Como o gasto com a ferramenta de corte representa uma parcela considerável no custo toral da produção, a medição e o monitoramento adequado dos esforços durante a usinagem possibilitam determinar o momento exato da troca da ferramenta de modo a evitar prejuízos com seu descarte prematuro, paradas excessivas de produção e perda de produtos semiacabados[1].

Neste trabalho, a medição dos esforços de usinagem durante o processo de fresamento do ferro fundido nodular foi realizada por meio do emprego de um dinamômetro rotativo Kistler’ instr ument AG, modelo 9123, que foi fixado no eixo-árvore da máquina-ferramenta. De modo a verificar o comportamento dessa grandeza, foram usinados canais ao longo de cada região das amostras. A usinagem dos canais

Figura 1 – Microestrutura encontrada em cada região analisada (periferia – 176 HB e 586,96 MPa; zona intermediária – 179 HB e 561,26 MPa; núcleo – 180 HB e 546,76 Mpa)

Figura 2 – Comportamento do torque ao longo das regiões das amostras

 

tem como objetivo analisar a existência de possíveis alterações de esforços de usinagem entre as regiões analisadas.

A fi gura 1 (pág. 64) indica o trajeto da ferramenta e a microestrutura de cada região analisada, além dos valores de dureza e limite de resistência. Após a usinagem da região da periferia, a ferramenta era retirada e, posteriormente, era feito o monitoramento do nível de desgaste. Caso o desgaste de flanco médio (VB B ) ultrapassasse o valor de 0,1 mm, a ferramenta era substituída por uma nova. Essa análise também foi realizada durante a usinagem da região da zona intermediária e da região do núcleo. Para cada região, os dados de torque eram obtidos por 3 s em cada região com taxa de aquisição de 1.000 pontos/s.

De modo a obter um maior aproveitamento do corpo de prova e maior confiabilidade nos resultados, foram usinados oito canais ao longo da seção transversal, um teste e sete réplicas.

Durante a coleta de dados, foi obser vado um aumento significativo dos esforços quando se deslocou da região do núcleo para a periferia. A figura 2 apresenta o comportamento do torque nas três regiões das amostras retangulares para os diferentes parâmetros de velocidade de corte e avanço empregados durante os experimentos.

Em todos os pares de parâmetros adotados, a região do núcleo sempre apresentou maiores valores de momento torsor. Esse comportamento pode ser explicado pela maior dureza e resistência à tração da região do núcleo em relação à zona intermediária e à região da periferia.

A tabela 1 apresenta a diferença (aumento e redução) percentual média e estatística do torque entre as regiões das amostras retangulares para os diversos parâmetros de usinagem empregados nos experimentos. É possível notar que a comparação realizada entre a região do núcleo e a região da periferia, quando usinado com velocidade de corte de 250 m/min e avanço de corte de 0,1 mm/dente, foi a que apresentou maior diferença percentual (redução de 12,39 %). Por outro lado, a comparação do torque entre as regiões da zona inter mediária e da periferia, quando usinado com os mesmos parâmetros de usinagem, foi a que apresentou menor diferença percentual (redução de 2,61 %).

A tabela também apresenta a comparação do torque entre as regiões, utilizando a metodologia estatística de comparação de dois tratamentos, com confiabilidade de 95%. Os valores de p-value <0,05 mostram que os resultados obtidos diferem estatisticamente. A comparação do momento tor-

sor do núcleo com a periferia mostrou diferença estatística significativa em todas as condições de corte usadas (com valores de p-value de 0,0491; 0,0179; 0,0149 e 0,0138, respectivamente). A comparação da região do núcleo para a zona intermediária, com velocidade de corte de 250 m/min e avanço de corte de 0,1 mm/ dente também apresentou diferença estatística significativa (p-value = 0,0294). Por outro lado, se fosse adotado um nível de confiabilidade de 90%, dois outros resultados das comparações apresentariam diferenças significativas (comparação do núcleo com a zona intermediária, para a velocidade de corte de 150 m/min e avanço de corte de 0,2 mm/dente, onde p-value = 0,0627, e a comparação do núcleo com a zona intermediária, para a velocidade de corte de 250 m/min e avanço de corte de 0,2 mm/dente, onde p-value = 0,0542).

A tabela 2 apresenta a avaliação da incerteza de medição do momento torsor, além de todas as informações referentes ao seu cálculo, durante o torneamento da região do núcleo, quando usinado com velocidade de corte de 250 m/min e avanço de corte de 0,1 mm/dente.

A avaliação da incer teza mostrou que o momento torsor possui uma incerteza expandida de 9,399920 N.cm para k = 2,0 e 95,45% de abrangência. A correção relativa à linearidade e à histerese do dinamômetro foi a que mais contribuiu para o cálculo da incerteza padrão (aproximadamente 99,96%).

Considerações finais

De forma geral, pode-se concluir que a região da periferia apresentou menores esforços de usinagem, em comparação às regiões da zona intermediária e do núcleo. As menores resistência mecânica e dureza desta região, proporcionadas pela matriz ferrítica, garantiram esse tipo de resultado, embora apresente maior ductilidade.

Referência


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