SOLUÇÕES PARA ACABAMENTO SUPERFICIAL DE QUALIDADE NA OPERAÇÃO DE TORNEAMENTO INTERNO

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FACULDADE SENAI-PR
SOLUÇÕES PARA ACABAMENTO SUPERFICIAL DE QUALIDADE NA OPERAÇÃO DE TORNEAMENTO INTERNO
Trabalho apresentado por Arthur Araujo e Rodrigo Tavares, à Faculdade Senai-PR, para matéria de Metodologia de Pesquisa, ao Profº Rodrigo Zawadzki.
SENAI-PR
2014
RESUMO
No processo da usinagem de torneamento interno existem fatores que podem comprometer a qualidade da peça.
Os resultados obtidos neste artigo foram feitos com base em um corpo de prova com três tipos de barras: antivibratórias, metal duro e aço.
1. INTRODUÇÃO
Para obter um acabamento de qualidade é necessário analisar e considerar os fatores que podem influenciar positiva ou negativamente cada processo e assim escolher ferramentas e estratégias mais adequadas. No torneamento externo, por exemplo, o balanço da ferramenta não deve ser afetado pelo comprimento da peça e o tamanho do porta-ferramenta deve ser escolhido para suportar as forças e as tensões que normalmente surgem durante a operação. Já no torneamento interno, a escolha da ferramenta é mais restrita devido ao diâmetro e ao comprimento do furo da peça, uma vez que a profundidade determina o balanço. Por conta dessa restrição, podem surgir combinações entre comprimento e diâmetro em que o corpo da ferramenta pode ficar frágil, gerando assim instabilidade na usinagem. Para evitar essa instabilidade existem opções de ferramentas com o corpo de aço, metal duro e antivibratórias.
2. DESENVOLVIMENTO
No torneamento interno a escolha da ferramenta é muito restrita pelo diâmetro do furo da peça e pelo comprimento (relação do furo com balanço da ferramenta). Uma regra geral é selecionar uma ferramenta com o menor balanço e com o maior diâmetro possível. Selecionar a ferramenta correta para a operação, aplicar e fixá-la corretamente tem um efeito para manter a deflexão e as vibrações da ferramenta a um mínimo.
2.1 FATORES QUE INFLUENCIAM A VIBRAÇÃO
	
2.1.1 Escolha das ferramentas;
A escolha da ferramenta se define através do material a ser usinado, para cada comprimento longitudinal deve-se definir o comprimento adequado e o diâmetro os tipos de ferramentas abordadas nesse artigo são: antivibratórias, metal duro e aço (Figura 1)
Figura 1. Escolha da ferramenta pelo tipo de operação, sistema de ferramenta, tipo de pastilha e dados de corte.
	2.1.2 Escolha do formato da pastilha (Figura 2);
Figura 2. O tipo da pastilha influencia a vibração, pois quanto maior a area de contato maiores serão os esforços de corte.
	2.1.3 Escolha do ângulo de posição;
Afeta a direção e a amplitudo das forças axial e radial, um angulo de posição grande gera uma força de corte axial grande, enquanto um angulo de posição pequeno resulta em uma força de corte radial grande (Figura 3).
Figura 3. Relação de angulos de posição.
	2.1.4 Forças de corte
Forças que influenciam no torneamento interno: força de corte tangencial (Ft), força de corte radial (Fr) e força de corte axial (Fa). Conforme Figura 1, que demonstra a folga suficiente a fim de evitar o contato entre a parede do furo e a ferramenta.
Figura 4. Decomposição de forças para torneamento interno.
2.2. Procedimento experimental
Com um corpo de prova preparado em AISI1045 de media dureza com um furo de diâmetro de 19,7mm foram definidos os parâmetros de corte em três avanços fn=0,05 mm/min, fn=0,2 mm/min e fn=0,3 mm/min e em três tamanhos para cada barra, balanços de 3xd, 4xd, 5xd, 6xd e 10xd, ou até haver a vibração e utilizada as seguintes ferramentas:
a) Barra em aço: A12M-STFPR 09-R (Fabricante Sandvik Coromant).
b) Barra em metal duro com refrigeração interna: E12Q-STFPR 09-R (Fabricante Sandvik Coromant).
c) Barra com sistema antivibratório: Silent Tools F12Q-STFPR 09-R (Fabricante Sandvik Coromant).
Para os três casos foi utilizada pastilha de metal duro TPMT 090204 PF 4225 (Fabricante Sandvik Coromant).
Para cada ensaio foram utilizadas cinco amostras.
Resultados obtidos:
A barra antivibratória teve uma estabilidade em todos os avanços, o comportamento da barra de metal duro só foi superior do que a barra de aço na posição de quatro vezes o diâmetro para todos os avanços conforme a tabela abaixo:
Tabela 1. Resultados dos testes.
3. Conclusão
	A partir dos resultados dos experimentos em usinagem com barra de mandrilar interna com corpo de aço, metal duro e antivibratória utilizando um corpo de prova de AISI1045, concluímos que a barra antivibratória obteve os melhores resultados tendo uma estabilidade melhor para todos os balanços e avanços, já a de aço é comprometida com o corpo de 4xd, porem com dois milímetros menores sua estabilidade retorna. Para a barra de metal duro não houve estabilidade acima de 4xd.
Podemos assim afirmar que as barras antivibratórias são a melhor solução para uma estabilidade no acabamento superficial no processo de torneamento interno para comprimentos com balanços acima de 4xd.
Os resultados obtidos ainda nos encaminham para um subsequente momento da pesquisa, quando analisaremos a influência do desgaste da pastilha na estabilidade das barras.
4. Bibliografia
http://www.omundodausinagem.com.br/?p=3988
http://www.sandvik.coromant.com/pt-pt/knowledge/general_turning/application_overview/internal_turning/longitudinal_turning/Pages/default.aspx#2