Práticas Industriais - Processos de Usinagem - Serramento, Mandrilhamento, Abrasão e Processos de Acabamento

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introdução
Introdução
Das atividades de um processo de usinagem, podemos identificar operações que podem apresentar desde um grau de complexidade mais baixo até um grau de complexidade mais alto. Nesse sentido, abordaremos três processos específicos que, devido às suas características, são comumente utilizados em empresas e organizações. Basicamente, observamos as especificações e as características que definem os processos de serramento e de mandrilamento, em que verificaremos suas definições assim como os  seus respectivos maquinários.
Por fim, mas não menos importante, trataremos das operações de abrasão assim como das operações que permitem o processo de acabamento das peças e seus componentes.
Durante a operação com metais, necessariamente em algumas situações, nos deparamos com a necessidade da realização de algum tipo de corte nos metais que estamos processando, assim, é possível que consigamos a atividade de corte, podendo ser de metais ou de outros materiais, como uma das operações mais comumente utilizadas e aplicadas de forma fabril. Em que essa atividade busca estabelecer uma divisão da matéria-prima a ser trabalhada que, por sua vez, pode ser identificada em forma de chapas, barras ou tarugos.
Desse modo, podemos facilmente identificar que existem diversas maneiras para a realização de uma operação de corte, as quais necessariamente dependem das características dos materiais a serem seccionados.
Entre os processos existentes podemos enumerar aqueles que têm como base de utilização o oxiacetilênico, o laser, o plasma ou o jato d’água (podendo o jato ser na condição pura ou incrementado de um elemento abrasivo). Esses processos são classificados como processos não convencionais de usinagem, pois não utilizam as consideradas cunhas cortantes. Além disso, outra característica em comum entre eles, com exceção do corte por oxiacetilênico, é que todos esses processos são classificados como processos de custo elevado e de aplicações muito específicas, nesse sentido, podemos evidenciar, conforme a Figura 3.1, a segmentação dos processos de usinagem por meios convencionais, assim como os chamados meios não convencionais.
Figura 3.1 - Processos de Usinagem
Fonte: Elaborada pelo autor.
Dentro da operação de corte podemos citar o corte realizado por meio de lâminas sem dentes, sendo normalmente utilizados para operações de corte em chapas finas, com espessura de até 1 mm, é realizado através do emprego de uma chamada tesoura manual, conforme a Figura 3.2. Da mesma forma, é possível ressaltarmos a utilização de tesouras que são utilizadas para realizar cortes com características retas e curvas.
Figura 3.2 - Corte tesoura manual
Fonte: Schan / 123RF.
Para chapas que possuem espessura de 1 e 1,5 mm, utiliza-se tesouras de bancada, já para as chapas que apresentam espessuras maiores que 1,5 mm é recomendado o uso de guilhotinas, de acordo com a Figura 3.3.
Figura 3.3 - Corte guilhotina
Fonte: Vvoennyy / 123RF.
Além das operações de corte que estudamos, podemos citar também os chamados cortes com lâminas dentadas, processo comumente chamado de serramento.
O processo de serramento é um processo mecânico de usinagem, orientado para execução de um seccionamento ou um recorte realizado por meio da utilização de ferramentas com características multicortantes e de pequena espessura.
Operacionalmente, a realização do corte é efetuada por meio de um ferramental que apresenta um movimento de giro ou deslocamento, podendo ser as duas situações juntas, em que a peça é movida ou fica parada, normalmente, a peça é cortada em uma dimensão pré-definida e, para o processo, podem ser adotados equipamentos específicos, como: serras do tipo fita, serras tipo arco ou serras circulares. Na realização do processo, os cavacos são gerados por meio da ação direta dos dentes presentes na serra, onde eles são colocados de forma linear ao longo da lâmina da serra.
Basicamente, as forças atuantes no processo são caracterizadas como forças muito complexas e que não possuem um histórico de estudos e avaliações acadêmicas documentadas, a exemplo das forças atuantes em um processo de torneamento. De uma forma geral, podemos considerar que devido a qualidade observada nas lâminas nos dias de hoje, o processo tem a capacidade de realização de atividades com uma velocidade boa, aliado às tolerâncias identificadas como apertadas, apresentando também uma boa repetitividade e previsibilidade, ocasionando que o processo seja considerado como confiável.
reflita
Em estudos realizados por Ferraresi (2003), identificamos que o processo de serramento pode ser dividido em: serramento retilíneo e serramento circular.
Para o processo de serramento retilíneo, a ferramenta possui a característica de deslocar-se de acordo com uma trajetória retilínea, onde poderá haver um movimento, definido o processo como um serramento retilíneo alternativo, conforme a Figura 3.4, ou, em outra situação, como um serramento retilíneo contínuo, conforme a Figura 3.5.
Figura 3.4 - Serramento retilíneo alternativo
Fonte: Aleksandr Matveev / 123RF.
Figura 3.5 - Serramento retilíneo alternativo
Fonte: Filipe de Rodrigues / Unsplash.
A realização da operação com a utilização de uma serra circular, vide Figura 3.6, é efetivada de acordo com a ferramenta que possui um movimento de giro em torno de seu eixo, sendo que a peça ou a ferramenta realizam o movimento de deslocamento para a realização do corte.
Figura 3.6 - Serramento circular
Fonte: Photoroad / 123RF.
Nos trabalhos realizados por Moreira et al . (2013), podemos observar que as operações de serramento com serras circulares foram consideradas uma das pioneiras entre as operações de usinagem utilizadas  para a confecção dos produtos nas indústrias.
De acordo com estudos de Koether e Rau (2008), evidenciamos que o processo de corte realizado com a lâmina de serra circular é caracterizado por representar um processo contínuo, considerado muito rápido e que proporciona a obtenção de uma superfície de corte com a característica de muito pouca ou de nenhuma rebarba.
Desse modo, podemos considerar que o processo de serramento é habitualmente utilizado para separação de peças e, também, para operações de semiacabamento, ademais, pode ser utilizado para obtenção de corte com características de sulcos e ranhuras.
Quando avaliamos os cavacos gerados, o processo de serramento origina cavacos com a forma de arco. Na situação de um subdimensionamento dos parâmetros de corte, a lâmina da serra circular em vez de dividir os cavacos, ocasionará um atrito entre peça e cavaco, ocasionando uma fragmentação dele.
Com relação ao tipo de movimento utilizado, durante o processo de serramento, ele pode ser classificado como discordante ou concordante, em que o  sentido do movimento de avanço for efetivamente oposto a direção realizada pelo movimento de rotação da ferramenta, tem-se o movimento discordante.
Em um outro sentido, o movimento de corte é identificado como concordante, quando o sentido do movimento de avanço for efetivamente igual ao sentido de rotação da ferramenta.
Ao avaliarmos as máquinas empregadas no processo, podemos observar a adoção de (a) com serra de lâmina, (b) com serra de fita vertical e (c) com serra circular.
Figura 3.7 - Máquinas de serra
Fonte: Groover (2017, p. 55).
O processo de serramento com máquinas de serra alternativa é realizado com uma ferramenta com formato de arco, que possui uma lâmina com fixação através de tração. Na operacionalização da atividade, o movimento de avanço ocorre no mesmo instante em que ocorre o movimento cortante e, assim, a lâmina repousa em seu retorno, sendo que a ferramenta executa o corte somente em um sentido do movimento.
Enquanto o momento de recuo da lâmina, há o distanciamento respectivo da peça a fim de evitar danos aos gumes da lâmina de serra, do mesmo modo, também há a possibilidade de cortes angulares.
Com relação a operação de corte com serra de fita, o movimento apresentado é considerado como contínuo e, normalmente, reto, seguindo um percurso de rotaçãoonde a ferramenta utilizada é uma lâmina com dentes, cujas extremidades são unidas por meio de brasagem. Basicamente, devido ao corte ser considerado como contínuo, não há efetivamente um percurso que possa ser improdutivo durante seu movimento de corte.
No caso de serras circulares, elas podem ser consideradas como similares as fresas que executam ranhuras com pequena espessura, que, de forma prática, são compostas por um disco e por dentes dispostos no contorno da sua extremidade.
Com relação a forma de fabricação das serras, podemos considerar que elas são fabricadas e determinadas levando em consideração o material que será necessário cortar, sendo confeccionadas com a utilização de aços especiais e o seu diâmetro é compatível ao equipamento em que será efetuada a operação.
De forma efetiva, a resistência da lâmina de serra deve ser inferior à resistência identificada no acionamento do equipamento, dessa forma, os esforços são caracterizados como excessivos, apenas a lâmina da serra será danificada ao invés da peça que está sendo cortada.
praticar
Vamos Praticar
Ao analisarmos as especificações existentes, se considerarmos que o processo está baseado na operação de corte através de um movimento contínuo e reto, seguindo um percurso de rotação em que a ferramenta utilizada é uma lâmina com dentes, estamos falando de qual tipo de serramento?
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a) Serramento circular.
b) Serramento alternativo.
c) Serramento contínuo em fita.Feedback: alternativa correta , pois identifica o serramento com fita.
d) Serramento manual.
e) Serramento de bancada.
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Ao considerarmos todas as operações de usinagem existentes, o processo de usinagem mecânica, identificado como mandrilamento, especifica uma forma de usinagem utilizada para obtenção de superfícies de revolução e acabamento de furos de alta precisão.
Para realizarmos o processo de mandrilamento, necessariamente precisamos do processo de usinagem preliminar de desbaste, que tem o objetivo de deixar a condição de sobremetal em uma quantidade que seja possível obter o acabamento desejado, além de possibilitar uma aproximação das características dimensionais especificadas do furo para facilitar o atingimento das tolerâncias finais do acabamento.
Por meio dos estudos de Wang et al . (2013) e Bhattacharyya et al. (2006), identificamos que o mandrilamento é especificado como uma usinagem de precisão, onde o objetivo é alargar o diâmetro dos furos para alcançar estreitas tolerâncias finais exigidas pelo produto, como:
Diâmetro;
Desvio de circularidade;
Cilindricidade;
Rugosidade;
Posição.
Assim, quando consideramos os processos de produção como em série, percebemos que, para podermos obter um bom resultado final no furo, é preciso que todas as precedentes operações ao processo de mandrilamento tenham um controle em relação às suas características, devido ao fato da ferramenta de mandrilamento na prática tender a seguir a orientação do furo de desbaste existente.
Nesse sentido, os estudos de realizados por Bhattacharyya et al . (2006) analisam que o desalinhamento da posição dos furos pode gerar uma variação na profundidade de corte em cada aresta da ferramenta em rotação. Conforme estudos de Jun et al . (2006), esse desalinhamento pode causar uma certa deflexão,  ocasionando uma possível alteração do batimento do ferramental e, com isso, um aumento do desbalanceamento da força de corte.
Desse modo, há situações em que o projeto do processo estabelece a necessidade da divisão dessas formas operacionais, devido a definição do primeiro ponto de referência da peça ser realizada a partir da superfície bruta da peça, onde as tolerâncias e as variações entre uma peça e outra trabalhadas são maiores.
Assim, há uma grande dificuldade em realizar a usinagem das características do furo final partindo-se basicamente da situação de fixação da peça bruta, dessa forma, a operação de desbaste é considerada intermediária e possui dois objetivos bem definidos:
I. Aproximar as tolerâncias da peça bruta em relação à peça acabada;
II. Gerar novos pontos de referência, os quais são usinados com tolerâncias mais estreitas.
Nesse sentido, essas novas referências usinadas no desbaste, a peça passa a ser apoiada e fixada para usinagem da operação de acabamento.
Outra característica do processo está relacionada com as faixas de tolerâncias dimensionais existentes para o processo, em que para atender faixas tão reduzidas as barras de mandrilar podem ser longas e compridas, conforme a Figura 3.8, fazendo com que elas estejam sempre sujeitas aos desvios estáticos e dinâmicos, onde esses desvios ou vibrações da ferramenta ocasionam uma alteração nos parâmetros operacionais, bem como também existe uma indução a erros dimensionais e na qualidade da superfície, além da vida do ferramental.
Figura 3.8 - Barras de mandrilar
Fonte: Phuchit Aunmuang / 123RF.
Assim, para obtermos resultados satisfatórios com o processo de mandrilamento devemos levar em consideração as forças de corte atreladas ao processo, as quais resultam na distribuição não uniforme de uma espessura do cavaco, assim como da força de corte.
As mandriladoras, por sua vez, podem ser horizontais ou verticais, em que essa designação se refere à orientação do eixo de rotação da ferramenta. Para uma operação de broqueamento horizontal, a configuração pode ser de duas maneiras:
Na primeira configuração, a peça é fixada ao eixo giratório e a ferramenta é presa a uma ferramenta de broquear em balanço, que avança sobre a peça conforme a Figura 3.9a;
Na segunda configuração, a ferramenta é montada em uma barra de mandrilar, que é apoiada e girada entre os centros. A peça é presa a um mecanismo de avanço que a desloca através da barra de mandrilar na qual está montada a ferramenta. Essa configuração, conforme a  Figura 3.9b, pode ser utilizada para realizar uma operação de mandrilar em uma mandrilhadora.
Figura 3.9 - Operações de broqueamento horizontal
Fonte: Groover (2017, p. 35).
Uma mandriladora de eixo vertical é utilizada para peças grandes e pesadas com diâmetros grandes. Frequentemente, o diâmetro da peça de trabalho é maior que seu comprimento, como na Figura 3.10, a peça é fixada a uma mesa de trabalho que gira em relação à base da máquina. Nesse sentido, existem mesas de trabalho de até 12 m de diâmetro.
A mandriladora típica consegue posicionar e usar várias ferramentas de corte simultaneamente. As ferramentas são montadas em cabeçotes que podem avançar horizontalmente e verticalmente em relação à mesa de trabalho.
Assim, um ou dois cabeçotes são montados em um trilho horizontal (ou transversal) acima da mesa de trabalho. As ferramentas de corte montadas acima da peça podem ser utilizadas para o faceamento e o mandrilamento.
Além das ferramentas no trilho horizontal, mais um ou dois cabeçotes podem ser montados nas colunas laterais da máquina para permitir o torneamento no diâmetro externo da peça de trabalho.
Figura 3.10 - Mandriladora de eixo vertical
Fonte: Groover (2017, p. 36).
Ainda com relação ao ferramental, nos estudos realizados por Koppka  e Abele (2003) é possível perceber que, em função das menores velocidades de corte empregadas nas ferramentas de metal duro, em relação às ferramentas de cerâmica ou CBN (nitreto cúbico de boro), utiliza-se maior número de insertos de metal duro, permitindo maiores velocidades de avanço, compensando parcialmente a perda de produtividade.
Figura 3.11 - Barra de mandrilar
Fonte: Groover (2017, p. 35).
Operacionalmente, a operação de mandrilamento é efetivada onde a ferramenta apresenta um movimento de giro, sendo que a peça ou a ferramenta possuem um movimento de deslocamento de forma simultânea em uma trajetória determinada, onde os modos considerados principais são:
· Cilíndrico: gera uma superfície cilíndrica de revolução ao eixo coincidente com o eixo de giro do ferramental;
· Radial: gera uma superfície plana e perpendicular ao eixo de giro do ferramental;
· Cônico: gera uma superfície cônica de revolução;
· Superfíciesespeciais: gera uma superfície de revolução, onde o eixo coincide com o eixo do ferramental, em que podemos citar os mandrilhamentos esférico, sangramento, entre outros.
Através de uma análise nos estudos de Guedes (2006), conseguimos perceber que, dependendo do trabalho, o mandrilamento pode ser identificado como: cilíndrico, cônico, radial ou esférico. Durante a operação de mandrilamento, necessariamente, conseguimos como resultados superfícies com forma cilíndricas ou cônicas, podendo ser internas, as quais são de difícil acesso.
Outra forma de definir o processo de mandrilamento é quanto a respectiva finalidade, onde as operações de mandrilamento podem ser classificadas como:
I. Mandrilamento de desbaste;
II. Semiacabamento;
III. Acabamento.
Assim, o processo de mandrilamento é realizado por ferramentas as quais denominamos como barras de mandrilar. Necessariamente, em operação de desbaste são utilizadas ferramentas de múltiplas arestas, sendo que para acabamentos com precisão são utilizadas barras de mandrilar monocortantes.
Considerando o maquinário utilizado para a realização da operação de mandrilar, elas são realizadas em centros de usinagem ou em mandriladoras horizontais, onde a ferramenta rotativa avança axialmente por meio do furo. Desse modo, são realizados furos passantes, não passantes, cruzados, longos e curtos, frequentemente, em peças prismáticas como carcaças.
Em termos de dados de corte, suas definições estão listadas a seguir:
· n = velocidade do fuso (rpm);
· ap = profundidade radial de corte (mm);
· Vc = velocidade de corte (m/min);
· fn = avanço por rotação (mm/r);
· Dc = diâmetro de mandrilamento (mm);
· Vf = velocidade de avanço (mm/min);
· fz = avanço por dente (mm/rot);
· zc = relaciona o número efetivo de dentes que usina a superfície final.
Basicamente, para estabelecer o modelo da barra de mandrilar, dependemos, principalmente, do volume de material a ser removido, da distância entre o fuso da máquina e ponto da usinagem, do acabamento e da tolerância necessária para produzir determinado produto.
Ao recordarmos a subdivisão existente no processo de fabricação, a qual é realizada a operação de separação, podemos identificar que essa atividade pode ser realizada por meio da utilização de um ferramental com geometrias definidas e com ferramental de geometrias não definidas.
A operação de usinagem com a utilização de ferramentas de geometria não definidas ocorre por meio da ação direta de partículas abrasivas, que possuem formatos aleatórios assim como possuem arestas minúsculas de corte, sendo esse processo identificado como processo de usinagem por abrasão, tendo por exemplo os processos responsáveis por:
· Brunir;
· Retificar;
· Lapidar;
· Tamborear;
· Jatear, entre outros.
Basicamente, a importância dos processos de usinagem por abrasão está relacionada à capacidade de obtermos peças com tolerâncias dimensionais, assim como geometrias superiores ao resultado obtido em operações que usam ferramental de geometria definida, em que na operação de retificação, podemos efetivamente alcançar qualidades de trabalho na faixa representativa de IT4 ou IT3.
De outra forma, podemos considerar que as operações de usinagem por abrasão podem ser identificadas como pouco eficientes, devido ao fato delas necessitarem de um elevado consumo de energia que, necessariamente, é revertido em uma baixa taxa de remoção de material.
Nesse sentido, podemos caracterizar as operações como mais eficientes quando elas resultam na remoção de um elevado volume de material, considerando em um curto período e um baixo consumo de energia e, assim, exigindo forças de usinagem mais baixas.
De forma prática, a usinagem por abrasão pode ser realizada em qualquer tipo de material e, assim, são produzidos acabamentos superficiais consideravelmente  finos, representando até 0,025 mm e respeitando as tolerâncias já vistas acima.
Em termos de classificação, apesar de  haver uma classificação padronizada de suas operações, o processo de usinagem por abrasão pode ser classificado conforme o estado de retenção dos abrasivos:
I. Abrasivos fixos: retificação, o lixamento e o brunimento;
II. Abrasivos soltos: lapidação e polimento.
Toda especificação considerada como científica e que estabelece a usinagem por abrasão é considerada a Tribologia, em que ela pode ser definida como a ciência que estuda a interação entre as superfícies que apresentam movimento relativo. Nesse sentido, a Tribologia busca o estudo do efeito do atrito, da lubrificação e do desgaste.
Dessa forma, ao considerarmos o ponto de vista tribológico, as operações de retificação e de brunimento são definidas como atividades que envolvem dois corpos (sendo que o movimento relativo se dá por deslizamento). De outra forma, os processos estabelecidos de lapidação e de polimento são processos considerados de três corpos.
Como podemos observar nos estudos realizados por Stemmer (1992), as ferramentas de corte abrasivas possuem arestas cortantes geometricamente indefinidas, a retirada do material é realizada pela interferência dos grãos abrasivos que possuem alta dureza, os quais atuam soltos ou unidos por um ligante. Além da alta dureza, os grãos abrasivos são termicamente estáveis, resistindo às altas temperaturas e quimicamente estáveis, quando submetidos a altas temperaturas e pressões de corte na presença de ar, fluido de corte e do material que está sendo usinado. Na retificação, os grãos abrasivos são unidos por um ligante formando o rebolo.
Assim, conforme os estudos de Hellmeister (2004), identificamos que a remoção de cavaco na retificação ocorre pela ação dos grãos abrasivos, em que cada um se configura como uma ferramenta de corte com arestas geometricamente não definidas, ângulos de ataques distintos e, geralmente, desfavoráveis ao processo para remoção dos cavacos.
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De uma forma prática, embora seja considerado como menos eficiente, nos processos de três corpos, os abrasivos estão livres para girar, expondo novas arestas cortantes com maior frequência.
Com o objetivo de verificarmos melhor as características dos processos de usinagem por abrasão, a seguir destacamos os processos de retífica por abrasão e brunimento.
Retificar
O processo de retífica é considerado como o processo abrasivo mais popular, em virtude de sua flexibilidade e também da qualidade oferecida ao produto final.
De forma operacional, essa operação é executada por meio de uma superfície abrasiva, identificada como rebolo, que gira a velocidades elevadas (20 - 140 m/s) no mesmo momento em que há um contato em relação a peça, aplicando uma força perpendicular à área de contato, onde, por meio desse processo, o material é removido da peça e do rebolo. Além disso, uma força tangencial tem atuação efetiva na interface rebolo-peça, resultando na potência exigida pela operação.
A razão existente entre as forças tangencial e normal determina o coeficiente de atrito entre o rebolo e a peça.
De forma que possamos classificar o processo de usinagem por retífica, esse processo é classificado como:
I. Retificação plana: realizado pela face do rebolo em superfícies planas de peças com uma orientação perpendicularmente ao eixo do rebolo. Possui avanço retilíneo da peça ou avanço circular da peça. Nesse caso, podemos citar quatro tipos de retificação plana: (a) eixo horizontal com movimento alternativo da mesa, (b) eixo horizontal com mesa giratória, (c) eixo vertical com movimento alternativo da mesa e (d) eixo vertical com mesa giratória, conforme a Figura 3.12.
Figura 3.12 - Processo de retífica plana
Fonte: Groover (2014, p. 463).
II. Retificação Tangencial: Operação que pode ser identificada na literatura como retificação cilíndrica, podendo ser assim subdividida em dois tipos , retificação interna e externa, onde as mesmas são realizadas em superfícies de revolução da ferramenta.
Figura 3.13 - Retificação tangencial cilíndrica
Fonte: Almeida (2015, p. 75).
Além disso, podemos citar os processos de creep feed e retificação sem centros (center less).
No processo de retificaçãocreep feed , o qual é identificado como uma forma relativamente nova de retificação, desenvolvida por volta de 1958, a retificação é realizada com profundidades de corte muito elevadas e baixas taxas de avanço. Necessariamente, o equipamento apresenta uma elevada rigidez equivalente à de uma fresadora, mas com a exatidão equivalente a uma retificadora, onde essa rigidez deve ser de 5 vezes, representativamente, a uma máquina convencional, representando 20 a 80 MN/m na extremidade do eixo árvore, sendo a mesa acionada por um fuso com esferas recirculantes e não pelo sistema hidráulico padrão de retificadoras convencionais.
Figura 3.14 - Retificadora plana pequena com três movimentos, X, Y e Z
Fonte: Fitzpatrick (2013, p. 329).
No processo centerless , são empregados dois rebolos específicos, sendo um de corte e outro para arraste. Basicamente, a retirada do material é realizada através do rebolo de corte, sendo a peça repousa sobre uma régua de apoio com o rebolo de arraste (com ligante de borracha), determinando a velocidade da peça.
Em termos de parâmetros operacionais, o processo de retifica apresenta como principais parâmetros de corte os seguintes itens:
Profundidade de corte:
a=π.dw.vfvw�=�.��.����
Onde:
· vf = velocidade de avanço (mm/min)
· vw = velocidade da peça (mm/min)
Velocidade de mergulho:
Velocidade de corte:
vs=π.ds.ns60.1000��=�.��.��60.1000
Onde:
· vs = velocidade de corte (m/s)
· ns = rotação do rebolo (RPM)
Velocidade da peça:
vw=π.dw.nw60.1000��=�.��.��60.1000
Onde:
· nw = rotação da peça (RPM)
Espessura equivalente de corte:
heq=Qw′vs=π.dw.vf60.1000.vsℎ��=��′��=�.��.��60.1000.��
Brunir
A atividade de brunimento é considerada uma usinagem realizada por abrasão, a qual necessariamente tem sua aplicação voltada para o acabamento de furos com geometria cilíndrica de revolução.
De forma operacional, durante a realização do processo, todos os grãos ativos existentes na ferramenta abrasiva entram em contato diretamente com a peça a ser usinada e, assim, conseguem descrever trajetória consideradas como helicoidais, em que a ferramenta especificamente apresenta um movimento de giro e tem um movimento de deslocamento de forma axial e com movimentos alternativos.
Figura 3.15 - Operação de brunimento
Fonte: Groover (2014, p. 468).
Por meio dos trabalhos de Dimkovski (2009), podemos evidenciar que a ação dos grãos abrasivos ocasiona o rebaixamento dos picos das irregularidades sem ocasionar uma alteração nos valores gerados pela retificação, resultando em superfícies consideradas como apropriadas para retenção de óleo lubrificante.
Desse modo, para realizarmos o brunimento em pequenos lotes, podemos utilizar uma furadeira de bancada ou um torno adaptado. No mesmo sentido, as furadeiras consideradas como portáteis podem ser utilizadas para os furos em estruturas maiores e que tenham dificuldade de serem transportadas. Porém, as máquinas consideradas como dedicadas necessariamente devem ser utilizadas para o brunimento de grandes lotes.
No mercado, podemos encontrar máquinas com uma potência máxima até 37 kW e também uma capacidade de brunir diâmetros com até 1270 mm. Industrialmente, os maquinários podem apresentar curso manual (para peças menores com tolerâncias mais apertadas) ou mecanizado (para grandes lotes).
Assim, podemos identificar as seguintes características de uma operação de brunimento:
· Velocidades consideradas como baixas;
· Taxa de remoção de material considerada baixa;
· Geração de calor em baixa quantidade;
· Excelente qualidade de superfícies (baixa rugosidade e tolerâncias estreitas);
· Mínimas tensões residuais;
· Menor eficiência para a remoção de grande volume de material.
Em termos de rugosidade, podemos observar valores encontrados na faixa de Ra=0,1 – 0,8 μm, onde em algumas condições especiais pode-se chegar a Ra=0,025 – 0,1 μm.
Da mesma forma, são estabelecidas as tolerâncias dimensionais de 0,025 a 0,0025 mm para operações internas em condições normais de trabalho, podendo alcançar a 0,025 μm em operações consideradas de alta precisão.
Normalmente, a chamada taxa de remoção de material é inferior a 32000 mm3/min para os aços com baixa dureza, e a metade desse valor para os aços considerados como tratados e com a dureza de aproximadamente 60 HRC.
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Em um processo de retífica iremos realizar a operação em uma peça de aço carbono na condição plana, sendo utilizado no processo um rebolo com um diâmetro de 300 mm e uma largura total de 30 mm. Em termos de parâmetros, a rotação do rebolo ficou especificada em 2750 RPM e a profundidade da usinagem necessária que realizamos está estabelecida em 0,15 mm com uma respectiva velocidade de avanço avaliada em 6 m/min. Com os dados expostos e com a utilização da fórmula vs=π.ds.ns60.1000��=�.��.��60.1000, defina o respectivo valor da velocidade de corte para este respectivo processo.
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Feedback: Para encontrarmos o valor correspondente a velocidade de corte deste processo, inicialmente devemos na fórmula vs=π.ds.ns60.1000��=�.��.��60.1000, substituir os valores já conhecidos e apresentados ao longo do enunciado, onde do diâmetro do rebolo ds=300mm��=300��, assim como a rotação do rebolo que é identificada em 2750 rpm. Desta forma, a equação fica montada conforme:  vs=π.300.275060.1000��=�.300.275060.1000, e ao realizarmos os cálculos podemos então obter o valor da velocidade de corte vc=43,19m/min��=43,19�/���.Verificar Resposta
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Ainda dentro da concepção de operações de separação com a utilização de ferramentas de geometria não definida, podemos citar e relacionar as chamadas operações de acabamento realizadas pelo processo de abrasão.
Entre esses processos, podemos enumerar:
Lapidação: atividade operacional realizada com o processo de usinagem por abrasão através de um porta-ferramenta específico, com o objetivo de obter dimensões especificadas da peça.
No processo, é utilizada uma suspensão fluida de partículas com características abrasivas de tamanho reduzido e posicionadas exatamente entre a peça e a ferramenta de polimento. Em geral, os abrasivos utilizados são o óxido de alumínio e o carboneto de silício, com tamanhos de grão típicos entre 300 e 600.
Espelhamento: atividade operacional realizada com um processo de usinagem por abrasão, sendo que o acabamento final da peça é obtido por meios abrasivos com o intermédio de um porta-ferramenta específico para cada operação;
Polimento: operação mecânica de usinagem através de abrasão, onde o ferramental é constituído por um disco ou um conglomerado de discos com revestimentos de substâncias abrasivas;
Lixamento: operação mecânica de usinagem por abrasão realizada através de um abrasivo devidamente aderido a uma tela e movimentado com pressão contra a peça;
Jateamento: operação mecânica de usinagem por abrasão, em que as peças são submetidas a um jato abrasivo, para serem rebarbadas, asperizadas ou receberem um acabamento;
Afiação: operação mecânica de usinagem por abrasão, em que é dado o acabamento das superfícies da cunha cortante da ferramenta para que ela esteja apta a realizar as suas funções com a obtenção de ângulos finais da ferramenta;
Tamboreamento: operação mecânica de usinagem em que as peças são colocadas no interior de um tambor com rotação, podendo haver a presença também de materiais especiais, para serem rebarbados ou receberem um acabamento;
Superacabamento: operação mecânica de usinagem por abrasão utilizada especificamente para o acabamento de peças, em que os grãos, que são considerados como ativos do ferramental abrasivo, estão sempre em contato com a superfície da peça.
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Os processos de acabamento por abrasão são utilizados para obtenção de superfícies consideradas com acabamentos finos e com um elevado controle em relação aos aspectos visuais e rugosidade. Nesse sentido, o processo que é mecânico de usinagem por abrasão executado com abrasivo aplicado por porta-ferramenta adequado, com objetivo de se obter dimensões especificadas da peça, quepodemos observar nesse processo é:
Parte superior do formulário
a) Afiação.
b) Jateamento.
c) Lapidação.Feedback: alternativa correta , devido ao fato de essas serem as características do processo de lapidação.
d) Lixamento.Feedback: alternativa incorreta , pois essa é uma operação mecânica de usinagem por abrasão, portanto, sendo executada por abrasivo aderido a uma tela e movimentado com pressão contra a peça.
e) Espelhamento.Feedback: alternativa incorreta , pois essa é uma operação mecânica de usinagem por abrasão, no qual é dado o acabamento final da peça por meio de abrasivos associados a um porta-ferramenta específico para cada tipo de operação, a fim de se obter uma superfície especular.
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indicações
LIVRO
Aplicação e Utilização dos Fluidos de Corte nos Processos de Retificação
Editora : Artliber
Eduardo Carlos Bianchi
ISBN : 9788588098152
Comentário : O processo de retífica tem uma importância muito grande em relação aos demais processos de usinagem existentes, isso ocorre por possibilitar a obtenção de específico acabamento superficial da peça a ser usinada. Nesse sentido, há a necessidade de entendermos e trabalharmos os fluídos de corte nesta operação.
WEB
Máquina de Lapidação Robótica da Lapidart
Ano : 2011
Comentário : O processo de lapidação é considerado um processo realizado por porta-ferramenta adequado, com objetivo de se obter dimensões especificadas da peça. Em muitas situações, esse processo é realizado em pedras preciosas, conforme podemos verificar no vídeo a seguir, é possível encontrar maquinário automático para a realização desta operação. Para conhecer mais, acesse o vídeo a seguir.
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conclusão
Conclusão
Nesta unidade, aprendemos sobre as características básicas das operações relacionadas ao serramento, onde foi possível caracterizar e classificar os tipos de operações de serramento, assim como as principais máquinas utilizadas nesse processo. Da mesma forma, pudemos avaliar as operações de mandrilamento, além de observarmos as características das operações de usinagem por abrasão, onde ressaltamos o processo de retífica e brunimento, sendo eles identificados os tipos de operações, características e maquinários utilizados.
Adicionalmente, discorremos sobre os processos de acabamento por abrasão, em que conseguimos exemplificá-los e caracterizar suas respectivas operações.
referências
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