDO: ANÁLISE EXPERIMENTAL 
 
Diego Dias Macedo 
 
 
Monografia submetida como requisito parcial para obtenção do Título de Bacharel 
em Engenharia Automotiva da Faculdade UnB Gama - FGA, da Universidade de 
Brasília, em 08/07/2016, apresentada e aprovada pela banca examinadora abaixo 
assinada: 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Edson Gustavo Cueva Galarraga, UnB/ FGA 
Orientador 
 
 
 
Prof. Dr. Rodrigo Arbey Muñoz Meneses, UnB/ FGA 
Membro Convidado 
 
 
 
Prof. Dr. Rhander Viana, UnB/ FGA 
Membro Convidado 
 
 
 
Brasília, DF 
2016 
4 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 Agradeço primeiramente a Deus, por me conceder a oportunidade de concluir 
este tão esperado trabalho final de graduação. 
 Agredeço aos meus pais Eder e Alda pelo apoio incondicional nas minhas 
decisões pessoais ou profissionais. À meu irmão André por sempre estar presente 
nos meus dias, me fazendo companhia nos momentos difíceis e momentos de 
alegria. 
 À minha namorada, Priscilla, que me acompanhou em todos os momentos de 
realizações e de dificuldades, sempre me incentivando à nunca desistir dos meus 
sonhos, especialmente nesse último ano, em que me deu o maior incentivo que um 
homem pode ter para crescer na vida, meu filho João Pedro. 
 Ao professor Cueva, que além de ter sugerido o tema deste trabalho, sempre 
me incentivou a permanecer no curso, com suas excelentes aulas e conversas, onde 
aprendi muito. 
 Aos técnicos do Galpão da FGA - UnB, Henrique e Danilo, sempre dispostos 
a me ajudar com seus conhecimentos em processos de fabricação mecânica. 
 Ao meu amigo Mateus Almeida, que me gentilmente me ajudou muito com a 
fabricação da bancada. 
À equipe UnBaja, que se tornou minha válvula de escape na graduação, me 
fez crescer profissionalmente e pessoalmente, onde conheci pessoas especiais que 
serão amigos para a vida inteira. 
À todos os meus amigos de graduação, que sempre estiveram comigo e 
torceram para meu sucesso. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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“Quando penso que cheguei ao meu 
limite descubro que tenho forças para ir 
além.” Ayrton Senna da Silva 
i 
 
 
RESUMO 
 
 
 
Na indústria, quanto mais otimizado os processos de fabricação de componentes em 
larga escala, menos tempo será gasto em cada etapa e mais peças serão 
produzidas, aumentando o lucro e a competitividade da empresa. O acabamento 
superficial é um dos processos que mais geram gargalos em uma linha de produção 
fabril, ou seja, torna o processo não otimizado. Devido à complexidade da geometria 
ou pelo tamanho reduzido de peças produzidas, o acabamento superficial é feito 
manualmente por um operário, que manipula ferramentas perigosas em um 
processo repetitivo e, muitas vezes, em ambientes sujeitos a riscos de saúde e 
acidentes. Visto este cenário, a automatização deste processo se torna 
imprescindível. Toda peça produzida seja na indústria da fundição, ou nos centros 
de usinagem, requerem acabamento superficial após a desmoldagem e retirada dos 
machos ou após serem usinadas em máquinas como a fresadora ou torno mecânico, 
devido à fomação de rebarbas em sua superfície. Uma das técnicas de rebarbação 
utilizadas pela indústria é o tamboreamento rotativo. Este trabalho propõe uma 
análise experimental de bancada de tamboreamento rotativo, com o objetivo de 
avaliar os parâmetros que mais interferem na rebarbação e acabamento superficial 
em corpos de prova usinados. 
 
 
 
 
Palavras-chave: Rebarbação. Tamboreamento rotativo. Acabamento superficial. 
Acabamento em massa. Rebarbas na usinagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ii 
 
 
 
ABSTRACT 
 
 
 
In industry, the more optimal the component manufacturing processes in large-scale, 
less time will be spent at each stage and more pieces will be produced, increasing 
the profit and competitiveness of the company. The surface finish is most processes 
that generate bottleneck in a manufacturing production line, in other words, makes 
the process not optimized. Due to the complexity of the geometry, or the small size of 
parts produced, the surface finish is done manually by a worker who handles 
dangerous tools in an iterative process and often in environments subject to health 
risks and accidents. Since this scenario, the automation of this process is 
indispensable. Every piece produced in the foundry industry or in the machining 
centers requires surface finish after demolding and removal of the cores or after 
being machined in machines such as the milling machine or lathe due to the 
formation of burrs on its surface. One of the deburring techniques used by the 
industry is rotational tumbling. This paper proposes an experimental analysis of 
rotating tumbling bench, in order to evaluate the parameters that most influence the 
deburring and surface finishing in machined parts. 
 
 
 
 
Keywords: Deburring. Rotary Tumbling. Surface Finish. Mass finishing. Machining 
burrs. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
iii 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - Formação de rebarbas em roda automotiva (B.B. Oliveira, 2011)……..…12 
Figura 2 - Rebarbação manual com uso de esmerilhadeira. (Fonte: Site WeldFlex).13 
Figura 3 - Rebarbação feita por robô Fanuc. (Fonte: Air Turbine Tools)…………….13 
Figura 4 - Fundição por injeção. (Fonte: Chiaverini, 1986)…………………………….16 
Figura 5 - Injeção por centrifugação vertical. (Fonte: Chiaverini ,1986, adaptada)....17 
Figura 6 - Crescimento dos cristais de solidificação. (Fonte: Chiaverini, 1986)…….17 
Figura 7 - Lingoteira. (Fonte: Fundição Água Vermelha)………………………………17 
Figura 8 - Rebarba devido à folga entre moldes e macho. (Fonte: II Worshop 
LABMAT na área de fundição....………………………………………………………….19 
Figura 9 - Rebarba tipo veiamento. (Fonte: II Worshop LABMAT na área de 
fundição)……………………………………………………………………………………..19 
Figura 10 - Rebarba devido à quebra de macho. (Fonte: II Worshop LABMAT na 
área de fundição)…………………………………………………………………………...19 
Figura 11 - Porosidades. (Fonte: efoundry)……………………………………………..20 
Figura 12 - Rechupe. (Fonte: II Worshop LABMAT na área de fundição)…………..20 
Figura 13 - Trinca à frio. (Fonte: Mario Sônego Neto)………………………………….20 
Figura 14 - Resistência à fadiga em função da rugosidade. (Fonte: Augostinho, 
1943)…………………………………………………………………………………………21Figura 15 - Diferenças de forma. (Fonte: Augostinho ,1943. Adaptado pelo autor)..22 
Figura 16 - Cálculo do desvio médio aritmético, Ra. (Fonte: Agostinho, 1943. 
Adaptado pelo autor)……………………………………………………………………….23 
Figura 17 - Mecanismos de desgaste abrasivo. (Fonte: Stoeretal, 2014)……………24 
Figura 18 - Máquina de tamboreamento rotativo de uso industrial. (Fonte: Lager 
Maschinen)………………………………………………………………………………….29 
Figura 19 - Fluxo de materiais dentro do tambor. (Fonte: autor)……………………...30 
Figura 20 - Chips abrasivos de cerâmica. (Fonte: Guia do Tamboreamento)……….31 
Figura 21 - Tipos de formato de mídias/chips. (Fonte: Gillespie, 1999)……………...32 
Figura 22 - Chips presos dentro da peça. (Fonte: Gillespie, 1999)…………………...34 
Figura 23 - Como evitar fissuras de contração. (Fonte: Chiaverini, 1986)…………...35 
Figura 24 - Peça projetada em software CAD. (Fonte: Autor)…………………………36 
Figura 25 - Molde para a fabricação dos corpos de prova feito no software CATIA V5 
R19. (Fonte: Autor)…………………………………………………………………………37 
Figura 26 - Peças, massalote e canais de alimentação após a desmoldagem. feito no 
software CATIA V5 R19. (Fonte: Autor)………………………………………………….37 
Figura 27 - Estrutura da bancada de tamboreamento. (Fonte: Autor)………………..38 
Figura 28 - Projeto em CAD da bancada feito no software CATIA V5 R19. completa. 
(Fonte: Autor)……………………………………………………………………………….38 
Figura 29. Motor de indução WEG C48. (Fonte: Autor)………………………………..39 
Figura 30. Relação de transmissão feito no software CATIA V5 R19. (Fonte: 
Autor)…………………………………………………………………………………….....40 
Figura 31. Segmentos de tubo cortados para serem rebarbados..............................41 
Figura 32. Coletor de escapemento automotivo de aço inox................................... 41 
Figura 33. Bancada para ensaio exploratóro. ...........................................................42 
Figura 34. Corpos de provas após ensaio de rebarbação. .......................................43 
Figura 35. Rebarbas dispersas na água....................................................................43 
 
iv 
 
 
 
 
LISTA DE TABELAS 
 
Tabela 1 - Contração de ligas metálicas. Chiaverini (1986). Adaptado pelo 
autor………………………………………………………………………………………….18 
Tabela 2 - Comprimento de amostragem para medição de rugosidade. Agostinho 
(1943).........................................................................................................................23 
Tabela 3 - Custos relativos ao tamboreamento rotativo (Schaeffer 2003)…………...28 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
v 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 
1.1. CONTEXTO ..................................................................................................... 1 
1.2. OBJETIVO ......................................................................................................14 
1.3. DIVISÃO DO TRABALHO .............................................................................. 15 
 
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS ............................................................................... 15 
2.1. FUNDIÇÃO ..................................................................................................... 15 
2.1.1. O que é? Tipos de fundição ........................................................................ 15 
2.1.2. Problemas na solidicação ........................................................................... 17 
2.1.3. Defeitos em fundidos .................................................................................. 19 
2.2. ACABAMENTO SUPERFICIAL E RUGOSIDADE .......................................... 20 
2.2.1. Medição de rugosidade ............................................................................... 22 
2.3. DESGASTE ABRASIVO ................................................................................. 23 
2.4. PROCESSO DE REBARBAÇÃO .................................................................. .25 
 2.4.1. Processo de rebarbação eletro-química……………………………………….25 
 2.4.2. Processo de rebarbação térmica……………………………………………….25 
 2.4.3. Processo de acabamento em massa…………………………………………..26 
 2.4.4. Custos associados……………………………………………………………….27 
 2.5. TAMBOREAMENTO ROTATIVO…………………………………………………28 
 2.5.1. Princípios operacionais………………………………………………………….29 
 2.5.2. Escolha da mídia…………………………………………………………………31 
 2.5.3. Variáveis do processo…………………………………………………………...33 
 2.5.4. Problemas enfrentados………………………………………………………….33 
3. MATERIAIS E MÉTODOS .................................................................................... 35 
3.1. CONFECÇÃO DOS CORPOS DE PROVA .................................................... 35 
3.1.1. Projeto do modelo ....................................................................................... 35 
3.1.2. Confecção do molde ................................................................................... 36 
3.2. PROJETO DE BANCADA DE TAMBOREAMENTO ...................................... 37 
3.2.1. Projeto do tambor........................................................................................ 38 
3.2.2. Projeto da transmissão do motor ................................................................ 39 
3.3. ENSAIO DE TAMBOREAMENTO ROTATIVO ............................................... 41 
3.3.1. Práticas para primeira operação ................................................................. 41 
3.3.2. Roteiro de ensaio ........................................................................................ 41 
 3.3.3. Coleta de dados experimentais...................................................................43 
4. RESULTADOS ESPERADOS .............................................................................. 43 
5. CONCLUSÃO ....................................................................................................... 44 
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ..................................................................... 45 
7. ANEXOS ............................................................................................................... 46 
 7.1. Desenho técnico do molde de fundição………………………………………….46 
 7.2. Fotos e CAD da bancada…………………………………………………………..47 
1 
 
 
1. INTRODUÇÃO 
1.1 CONTEXTO 
 
Após a fundição, estampagem, usinagem, forjamento, retificação ou outras 
operações, muitas peças podem necessitar de acabamento superficial para alcançar 
as condições de superfície desejadas para uma eventual pintura, galvonoplastia ou 
outras formas de acabamento e montagem de componentes de precisão. 
A formação de rebarbas é um grande problema na indústria, que gera custos 
com o capital humano e tempo gasto com rebarbação. A rebarba afeta, de várias 
maneiras, a acurácia e a precisão das peças produzidas, o que causa problemas 
dimensionais ou geométricos, que dificultam a montagem da peça em um sistema de 
encaixe preciso ou simplesmente por não atender ao padrão de qualidade superficial 
requerido no projeto inicial. 
Na Figura (1) ilustra-se a formação de rebarbas nas extremidades dos dentes 
de uma engrenagem usinada. 
 
 
 
Figura 1. Formação de rebarbas em engrenagem. Kennametal1 
 
Existem basicamente três formas de execução do acabamento superficial: 
acabamento manual, acabamento em massa e acabamento automático/robotizado. 
Segundo a Metal Finishing Suppliers Assosiation (1965), o emprego do processo de 
 
1
 Disponível em: <http://www.extrudehone.com.br/>. Acesso em Nov. 2016. 
2 
 
 
acabamento superficial em massa é feito pelas vantagens econômicas obtidas 
quando comparadas às técnicas de rebarbação manual e automática. 
Na rebarbação manual, o trabalho intensivo e repetitivo dos trabalhadores, a 
manipulação de peças e ferramentasque giram à altas velocidades e a falta de 
experiência de alguns funcionários, levam à queda do rendimento da linha de 
produção, gerando gargalos e comprometendo o acabamento superficial, que deve 
atender aos padrões de qualidades e normas de controle cada vez mais rigorosos, o 
que torna a rebarbação manual inviável em produções industriais de larga escala. 
Este tipo de rebarbação é feito com ferramentas de corte ou abrasivas, como 
máquinas esmerilhadeiras, como é mostrado na Fig. (2). 
 
 
Figura 2. Rebarbação manual com uso de esmerilhadeira. WeldFlex2 
 
Um outro tipo de acabamento superficial, o acabamento 
automático/robotizado, requer grandes investimentos iniciais com o maquinário 
(robôs industriais), em programação robótica (que requer funcionários de alta 
qualificação profissional) e mudança de layout da linha produtiva para adequação ao 
maquinário. Com esse tipo de processo, consegue-se peças produzidas 
praticamente à prova de erros dimensionais e de qualidade superficial. Segundo B. 
B. Oliveira (2011), para a utilização de robôs no processo de rebarbação é 
necessário um mecanismo de reconhecimento das geometrias que possuem 
rebarbas e um controle da remoção de material. Em uma peça onde sua geometria 
não é previamente programada, ou seja, não conhecida pelo robô, a execução da 
 
2
 Disponível em: <http://weldflex.com.br/images/work/big06.jpg> Acesso em Jun. 2016. 
3 
 
 
trajetória da ferramenta de rebarbação do robô se torna inviável. Este tipo de 
acabamento superficial é mostrado na Fig. (3). 
 
 
 
Figura 3. Rebarbação feito por robô em roda automotiva. MCK Automoção 
Industrial3 
 
Visto essa problemática, o acabamento em massa, ou mass finishing surge 
como uma alternativa aos processos de rebarbação ditos anteriormente. Segundo D. 
A. Davidson, (2006), com esse tipo de processo consegue-se produzir lotes de 
pequenas e médias peças em quandes quantidades com um mesmo padrão de 
superfície, a um custo de investimento inicial e de manutenção razoavelmente baixo. 
Atualmente, empresas do ramo da metalurgia e fábricas de componentes 
mecânicos buscam aplicar o conceito de Produção Enxuta para identificar 
desperdícios e implementar melhorias na linha de produção, promovendo um 
aumento na qualidade dos produtos, maior produtividade, redução de custos e, 
conseqüentemente, o aumento da margem de lucro. 
 
1.2 OBJETIVO: 
 
Este trabalho visa avaliar o processo de rebarbação em peças metálicas na 
indústria , que traz grandes custos em termos de tempo, capital humano e rejeitos na 
linha de produção, propondo a metodologia de acabamento superficial em massa 
para pequenas peças ou do inglês “Mass Finishing”, por meio de uma bancada de 
tamboreamento rotativo. 
 
3
 Disponível em: <http://www.mckautomacao.com.br/celulas-robotizadas-solda-e-corte.php> Acesso em Jun. 
2016. 
4 
 
 
1.3 DIVISÃO DO TRABALHO 
O trabalho foi dividido da seguinte forma: 
Capítulo 1: Introdução do tema abordado, exposição do contexto que está 
inserido e objetivos do trabalho. 
Capítulo 2: Destinado à expor o conteúdo teórico necessário para o 
entendimento deste trabalho. 
Capítulo 3: Destinado à descrição dos objetivos do trabalho. 
Capítulo 4: Expõe os materiais e métodos utilizados na preparação dos 
ensaios e coleta de dados experimentais 
Capítulo 5: Expõe e analisa os resultados dos ensaios de tamboreamento. 
Capítulo 6: Conclusões obtidas do trabalho 
Capítulo 7: Expõe as propostas de melhorias para trabalhos futuros 
Capítulo 8: Referências Bibliográfcas 
Anexos: fotos da bancada. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
5 
 
 
 
2. FUNDAMENTOS TEÓRICOS 
 
2.1 FORMAÇÃO DE REBARBAS 
2.1.1 Rebarbas na fundição. 
 
O processo de fundição requer cuidados essenciais para que se minimizem 
os possíveis defeitos em peças produzidas. Quando esses cuidados são 
negligenciados, os defeitos podem acontecer de várias modos, entre eles: rebarbas 
metálicas, cavidades, trincas, inclusões de areia ou escória, peças incompletas e 
superfícies defeituosas. As rebarbas são protuberâncias metálicas formadas devido 
à uma série de fatores, entre eles: 
1. Folgas entre machos e moldes, ou entre as partes inferior e superior dos 
moldes de fundição. Vide Fig. (4); 
2. Rachaduras na superfície dos moldes, formando rebarbas do tipo veiamento. 
(Fig. 5); 
3. Levantamento do molde devido à pressão gerada pelo metal líquido dentro do 
molde. 
4. Erosão de areia causada pelo metal líquido. 
5. Macho quebrado. (Fig. 6). 
 
Figura 4. Rebarba devido à folga entre moldes e macho. Fonte: II Workshop 
LABMAT. BRAGA, A.F. 2011 
 
6 
 
 
 
Figura 5. Rebarba do tipo veiamento. Fonte: II Workshop LABMAT. BRAGA, A.F. 
2011 
 
 
Figura 6. Rebarba devido à quebra de macho. Fonte: II Workshop. BRAGA, A.F. 
2011 
 
2.1.2 Rebarbas em peças usinadas. 
 
Gillespie & Blotter (1976) estudaram o mecanismo de formação de rebarbas 
em peças usinadas e classificaram-nas em 4 grupos definidos: 
1) Rebarba de Poisson: a rebarba de Poisson consiste na tendência do 
material em criar protuberâncias laterais quando um material dúctil é comprimido 
pelas forças de avanço da ferramenta de corte. 
 
7 
 
 
 
Figura 7. Rebarba de Poisson. Gillespie (1973) 
 
2) Rebarba de encurvamento: é a rebarba formada quando a ferramenta sai 
da peça, ao final do corte. O cavaco não sofre cisalhamento e encurva na direção 
oposta de rotação da ferramenta, gerando a rebarba, como é mostrado na Fig. (8). 
 
 
Figura 8. Rebarba de encurvamento. Gillespie (1973) 
 
3) Rebarbas de Estiramento: rebarba formada no corte pela ação da 
ferramenta, onde a rebarba é estirada da peça, rasgando-a. É muito freqüente no 
processo de puncionamento. 
 
 
Figura 9. Rebarba de estiramento. Gillespie (1973) 
8 
 
 
4) Rebarba de Interrupção de Corte (cut off): rebarba muito frequente no 
processo de serramento resultante da mal fixação da peça que é cortada e da parte 
que é extraída da peça. A peça a ser extraída cai por gravidade antes que o corte 
termine por completo. 
 
 
Figura 10. Rebarba de cut off. Fonte: Adaptado de Wonkee Donkee Tools.4 
 
2.2 ACABAMENTO SUPERFICIAL E RUGOSIDADE 
 
Segundo Agostinho (1986), a importância do estudo do acabamento 
superficial aumenta à medida que cresce a precisão de ajuste entre peças a serem 
acopladas, onde somente a precisão de forma, dimensional e de posição não são 
sufientes para garantir a funcionalidade do conjunto acoplado. Para peças onde o 
atrito, desgaste, corrosão, resistência à fadiga (Fig. 11), escoamento de flúidos ou 
mesmo aparência se tornam importantes variáveis de projeto, é fundamental a 
especificação da superfície da peça por meio da rugosidade. 
 
 
4
 Disponível em: <https://www.wonkeedonkeetools.co.uk/de-burring-tools/what-is-a-burr/> Acesso em Nov. 
2016 
9 
 
 
 
Figura 11. Resistência à fadiga em função da rugosidade. Fonte: Augostinho 
(1986) 
 
O acabamento superficial é medido pela sua rugosidade superficial, expressa 
em micrometros. De acordo com a norma Agostinho (1986), os desvios da superfície 
geométrica, são classificados em erros microgeométricos, ou rugosidade, e erros 
macrogeométricos, ou erros de forma. Os erros macrogeométricos são medidos 
atravéz de instrumentos de medição convecionais como paquímetros, relógios 
comparadores, etc. A rugosidade é medida atravéz de equipamentos chamados 
rugosímetros ou perfilógrafos. 
Para o estudo do acabamento superficial, as superfícies são classificadas em: 
1) Superfície real: superfície que limita o corpo; 
2) Superfície geométrica: superfície ideal prescrita no projeto; 
3) Superfície efetiva: superfície obtida por instrumetos analisadores de 
superfície. 
As supefícies reais distinguem-se das superfíciesgeométricas atraves das 
suas diferenças de forma. Essas diferenças de forma são classificadas em 6 graus 
diferentes, de 1ª à 6ª ordem. 
As diferenças de 1ª ordem são diferenças macrogeométricas de forma, como 
ovalização, cilindricidade, que podem ser medidas com instrumentos de medição 
convecionais. As diferenças de forma de 2º grau são as ondulações contidas na 
superfície da peça, sendo a distancia entre picos consideravelmente maior que a 
10 
 
 
amplitude destes, como é mostrado na Fig. (12). As diferenças de forma de 3º grau 
são as ranhuras presentes na superfície da peça. As diferenças de forma de 4ª 
ordem são as escamas e estrias presentes na superfície, formadas pela deformação 
do material. As diferenças de 5º e 6º grau representam o nível estrutural e reticular 
do material, não podendo ser representadas graficamente. 
 
 
 
Figura 12. Diferenças de forma. Fonte: Augostinho (1986). Adaptado pelo 
autor 
 
2.2.1 Medição de rugosidade 
 
Dois sistemas de medição são usados para medir rugosidade de superfícies: 
Sistema da linha média M e sitema da envolvente E. O Sistema M é o mais 
utilizado, sendo normalizado no Brasil pela ABNT. No sistema M a rugosidade é 
dinida a partir do conceito de linha média, ou seja, a linha é posicionada de forma 
que as áreas superiores e inferiores, compreendidas entre essa linha e o perfi 
efetivo, sejam iguais em um determinado comprimento de amostragem. 
Um dos métodos matemáticos para calcular a rugosidade é o desvio médio 
aritmético, Ra. Esse parâmetro calcula os valores absoutos das ordenadas do perfil 
efetivo em relação à linha média em um espaço de amostragem, como é mostrado 
na Fig (13). Segundo Agostinho (1986), o comprimento de amostragem é mostrado 
na Tab. (1). 
 
11 
 
 
 
 
Figura 13. Cálculo do desvio médio aritmético, Ra. Fonte: Agostinho (1986). 
Adaptado pelo autor. 
 
Tabela 1. Comprimento de amostragem para medição de rugosidade. Agostinho 
(1943). 
 
Rugosidade Ra (µm) Comprimento mínimo de 
amostragem (mm) 
0 à 0.3 0,25 
0,3 à 3 0,80 
Maior que 3,0 2,50 
 
2.3 DESGASTE ABRASIVO 
 
Um dos principais desgastes estudados na tribologia é o desgaste abrasivo. 
Quando duas superfícies se movimentarem, uma em relação à outra, acontece um 
fenômeno chamado desgaste. Este pode ser definido como uma perda de material 
progressivo. Em muitos casos, o desgaste é prejudicial, levando a um aumento 
contínuo da folga entre as duas superfícies que se movimentam, o que pode causar 
a completa falha de máquinas grandes e complexas. Entretanto, altas taxas de 
desgaste são algumas vezes desejáveis, como em operações de retificação, 
brunimento, jateamento, tamboreamento e demais tipos de acabamento superficial. 
Segundo Hutchings (1992), o desgaste abrasivo pode ser classificado em 
modos: desgaste abrasivo à dois corpos e desgaste abrasivo à três corpos, 
dependendo, respectivamente, se o abrasivo é fixo ou livre entre as duas 
12 
 
 
superfícies. O mecanismo de desgaste pode ser causado por deformaçao plástica 
ou por fratura frágil. Quando partículas duras concentram tensões maiores que o 
limite de resitência nas superfícies dos materiais, ocorre o trincamento e fragmentos 
de desgaste são destacados da superfície. Quando há deformação plástica, o 
mecanismo de desgaste pode ser dividido em três fenômenos: sulcamento, micro-
corte e formação de proa. Durante o sulcamento, a partícula abrasiva desloca o 
material para os lados, formando sulcos na superfície. Quando várias partículas 
estão agindo nesse mesmo sulco, deslocando o material para vários lados, ocorre o 
destacamento desta lasca acumulada, devido à fratura por fatiga. O micro-corte está 
diretamente associado ao sulcamento e acontece quando o material é inteiramente 
removido em forma de cavaco. 
A proporção de material removido por sulcamento ou micro-corte depende do 
ângulo de ataque da partícula abrasiva, como é mostrado na Fig.(14). Quanto menor 
o ângulo entre a superfíe do abrasivo e do material agredido, haverá predominância 
de abrasão por sulcamento. Conforme o ângulo aumenta, predominará a abrasão 
por micro-corte. 
 
 
Figura 14. Mecanismos de desgaste abrasivo. Stoeretal (2014) 
 
Segundo Stoeretal (2014), para ser considerado um bom material usado 
como abrasivo, este deve apresentar característica para uma boa ação de corte, 
como dureza e agudeza. O critério de dureza exige que o abrasivo seja de material 
mais duro do que o material que será desgastado. A agudeza é requerida para que o 
material abrasivo possua pontos cortantes ou ângulos agudos, quando submetidos à 
13 
 
 
altas tensões contra o material à ser agredido. Devido à essas características, 
materiais cerâmicos são mais apropriados para uso como abrasivos, por possuírem 
dureza muito alta (acima de 2000kgf/mm²) e falharem por fratura frágil. Óxido de 
alumínio e carboneto de silício, são materiais preferidos para uso como abrasivos, 
pois combinam alta dureza, fragilidade e baixo preço. 
 
2.4 PROCESSO DE REBARBAÇÃO 
 
O processo de rebarbação consiste na retirada dos canais de alimentação (no 
caso da fundição) e rebarbas que se formam na superfície da peça durante a 
usinagem. Segundo Gillespie (1999), a rebarbação pode ser feita de 4 formas: 
rebabarção química, rebarbação mecânica, rebarbação térmica e rebarbação em 
massa (do termo inglês mass finishing). 
 
2.4.1 Processo de rebarbação eletro-química 
 
Segundo Gillespie (1999), este tipo de rebarbação remove o metal por ação 
eletroquímica sem contato. Este processo é rápido, seletivo, eficiente e seguro. 
Utilizando-se baixa voltagem, corrente contínua e eletrodos de sais não tóxicos, a 
rebarba é dissolvida e removida da superfície das peças pelo eletrodo. Este 
processo é bastante utilizado para rebarbação de furos internos e locais de difícil 
acesso. 
 
2.4.2 Processo de rebarbação térmica 
 
Segundo Benedict (1987), a rebarbação térmica é um processo de 
rebarbação usada para remover as rebarbas de difícil alcance ou rebarbas de várias 
superfícies ao mesmo tempo. O processo utiliza uma mistura explosiva de gás para 
fornecer energia térmica para queimar as rebarbas. É o processo mais rápido de 
remoção de rebarbas, exigindo apenas 20 milissegundos para removê-las de uma 
peça. O processo se dá colocando a peça de trabalho dentro de uma câmara à 
prova de explosão. A câmara é preenchida com oxigênio puro pressurizado e um 
dispositivo de ignição elétrico inflama o gás entre 2500ºC e 3500ºC, fazendo que 
todos os cantos afiados e rebarbas se queimem. 
14 
 
 
 
2.4.3 Processo de rebarbação mecânica 
 
Os processos de rebarbação mecânica incluem a rebarbação manual, 
robotizada e o acabamento em massa. A rebarbação manual é feita com uso de 
ferramentas de cortes, de esmerilhamento e de jatos abrasivos. Este processo além 
de ser fator de risco à integridade física do operário, causam grandes gargalos nas 
linhas de produção, devido à complexidade das operações e grande necessidade de 
mão de obra envolvida no processo. 
Segundo D. A. Davidson (1989), o acabamento em massa ou Mass 
finishing processes é um termo utilizado para descrever um grupo de processos 
abrasivos industriais nos quais grandes lotes de peças ou componentes fabricados a 
partir de metal ou de outros materiais, podem ser processados economicamente em 
grandes quantidades para conseguir uma variedade de efeitos de superfície. Estes 
incluem rebarbação, descalcificação, alisamento da superfície, edge-break e 
remoção de contaminantes da superfície após tratamento térmico e outros 
processos. 
Embora cada um dos tipos de processo de acabamento em massa traz 
consigo um conjunto único de processos, todos eles são versáteis para serem 
capazes de processar uma grande variedade de peças com êxito. Uma grande 
variedade de abrasivos, tipos de mídia, tamanhos e formas tornam possível alcançar 
resultadosmuito diferentes dentro do mesmo equipamento, desde a rebarbação 
pesada ao acabamento fino. Componentes de quase todos os tipos de materiais 
podem ser tratados usando técnicas de acabamento em massa, incluindo metais 
ferrosos e não ferrosos, plásticos, materiais compósitos, cerâmicas e até mesmo 
madeira. 
Devido à característica do processo, algumas ressalvas devem ser 
consideradas: 
1) Pode ser difícil de tratar determinadas áreas sem afetar outras 
regiões que podem ter requisitos críticos tolerância dimensional. 
2) Todas as áreas exteriores da peça serão afetadas em maior ou 
menor grau, com efeitos sobre os cantos e bordas sendo mais pronunciados 
do que em faces planas ou em orifícios internos. 
15 
 
 
3) Devem ser cuidados o tamanho do material abrasivo, para que 
não entrem em canais da peça de difícil remoção. 
4) Algumas peças possuem tamanhos e pesos incompatíveis com 
o processo, devido ao risco de choque peça-peça ser prejudicial à sua 
integridade. 
5) A maioria dos processos de acabamento em massa utilizam 
mistura de água e abrasivos, que devem ser descartados em local apropriado 
do ponto de vista ecológico. 
6) Em sua maioria, os processos de acabamento em massa 
causam tensões superficiais na peça tratada. 
 
2.4.4 Custos associados 
 
Gillespie (1999) estimou uma forma de prever custos do processo de 
rebarbação utilizando-se o processo de acabamento em massa, baseado na Eq. (1): 
 
𝐶0 = 
[𝐶𝐷+ 𝐶𝑀+𝑊𝐶𝑝𝑡+ 𝐶𝐿(1+𝐷0)+𝐶𝐴]
𝑁
+
𝐶𝑡
𝑁𝑃
 (1) 
 
Onde: 𝐶0 é o custo de rebarbação por peça trabalhada; 
 𝐶𝐷 é custo de operação por hora da máquina; 
 𝐶𝑀 é custo de manutenção por hora da máquina; 
 𝑊 é potencia usada em kilowatts (1 hp = 0,75 kW); 
𝐶𝑝 é o custo do kilowatt/hora ($/kW.h); 
t é o tempo (h/ciclo); 
𝐶𝐿 é o custo do trabalho/hora para executar a máquina; 
𝐷0 é a sobrecarga como porcentagem da frequência de trabalho; 
𝐶𝐴 é o custo da limpeza/hora (trabalho e material); 
𝐶𝑡 é o custo total de ferramentas; 
𝑁𝑃 é número total de peças trabalhadas; 
𝑁 é o númeto de peças/hora. 
Ressalta-se que a Eq. (1) é uma estimativa que não leva em consideração as 
frequentes variações que ocorrem durante o processo de rebarbação em massa 
para se obter melhores resultados. Generaliza-se o tempo de rebarbação para cada 
16 
 
 
lote de peças e é desprezado o custo relativos ao espaço ocupado em chão de 
fábrica. 
2.5 TAMBOREAMENTO ROTATIVO 
 
Segundo D. D. Davidson (1989), o tamboreamento rotativo é a técnica de 
acabamento em massa mais antiga que se tem notícia, sendo usada pelos antigos 
artesãos chineses e egípcios para dar acabamento superficial em suas espadas e 
jóias. É notório que esse processo se tornou obsoleto com o avanço das técnicas de 
tratamento superficiais existentes atualmente, principalmente no que diz respeito ao 
demorado tempo de operação. No entanto o tamboreamento é um processo simples 
de ser operado, requer pouco investimento inicial em maquinário, baixo custo de 
manutenção e pouco espaço em chão de fábrica. Os custos estimados para o 
processo, realizados por uma empresa Norte Americana, são mostrados na Tab. (2). 
 
Tabela 2. Custos relativos ao tamboreamento rotativo (Schaeffer 2003). 
Custo do elemento Custo 
($/hora) 
% do 
custo 
Depreciação do equi- 
Pamento 
8,40 26 
Custo de mão de obra 15,00 48 
Reposição de insumos 3,50 11 
Água residual 4,50 14 
Energia 0,35 1 
TOTAL 31,75 100 
 
As máquinas de tamboreamento são disponíveis em várias configurações. Na 
Fig. (15) é mostrado a configuração mais utilizada na indústria para rebarbação, 
limpeza e polimento de peças metálicas, que são os barris horizontais com a câmara 
em formato hexagonal ou octogonal. Esse tipo de construção facetado, permite uma 
elevação mais eficiente das peças e abrasivos no interior do barril quando 
comparado às câmaras simplesmente cilíndricas, otimizando o fluxo dentro da 
máquina e consequentemente, diminuindo o tempo de operação do processo de 
tamboreamento. 
 
17 
 
 
 
 
Figura 15. Maquina de tamboreamento rotativo de uso industrial. Fonte: Lager 
Maschinen5 
 
2.5.1 Princípios operacionais 
 
O tamboreamento rotativo consiste em um barril sextavado ou oitavado, que 
possui movimento de rotação em relação ao próprio eixo. Em seu interior são 
colocados as peças que serão trabalhadas, estas provenientes de processo de 
fundição ou usinagem, material abrasivo na forma de pó ou pasta, água e chips 
abrasivos. Com o movimento de rotação do tambor, as peças tendem a atritarem 
entre si e em relação à parede do tambor, ganhando altura até que a ação da 
gravidade “puxe” a peça para o fundo do tambor, causando um fluxo de materiais 
abrasivos e peças no interior do tambor, como é mostrado na Fig. (16). Este fluxo 
provoca choques entre as peças, chips e as paredes do tambor, promovendo a 
rebarbação das peças até o acabamento superficial requerido. Dependendo da 
aplicação e tipo de chips abrasivos, o tamboreamento pode promover o polimento 
das peças. 
A seleção dos insumos (chips abrasivos de matriz cerâmicas, inox, plástico 
etc) para tamboreamento são baseados em fatores como materiais, formato, 
tamanho e resultado almejado para a superfície das peças. Compostos químicos 
(detergentes, pastas e pós) devem ser usados para auxiliar e/ou acelerar o 
processo, garantindo o acabamento desejado além de manter os insumos limpos 
e/ou com maior poder de corte. 
 
5
 Disponível em <http://en.lagermaschinen.de/machinedocs/1082/1082-08203-30102012114625997.jpg> Acesso 
Jun. 2016. 
18 
 
 
A área em que esse insumos, compostos químicos e partes deslizam, é 
chamada de área efetiva de deslizamento. Segundo a MFSA (1965), 90% da 
rebarbação e acabamento superficial é feito nessa superfície. O barril, geralmente é 
carregado com 50 à 60% da sua capacidade, sendo considerada ideal para 
promover maior área efetiva de deslizamento. Para peças maiores e mais pesadas, 
utiliza-se acima de 80% da capacidade do barril, para reduzir o contato de uma peça 
com a outra e reduzir a força de contato entre ambas, porém o risco de quebras de 
peças volumosas é alto. Geralmente, usa-se revestimento interno nas faces do barril 
com borrachas ou materiais similares com capacidade de absorção de impactos, 
vibração e ruídos. 
 
 
 
Figura 16. Fluxo de materiais dentro do tambor. Fonte: Autor. 
 
O volume do barril em litros, pode ser calculado de acordo com a Eq. (2). 
 
𝑉 = 
250 × 𝑛 × 𝑎2× 𝐿
tan(
180
𝑛
)
 (2) 
 
Onde: 𝑉 é o volume do barril em litros; 
 𝑛 é o número de lados do barril; 
 𝑎 é comprimento da aresta do barril em metros; 
 𝐿 é o comprimento do barril em metros. 
 
19 
 
 
2.5.2 Escolha dos abrasivos 
 
Os chips abrasivos, ou mídia abrasiva, são materiais utilizados nos 
processos de tamboreamento ou vibroacabamento, que agem como abrasivos nas 
diferentes superfícies que terão que ser tratadas. O uso destes chips são 
determinados pelo tipo de acabamento superficial requerido, pelo tamanho e 
material das peças a serem trabalhadas. A composição da mídia, ou seja, o 
material do qual é feita, depende da demanda do processo em termos de 
capacidade de corte/rebarbação ou capacidade de polimento. Chips com alto poder 
de corte contém grandes quantidades de abrasivos de alta granulometria (80 à 280 
mesh)em sua composição (óxido de aluminio, carboneto de silício, etc), sendo 
indicados para rebarbação mais grossa. Chips para acabamento fino, como 
polimento, contêm abrasivos de granulometrias baixas (320 à 1200 mesh), sendo 
indicadas para peças que requerem rugosidades menores. Comercialmente, as 
mídias estão disponíveis em vários materiais diferentes: cerâmica, plástico, aço de 
alta porcentagem de carbono e aço inoxidável, orgânicos (madeira, sementes),sendo as mais utilizadas (80 à 90% do total), as mídias cerâmicas e plásticas. 
Os chips cerâmicos (Fig. 17), são indicados para operações de rebarbação 
severa em aços carbono e aços inoxidáveis. Sua limitação é o alto custo e a 
possibilidade de quebras e prendimento dentro de furos de peças. Os chips 
plásticos (Fig. 19), são largamente utilizados devido à sua versatilidade e poder 
abrasivo. Estes, são disponíveis em diferentes graus de abrasividade, podendo ser 
utilizados tanto para rebarbação, quanto para polimento de superfícies, de acordo 
com a granulometria do abrasivo. Os chips metálicos (Fig. 18), são utilizados para 
rebarbação e polimento de peças de aço. Possuem alto custo e vida útil 
praticamente infinita. A sua alta densidade é vantajosa em termos de abrasividade, 
causando maior pressão sobre as peças de trabalho e aumentando sua eficiência 
abrasiva, porém o alto peso da carga no interior dos equipamentos, requer que estes 
sejam mais resistentes aos esforços mecânicos gerados pela sua movimentação. A 
mídia orgânica (raspas de madeira, sementes, sabugos de milho, etc) é utilizada 
para polimento, limpeza e absorção de umidade ou fluidos em geral. 
 
20 
 
 
 
 
Figura 17. Chips abrasivos de cerâmica. Fonte: Vibrochips6 
 
 
Figura 18. Chips metálicos. Fonte: Otocarva7 
 
 
Figura 19. Chips plásticos. Fonte: Vibrochips8 
 
6
 Disponível em <http://www.vibrochips.com.br/v3/vst_produto.aspx?cd_ordem=1/ > Acesso em Jun. 2016. 
7
 Disponível em: <http://www.otocarva.com.br.> Acesso em Nov. 2016 
8
 Disponível em: <http://www.vibrochips.com.br/v3/vst_produto.aspx?cd_ordem=1/>. Acesso em Nov. 2016 
21 
 
 
 
 
Figura 20. Mídia orgânica. Fonte: Vibrochips8 
 
Segundo Gillespie (1999), o tamanho da mídia abrasiva é importante por 
várias razões. Uma das funções relacionadas ao tamanho da mídia é manter as 
peças a serem trabalhadas distantes umas das outras. Mídias pequenas ajudam a 
manter pequenas peças separadas, enquanto mídias maiores possuem maior poder 
de corte, o que, diminui o tempo de operação, porém produz superfícies mais 
rugosas. Outro fator relacionado ao tamanho da mídia é que mídias muito pequenas 
podem ficar presas no interior de furos ou cavidades das peças. 
O formato dos chips é um fator a ser considerado, pois de acordo com o 
acabamento desejado ou pela geometria da peça, um tipo de formato é mais 
eficiente que outro. Comercialmente os chips estão disponíveis em diferentes 
formatos, como é mostrado na Fig. (21). 
 
 
Figura 21. Tipos de formato de mídias/chips. Gillespie (1999) 
 
 
22 
 
 
1. Formato triangular: eficiente em peças com ranhuras ou 
pequenos furos. 
2. Formato cilíndrico: são eficientes em peças com regiões 
vazadas. 
3. Formato tetraédrico: possui pontas finas que podem entrar em 
ranhuras, quinas sem o problema de ficar preso dentro das peças. 
4. Formato cônico: formato bastante versátil, podendo entrar em 
furos de diferentes diâmetros. 
5. Formato esférico: útil para superfícies uniformes, possuindo um 
boa capacidade de fluxo dentro do tambor, sendo mais utilizado para 
polimento devido ao seu baixo poder de corte. 
6. Formato elíptico: variação do formato cilíndrico, possuindo 
propriedades semelhantes à este. 
 
2.5.3 Variáveis do processo 
 
Segundo Gillespie (1999), as variáveis do processo de tamboreamento devem 
ser selecionadas de forma a otimizar o acabamento superfial das peças de trabalho. 
O formato e o tamanho do barril, o tipo e tamanho de mídia, a proporção da mistura 
mídia/peças, os compostos químicos (pastas, pó abrasivo, detergentes), o nível de 
água no tambor, a velocidade de rotação do tambor e o tempo de operação são as 
principais variáveis a serem definidas previamente. 
Os tambores são projetados para trabalharem com uma grande variedade de 
peças, desde pequenas peças usinadas ou estampadas até grandes peças fundidas 
e conformadas. Para peças frágeis deve-se evitar o contato peça-peça. Para peças 
finas e longas, o tamboreamento não é indicado pela possibilidade de quebra ou 
distorção. A velocidade de rotação do tambor varia de 4 rpm em tambores de 
grandes dimensões à 60 rpm em tambores de pequenas dimenções, com a 
velocidade da superfície variando de 6 à 61 m/mim. Quanto mais rápida a rotação 
mais rápido é o tempo de operação, no entanto, operações de polimento requerem 
baixa velocidade e operações de rebarbação requerem altas velocidades. (Gillespie, 
1999). 
O tempo de operação varia de alguns minutos à até oito horas, dependendo 
principalmente do acabamento superficial requerido e da quantidade de peças e da 
23 
 
 
mídia utilizada. A separação das peças e mídias é feita geralmente em mesas 
vibratórias ou a carga é tranferida por correias transportadoras para máquinas 
específicas de separação. 
 
2.5.4 Problemas enfrentados 
 
Algumas práticas foram sugeridas por Gillespie (1999), para resolver 
possíveis problemas inerentes ao processo de tamboreamento rotativo, entre eles: 
1) Para reduzir o tempo de operação: 
a. Aumentar a velocidade do barril (velocidades muito altas 
são prejudiciais); 
b. Acrescentar compostos abrasivos (sílica, pastas 
abrasivas, etc); 
c. Aumentar o tamanho e poder de corte da mídia/chips; 
d. Acrecentar soluçoes ácidas para acelerar a ação abrasiva 
(atente-se à liberação de gases tóxicos). 
2) Aumentar o número de peças trabalhadas por ciclo: 
a. Utilizar múltiplos tambores, ou múltiplos compartimentos; 
b. Acrescentar mais peças por carga. 
3) Se as peças oxidarem durante ou após a operação: 
a. Adicinar inibidores de corrosão; 
b. Lavar as peças imediatamente após a operação; 
4) Chips presos dentro de furos ou cavidades das peças (Fig. 22): 
a. Aumente o tamanho da mídia 
b. Utilize soluções de polimento para lubrificar a mídia. 
5) Peças danificadas: 
a. Diminuir a rotação do tambor; 
b. Diminuir tamanho da mídia e aumentar sua proporção; 
c. Utilizar tambores com compartimentos separados; 
 
 
 
 
24 
 
 
6) Caso as rebarbas juntem-se à peça logo após a remoção (Fig. 
23): 
a. Reduzir a rotação do barril; 
b. Utilizar chips plásticos; 
c. Aumentar a quantidade e agressividade dos compostos 
abrasivos 
 
 
Figura 22. Chips presos dentro da peça. Fonte: Gillespie (1999) 
 
 
Figura 23. Rebarba aderida à peça. Fonte: autor 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
25 
 
 
3. OBJETIVOS 
 
Neste trabalho foi realizado um ensaio de tamboreamento rotativo para 
rebabarbação em peças usinadas, com os seguintes objetivos: 
1. Propor uma bancada para ensaio de tamboreamento rotativo. 
2. Definir parâmetros de ensaio com base na literatura. 
3. Avaliar os parâmetros que mais interferem no acabamento superficial 
de peças após tamboreamento, por meio de planejamento fatorial de 
experimentos. 
4. Propor novas soluções para trabalhos futuros, visando obter melhores 
resultados. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
26 
 
 
4. MATERIAIS E MÉTODOS 
 
4.1 PROJETO DA BANCADA DE TAMBOREAMENTO 
 
Para o ensaio de tamboremento rotativo, será utilizado uma estrutura metálica 
em formato de bancada. Na parte superior da estrutura da bancada, estão fixados 
quatro mancais de rolamento, código P204, por onde passam dois eixos de aço com 
revestimento emborrachado, o eixo primário e o eixo secundário. Acima desses dois 
eixo emborrachados, estará apoiado o tambor que projetado, como é mostrado na 
Fig. (24) e Fig. (25). 
 
 
 
Figura 24. Estrutura da bancada 
 
 
Figura 25. Projeto em CAD da 
bancada feito no software CATIA V5 R19 
 
4.3 PROJETO DO TAMBOR 
 
Para realização do ensaio projetou-se um tambor com seis faces internas e 
com extremidades em formato circular, de forma que fique apoiado e gire entre os 
eixos primários e secundário. Este tipo de geometria do tipo sextavada, segundoGillespie(1999) e A. A. Davidson (1989), mostrou ser mais eficiente por tornar o 
tempo de operação reduzido, quando comparado à tambores simplesmente 
cilíndricos. 
O tambor projetado possui um diâmetro máximo das extremidades circulares, 
que fica em contato com os eixos de transmissão, de 320 mm. Em uma dessas 
extremidades é feito uma porta com sistema de vedação por rosquemento, por onde 
serão introduzidos os corpos de prova, os chips abrasivos e água. 
27 
 
 
Aplicando-se a Eq. 2, descrita anteriormente no capítulo 2 deste trabalho para 
o tambor projetado, com 𝑛 = 6 lados, a = 0,14 m e 𝐿 = 0,20 m, têm-se que a 
capacidade volumétrica é de 10,18 litros.: 
 
𝑉 = 
250 × 6 × 0,14 × 0,20
tan(
180
6
)
 (3)
 
Os materiais utilizados para a fabricação do tambor são: 
 Chapa de aço SAE 1020 de 1.5 mm de espessura para o miolo sextavado e 
4,76 mm de espessura para as extremidades circulares; 
 Chapa de alumínio xadrez de 2,7 mm de espessura para a tampa; 
 Borracha de 5 mm para vedação; 
 Canaleta de borracha para revestimento das extremidades circulares; 
 4 Prisioneiros de ½ in; 
 4 Porcas de 19 mm. 
 
O tambor fabricado é mostrado na Fig. (26) e seus desenhos técnicos com as 
respectivas dimensões são mostrados no Anexo 1. 
 
 
Figura 26. Tambor sextavado fabricado. 
 
28 
 
 
4.4 PROJETO DE TRANSMISSÃO DO MOTOR 
 
O motor utilizado para movimentar o tambor, é um motor de indução 
monofásico, modelo WEG C48 (Fig. 27), com potência de 0,25 HP, e velocidade de 
rotação de 1745 rpm. Este motor possuim regime de serviço classe S1, o que indica 
que este deve trabalhar em regime contínio, ou seja, com carga constante durante 
sua operação. 
 
 
 
Figura 27. Motor de indução WEG C48. 
 
Para o tamboreamento rotativo, para fins de rebarbação ou polimento, a 
velocidade do tambor é um fator que influencia no processo. Segundo Gillespie 
(1999), para rebarbação são utilizadas velocidades de superfície em torno de 50 
m/min. Visto que o comprimento de cada aresta do tambor projetato é de 140 mm, 
em uma rotação completa, têm-se que 840 mm de superfície são pecorridos. Para 
atingir a velocidade de superfície de 50 m/min têm se que a rotação do Tambor é 
dado pela Eq. (4): 
 
𝑁 =
50
[𝑚]
[𝑚𝑖𝑛]
0,840 
[𝑚]
[𝑟𝑒𝑣]
= 59,52 𝑟𝑝𝑚 (4) 
 
Calculado a rotação ideal do tambor, é necessário adaptar um modelo de 
transmissão que melhor atenda à esse requisito. O modelo de transmissão utilizado 
será por polias e correia, sendo uma polia motora fixado ao eixo do motor, uma polia 
movida fixada ao eixo primário da estrutura, o próprio tambor e uma correia em V, 
código A40, como é mostrado na Fig. (28). 
 
29 
 
 
 
 
Figura 28. Relação de transmissão. Fonte: Autor 
 
A relação de trasmissão é dada pela Eq. (5). 
 
𝐷1 × 𝑤1 = 𝐷2 × 𝑤2 (5) 
 
Onde: 𝐷1 é o maior diâmetro do tambor (320 mm); 
𝑤1 é a rotação angular do tambor (59,52 rpm); 
𝐷2 é o diâmetro do eixo primário (48 mm); 
𝑤2 é a rotaçãodo eixo primário. 
Calculando-se a equação para os valores citados, tem-se que a rotação do 
eixo primário é de 396,8 rpm. Como a rotação do eixo do motor é de 1745 rpm, uma 
relação de redução de 1:4,39 entre a polia motora e polia movida é requerida, para 
manter as condições ideais de ensaio. Para obter essa relação será utilizadas polias 
de 50 e 220mm de diâmetro para a polia motora e movida, respectivamente, 
tornando assim uma relação de 1:4,4, atendendo à especificação do projeto. 
 
4.5 PRATICAS PARA PRIMEIRA OPERAÇÃO 
 
Gillespie (1999) sugere em seu texto, boas práticas a serem adotadas na 
primeira operação de tamboreamento, entre elas: 
1. Mensurar e registrar as rebarbas, o acabamento da 
superfície e presença de defeitos; 
30 
 
 
2. Determinar qual chip abrasivo ou qual combinação de 
chips será melhor; 
3. Determinar quais serão as operações requeridas 
(rebarbação, polimento ou limpeza); 
4. Determinar se as peças serão cobertas com inibidor de 
corrosão; 
5. Estimar a proporção chips/peças ideal para o 
procedimento; 
6. Especificar quais compostos abrasivo serão utilizados; 
7. Estimar o tempo de operção; 
8. Para primeira operação utilizar rotações baixas, entre 30 e 
40 rpm e verificar frequentemente se atingiu-se o resultado esperado 
ou se houve dano às peças; 
9. Ao final da operação documentar resultados e possíveis 
melhorias. 
 
4.6 ENSAIO DE TAMBOREAMENTO ROTATIVO 
 
4.6.1 Confecção dos corpos de prova 
 
Devido ao tamboreamento ser um processo de acabamento em massa 
eficiente para grandes lotes de peças de tamanho reduzidos, para o experimento em 
bancada, foram utilizadas seções de tubo circulares feitos de aço carbono SAE 1020 
e de aço inoxidável AISI 304, cortados em máquina serra-fita horizontal. Neste tipo 
de máquina, a peça é fixada em uma morsa e um sistema hidráulico realiza o 
avanço da serra contra o material. Durante o corte das seções de tubo, utilizou-se 
fluido de corte para lubrificação (redução do atrito e da área de contato 
ferramenta/cavaco), refrigeração (transferência de calor da região de corte), 
remoção dos cavacos da zona de corte e proteção da máquina ferramenta e da peça 
contra oxidação. As propriedades mecânicas dos materiais dos tubos são mostradas 
na Tab. 3. 
 
31 
 
 
Tabela 3. Propriedades mecânicas dos materiais. Fonte: Manual de aços Gerdal9 
Material Aço inox AISI 304 Aço carbono SAE 1020 
Tensão de escoamento 300 Mpa 330 MPa 
Limite de resistência 620 MPa 450 Mpa 
Dureza Brinell 190 HB 143 HB 
Elongação de ruptura 58% 36% 
 
Segundo ASM (2005), o aço AISI 304 é uma liga de aço inoxidável austenítica 
de alta ductilidade, não sendo endurecidos por têmpera, porém endurecível por 
trabalho à frio (encruamento). 
O procediemnto de corte em serra fita é um processo que produz quantidade 
elevada de rebarbas no plano de corte das peças. Os anéis produzidos são 
mostrados na Fig. (29). Para cada ensaio de tamboreamento foram selecionados 
aleatoriamente 5 anéis para marcação e numeração, fazendo-se pequenos furos de 
1 mm, como é mostrado na Fig. (30). 
 
Figura 29. Corpos de prova de aço SAE 1020 e AISI 304. 
 
 
Figura 30. Corpos de prova marcados e numerados. 
 
 
9
 Disponível em: 
<http://www.feis.unesp.br/home/departamentos/engenhariamecanica/maprotec//catalogo_acos_gerdal.pdf> 
Acesso em: Nov. 2016 
32 
 
 
As seções de tubo de aço inoxidável são utilizados na fabricação de coletores 
de escamento automotivo de alto desempenho, com os anéis unidos por soldagem, 
formando tubos curvados em diversos ângulos, como é mostrado na Fig. (31). O aço 
inoxidável é empregado nesse tipo de escapamento devido à sua alta resistência 
mecânica, excelente soldabilidade, resistência à altas temperaturas e resistência à 
oxidação do material. 
 
 
Figura 31. Coletor de escapamento automotivo de alto desempenho. Rennlist.com10 
4.6.2 Escolha dos abrasivos. 
 
Visto que os corpos de prova são feitos de ligas metálicas com resistência 
mecânica elevada, principalmente ligas alta dureza como o AISI 304, e baseando-
se na literatura, os chips abrasivos de matriz cerâmica e de matriz uréica foram 
escolhidos para o ensaio de tamboreamento. 
Os chips abrasivos de matriz cerâmica são construídos em formato elípto, 
com dimensões de 25 x 12 x 27 mm, como é mostrado na Fig. (32). Este tipo de 
geometria, segundo Gillespie (1999) , facilita a entrada do chip no interior dos corpos 
de prova, melhorando a eficiência na rebarbação. A matriz cerâmica é mais densa 
quando comparada às outras matrizes, o que permite maior pressão dos abrasivos 
contra a superfície das peças. Este chip possui como elemento abrasivo, o óxido de 
alumínio com granulometria de 80 à 100 mesh, ou seja, partículas entre 0,125 mm e 
0,177mm de tamanho de grão. 
Oschips abrasivos de matriz uréica são construídos em formato cônico, com 
dimensões de 30 mm x 25 mm, como é mostrado na Fig. (32). Este tipo de 
geometria, segundo Gillespie (1999), permite que o chip entre em furos de diferentes 
 
10
 Disponível em: http://rennlist.com/forums/997-turbo-forum/908907-armytrix-997-1-twin-turbo-valvetronic-
exhaust-armynator-cel-delete-3.html/. Acesso em Nov. 2016. 
33 
 
 
diâmetros, promovendo a rebarbação. A matriz uréica possui um baixo custo, alta 
eficiência para operações de rebarbação e é biodegradável. Este chip possui como 
elemento abrasivo, o óxido de alumínio com granulometria de 100 à 120 mesh, ou 
seja, partículas entre 0,125 mm e 0,149 mm de tamanho de grão. 
 
 
Figura 32. Dimensões dos chips abrasivos. 
 
 
4.6.3 Procedimentos de ensaio 
 
Procedimentos pré-ensaio: 
 
1. Ao final do processo de corte dos anéis, estes são separados 
em cinco lotes com volumes aproximadamente iguais, sendo dois lotes de 
anéis de aço inox AISI 304 e três lotes de anéis de aço SAE 1020. Cada 
lote será destinado à um ensaio. 
2. Para caracterização e diferenciação dos corpos de prova de 
cada ensaio, foram feitos pequenos furos de 1mm em cinco unidades 
aleatórias, numerando-as. 
3. Limpeza dos cincos corpos de prova com solvente, para eliminar 
sujeiras e óleos 
4. Os corpos de prova marcados foram caracterizados por meio de 
medições de massa em balança OHAUS Adventurer de 0,0001g de 
precisão. 
34 
 
 
5. Foi medido a rugosidade supeficial inicial Ra dos tubos de aço 
AISI 304 e SAE 1020, com utilização de rugosímetro portátil Mitutoyo SJ-
210 com comprimento de cut-off de 0,8 mm e avanço de 0,5 mm/s, 
realizando-se três medições para cada tubo. 
A rugosidade Ra inicial medida para o aço SAE 1020 e aço inox AISI 304, são 
mostradas na Tab (4). 
 
 Tabela 4. Rugosidade Ra inicial. 
Material AISI 304 SAE 1020 
Ra [𝝁𝒎] 0,748 1,106 
 
 
Figura 33. Medição de rugosidade com Rugosímetro Mitutoyo SJ-210 
Procedimentos de ensaio: 
 
Foram realizados cinco ensaios de tamboreamento, variando-se os tipos de 
chip abrasivo e tipo de material à ser rebarbado, ou seja, cada tipo de material (SAE 
1020 ou AISI 304) foi rebarbado com dois tipos de chips abrasivos diferentes (Chip 
Cerâmico e Chip Uréico). 
Para os ensaios de rebarbação, o tempo de operação de 4 horas foi escolhido 
baseando-se em resultados de ensaio exploratório previamente realizado. Por se 
tratar de rebarbação, a proporção de volume da mistura chips/corpos de prova 
escolhido foi de 1/1. Para os ensaios molhados, utilizou-se o nível de água de modo 
que cobrisse todas as peças e abrasivos. A carga total deve ocupar 50 à 60% de 
volume total do tambor, para otimizar o fluxo dentro do tambor. 
Ensaio Exploratório: rebarbação realizado anéis de aço carbono SAE 1020 
utilizando-se chips de matriz cerâmica em formato elíptico como abrasivos. As peças 
e os chips são utilizados à seco, ocupando cerca de 50% da capacidade de carga 
do tambor. Tempo total de ensaio de 4 horas. 
35 
 
 
Ensaio 1: rebarbação em anéis de aço inox AISI 304, utilizado-se chips 
abrasivos de matriz cerâmica em formato elíptico como abrasivos. As peças e os 
chips são imersos em água, utilizando-se cerca de 60% da capacidade de carga do 
tambor. Tempo total de ensaio de 4 horas. 
Ensaio 2: rebarbação em anéis de aço inox AISI 304 utilizando-se chips de 
plástico feitos com resina à base de uréia em formato cônico como abrasivos. As 
peças e os chips são imersos em água, utilizando-se cerca de 60% da capacidade 
de carga do tambor. Tempo total de ensaio de 4 horas. 
Ensaio 3: rebarbação em anéis de aço carbono SAE 1020 utilizando-se chips 
abrasivos de matriz cerâmica em formato elíptico como abrasivos. As peças e os 
chips são imersos em água, utilizando-se cerca de 60% da capacidade de carga do 
tambor. Tempo total de ensaio de 4 horas. 
Ensaio 4: rebarbação em anéis de aço carbono SAE 1020 utilizando-se chips 
de plástico feitos com resina à base de uréia em formato cônico como abrasivos. As 
peças e os chips são imersos em água, utilizando-se cerca de 60% da capacidade 
de carga do tambor. Tempo total de ensaio de 4 horas. 
 
Procedimentos pós ensaio: 
 
Ao final dos ensaios, as cargas de abrasivos e peças foram separados, 
lavados em água corrente e depois caracterizados por meio de análises fotográficas. 
Os cinco corpos de prova numerados com furos são limpados com solvente para 
remoção de óleos e sujeiras para posterior medição de massa em balança analítica 
de precisão de 0,0001g, objetivando-se avaliar o desgaste de cada peça, como é 
mostrado na Fig. (34). 
Para caracterização da superfície externas dos corpos de prova, fez-se 
necessário a medição da rugosidade com o uso de um rugosímetro modelo Mitutoyo 
SJ-210, pois ao final do processo de tamboreamento, tanto o aço carbono SAE 1020 
quanto o aço inox AISI 304 apresentaram uma superfície com aparência fosca, 
devido ao alto poder de riscamento dos abrasivos. Para mensurar essa mudança na 
superfície dos corpos de prova, mediu-se o parâmetro Ra dos anéis numerados de 
cada ensaio, realizando-se 3 medições para cada anel. 
 
36 
 
 
 
Figura 34. Medição de massa em balança de precisão. 
 
 
Figura 35. Medição de rugosidade após tamboreamento. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
37 
 
 
5. RESULTADOS E DISCUSSÃO 
 
5.1 ENSAIO EXPLORATÓRIO 
 
Para o ensaio exploratório, realizado com corpos de prova de aço carbono 
SAE 1020, com abrasivos de resina uréica feito à seco, o resultados das medições 
das massas antes e depois do ensaio, assim como o desgaste calculado são 
mostradas na Tab. (5). O erro do instrumento de medição (0,0001g) e erros 
aleatórios são calculados. 
 
Tabela 5. Desgaste dos corpos de prova para ensaio exploratório. 
ENSAIO 
EXPLORATÓRIO 
Massa 1 (g) Massa 2 (g) Desgaste (g) 
CP1 34,4847 ± 0,0001 34,3823 ± 0,0001 0,1024 ± 0,0002 
CP2 35,6757 ± 0,0001 35,5609 ± 0,0001 0,1148 ± 0,0002 
CP3 35,7455 ± 0,0001 35,6505 ± 0,0001 0,0950 ± 0,0002 
CP4 34,5941 ± 0,0001 34,5195 ± 0,0001 0,0746 ± 0,0002 
CP5 35,5299 ± 0,0001 35,4086 ± 0,0001 0,1213 ± 0,0002 
MÉDIA TOTAL [g] 0,1016 ± 0,0092 
 
 
Figura 36. Corpos de prova após tamboreamento à seco 
 
 
Figura 37. Carga de ensaio no tambor. 
 
Figura 38. Carga após ensaio. 
38 
 
 
A medição do parâmetro Ra de rugosidade para o ensaio exploratório é 
mostrada na Tab. (6). 
 
Tabela 6. Rugosidade Ra para ensaio à seco. 
 
Ensaio à seco 
Desvio médio aritmético Ra [ 𝛍𝐦 ] 
 Medida 1 Medida 2 Medida 3 
 
Média 
[ 𝛍𝐦 ] 
CP1 2,938 2,843 2,788 2,856 
CP2 3,336 2,986 2,738 3,020 
CP3 2,967 2,703 2,047 2,572 
CP4 2,558 2,802 2,589 2,650 
CP5 2,890 2,563 2,606 2,686 
Média total [ 𝛍𝐦 ] 2,757 
 
5.2 ENSAIO 1 
 
Para o ensaio 1, realizado com corpos de prova de aço inox AISI 304, com 
abrasivos de matriz cerâmica, o resultados das medições das massas antes e 
depois do ensaio, assim como o desgaste calculado são mostradas na Tab. (7). 
 
Tabela 7. Desgaste dos corpos de prova para ensaio 1. 
ENSAIO 1 Massa 1 (g) Massa 2 (g) Desgaste (g) 
CP1 23,9856 ± 0,0001 23,7424 ± 0,0001 0,2432 ± 0,0002 
CP2 22,9309 ± 0,0001 22,6945 ± 0,0001 0,2364 ± 0,0002 
CP3 27,5271 ± 0,0001 27,2846 ± 0,0001 0,2875 ± 0,0002 
CP4 23,1145 ± 0,0001 22,9030 ± 0,0001 0,2115 ± 0,0002 
CP5 22,6908 ± 0,0001 22,6908 ± 0,0001 0,2468 ± 0,0002 
MÉDIA TOTAL [g] 0,2451 ± 0,0133 
 
39 
 
 
 
Figura 39. Corpos de prova no interior do 
tambor 
 
Figura 40. Corpos de prova e abrasivos 
do ensaio 1 no interior do tambor 
 
 
Figura 41. Corpos de prova do ensaio 1 com rebarbas. 
 
 
 
Figura 42. Corpos de provado ensaio 1 após tamboreamento. 
 
A medição do parâmetro Ra de rugosidade para o ensaio 1 é mostrada na 
Tab. (8). 
 
 
 
 
40 
 
 
Tabela 8. Rugosidade Ra para ensaio 1. 
 
Ensaio 1 
Desvio médio aritmético Ra [ 𝛍𝐦 ] 
 Medida 1 Medida 2 Medida 3 
 
Média 
[ 𝛍𝐦 ] 
CP1 1,233 1,031 1,094 1,119 
CP2 1,362 1,293 1,248 1,301 
CP3 1,164 1,028 0,987 1,060 
CP4 1,137 1,216 1,278 1,210 
CP5 1,327 1,101 1,214 1,214 
Média total [ 𝛍𝐦 ] 1,189 
 
5.3 ENSAIO 2 
 
Para o ensaio 2, realizado com corpos de prova de aço carobono SAE 1020, 
com abrasivos de matriz cerâmica, o resultados das medições das massas antes e 
depois do ensaio, assim como o desgaste calculado são mostradas na Tab. (9). 
 
Tabela 9. Desgaste dos corpos de prova para ensaio 2. 
ENSAIO 2 Massa 1 (g) Massa 2 (g) Desgaste (g) 
CP1 35,6925 ± 0,0001 35,4505 ± 0,0001 0,2420 ± 0,0002 
CP2 34,7068 ± 0,0001 34,4766 ± 0,0001 0,2302 ± 0,0002 
CP3 35,7386 ± 0,0001 35,4979 ± 0,0001 0,2407 ± 0,0002 
CP4 34,5300 ± 0,0001 34,2944 ± 0,0001 0,2356 ± 0,0002 
CP5 34,1721 ± 0,0001 33,9674 ± 0,0001 0,2047 ± 0,0002 
MÉDIA TOTAL [g] 0,2306± 0,0080 
 
 
Imagem 43. Carga de ensaio antes do 
tamboreamento 
 
Imagem 44. Carga de ensaio após 
tamboreamento 
41 
 
 
 
Imagem 45. Corpos de prova do ensaio 2 com rebarbas. 
 
 
Imagem 46. Corpos de prova do ensaio 2 após tamboreamento. 
 
A medição do parâmetro Ra de rugosidade para o ensaio 2 é mostrada na 
Tab. (10). 
 
Tabela 10. Rugosidade Ra para ensaio 2. 
 
Ensaio 2 
Desvio médio aritmético Ra [ 𝛍𝐦 ] 
 Medida 1 Medida 2 Medida 3 
 
Média 
[ 𝛍𝐦 ] 
CP1 2,271 2,269 2,318 2,286 
CP2 1,926 2,158 2,222 2,102 
CP3 1,76 1,94 1,953 1,884 
CP4 2,291 2,42 1,979 2,230 
CP5 1,737 2,038 1,553 1,776 
Média total [ 𝛍𝐦 ] 2,056 
 
42 
 
 
5.4 ENSAIO 3 
 
Para o ensaio 3, realizado com corpos de prova de aço carbono SAE 1020, 
com abrasivos de resina uréica, o resultados das medições das massas antes e 
depois do ensaio, assim como o desgaste calculado são mostradas na Tab. (11). 
 
Tabela 11. Desgaste dos corpos de prova para ensaio 3. 
ENSAIO 3 Massa 1 (g) Massa 2 (g) Desgaste (g) 
CP1 36,0167 ± 0,0001 35,8558 ± 0,0001 0,1609 ± 0,0002 
CP2 35,6173 ± 0,0001 35,4485 ± 0,0001 0,1688 ± 0,0002 
CP3 36,0658 ± 0,0001 35,8998 ± 0,0001 0,1660 ± 0,0002 
CP4 36,3787 ± 0,0001 36,2210 ± 0,0001 0,1577 ± 0,0002 
CP5 35,0449 ± 0,0001 34,8728 ± 0,0001 0,1721 ± 0,0002 
MÉDIA TOTAL [g] 0,1651± 0,0036 
 
 
Figura 47. Carga de ensaio no tambor. 
 
Figura 48. Carga após ensaio. 
 
 
Figura 49. Corpos de provas do ensaio 3 com rebarbas. 
 
43 
 
 
 
Figura 50. Corpos de provas do ensaio 3 após tamboreamento. 
 
A medição do parâmetro Ra de rugosidade para o ensaio 3 é mostrada na 
Tab. (12). 
 
Tabela 12. Rugosidade Ra para ensaio 3. 
 
Ensaio 3 
Desvio médio aritmético Ra [ 𝛍𝐦 ] 
 Medida 1 Medida 2 Medida 3 
 
Média 
[ 𝛍𝐦 ] 
CP1 
2,13 1,909 1,965 2,001 
CP2 
1,821 2,027 1,986 1,945 
CP3 
2,325 1,768 2,105 2,066 
CP4 
1,9 1,961 1,789 1,883 
CP5 
1,819 1,606 1,809 1,745 
 
Média total [ 𝛍𝐦 ] 
 
1,928 
 
 
 
 
 
 
44 
 
 
5.5 ENSAIO 4 
 
Para o ensaio 4, realizado com corpos de prova de aço inox AISI 304, com 
abrasivos de matriz uréica, o resultados das medições das massas antes e depois 
do ensaio, assim como o desgaste calculado são mostradas na Tab. (13). 
 
Tabela 13. Desgaste dos corpos de prova para ensaio 4. 
ENSAIO 4 Massa 1 (g) Massa 2 (g) Desgaste (g) 
CP1 23,0104 ± 0,0001 22,8503 ± 0,0001 0,1601 ± 0,0002 
CP2 28,0655 ± 0,0001 27,8836 ± 0,0001 0,1819 ± 0,0002 
CP3 25,3082 ± 0,0001 25,1485 ± 0,0001 0,1597 ± 0,0002 
CP4 25,8205 ± 0,0001 25,6392 ± 0,0001 0,1813 ± 0,0002 
CP5 24,0976 ± 0,0001 23,9069 ± 0,0001 0,1907 ± 0,0002 
MÉDIA TOTAL [g] 0,1747 ± 0,0072 
 
 
Figura 51. Corpos de provas do ensaio 4 com rebarbas. 
 
 
 
Figura 52. Corpos de provas do ensaio 4 após tamboreamento. 
 
45 
 
 
A medição do parâmetro Ra de rugosidade para o ensaio 4 é mostrada na 
Tab. (14). 
 
Tabela 14. Rugosidade Ra para ensaio 4. 
 
Ensaio 4 
Desvio médio aritmético Ra [ 𝛍𝐦 ] 
 Medida 1 Medida 2 Medida 3 
 
Média 
[ 𝛍𝐦 ] 
CP1 1,597 1,715 1,246 1,519 
CP2 1,232 1,293 1,439 1,321 
CP3 1,425 1,366 1,321 1,371 
CP4 1,449 2,231 1,526 1,735 
CP5 2,047 1,486 1,17 1,568 
Média total [ 𝛍𝐦 ] 1,503 
 
5.6 CONSIDERAÇÕES SOBRE OS RESULTADOS 
 
 A representação gráfica do desgaste abrasivo médio dos corpos de provas 
nos cinco ensaios e rugosidade Ra são mostrados nas Fig. (53) e Fig.(54), 
respectivamente. 
 
 
Figura 53. Representação gráfica do desgaste 
0
0,05
0,1
0,15
0,2
0,25
0,3
0,35
0 1 2 3 4 5 6
D
e
s
g
a
s
te
 a
b
ra
s
iv
o
 m
é
d
io
 [
g
] 
Número do corpo de prova 
Título do Gráfico 
AISI 304/Cerâmica
AISI 304/Uréico
SAE 1020/Cerâmica
SAE 1020/Uréico
SAE 1020/Cerâmica (seco)
46 
 
 
 
Figura 54. Representação gráfica da rugosidade. 
 
 Após os ensaios rebarbação por tamboreamento rotativo e analisando-se os 
resultados obtidos de desgaste, rugosidade superficial e análise visual dos corpos 
de prova, notaram-se os seguintes cenários: 
1) O tipo de abrasivo utilizido interfere diretamente na eficiência do processo 
de rebarbação, onde o chip de matriz cerâmica obteve o melhor resultado. 
2) Como é mostrado na Fig.(54), quando utilizado o chip de matriz uréica, o 
desgaste abrasivo no aço SAE 1020 e AISI 304 é semelhante. 
3) Como é mostrado na Fig. (54), quando utilizado o chip de matriz cerâmica, 
o desgaste abrasivo no aço SAE 1020 e AISI 304 são semelhantes. 
 3) Quando o ensaio é conduzido à seco, obteve-se os piores níveis de 
desgaste e de rugosidade (mais rugoso). 
 4) A combinação de aço inox AISI 304 e chip cerâmico gerou os melhores 
resultados de desgaste e rugosidade superficial (menos rugoso). 
 5) A rugosisdade Ra dos corpos de prova de aço AISi 304 aumentaram 37% 
quando utilizado chips cerâmicos e 50% quando utilizado chips uréicos. 
6) A rugosisdade Ra dos corpos de prova de aço SAE 1020 aumentaram 53% 
quando utilizado chips cerâmicos e 57% quando utilizado chips uréicos. 
7) Para o ensaio à seco, a rugosidade Ra dos corpos de prova SAE 1020 
aumentaram 60%, com a superfície das peças empregnadas com o pó abrasivo 
disperso no interior do tambor. 
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
CP1 CP2 CP3 CP4 CP5
R
u
g
o
s
id
a
d
e
 R
a
 [
𝛍
m
] 
Rugosidade Média 
AISI 304/Cerâmica
SAE 1020/Cerâmica
SAE 1020/Uréico
AISI 304/Uréico
SAE 1020/Cerâmica (seco)
47 
 
 
 Visualmente, os acabamentos superficiais seguiram os resultados 
encontrados nas medições de desgaste e rugosidade, exceto pela combinação de 
aço inox AISI 304 e chip uréico, que apresentou uma quantidade superior de 
rebarbas após o ensaio. 
 
5.7 PLANEJAMENTO FATORIAL COMPLETO 2² 
 
 Planejamentos Fatoriais são amplamente utilizados em experimentos 
envolvendo vários fatores onde é necessário estudar o efeito conjunto destes fatores 
na resposta. No planejamento de experimentos, deve-se decidir quais são os fatores 
e as respostas de intereses no sistema a ser analisado, como é mostrado na Fig. 
(55). Para o caso do tamboremanto, as respostas são as variáveis de saída do 
sistema como o desgaste superficial e as variáveis de entrada são os tipos de 
abrasivos e de materiais utilizados. 
 
 
Figura 55. Princípio de sistema. Fonte: autor 
 
Para compreender o efeito dos fatores sobre o desgaste superficial, deve-se 
variar os níveis e observar o resultado que essa variação produz sobre a resposta 
final. Para dois fatores, com dois níveis cada, o planejamentofatorial completo exige 
a realização de 2² = 4 experimentos, ou seja, quatro combinações de fatores e 
níveis, sendo que para os ensaios deste trabalho, foram escolhidos os fatores tipo 
de abrasivos (chip cerâmica ou chip uréico) e tipo de materiais rebarbados (AISI 304 
ou SAE 1020). No planejamento 2² é costume denotar os níveis altos e baixos dos 
fatore pelos sinais + e -, respectivamente. 
 
 
 
48 
 
 
Considerando que o aço AISI 3014 é mais duro e resistente que o aço SAE 
1020 e que o chip abrasivo de matriz cerâmica tem um maior poder de corte e 
resistência ao desgaste do que o chip abrasivo de resina uréica, os níveis são 
definidos: 
 Aço AISI 304 (+) 
 Aço SAE 1020 (-) 
 Chip Cerâmico (+) 
 Chip Uréico (-) 
 
Montgomery (1943) sugere que uma notação deve ser usada para marcar as 
combinações dos ensaios, sendo que são representadas geralmente por letras 
minúsculas. Se uma letra estiver presente, o fator correspondente é corrido no seu 
nível mais alto naquele ensaio, se ela estiver ausente, o fator é corrido em sem nível 
mais baixo. A combinação de ensaio com ambos os fatores em nível baixo é 
representado por (1). 
Os efeitos de interesse são os efeitos principais A e B e o fator de interação 
AB, sendo o fator A o tipo de material e o fator B o tipo de abrasivo. Para estimar o 
efeito proncipal do fator A, deve-se fazer a média das observações do lado direito do 
quadrado da Fig. (56), estando A no nível mais alto, e subtrair desse valor a média 
das observações do lado esquerdo do quadrado, quando A está no seu nível baixo. 
 
 
Figura 56. Representação gráfica do planejamento fatorial 2². Fonte: 
Montgomery (1943) 
49 
 
 
Essas combinaçõe são sintetizadas em uma tabela, chamada matriz de 
planejamento como é mostrada na Tab. (15). 
 
Tabela 15. Matriz de planejamento fatorial. Fonte: autor 
 
 
Ensaios 
 
Fatores de 
Planejame
nto 
 
 
Desgaste abrasivo (g) 
 
Desgaste 
abrasivo (g) 
A B A
B 
Total Média 
(1) - - + 0,1609 0,1688 0,1660 0,1577 0,1721 0,8255 0,1651 
a + - - 0,1601 0,1819 0,1597 
 
0,1813 0,1907 0,8737 0,1747 
b - + - 0,2420 0,2302 0,2407 0,2356 0,2047 1,1532 0,2306 
ab + + + 0,2432 0,2364 0,2875 0,2115 0,2468 1,2254 0,2451 
 
5.7.1 Cálculo dos efeitos principais 
 
 Para calcular o efeito principal do tipo de material A, têm-se a seguinte 
equação: 
 
 e𝑓[𝐴] =
1
2𝑛
[𝑎 + 𝑎𝑏 − 𝑏 − (1)] =
1
4(5)
[0,1747 + 1,2254 − 1,1532 − 0,8255] (6) 
 e𝑓[𝐴] = −0,02893 𝑔 
 
 Para calcular o efeito principal do tipo de abrasivo B, têm-se a seguinte 
equação: 
 
e𝑓[𝐵] =
1
2𝑛
[𝑏 + 𝑎𝑏 − 𝑎 − (1)] =
1
4(5)
[1,1532 + 1,2254 − 0,8737 − 0,8255] (7) 
 e𝑓[𝐵] = 0,03397𝑔 
 
 
 
 
50 
 
 
Para calcular o efeito combinado do tipo de abrasivo e tipo de material AB, 
têm a seguinte equação: 
 
e𝑓[𝐴𝐵] =
1
2𝑛
[𝑎𝑏 + (1) − 𝑎 − 𝑏] =
1
4(5)
[1,2254 + 0,8255 − 0,8737 − 1,1532] (8) 
 e𝑓[𝐴𝐵] = 0,0012 𝑔 
 
 As estimativas numéricas dos efeitos indicam que o efeito do tipo de abrasivo 
escolhido é grande e tem uma direção positiva, ou seja, mudando-se o abrasivo do 
seu nível mais baixo (chip uréico) para o seu nível mais alto (chip cerâmico), o 
desgaste abrasivo muda em 0,03397g. Os efeitos do tipo de material rebarbado, 
AISI 3014 ou SAE 1020 mostraram-se pequenos, confirmando os resultados obtidos 
experimentalmente. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
51 
 
 
6 . CONCLUSÃO 
 
A partir dos resultados obtidos nos ensaios de tamboreamento rotativo em 
bancada e da ánalise do planejamento fatorial completo, pode-se concluir que: 
No que se refere à rebarbação, a escolha do abrasivo interfere diretamente 
nos resultados, sendo o abrasivo de matriz cerâmica mais eficiente, devido ao seu 
maior poder de corte proporcionado por suas arestas com ângulos mais agudos, 
maior dureza e menor desgate proporcionado pela matriz cerâmica quando 
comparado ao chip de matriz uréica. O tipo material a ser rebarbado pouco 
interfeririu no desgaste abrasivo, obtendo resultados semelhantes quando agredidos 
com um mesmo tipo de abrasivo. 
Quando conduzido à seco, o ensaio apresentou os piores resultados em 
termos de desgaste abrasivo e de rugosidade superficial, devido à diminuição do 
fluxo no interior do tambor causado pela ausência da água. Após o ensaio à seco, as 
peças ficam empregnadas com o pó do abrasivo disperso no interior do tambor, o 
que aumeta sua rugosidade, necessitando de um novo tamboreamento para 
limpeza, aumentando o custo do tamboreamento à seco. 
A rugosidade superficial, medida pelo fator Ra da superfície das peças, 
aumentaram devido à abrasividade severa dos chips com alta granulometria (entre 
80 e 120 mesh), riscando toda a superfície das peças de forma aleatória. Essa 
aleatoriedade no processo abrasivo no tamboreamento, ou seja, as peças são 
agredidas em ângulos e direções aleatórias, provoca uma superfície com rugosidade 
Ra variada em uma mesma peça. 
Para os materiais ensaiados com o abrasivo de matriz uréica, a rugosidade 
teve um aumento superior aos materiais ensaiados com o abrasivo de matriz 
cerâmica. Tal resultado foi encontrado devido ao maior desgaste da matriz uréica, 
dispersando o abrasivo (óxido de alumínio) no interior do tambor, aumentando a 
abrasão à 3 corpos. 
Para o caso mais crítico de ensaio molhado, utilizando-se o chip uréico e aço 
AISI 304, a rebarbação mostrou-se ineficiente. Tal resultado foi obtido devido à 
maior dureza da rebarba do aço inoxidável devido ao encruamento causado pela 
deformação que a ferramenta (dentes da serra fita) impõe no material e devido ao 
menor poder de corte e menor dureza do chip abrasivo uréico. 
 
52 
 
 
7. PROPOSTA PARA TRABALHOS FUTUROS 
 
 O tamboreamento rotativo é um processo dinâmico, que requer adaptações 
de acordo com as necessidades do acabamento superficial requerido para a peça 
final, podendo fazer desde a rebarbação grosseira ao acabamento fino por 
polimento. Visando melhores resultados e eficiência, alguns procedimentos são 
sugeridos: 
1) Para otimização do tempo de tamboreamento, sugere-se o uso de tambores com 
duas ou três câmaras isoladas, podendo fazer três procedimentos, com cargas 
diferentes em um único tambor rotativo; 
2) Fazer um estudo de planejamento fatorial com maior número de fatores, por 
exemplo, o nível de água no tambor, a proporção de abrasivos/peças, tamanho do 
abrasivo e peças, velocidade de rotação e tempo de operação. 
3) Utilização de soluções abrasivas em pó ou pasta, detergentes, compostos 
abrilhantadorers, compostos antioxidantes no processo de tamboreamento. 
4) Testar combinações de diferentes chips abrasivos em um mesmo ensaio. 
5) Ensaio de polimento com esferas de aço, abrasivos de granulometria baixa e 
pasta abrasiva para acabamento final das peças. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
53 
 
 
8. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 
 
AGOSTINHO, O.L. , RODRIGUES, A.C.S. , LIRANI, J. 1986, Tolerâncias, ajustes, 
desvios e análise de dimensões. Editora Edgard Blucher Ltda. 
ALBERTIN, E. , 2003, “Desgaste Abrasivo”. Congresso anual ABM Rio de Janeiro, 
2003. Disponível em < 
http://ftp.demec.ufpr.br/disciplinas/TM314/Desgaste%20abrasivo.pdf> Acesso em 
Jun. 2016. 
AMERICAN SOCIETY FOR METALS. ASM handbook: Properties and Selection: 
irons, Steel, and high performance Alloys.10 ed.,v.1, 2005 
BENEDICT, G. F. 1987, Nontraditional Manufacturing Processes. New York. Marcel 
Dekker Inc. 
BRAGA, A.F. 2011, “Defeitos em peças fabricadas pelo processo de fundição.” II 
WorkShop da área de fundição – LABMAT. 
BUZZATTO, P.H.F; DAYOUB, D.M.; REBELLO, R.C. 2011. Replacing a Manual 
Deburring Process for an Eletrochemical Machining Process. Trabalho de 
Conclusão de Curso (Tecnologia em Mecatrônica Industrial) - Departamentos 
Acadêmicos de Eletrônica e Mecânica, Universidade Tecnológica Federal do 
Paraná, Curitiba.