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UNIVERSIDADE NOVE DE JULHO DIRETORIA DE CIÊNCIAS EXATAS
PROGRAMA DE MESTRADO EM ENGENHARIA DE PRODUÇÃO
MEDIÇÃO DO DESGASTE DE BROCAS HELICOIDAIS DE AÇO RÁPIDO POR MEIO DO USO DE UM
DISPOSITIVO A LASER
FERNANDO APARECIDO PACHECO DA SILVA FORTUNATO
SÃO PAULO
2012
FERNANDO APARECIDO PACHECO DA SILVA FORTUNATO
MEDIÇÃO DO DESGASTE DE BROCAS HELICOIDAIS DE AÇO RÁPIDO POR MEIO DO USO DE UM
DISPOSITIVO A LASER
Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado em Engenharia de Produção, da Universidade Nove de Julho – UNINOVE, como requisito para a obtenção do título de Mestre em Engenharia de Produção.
ORIENTADOR: PROF. DR. ELESANDRO ANTONIO BAPTISTA
CO-ORIENTADOR: PROF. DR. NIVALDO LEMOS COPPINI
SÃO PAULO
2012
Fortunato, Fernando Aparecido Pacheco da Silva. Medição do desgaste de brochas helicoidais de aço rápido por meio do uso de um dispositivo a LASER. . / Fernando Aparecido Pacheco da Silva Fortunato. 2012. 142 f. Dissertação (mestrado) – Universidade Nove de Julho - UNINOVE, São Paulo, 2012. Orientador (a): Prof. Dr. Elesandro Antonio Baptista.
1. Brocas. 2. Aço rápido. 3. Laser. 4. Desgaste. I. Baptista, Elesandro Antonio.
CDU 624
I
II
Dedico este trabalho aos meus
amados pais, Valdir e Irma; e a
minha querida irmã Priscila.
III
AGRADECIMENTOS
Primeiramente agradeço a Deus por minha vida. Obrigado Senhor por me conduzir a mais uma grande vitória; a conclusão do curso de mestrado.
Aos meus Pais Valdir Fortunato e Irma Pacheco da Silva Fortunato, os melhores pais que um filho poderia ter. Não tenho palavras para expressar o amor, orgulho, admiração e a gratidão que sinto por vocês.
À minha irmã Priscila Aparecida Pacheco Fortunato, pelo amor, apoio incondicional, amizade, e encorajamento em todos os momentos da minha vida.
Aos meus padrinhos Angela Pacheco Caetano e José Maria Caetano, por serem pessoas maravilhosas e estarem sempre presentes na minha vida.
Ao meu orientador e amigo, Professor Dr. Elesandro Antonio Baptista; a quem agradeço pelos ensinamentos, companheirismo, dedicação e a valiosa orientação.
Ao Co-orientador deste trabalho, o Professor Dr. Nivaldo Lemos Coppini; agradeço pela amizade, confiança, sabedoria e experiência, que foram muito importantes para o desenvolvimento deste trabalho.
Ao Professor Dr. Milton Vieira Junior, pela amizade, incentivo e todo auxílio fornecido durante o curso.
Ao Professor Dr. Marcos Valério Ribeiro, por sua presença na banca examinadora.
Aos Engenheiros Pedro Cabrera Junior e Ivan Correr, pela atenção, companheirismo e constante suporte durante os ensaios de furação.
À empresa GEOTECNO, por disponibilizar seus equipamentos e espaço físico para execução dos ensaios de furação.
À Universidade Nove de Julho, pela bolsa de estudos integral.
IV
“Tenha coragem vá em frente. Determinação, coragem e
autoconfiança são fatores decisivos para o sucesso. Não importam
quais sejam os obstáculos e as dificuldades. Se estamos possuídos
de uma inabalável determinação, conseguiremos superá-los.
Independentemente das circunstâncias, devemos ser sempre
humildes, recatados e despidos de orgulho”.
Tenzin Gyatso – 14º Dalai Lama
V
RESUMO
Este trabalho demonstra como o desgaste das brocas helicoidais de aço
rápido, pode ser medido por meio da utilização de um dispositivo LASER (Light
Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Foram realizados ensaios
de furação em corpos de prova fabricados com aço 4340, utilizando brocas
com diâmetro de 10 mm. A máquina utilizada nos ensaios foi um centro de
usinagem CNC (Comando Numérico Computadorizado), munido de um
Toolsetter a LASER. A medição ocorreu após a execução de um ou mais furos;
a broca que estava em regime de rotação é paralisada, em seguida, o eixo
principal onde a ferramenta foi fixada, se movimenta até o dispositivo
responsável pela medição, interrompendo parcialmente a emissão do feixe de
LASER. À distância gerada pela interrupção da broca foi convertida pelo
sistema eletrônico do Toolsetter, para valores numéricos reais. Os dados
gerados nos ensaios foram coletados por um software de captura de
informações instalado em um notebook, que foi conectado via cabo USB ao
Toolsetter. As informações foram tratadas, para permitir a geração de gráficos
das variações dimensionais da ferramenta. As brocas utilizadas nos ensaios
foram fotografadas, e medidas com auxílio de um software CAD (Computer
Aided Design), para evidenciar a existência de variações dimensionais na
ferramenta. Por meio dos dados estudados nesta pesquisa, conclui-se que a
utilização de um dispositivo a LASER, é eficaz na medição de desgaste e
demais variações dimensionais, presentes nas brocas helicoidais de aço
rápido, após as operações de furação.
PALAVRAS-CHAVE: brocas; aço rápido; LASER; desgaste; Toolsetter.
VI
ABSTRACT
This work shows how the wear of high speed steel twist drill bits, can be
measured through the use of a LASER (Light Amplification by Stimulated
Emission of Radiation). Drilling tests were carried out on specimens made from
4340 steel, using drills with diameter of 10 mm. The machine used in the tests
was a CNC (Computer Numerical Control) machining centre, fitted with a
LASER Toolsetter. The measurement took place after the execution of one or
more holes; the bit that was in rotation scheme is paralyzed, then the main axis
where the tool was fixed, moves up the device responsible for measurement,
partially interrupting the emission of the LASER beam. Distance learning
generated by the interruption of the drill was converted by the electronic system,
Toolsetter for numeric values. The data generated in trials were collected by
information capture software installed on a notebook, which was connected via
USB cable to Toolsetter. The information was handled, to allow the generation
of graphs of dimensional variations of the tool. The drills used in the trials were
photographed, and measures with the aid of a software Computer Aided Design
(CAD), to highlight the existence of dimensional variations in the tool. Through
this research, data studied concludes that the use of a LASER device is
effective in the measurement of wear and other dimensional variations, present
in high speed steel twist drills, after drilling operations.
KEYWORDS: drills; high speed steel; LASER; wear; Toolsetter.
SUMÁRIO
RESUMO .............................................................................................................. V
ABSTRACT .......................................................................................................... VI LISTA DE FIGURAS ............................................................................................... IX
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS ...................................................................... XII LISTA DE GRÁFICOS ............................................................................................ XV
LISTA DE EQUAÇÕES ......................................................................................... XVII 1. INTRODUÇÃO ............................................................................................. 1 1.1. JUSTIFICATIVA ....................................................................................................... 2 1.2. OBJETIVOS ........................................................................................................... 3 1.2.1. OBJETIVO GERAL ....................................................................................................... 3 1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS ............................................................................................ 3 1.3. ESTRUTURA DO TRABALHO .................................................................................... 3
2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO ................................................................. 5 2.1. A OPERAÇÃO DE FURAÇÃO .................................................................................... 5 2.1.1. MOVIMENTOS DA OPERAÇÃO DE FURAÇÃO .................................................................. 7 2.1.2. BROCAS HELICOIDAIS DE AÇO RÁPIDO ......................................................................... 9 2.1.3. PARÂMETROS DE FURAÇÃO ...................................................................................... 13 2.1.4. FLUÍDOS DE CORTE E A OPERAÇÃO DE FURAÇÃO ....................................................... 20 2.1.5. DEFEITOS GERADOS NOS FUROS .............................................................................. 22 2.1.6. TIPOS DE DESGASTE EM BROCAS HELICOIDAIS ........................................................... 25 2.1.7. QUANTIFICANDO O DESGASTE DAS BROCAS HELICOIDAIS ............................................ 29 2.1.8. COMO O DESGASTE DAS BROCAS HELICOIDAIS PODE SER AVALIADO?.......................... 30 2.1.9. CRITÉRIOS DE FINAL DE VIDA DAS BROCAS ................................................................ 36 2.1.10. ESTIMANDO A VIDA ÚTIL DAS BROCAS ........................................................................ 39 2.2. MEDIÇÃO DE DESGASTE DAS FERRAMENTAS DE CORTE EM MÁQUINAS CNC .......... 41 2.2.1. MEDIÇÃO DE DESGASTE MANUAL NA PRÓPRIA MÁQUINA ............................................. 42 2.2.2. MEDIÇÃO DE DESGASTE COM DISPOSITIVOS DENTRO DA MÁQUINA .............................. 44 2.2.3. MEDIÇÃO DE DESGASTE POR MEIO DE MÁQUINAS INDEPENDENTES ............................. 48
3. METODOLOGIA ........................................................................................ 51 3.1. CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA .............................................................................. 51 3.2. ETAPAS DA PESQUISA.......................................................................................... 51 3.3. DETALHES SOBRE O ENSAIO DE FURAÇÃO ............................................................ 53 3.4. PREPARAÇÃO DA MÁQUINA PARA O ENSAIO DE FURAÇÃO ...................................... 57 3.5. PRÉ-TESTE ......................................................................................................... 58 3.6. ENSAIOS DE FURAÇÃO ......................................................................................... 59 3.7. TRATAMENTO DOS DADOS COLETADOS ................................................................ 61 3.8. MÉTODO UTILIZADO NA OBTENÇÃO DE IMAGENS DAS BROCAS ............................... 63 3.9. PROCEDIMENTO EMPREGADO NA MEDIÇÃO DE IMAGENS ....................................... 65
4. RESULTADOS .......................................................................................... 69 4.1. ACERTO DOS PARÂMETROS ................................................................................. 69 4.2. RESULTADOS COM NOVOS PARÂMETROS DE USINAGEM ........................................ 71
5. CONCLUSÕES .......................................................................................... 94
VIII
5.1. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ............................................................. 95
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ........................................................................... 96 BIBLIOGRAFIA CONSULTADA ............................................................................. 119 APÊNDICE ........................................................................................................ 120
IX
LISTA DE FIGURAS
FIGURA 1 – COMBINAÇÃO DOS MOVIMENTOS DE ROTAÇÃO E AVANÇO DURANTE A FURAÇÃO (ADAPTADO DE KOLE ET AL., 1997). ........................................................ 7
FIGURA 2 – MOVIMENTOS NA FURAÇÃO (DINIZ ET AL., 2005).......................................... 8 FIGURA 3 – PARTES DE UMA BROCA HELICOIDAL (DINIZ ET AL., 2005). ......................... 10 FIGURA 4 – DESENHO DE UMA BROCA HELICOIDAL COM HASTE CILÍNDRICA (DINIZ ET AL.,
2005). ...................................................................................................................... 11 FIGURA 5 – ÂNGULO DE PONTA DA BROCA (KOLE ET AL., 1997). ................................... 11 FIGURA 6 – ÂNGULO DE HÉLICE DA BROCA (KOLE ET AL., 1997). .................................. 12 FIGURA 7 – TRÊS CLASSIFICAÇÕES DOS ÂNGULOS DE HÉLICE; SEUS RESPECTIVOS ÂNGULOS
DE PONTA E AS APLICAÇÕES (BRAGA ET AL., 1999). .............................................. 12 FIGURA 8 – ÂNGULO LATERAL DE FOLGA DA BROCA (KOLE ET AL., 1997). .................... 13 FIGURA 9 – TRECHO DE UM QUADRO UTILIZADO PARA OBTER AS ROTAÇÕES EM RPM DAS
BROCAS HELICOIDAIS DE AÇO RÁPIDO (ADAPTADO DE WALKER, 2004, TRADUÇÃO DO AUTOR). .............................................................................................................. 14
FIGURA 10 – TRECHO DE UM QUADRO ONDE É POSSÍVEL ENCONTRAR O VALOR DA VELOCIDADE DE CORTE, PARA BROCAS FABRICADAS EM AÇO RÁPIDO, EM FUNÇÃO DO TIPO DE MATERIAL QUE SERÁ USINADO (KOLE ET AL., 1997). ................................ 15
FIGURA 11 – TRECHO DE UM QUADRO, ONDE É POSSÍVEL ENCONTRAR O VALOR DO PERCURSO DE AVANÇO DAS BROCAS HELICOIDAIS POR ROTAÇÃO, EM FUNÇÃO DO DIÂMETRO DA BROCA (ADAPTADO DE CNC MANIA, 2009). .................................. 16
FIGURA 12 – FORÇAS ATUANTES NAS BROCAS HELICOIDAIS (KONIG; KLOCKE, 1997 APUD PAIVA JUNIOR, 2007). ................................................................................ 17
FIGURA 13 – CONSTANTES EMPÍRICAS PARA O CÁLCULO DO MOMENTO TORSOR (DINIZ ET AL., 2005). ............................................................................................................... 19
FIGURA 14 – APLICAÇÃO DO FLUÍDO DE CORTE POR MEIO DE SISTEMAS HIDRÁULICOS (ADAPTADO DE KOLE ET AL., 1997). ...................................................................... 21
FIGURA 15 – ALMOTOLIAS (CIMM, 2009). ..................................................................... 22 FIGURA 16 – DEFEITOS MAIS COMUNS NOS FUROS (SCHROETER ET AL., 2004). ........... 23 FIGURA 17 – RUGOSÍMETRO MEDINDO A RUGOSIDADE DE UM FURO (COSTA ET AL.,
2007). ...................................................................................................................... 24 FIGURA 18 – DESGASTE FRONTAL (ADAPTADO DE SANDVIK COROMANT, 2006). .... 25 FIGURA 19 – DESGASTE DE CRATERA (ADAPTADO DE SANDVIK COROMANT, 2006).
................................................................................................................................ 26 FIGURA 20 – DEFORMAÇÃO PLÁSTICA DA ARESTA DE CORTE (ADAPTADO DE SANDVIK
COROMANT, 2006). ............................................................................................. 26 FIGURA 21 – LASCAMENTO DA BROCA (ADAPTADO DE SANDVIK COROMANT, 2006).
................................................................................................................................ 26 FIGURA 22 – TRINCAS NO CORPO DA BROCA (ADAPTADO DE SANDVIK COROMANT,
2006). ...................................................................................................................... 27 FIGURA 23 – QUEBRA DA BROCA (SANDVIK COROMANT, 2006). ............................. 27 FIGURA 24 – BROCA COM ARESTAS POSTIÇAS DE CORTE (ADAPTADO DE SANDVIK
COROMANT, 2006). ............................................................................................. 28 FIGURA 25 – LOCAIS ONDE SÃO REALIZADAS AS MEDIÇÕES DA BROCA HELICOIDAL
(ADAPTADO DE KANAI ET AL., 1979 APUD MATTES, 2009). ................................ 29
X
FIGURA 26 – PAQUÍMETRO (A), MICROMETRO EXTERNO (B) E GONIÔMETRO (C) (ADAPTADO DE MITUTOYO, 2009). ...................................................................... 31
FIGURA 27 – LUPA COM RETÍCULO (HOLTERMANN, 2011). ........................................ 31 FIGURA 28 – MICROSCÓPIO DE MEDIÇÃO (MITUTOYO, 2009). ..................................... 32 FIGURA 29 – EXTREMIDADE DE CORTE DE UMA BROCA ANALISADA POR MEIO DA ANÁLISE
DE IMAGEM (PEREIRA, 2010). ............................................................................... 33 FIGURA 30 – MICROSCÓPIO ÓPTICO COM CAPTURA ELETRÔNICA DE IMAGEM (RAM
OPTICAL, 2007). ................................................................................................... 33 FIGURA 31 – PROJETOR DE PERFIL (MITUTOYO, 2009). ................................................ 34 FIGURA 32 – MÁQUINA UNIVERSAL DE MEDIR (SECCO, 1995A). .................................... 35 FIGURA 33 – MÁQUINA DE MEDIR COORDENADAS TRIDIMENSIONAIS (MITUTOYO,
2009). ...................................................................................................................... 36 FIGURA 34 – FORMAS DE CAVACO: FITA (A); HELICOIDAL (B); ESPIRAL (C); LASCAS (D);
PEDAÇOS (E) (ADAPTADO DE FERRARESI, 1970). ................................................ 38 FIGURA 35 – RESULTADO DA SIMULAÇÃO DAS TEMPERATURAS DE USINAGEM EM UMA
BROCA POR MEIO DE ELEMENTOS FINITOS (LI; SHIH, 2007). ................................... 41 FIGURA 36 – MEDIÇÃO MANUAL DIRETA (VOLPATO ET AL., 2004). .............................. 43 FIGURA 37 – PRESETTING INTERNO POR CONTATO (VOLPATO ET AL., 2004). ............... 45 FIGURA 38 – O ESQUEMA DE MEDIÇÃO DE DESGASTE DE UMA FERRAMENTA, COM O
PRESETTING INTERNO SEM CONTATO (RENISHAW, 2003). .................................... 46 FIGURA 39 – MEDIÇÃO DE DESGASTE DE UMA BROCA COM O PRESETTING INTERNO SEM
CONTATO (RENISHAW, 2003). .............................................................................. 47 FIGURA 40 – PRESETTING EXTERNO DO TIPO MANUAL (BIDEFORD TOOL, 2011). ....... 49 FIGURA 41 – PRESETTING EXTERNO DO TIPO AUTOMÁTICO (ZAMEC, 2011). ................. 49 FIGURA 42 – CENTRO DE USINAGEM UTILIZADO NOS ENSAIOS DE FURAÇÃO (ADAPTADO DE
ROMI, 2005). .......................................................................................................... 54 FIGURA 43 – ESQUEMA ONDE É POSSÍVEL VISUALIZAR A MEDIÇÃO DA BROCA UTILIZANDO
O TOOLSETTER (ADAPTADO DE RENISHAW, 2003). .............................................. 55 FIGURA 44 – PONTOS MEDIDOS NA EXTREMIDADE DE CORTE DA BROCA HELICOIDAL
(ADAPTADO DE PAIVA JUNIOR, 2007). ................................................................ 56 FIGURA 45 – EXEMPLO DE VARIAÇÃO DIMENSIONAL NO PONTO “C5” DA BROCA, APÓS
ALGUMAS FURAÇÕES (ADAPTADO DE DINIZ ET AL., 2005). .................................... 57 FIGURA 46 – CORPO DE PROVA FIXADO NA MESA DA MÁQUINA. ...................................... 57 FIGURA 47 – A BROCA SE APROXIMANDO DO CORPO DE PROVA, PARA EXECUTAR O FURO.
................................................................................................................................ 60 FIGURA 48 – TOOLSETTER UTILIZADO NESTE TRABALHO. ................................................ 60 FIGURA 49 – CORPO DE PROVA APÓS O ENSAIO DE FURAÇÃO. .......................................... 61 FIGURA 50 – ARQUIVO DE TEXTO COM AS DIMENSÕES DA BROCA. ................................... 62 FIGURA 51 – EXEMPLO DE UMA PLANILHA COM OS DADOS DO ENSAIO DE FURAÇÃO. ...... 62 FIGURA 52 – CADA UMA DAS CINCO POSIÇÕES QUE FORAM FOTOGRAFADAS NAS BROCAS
HELICOIDAIS DE AÇO RÁPIDO. .................................................................................. 64 FIGURA 53 – DESENHO SIMPLIFICADO DO DISPOSITIVO EMPREGADO NA FIXAÇÃO DAS
BROCAS HELICOIDAIS PARA O REGISTRO DE IMAGENS. ............................................. 64 FIGURA 54 – DUAS LINHAS SOBRE A IMAGEM DA BROCA. ................................................ 66 FIGURA 55 – PONTO DE REFERENCIA SELECIONADO PARA A ESCALA. .............................. 66 FIGURA 56 – DOIS PONTOS QUE REPRESENTAM A DIMENSÃO CONHECIDA. ....................... 67 FIGURA 57 – RESULTADO DA MEDIÇÃO POR MEIO DO COMANDO DISTANCE. ................... 67
XI
FIGURA 58 – EXEMPLO DE DESGASTE VB NOS PONTOS “E1”; “E2”; “E3” E “E4” DA ARESTA DE CORTE ESQUERDA. ................................................................................. 68
FIGURA 59 – EXEMPLO DE DESGASTE VB NOS PONTOS “D6”; “D7”; “D8” E “D9” DA ARESTA DE CORTE DIREITA. ..................................................................................... 68
FIGURA 60 – QUADRO COM OS PARÂMETROS DE USINAGEM UTILIZADOS EM CADA BROCA, E O NÚMERO DE FUROS EXECUTADOS. ...................................................................... 69
FIGURA 61 – EXTREMIDADE DANIFICADA DA BROCA NÚMERO “1”. ................................. 69 FIGURA 62 – FOTOS DA BROCA NÚMERO “9” APÓS O ENSAIO DE FURAÇÃO. ..................... 73 FIGURA 63 – FOTO DA MEDIÇÃO DO DESGASTE VB NA BROCA NÚMERO “9”.................... 74 FIGURA 64 – FOTOS DA BROCA NÚMERO “10” APÓS O ENSAIO DE FURAÇÃO. ................... 77 FIGURA 65 – FOTO DA MEDIÇÃO DO DESGASTE VB NA BROCA NÚMERO “10”.................. 77 FIGURA 66 – FOTOS DA BROCA NÚMERO “11” APÓS O ENSAIO DE FURAÇÃO. ................... 80 FIGURA 67 – FOTO DA MEDIÇÃO DO DESGASTE VB NA BROCA NÚMERO “11”.................. 81 FIGURA 68 – FOTOS DA BROCA NÚMERO “12” APÓS O ENSAIO DE FURAÇÃO. ................... 83 FIGURA 69 – FOTO DA MEDIÇÃO DO DESGASTE VB NA BROCA NÚMERO “12”.................. 84 FIGURA 70 – FOTOS DA BROCA NÚMERO “13” APÓS O ENSAIO DE FURAÇÃO. ................... 86 FIGURA 71 – FOTO DA MEDIÇÃO DO DESGASTE VB NA BROCA NÚMERO “13”.................. 87 FIGURA 72 – FOTOS DA BROCA NÚMERO “14” APÓS O ENSAIO DE FURAÇÃO. ................... 89 FIGURA 73 – FOTO DA MEDIÇÃO DO DESGASTE VB NA BROCA NÚMERO “14”.................. 90 FIGURA 74 – FOTOS DA BROCA NÚMERO “13” APÓS O ENSAIO DE FURAÇÃO. ................... 92 FIGURA 75 – FOTO DA MEDIÇÃO DO DESGASTE VB NA BROCA NÚMERO “15”.................. 93
XII
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS
C1 Constante empírica do material
CAD Computer Aided Design
CNC Comando Numérico Computadorizado
Cm Desgaste da aresta transversal em relação à largura
Ct Desgaste da aresta transversal em relação ao comprimento
d Diâmetro da broca [mm]
f Avanço de usinagem [mm/rot.]
Fc Força de corte [N]
Ff Força de avanço [N]
Fp Força passiva [N/mm2]
K Constante da Equação de Vida de Taylor
kc Força específica de corte [N/mm2]
kf Força específica de avanço [N/mm2]
kw Desgaste de cratera
LASER Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation
min. Minuto
Mt Momento torsor [kgf.mm]
Mw Desgaste na guia lateral
nm Nanômetro
XIII
nr Rotação da broca [rpm]
Pm Lascamento da aresta em relação à largura
Pt Lascamento da aresta em relação ao comprimento
R3z Rugosidade média do terceiro pico e vale
Ra Rugosidade média
RPM Rotações por minuto
Ry Rugosidade máxima
Rt Rugosidade total
Rz Rugosidade de profundidade média
STP Sistema Toyota de Produção
T Vida da ferramenta [min.]
T1 Vida da aresta da primeira ferramenta [min.]
TC1 Tempo efetivo de corte para a primeira velocidade de corte
[min.]
T2 Vida da aresta da segunda ferramenta [min.]
USB Universal Serial Bus
VB Desgaste médio do flanco
VBmax Desgaste máximo do flanco
Vc Velocidade de corte [m/min.]
vc Movimento de corte
VC1 Vida da aresta da primeira ferramenta [m/min.]
XIV
VC2 Vida da aresta da segunda ferramenta [m/min.]
Vf Velocidade de avanço [mm/min.]
vf Movimento de avanço
ve Movimento efetivo de corte
w Desgaste na quina da broca
x Coeficiente da Equação de Vida de Taylor
x1 Constante empírica do material
y2 Constante empírica do material
° Grau
‘ Minuto
α Ângulo lateral de folga [grau]
γ Ângulo de hélice [grau]
η Direção efetiva
π Constante (PI)
σ Ângulo de ponta [grau]
φ Ângulo de avanço [grau]
Ø Diâmetro
XV
LISTA DE GRÁFICOS
GRÁFICO 1 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DA BROCA NÚMERO “9” APÓS O TRIGÉSIMO QUINTO FURO. .......................................................................................................... 71
GRÁFICO 2 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E1” E “D9” DA BROCA NÚMERO “9”. .......................................................................................................................... 72
GRÁFICO 3 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E2” E “D8” DA BROCA NÚMERO “9”. .......................................................................................................................... 72
GRÁFICO 4 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E3” E “D7” DA BROCA NÚMERO “9”. .......................................................................................................................... 72
GRÁFICO 5 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E4” E “D6” DA BROCA NÚMERO “9”. .......................................................................................................................... 73
GRÁFICO 6 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NA POSIÇÃO “5” DA BROCA NÚMERO “9”. ........ 73 GRÁFICO 7 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DA BROCA NÚMERO “10” APÓS O CENTÉSIMO
SÉTIMO FURO. .......................................................................................................... 75 GRÁFICO 8 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E1” E “D9” DA BROCA NÚMERO
“10”. ........................................................................................................................ 75 GRÁFICO 9 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E2” E “D8” DA BROCA NÚMERO
“10”. ........................................................................................................................ 76 GRÁFICO 10 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E3” E “D7” DA BROCA NÚMERO
“10”. ........................................................................................................................ 76 GRÁFICO 11 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E4” E “D6” DA BROCA NÚMERO
“10”. ........................................................................................................................ 76 GRÁFICO 12 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NA POSIÇÃO “5” DA BROCA NÚMERO “10”. .... 76 GRÁFICO 13 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DA BROCA NÚMERO “11” APÓS O QUARTO FURO.
................................................................................................................................ 78 GRÁFICO 14 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E1” E “D9” DA BROCA NÚMERO
“11”. ........................................................................................................................ 78 GRÁFICO 15 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E2” E “D8” DA BROCA NÚMERO
“11”. ........................................................................................................................ 79 GRÁFICO 16 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E3” E “D7” DA BROCA NÚMERO
“11”. ........................................................................................................................ 79 GRÁFICO 17 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E4” E “D6” DA BROCA NÚMERO
“11”. ........................................................................................................................ 79 GRÁFICO 18 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NA POSIÇÃO “5” DA BROCA NÚMERO “11”. .... 80 GRÁFICO 19 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DA BROCA NÚMERO “12” APÓS O DÉCIMO FURO.
................................................................................................................................ 81 GRÁFICO 20 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E1” E “D9” DA BROCA NÚMERO
“12”. ........................................................................................................................ 82 GRÁFICO 21 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E2” E “D8” DA BROCA NÚMERO
“12”. ........................................................................................................................ 82 GRÁFICO 22 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E3” E “D7” DA BROCA NÚMERO
“12”. ........................................................................................................................ 82 GRÁFICO 23 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E4” E “D6” DA BROCA NÚMERO
“12”. ........................................................................................................................ 83 GRÁFICO 24 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NA POSIÇÃO “5” DA BROCA NÚMERO “12”. .... 83
XVI
GRÁFICO 25 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DA BROCA NÚMERO “13” APÓS O QUARTO FURO. ................................................................................................................................ 84
GRÁFICO 26 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E1” E “D9” DA BROCA NÚMERO “13”. ........................................................................................................................ 85
GRÁFICO 27 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E2” E “D8” DA BROCA NÚMERO “13”. ........................................................................................................................ 85
GRÁFICO 28 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E3” E “D7” DA BROCA NÚMERO “13”. ........................................................................................................................ 85
GRÁFICO 29 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E4” E “D6” DA BROCA NÚMERO “13”. ........................................................................................................................ 86
GRÁFICO 30 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NA POSIÇÃO “5” DA BROCA NÚMERO “13”. .... 86 GRÁFICO 31 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DA BROCA NÚMERO “14” APÓS O DÉCIMO
SEGUNDO FURO. ....................................................................................................... 87 GRÁFICO 32 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E1” E “D9” DA BROCA NÚMERO
“14”. ........................................................................................................................ 88 GRÁFICO 33 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E2” E “D8” DA BROCA NÚMERO
“14”. ........................................................................................................................ 88 GRÁFICO 34 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E3” E “D7” DA BROCA NÚMERO
“14”. ........................................................................................................................ 88 GRÁFICO 35 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E4” E “D6” DA BROCA NÚMERO
“14”. ........................................................................................................................ 89 GRÁFICO 36 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NA POSIÇÃO “5” DA BROCA NÚMERO “14”. .... 89 GRÁFICO 37 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS DA BROCA NÚMERO “15” APÓS O QUINTO FURO.
................................................................................................................................ 90 GRÁFICO 38 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E1” E “D9” DA BROCA NÚMERO
“15”. ........................................................................................................................ 91 GRÁFICO 39 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E2” E “D8” DA BROCA NÚMERO
“15”. ........................................................................................................................ 91 GRÁFICO 40 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E3” E “D7” DA BROCA NÚMERO
“15”. ........................................................................................................................ 91 GRÁFICO 41 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NAS POSIÇÕES “E4” E “D6” DA BROCA NÚMERO
“15”. ........................................................................................................................ 92 GRÁFICO 42 – VARIAÇÕES DIMENSIONAIS NA POSIÇÃO “5” DA BROCA NÚMERO “15”. .... 92
XVII
LISTA DE EQUAÇÕES
(1) VELOCIDADE DE CORTE ........................................................................................... 14 (2) ROTAÇÃO DA BROCA POR MINUTO ........................................................................... 15 (3) VELOCIDADE DE AVANÇO ........................................................................................ 16 (4) FORÇA DE CORTE NAS ARESTAS CORTANTES ............................................................ 18 (5) FORÇA DE AVANÇO .................................................................................................. 18 (6) MOMENTO TORSOR .................................................................................................. 18 (7) EQUAÇÃO DE VIDA DE TAYLOR ................................................................................ 39 (8) COEFICIENTE DA EQUAÇÃO DE VIDA DE TAYLOR ..................................................... 40 (9) CONSTANTE DA EQUAÇÃO DE VIDA DE TAYLOR ....................................................... 40
1
1. INTRODUÇÃO
O processo de usinagem tem sido amplamente utilizado desde a revolução
industrial (ERTUNC et al., 2001). Este processo é composto por diversas
operações que, visam conceder à peça dimensões e geometria controlada por
meio da remoção de cavacos (FERRARESI, 1970). Neste contexto, a furação é
uma das operações mais utilizadas, afinal, a maioria dos componentes
produzidos na indústria, é dotado de pelo menos um furo (CHEN; LIAO, 2003;
DINIZ et al., 2005; MY et al., 2005).
Para realizar as operações de furação, são empregadas ferramentas
multicortantes conhecidas como brocas (FERRARESI, 1970). Existem diversos
tipos de brocas, portanto, estas ferramentas são fabricadas com materiais,
dimensões e geometrias distintas (NAYEBI; VAGHEFPOUR, 2008).
As brocas são fixadas em furadeiras ou demais máquinas ferramentas, deste
modo, a operação de furação ocorre por meio da combinação dos movimentos
de avanço e rotação da peça ou broca (KOLE et al., 1997). A extremidade da
broca com arestas de corte penetra a superfície peça, removendo cavacos e
produzindo um furo cilíndrico (WALKER, 2004).
No instante do corte, isto é, quando os cavacos são removidos da peça, o local
de usinagem alcança altas temperaturas, isto ocorre devido ao atrito entre a
broca e a peça (OKASHA et al., 2010). O atrito combinado às altas
temperaturas de trabalho danificam gradativamente, as arestas de corte das
brocas, desta forma, a vida útil destas ferramentas é comprometida
negativamente (JURKO; BRYCHTA, 2008; SHARMAN et al., 2008). Exigindo
que a broca seja substituída ou reafiada (DARVISH et al., 2009).
Um problema encontrado nas empresas de usinagem é identificar o momento
adequado para substituir as brocas, a fim de evitar a troca prematura da
ferramenta (DAVIM; BAPTISTA, 2001).
2
Existem critérios para avaliar o momento ideal da substituição e/ou reafiação
das ferramentas, são os chamados critérios de final de vida das brocas
(DAVIM; BAPTISTA, 2001). Infelizmente, estes critérios não são
implementados ou utilizados de forma adequada no chão-de-fábrica,
ocasionando a troca prematura ou tardia da broca; comprometendo a qualidade
do produto e aumentando os custos de produção (MOSHAT et al., 2010;
OLIVEIRA; SILVA JUNIOR, 2010; SOUZA, 2004).
1.1. JUSTIFICATIVA
A furação por meio de usinagem é uma das principais formas utilizadas para,
executar furos em uma superfície (JAAKO; VARIS, 2006). Embora a furação
seja muito utilizada, existe uma carência sobre estudos no assunto
(HAVAJNEH et al., 2011). As brocas são consideradas um elemento chave
nesta operação, afinal, o rendimento destas ferramentas, gera um impacto
direto sobre os custos de fabricação (LI; SHIH, 2007; ZHANG et al., 2000).
Existem diversos tipos de brocas, porém, cada tipo de ferramenta possui
características distintas (KUDLA, 2005). Um dos tipos de brocas mais utilizadas
nas empresas que atuam com usinagem, são as brocas helicoidais de aço
rápido (KO et al., 2003). Segundo Diniz et al. (2006, p. 184) “[...] no Brasil, mais
da metade das operações de furação ainda são realizadas com brocas
helicoidais de aço rápido [...]”.
Em um mercado cada vez mais competitivo, as empresas têm a necessidade
de reduzir seus custos de produção, sem comprometer a qualidade do produto
(JAHARAH et al., 2009; JANTUNEM, 2002). Esta meta é possível com a
otimização do sistema produtivo (JURKO et al., 2011).
Os avanços tecnológicos em diversas áreas do conhecimento, permitiram a
aplicação de novos recursos no chão-de-fábrica; neste contexto está a
amplificação da luz por emissão estimulada de radiação, também conhecida
pela sigla LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation),
muito utilizado em diversas aplicações industriais (CASAVOLA et al., 2009). O
3
LASER é essencial para o funcionamento do presetting interno sem contato,
que também é conhecido pelo nome de Toolsetter (FARDIN et al., 2010). Este
equipamento pode ser acoplado em diversas máquinas ferramenta,
especialmente nas do tipo CNC (Comando Numérico Computadorizado), para
detectar eventuais danos às ferramentas de usinagem (RENISHAW, 2003).
Observando as funcionalidades do sistema Toolsetter, foi levantada uma nova
hipótese; a de analisar o desgaste das brocas de aço rápido. Observando a
relevância do assunto apresentado, para as empresas que atuam com a
usinagem, o presente trabalho visa contribuir com uma pesquisa experimental,
para verificar a eficácia do sistema Toolsetter, na medição do desgaste das
brocas helicoidais de aço rápido.
1.2. OBJETIVOS
Os objetivos deste trabalho estão divididos em dois grupos: “objetivo geral”; e
“objetivos específicos”. Na sequencia, cada um destes será apresentado.
1.2.1. OBJETIVO GERAL
Avaliar o desgaste das brocas helicoidais de aço rápido, por meio de um
dispositivo a LASER (Toolsetter).
1.2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
Os objetivos específicos são:
• medir o desgaste das brocas por meio do Toolsetter;
• medir o desgaste das brocas de aço rápido, utilizando um
software de desenho assistido por computador (CAD - Computer
Aided Design).
1.3. ESTRUTURA DO TRABALHO
O presente trabalho está estruturado em 6 capítulos, estes são:
4
• capítulo I – Introdução, justificativa, objetivos e estrutura do
trabalho;
• capítulo II – Levantamento bibliográfico: apresenta o estado da
arte no tema, isto é, um referencial teórico que aborda, os
principais conceitos envolvendo as operações de furação, e sobre
a medição de desgaste das ferramentas em máquinas CNC;
• capítulo III – Metodologia: caracteriza o tipo de pesquisa
desenvolvida. Além de descrever como foram realizados: os
ensaios de furação; a coleta de dados; o tratamento dos dados; e
a analise de imagens;
• capítulo IV – Resultados: apresenta as variações dimensionais
das brocas; obtidas por meio de medições com o Toolsetter e
através da medição de imagens;
• capítulo V – Considerações finais e sugestões para trabalhos
futuros;
• referências bibliográficas – Material utilizado para embasar este
trabalho;
• referências consultadas – Normas técnicas e demais materiais,
que foram apenas consultados;
• apêndice – Informações suplementares.
5
2. LEVANTAMENTO BIBLIOGRÁFICO
O levantamento bibliográfico tem como objetivo, fornecer um maior
entendimento sobre o assunto pesquisado (GIL, 2002, 2010). Na sequencia,
será apresentado um referencial teórico delimitado; que aborda os principais
conceitos envolvendo a operação de furação, e sobre a medição de desgaste
das ferramentas multicortantes em máquinas CNC.
2.1. A OPERAÇÃO DE FURAÇÃO
A furação surgiu para facilitar a montagem entre os componentes, ou seja,
eram realizados furos na superfície das matérias-primas, para a posterior união
por meio de encaixes do tipo macho-fêmea (SINGH et al., 2009). Ferraresi
(1970, p. XXIX) define a operação de furação como um “[...] processo de
usinagem destinado à obtenção de um furo geralmente cilíndrico numa peça,
com o auxílio de uma ferramenta multicortante [...]”.
A furação é uma das operações de usinagem mais antigas que existem
(WYATT; TRMAL, 2006). Os primeiros registros históricos da utilização da
furação demonstram que, a mais de 4000 anos os egípcios já utilizavam esta
operação em suas construções (BRAGA et al., 1999; ZHANG; WANG, 2010).
Desde então, houve uma evolução gradual da operação de furação; com o
passar dos anos, eventos como a revolução industrial e duas guerras mundiais
proporcionaram um avanço tecnológico em diversas áreas, consequentemente,
a utilização de furos ganhou inúmeras aplicações (GOLDACKER; OLIVEIRA,
2008).
A operação de furação é utilizada na fabricação de: conexões elétricas e
componentes eletrônicos (HINDS; TREANOR, 2000); semicondutores, barcos e
navios (JYWE; CHEN, 2006); móveis (DAVIM et al., 2007); equipamentos
hospitalares (TAYLOR et al., 2010); aviões (FARAS et al., 2009); automóveis
(FARID et al., 2011); e muitos outros.
6
A quantidade de furos utilizados é um fator surpreendente, por exemplo, para
fabricar um avião do tipo Airbus A350, são realizados cerca de 55000 furos
(FARAS et al., 2009).
Além de possibilitar a instalação por meio de encaixes, a furação é muito
utilizada na confecção de roscas tipo “fêmea”, onde, primeiro é necessário
realizar um furo, para que na sequencia seja executada a rosca (DURÃO et al.,
2010a).
A execução de furos também pode ser realizada por meio de outros processos,
por exemplo: estampagem; eletroerosão; corte a plasma; LASER; e outros.
Porem, algumas características como, o local onde executado o furo, os custos
e a espessura do material a ser furado, podem inviabilizar a utilização destes
processos (HUANG et al., 2009; HWANG et al., 2008).
Neste contexto, a usinagem de furos se demonstra um método versátil e
economicamente atraente, por isso, é amplamente utilizada em diversos
segmentos da indústria (RAHAMATHULLAH; SHUNMUGAM, 2011). Estima-se
que, cerca de 40% de todo material removido no processo de usinagem da
indústria automobilística; resulta das operações de furação (FARID et al.,
2011).
A ferramenta multicortante utilizada nas operações de furação é chamada de
“broca”. Basicamente, a furação resulta da combinação de movimentos entre, o
material a ser furado e a broca, estes movimentos são chamados de rotação e
avanço (LI; SHIH, 2007; ZEILMANN; WEINGAERTNER, 2007).
A aplicação dos movimentos de avanço e rotação varia de acordo com o tipo
de máquina utilizada, por exemplo, nas furadeiras, o material permanece
estático e recebe a penetração da broca em rotação. Com os tornos, ocorre o
inverso, ou seja, a peça sofre a rotação, e a broca realiza apenas o movimento
de penetração (KOLE et al., 1997).
O material removido da peça durante a usinagem é chamado de cavaco
(FERRARESI, 1970). Os cavacos possuem formas e dimensões distintas
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ferramenta após o corte, isto é, o instante em que a ferramenta
se afasta da peça.
Os movimentos de usinagem possuem direções. Segundo Ferraresi (1970, p.
3) “Devem-se distinguir a direção de corte, direção de avanço e direção efetiva
de corte”. Estas direções são instantâneas, e estão relacionadas às
velocidades e percursos da ferramenta de corte (DINIZ et al., 2005).
Na usinagem existem três tipos de velocidades: de corte; de avanço; e efetiva
de corte (DINIZ et al., 2005; FERRARESI, 1970):
• velocidade de corte é a velocidade tangencial que ocorre como
consequência da rotação da ferramenta, em relação à peça;
• velocidade de avanço é a velocidade da ferramenta no sentido
e direção de avanço;
• velocidade efetiva de corte é a velocidade da aresta cortante,
em relação a direção efetiva de corte.
Os percursos da ferramenta cortante referem-se aos percursos de corte,
avanço e efetivo de corte (FERRARESI, 1970):
• percurso de corte é a distância percorrida pela aresta de corte
da ferramenta na direção de corte;
• percurso de avanço é a distância percorrida pela ferramenta
na direção de avanço;
• percurso efetivo de corte é a distância percorrida pela
ferramenta na direção efetiva de corte.
2.1.2. BROCAS HELICOIDAIS DE AÇO RÁPIDO
As brocas são ferramentas multicortantes, desenvolvidas para a execução de
furos cilíndricos. Até 1863 as brocas eram formadas apenas por um corpo
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(0,89%);
(4,90%). E
e são rela
ILLARES M
arâmetros
em diminui
maturos (H
omo estes
fundament
et al., 200
dos pode
nar até fal
Para minim
o a partir
mente os â
1997; WA
oca, repres
T AL., 1997
pido (HSS
nagem (KO
oidais é u
vanádio (
Estas ferra
ativamente
METALS,
de usinag
ir a qualida
HUANG, 2
s parâmetr
tal para ob
00). Além d
reduzir de
lhas catast
mizar transt
13
de dois
ângulos
ALKER,
sentado
7).
– High
O et al.,
ma liga
1,80%);
amentas
e fáceis
2005).
gem de
ade dos
008). O
ros são
btenção
disso, a
e forma
tróficas,
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re
ou
O
et
ou
ca
V
O
as
de
ap
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F
DA
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u seja, ant
O primeiro p
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u peça em
alcular a ve
100cdV ⋅
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OndVc =d = nr =
O valor da
ssociam o
estas infor
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rocas helic
FIGURA 9 –
AS BROCAS
do que os
es da usin
parâmetro
, p. 206) “V
m uma un
elocidade d
00rn⋅
de: = velocidaddiâmetro d rotações d
a rotação
o diâmetro
rmações re
o trecho de
coidais de
– TRECHO D
S HELICOIDA
parâmetro
agem (DU
a ser dete
Velocidade
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também
da broca
esulta no
e um quadr
aço rápido
DE UM QUAD
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os de fura
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erminado é
e de corte é
tempo”. P
DINIZ et al
e [m/min.];mm]; por minuto
pode ser
a a diverso
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ro, utilizado
o.
DRO UTILIZA
RÁPIDO (AD
DO AUTO
ção sejam
N, 2009).
é a velocida
é o espaço
Por meio d
l., 2005).
[rpm].
obtido p
os tipos d
rotação (W
o para obte
DO PARA OB
DAPTADO DE
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m definidos
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o percorrid
da Equaçã
or meio d
e materiai
WALKER, 2
er as rotaç
BTER AS RO
E WALKER
s de forma
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o pela ferr
ão (1) é p
de quadro
is. O cruz
2004). A F
ções em R
OTAÇÕES EM
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14
previa,
do Kole
ramenta
possível
(1)
os, que
zamento
Figura 9
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A
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A
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O
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m
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πEm nr =Vc =d =
ssim como
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OLE et al.
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ápido, em f
FIGURA 10
VELOCIDAD
O segundo
orte. Em a
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máquinas o
vanço é ca
(2) é utili
de furação
dVc 31=⋅
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o o valor d
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, 1997). A
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DE DE CORTE
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alculada at
izada para
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dVc.8
da broca pde de corteda broca [m
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a velocida
tipo de ma
O DE UM QU
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máquinas
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t al., 1997)
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, a velocida
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ade de co
aterial que
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OCAS FABR
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o avanço
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a rotação
.
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será usina
E É POSSÍVE
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na operaçã
da ferram
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3) (DINIZ e
da broca
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um quadro
brocas fab
ado.
EL ENCONTR
AÇO RÁPIDO
LE ET AL., 1
ão de furaç
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utomática,
et al., 2005
a por minu
m pode se
ências envo
ERRARESI
o onde é p
bricadas e
TRAR O VALO
O, EM FUNÇ
1997).
ção é o ava
corte é re
E et al., 199
a velocid
5).
15
uto, nas
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r obtida
olvendo
I, 1970;
possível
em aço
OR DA
ÇÃO DO
anço de
ealizado
97). Em
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V
O
(v
m
um
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OndVf =f = pnr =Vc =d =
Os valores
variável “f”
meio de tab
m quadro,
rocas helic
FIGURA 11
PERCURS
df
⋅⋅
=π
1000.
de: = velocidadpercurso d rotações d
= velocidaddiâmetro d
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”) são forn
belas ou ca
, onde é
coidais por
1 – TRECHO
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DIÂMETRO
dVc
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ndentes ao
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atálogos (M
possível e
r rotação, e
O DE UM QUA
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O DA BROCA
ço [mm/mda broca ppor minuto e [m/min];mm].
o percurso
elos fabrica
MORAES,
encontrar
em função
UADRO, OND
OCAS HELIC
A (ADAPTAD
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o de avan
antes das
2009). A F
o valor do
do diâmet
DE É POSSÍV
COIDAIS POR
DO DE CNC
o [mm/rot];
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ferrament
Figura 11
o percurso
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VEL ENCONT
R ROTAÇÃO,
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rocas por
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o de avan
ca.
TRAR O VALO
, EM FUNÇÃ
009).
16
(3)
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O DO
O
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A
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20
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A
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F
A
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O cálculo
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l., 2006).
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007). Os d
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a Figura 1
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FIGURA 12 –
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dos parâ
dos. Onde
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ção de m
ETRUCCI
operações
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so de força
de forças
ros ou por
12 é poss
uração.
– FORÇAS A
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CRUZ JUN
s de rotaçã
a furação b
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o usuário
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; ZUCCAR
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a durante a
durante a
meio de c
ível visual
ATUANTES N
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) é a forç
NIOR et
ão e avanç
brocas de
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insere os
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s entre a
RELLO, 19
o é import
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a usinagem
a operação
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lizar as fo
NAS BROCAS
PAIVA JUN
ça exercid
al., 2009
ço, esta fo
arestas sim
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broca e a
998). Porta
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las brocas
m (HUANG
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rças atuan
S HELICOIDA
NIOR, 2007
da perpen
; FERRAR
orça é pra
métricas (S
r o auxi
os no siste
rabalho ao
a peça ge
anto, estim
MASI, 2009
s, normalm
, 2009).
ão ocorre
IERCIGRO
ntes nas b
AIS (KONIG
7).
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RESI, 197
ticamente
SCHROET
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ema, que e
o usuário (
era uma s
mar as forç
9; PAIVA JU
mente são g
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OCH et al.
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G; KLOCKE
nte ao pl
70). Devid
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TER et al.,
17
istemas
executa
(CUS et
série de
ças que
UNIOR,
gerados
uxílio de
, 1998).
icoidais
E, 1997
ano de
do aos
ndo são
2004).
18
A força de corte nas arestas cortantes (Fc) pode ser estimada por meio da
Equação (4) (SCHROETER et al., 2004).
4dfkF cc⋅
⋅= (4)
Na qual: Fc = força de corte [N]; kc = força específica de corte [N/mm2]; f = percurso de avanço da broca por rotação [mm/rot]; d = diâmetro da broca [mm].
A força de avanço (ff) é a reação gerada entre a aresta de corte e direção de
avanço (FERRARESI, 1970). É interessante conhecer o valor desta força, para
verificar se o eixo principal vai suportar os esforços de usinagem. A Equação
(5) representa a força de avanço (SCHROETER et al., 2004).
22
.σdfkF ff
⋅⋅=
(5)
Onde: Ff = força de avanço [N]; kf = força específica de avanço [N/mm2]; f = percurso de avanço da broca por rotação [mm/rot]; d = diâmetro da broca [mm]; σ = ângulo de ponta da ferramenta [grau].
Nas operações de furação a broca é submetida à torsão (BORDIN et al., 2011).
Na usinagem, a torsão é gerada pela resistência de uma superfície ao corte
(FERRARESI, 1970). Durante a furação a torção é originada pelo: contato entre
a peça e as arestas de corte; o esmagamento do material; e o atrito gerado nas
paredes do furo. A Equação (6) demonstra a formula de Kronenberg, utilizada
para calcular o momento torsor (ALMEIDA, 2010; DINIZ et al., 2005).
111 . yx
t fDCM ⋅= (6)
A
ob
F
N
E
tra
VA
A
ca
ca
VA
Fe
m
tra
de
Em Mt =C1,
s constan
bservadas
FIGURA 13 –
a furação
stima-se q
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ACARO, 2
s altas te
avacos em
ausando a
ACARO, 2
erramenta
mecânica s
abalhos a
e trabalho
que: = momentox1 e y2 = c
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na Figura
– CONSTANT
a energia
que a def
90% da
2008).
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2008).
s confecc
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na operaç
o torsor [kgconstantes
ricas C1, x
13 (DINIZ
TES EMPÍRIC
desprendid
formação
energia
as de trab
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astrófica d
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ção de fura
gf.mm]; empíricas
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Z et al., 200
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ET AL., 20
da gera alt
gerada p
mecânica
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podem blo
da ferrame
em aço
ições rígid
VACARO,
ação, utiliza
do materi
e cada tip
05).
O CÁLCULO
005).
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elo atrito
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-rápido, n
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2008). Pa
a-se fluído
al.
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DO MOMENT
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U et al., 2
não poss
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ara reduzir
s de corte.
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TO TORSOR
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peça e a
mica (ZEIL
a a forma
licoidais da
2003; ZEIL
suem res
principalme
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.
19
em ser
R (DINIZ
, 2007).
broca,
LMANN;
ção de
a broca,
LMANN;
istência
ente em
eraturas
20
2.1.4. FLUÍDOS DE CORTE E A OPERAÇÃO DE FURAÇÃO
Os fluídos de corte são os materiais capazes de: lubrificar (MCCOSH; SWACO,
2007); refrigerar; controlar a rugosidade da superfície; reduzir esforços de
usinagem; proteger contra a corrosão; remover cavacos do local de corte
(BRINKSMEIER et al., 1999); e ampliar a vida útil das ferramentas cortantes
(ADLER et al., 2006; KOPAC; SALI, 2006).
Observando estas propriedades, as empresas empregam fluídos de corte nas
operações de furação (POPKE et al., 1999; WANG et al., 2011). Na furação, os
fluídos são utilizados principalmente para reduzir as temperaturas de trabalho
(KRISHNA et al., 2011). E desta forma, aumentar a vida útil das brocas e
melhorar o acabamento dos furos (IYAGBA; OPETE, 2009).
Os fluídos de corte surgiram em 1890, quando Frederick Winslow Taylor
aplicou água nas operações de usinagem, para reduzir as temperaturas de
trabalho (DINIZ et al., 2005). Visando aprimorar o desempenho dos fluídos de
corte, foram adicionados aditivos químicos, dando origem aos fluídos de corte
emulsionáveis (HASIB et al., 2010).
Segundo Pegado et al., (2003, p. 2), “[...] por definição emulsões são misturas
íntimas de dois líquidos imiscíveis, sendo um deles disperso no outro sob forma
de finas gotículas”. As emulsões possuem em sua composição óleos minerais
ou vegetais e aditivos, que reduzem as tensões existentes entre a água e os
demais compostos; concedendo estabilidade a emulsão (BIANCHI et al., 2004;
DINIZ et al., 2005).
Os fluídos de corte devem ser aplicados na região de atrito entre a peça e a
broca (HUSSAIN et al., 2008; ZEILMANN; SLOMP, 2007). Quando o
comprimento de um furo excede três vezes o diâmetro da broca, a operação de
furação ocorre praticamente a seco, pois a vazão de fluído não consegue
atingir o local da usinagem de forma eficaz; isto ocorre devido ao volume de
saída de cavacos (COSTA et al., 2010).
A
ut
ág
hi
20
Q
hi
em
flu
at
or
ac
F
C
qu
su
bi
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tilizado na
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idráulicos o
009; YORO
Quando o
idráulicos,
m repouso
uído é con
tinge o loc
rifícios, e
cima pode
FIGURA 14
onfecciona
ue possue
ua aplicaçã
ico que vis
do fluído
aplicação
m ser apli
ou de form
O, 2010).
fluído de
ocorre um
o no reserv
nduzido po
cal de furaç
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ser visual
– APLICAÇÃ
adas em p
em a funçã
ão. Estes
sa facilitar a
de corte,
o do fluído
cados nas
ma manual
corte é
m ciclo con
vatório [1];
r tubulaçõe
ção [4]; em
o reservat
izado na F
ÃO DO FLUÍD
(ADAPTAD
plástico ou
ão de arma
recipientes
a aplicação
está rela
(HAERTE
s operaçõe
, por meio
aplicado
ntinuo, ond
; é succion
es e mang
m seguida,
tório [5] (K
Figura 14.
DO DE COR
DO DE KOL
metal, as
azenar um
s são norm
o (VALIAS
acionada d
EL et al., 2
es de fura
de almoto
na furaçã
de: o fluído
nado por u
gueiras [3]
, o fluído d
KOLE et a
TE POR MEI
E ET AL., 19
almotolias
determina
malmente c
S et al., 200
diretamente
004). Os ó
ação por m
olias (BELI
ão, por m
o de corte
uma bomba
; a vazão d
de corte es
al., 1997).
O DE SISTEM
997).
(Figura 15
ado fluído,
cilíndricos
09).
e com o
óleos solúv
meio de s
NELLI; MA
meio de s
e que se e
a hidráulic
de fluído d
scoa por c
O ciclo d
EMAS HIDRÁU
5) são rec
até o inst
e dotados
21
método
veis em
istemas
ARÇAL,
istemas
encontra
ca [2]; o
de corte
canais e
descrito
ULICOS
ipientes
ante de
s de um
A
re
su
do
ve
tó
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2.
At
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O
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co
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K
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pós a fura
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o furo ise
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ópico dest
equência n
.1.5. DEFE
tualmente
mpliar a p
eças fabric
Os furos po
estes defe
orte; o e
emperatura
m relação
UDLA, 200
efeitos ma
F
ação, pode
e cavacos
a peça ap
ento de co
existência d
te trabalh
nos furos.
EITOS GERA
os desaf
rodutividad
cadas (RAM
odem ter d
eitos são:
emprego
as geradas
à peça; e
03; VASC
is comuns
FIGURA 15 –
e ser aplic
e gotas
pós a usina
orpos estr
de defeitos
o vai ab
DOS NOS FU
fios das
de; assegu
MJI et al.,
defeitos (C
a utilizaçã
de parâm
s durante a
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ONCELLO
nos furos
– ALMOTOLI
cado ar co
de fluído
agem (ZEI
ranhos, se
s nos furos
bordar os
UROS
empresas
urar precis
2010).
CARVAJAL
ão de bro
metros de
a furação;
so de força
OS; ARAUJ
.
IAS (CIMM,
omprimido
de corte,
LMANN; S
erá possív
s (CARVAJ
defeitos
de usina
são dimens
L et al., 2
cas que p
e furação
a posição
a na furaç
JO, 2011)
, 2009).
o na peça,
que perm
SLOMP, 20
el realizar
JAL et al.,
que ocor
agem são
sional e o
2011). As
perderam
o inadequ
desalinha
ção (KISHO
. A Figura
, para aux
manecem s
007). Com
r mediçõe
2011). O p
rrem com
o: reduzir
acabame
principais
a capacid
uados; as
da do eixo
ORE et al
a 16 apres
22
xiliar na
sobre a
m o local
s, para
próximo
m maior
custos;
nto das
causas
dade do
s altas
o arvore
., 2011;
enta os
O
in
(IN
O
ex
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co
0,
O
po
fu
ci
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et
irr
ru
ro
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FIGURA 16
Os defeitos
nstrumento
NSTRUTE
Os paquíme
xternas, in
raduada co
om dimens
,02 a 0,05
Os relógios
onteiro, cu
uração, os
rcularidade
ambém oc
t al. (201
regularidad
ugosidade
otação da
erramenta
6 – DEFEITO
s nos furo
os de medi
EMP, 2009
etros são in
nternas ou
om encost
são a ser
mm (PRIZ
s compara
ujos movim
s relógios
e e paralel
correm erro
0, p. 3)
des finas,
das pared
broca; a
cortante (R
OS MAIS CO
s podem
ção, por ex
; OLIVEIRA
nstrumento
u de profu
to fixo, ond
medida, n
ZENDT et a
adores são
mentos dep
s compar
lismo dos f
os com rela
“A rugos
resultante
es do furo
velocidade
RAHMAN
OMUNS NOS
ser identif
xemplo, pa
A et al., 20
os destina
undidade.
de, desliza
normalmen
al., 1992).
o instrume
pendem d
radores p
furos (PRIZ
ação à rug
sidade da
es da ação
o é influenc
e de avan
et al., 200
FUROS (SC
ficados vis
aquímetros
007).
dos à med
Este instr
a um curso
nte a prec
entos dota
o acionam
podem se
ZENDT et
gosidade d
superfíci
o inerente
ciada por t
ço da ferr
09). A rugo
CHROETE
sualmente
s ou relógi
dição de di
umento po
or que se
isão dos p
ados de u
mento de u
er uteis
al., 1992).
os furos. S
e é um
e do proce
rês fatores
ramenta; e
osidade do
ER ET AL., 2
ou por m
ios compa
mensões l
ossui uma
ajusta de
paquímetro
ma escala
um apalpa
na mediç
.
Segundo F
conjunto
esso de co
s: a velocid
e a geome
os furos p
23
2004).
meio de
radores
lineares
a régua
acordo
os é de
a e um
dor. Na
ção da
Fonseca
dessas
orte”. A
dade de
etria da
ode ser
m
20
O
um
fa
A
ru
sã
ru
va
O
da
us
(W
C
br
m
tip
medida utili
010). A Fig
FIGURA 17
O rugosíme
ma superf
abricada em
s informaç
ugosidade
ão: rugosid
ugosidade
ale (R3z) (
O valor de
a peça ant
sinagem q
WALKER, 2
om ou se
roca inevit
momento ad
pos de des
izando um
gura 17 ilus
7 – RUGOSÍM
etro é um
fície. A me
m diamant
ções medid
(TEDESC
dade méd
de profund
REBRAC,
rugosidade
tes da ope
que, possib
2004).
em erros, a
tavelmente
dequado d
sgaste das
m equipam
stra o rugo
METRO MED
equipame
edição oco
e, sobre a
das pelo ru
CO et al., 2
ia (Ra); ru
didade mé
2009).
e exigido p
eração, des
bilitem con
após exec
e acaba s
de trocar es
s brocas he
ento cham
osímetro m
DINDO A RUG
2007)
ento eletrô
orre por m
superfície
ugosímetro
2006). Os
ugosidade
édia (Rz); e
pela opera
ste modo,
nceder a r
cutar uma
se desgas
sta ferram
elicoidais.
mado rugo
medindo a r
GOSIDADE D
).
nico, que
eio do des
e do materi
o são conv
parâmetro
máxima
e rugosida
ação deve
será poss
rugosidade
determina
stando (PA
enta, é im
símetro (Z
rugosidade
DE UM FURO
mede os
slocamento
al (COSTA
vertidas pa
os de rugo
(Ry); rugo
de média
ser observ
sível definir
e especific
ada quanti
ATIL, 2010
portante sa
ZEILMANN
e de um fu
O (COSTA E
picos e v
to de uma
A et al., 20
ara parâme
osidade ex
osidade tot
do terceiro
rvado no d
r as condiç
cada para
idade de f
0). Para s
aber ident
24
N et al.,
ro.
ET AL.,
ales de
agulha
07).
etros de
istentes
tal (Rt);
o pico e
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a peça
furos, a
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2.
N
pe
C
es
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po
N
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O
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F
O
sa
ca
.1.6. TIPOS
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onsequent
specificaçõ
ão motivos
ois são cus
este conte
etectar des
t al., 2008
ontal; des
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O desgaste
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FIGURA 18
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2001).
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25
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NIZ et al.,
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FIGURA 24
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ta
30
O dano na aresta transversal é medido em relação à largura (“Cm”), e
comprimento (“Ct”). Este desgaste é considerado crítico, porque ocorre no
momento em que o material entra em contato com a broca. No instante da
usinagem, os esforços de corte aliados à velocidade de corte, podem gerar o
esmagamento do material, e até causar danos na aresta transversal. E por
último, o lascamento da aresta, que também é mensurado de acordo com a
largura (“Pm”) e comprimento (“Pt”) da avaria (MATTES, 2009).
2.1.8. COMO O DESGASTE DAS BROCAS HELICOIDAIS PODE SER AVALIADO?
Os desgastes apresentados anteriormente podem ser avaliados por meio de:
medição direta da broca, utilizando instrumentos de medição; inspeção visual;
microscópios de medição; análise de imagens; projetor de perfil; máquina
universal de medir; medição tridimensional (CARVAJAL et al., 2011; HAERTEL
et al., 2004; PRIZENDT et al., 1992, 1998).
O método de medição direta das brocas emprega paquímetros ou micrômetros
externos, para medir as partes cilíndricas da ferramenta (WALKER, 2004). Os
micrômetros são instrumentos que realizam medições de dimensões lineares
externas; estes instrumentos possuem uma precisão superior aos paquímetros,
podendo medir até 0,001 mm (MITUTOYO, 2009).
A extremidade da broca é composta por diversos ângulos, que podem ser
medidos por meio de um goniômetro. Este instrumento tem a função medir
superfícies angulares; sua precisão varia de acordo com o modelo do
instrumento, que pode ser de 1° até 5’ (PRIZENDT et al., 1992). A Figura 26
demonstra um: paquímetro (A); micrometro externo (B); goniômetro (C).
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in
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O
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ab
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26 – PAQU
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2011).
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31
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2007).
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ETRÔNICA D
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DE IMAGEM
33
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FIGURA 3
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m seguida
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O, 2009; P
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et al., 19
dotadas de
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e e fixado
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circular e c
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31 – PROJE
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ade de co
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medições e
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1), també
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, a broca
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medições
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DT et al., 19
nas brocas
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1995a).
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edição de
8).
009).
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MITUTOYO
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mpresso em
998).
s, também
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34
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A
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P
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F
ara realiza
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995a).
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máquina de
ste equipa
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ilizar um d
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m ser ada
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dir.
A UNIVERSAL
a máquina
m as arest
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as tridimen
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orrer todo
transferido
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res (X, Y,
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1998; SE
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de medir,
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perímetro
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NDT et al
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onal, ou se
Z). Durant
s dos tip
ECCO, 199
mensionai
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possível o
1995A).
a broca d
s para cima
e confecc
cionado pró
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o de medi
contador
l., 1998; S
ste das bro
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eja, por m
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pos: mec
95b). A Fig
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35
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das por
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gura 33
P
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S
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2.
A
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FIGURA 3
ara realiza
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37
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2002; ZEILMANN et al., 2006). O critério de final de vida da ferramenta é
definido de acordo com a cultura de cada empresa (WATANABE et al., 2004).
Os principais critérios de final de vida das brocas podem ser: o desgaste da
extremidade cortante da broca; vibrações ou ruídos durante a usinagem;
dimensional ou acabamento do furo comprometido; rebarbas excessivas no
local do furo; aumento das temperaturas de usinagem; formação de cavacos
com formas incomuns; e número de furos executados (FERRARESI, 1970;
HAERTEL et al., 2004; MASSIRER JUNIOR; GUESSER, 2011; ZEILMANN et
al., 2006).
O desgaste da extremidade cortante da broca é um critério de final de vida,
baseado na medição ou observação da ferramenta. São exemplos deste
critério: a variação dimensional da broca; a queima da extremidade da
ferramenta; o surgimento de faíscas durante a usinagem; a formação de
arestas postiças, crateras, lascamentos, desgastes frontais, e deformações
plásticas (DINIZ et al., 2005; IMRAN et al., 2008; DURÃO et al. 2010b;
PALIVODA; BOEHS, 2007).
O surgimento de vibrações e/ou ruídos durante a usinagem podem ser
utilizados como critérios de final de vida da ferramenta. Este método se baseia
na observação do comportamento da broca durante a furação, isto é, quando a
ferramenta começa a vibrar ou emitir ruídos, significa que a broca deve ser
substituída (MAHYARI et al., 2010; ZEILMANN et al., 2006).
As variações nas dimensões ou no acabamento dos furos; podem indicar
desgastes significativos nas brocas, portanto, estas duas condições são
utilizadas como critério de final de vida. É importante verificar se a ferramenta
ainda possui capacidade de corte, para evitar a execução de furos fora das
especificações (HAERTEL et al., 2004; RAHMAN et al., 2009).
Quando são formadas rebarbas excessivas nos furos, é sinal de que a broca
está perdendo a capacidade de corte, portanto, este fenômeno pode ser
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1970).
39
Na sequencia, será demonstrado como a vida da broca pode ser estimada por
meio de equações matemáticas.
2.1.10. ESTIMANDO A VIDA ÚTIL DAS BROCAS
Os eventos ocorridos durante o processo de usinagem podem ser
representados matematicamente, inclusive a vida útil das brocas (BENNETT;
HERNÁNDEZ, 2006; VIANA; MACHADO, 2009). Segundo Godoy et al. (2003,
p. 145) “A vida de uma ferramenta de corte pode ser entendida como sendo o
tempo em que a mesma trabalha efetivamente até que se atinja um critério
previamente estabelecido [...]”. A vida útil de uma ferramenta de corte é
representada pela Equação (7), a chamada Equação de Vida de Taylor (DINIZ
et al., 2005).
xcvKT −⋅= (7)
Onde: T = vida da ferramenta [min.]; K = constante da Equação de Vida de Taylor; x = coeficiente da Equação de Vida de Taylor.
Para obter resultados mais precisos, os valores de x e K devem ser levantados
por meio de ensaios (YANG et al., 2002). A metodologia utilizada para
determinar estes valores, segue os seguintes passos (PALLEROSI, 1975 apud
DINIZ et al., 2005; GRIVOL, 2007):
a) adotar uma velocidade de corte (VC1) e um critério de final de vida durante a
usinagem, em seguida, medir o tempo de vida da ferramenta em minutos;
b) selecionar uma segunda velocidade de corte (VC2) com a variação de
aproximadamente 20% superior ou inferior a VC1 (BAPTISTA, 2004; BAPTISTA;
COPPINI, 2007);
c) executar a usinagem com a VC2 utilizando o mesmo critério de final de vida,
com o objetivo de medir a vida da atual ferramenta em minutos;
40
d) calcular o coeficiente da Equação de Vida de Taylor utilizando a Equação (8)
(BAPTISTA, 2004; BAPTISTA; COPPINI, 2007);
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e) a constante da Equação de Vida de Taylor é calculada pela Equação (9);
xcc vTK 11 ⋅= (9)
Na qual: Tc1 = tempo efetivo de corte para a primeira velocidade de corte [min].
Estimar a vida útil das brocas é muito importante para assegurar a
produtividade e minimizar os custos usinagem (YANG et al., 2004). Para
auxiliar a tomada de decisão, podem ser utilizados softwares especiais, para
estimar a vida útil das ferramentas de corte (BEGHINI; BERTINI, 2000; LI;
SHIH, 2007). Estes softwares realizam simulações pelo método de elementos
finitos (GARDNER; DORNFELD, 2006).
As simulações são definidas através das condições de contorno, isto é,
equações que descrevem os parâmetros e demais variáveis envolvendo o
objeto de estudo. Através deste método, é possível verificar como a broca se
comporta nas condições pré-estabelecidas (CHINNAM; BARUAH, 2004; SOO;
ASPINWALL, 2007).
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42
Atualmente as empresas que trabalham com usinagem, têm utilizado com
muita frequência as máquinas CNC (CORRER et al., 2007a; COSTA;
PEREIRA, 2006). Os tempos de setup destas máquinas são uma fonte custos
para as empresas, pois não agregam valor ao produto final (GOLDACKER;
OLIVEIRA, 2008).
Durante a usinagem ocorre o desgaste da ferramenta de corte, desta forma, é
necessário realizar um ajuste na ferramenta, para evitar que a peça tenha o
dimensional comprometido (PEJRYD et al., 2011). Tal ajuste pode ser
mensurado e/ou executado de forma automatizada (FARDIN et al., 2010). O
desgaste das ferramentas em máquinas CNC pode ser medido de três formas
diferentes (VOLPATO et al., 2004):
• medição de desgaste manual na própria máquina;
• medição de desgaste com dispositivos dentro da máquina;
• medição de desgaste por meio de máquinas independentes.
Cada método de medição de desgaste das ferramentas será apresentado
detalhadamente na sequencia.
2.2.1. MEDIÇÃO DE DESGASTE MANUAL NA PRÓPRIA MÁQUINA
A medição de desgaste manual em ferramentas de corte é muito utilizada em
empresas que, não possuem equipamentos específicos para auxiliar nesta
tarefa (CORRER, 2006). Este método de medição utiliza a máquina CNC como
um sistema de medição (CORRER et al., 2011).
A medição de desgaste manual na própria máquina pode ser executada de
duas formas distintas, isto é, utilizando a medição “manual direta” ou por meio
da “usinagem experimental” (CORRER et al., 2005). A Figura 35 exibe o
momento dos preparativos para a medição manual direta.
A
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•
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44
• a última etapa consiste em gravar os valores da correção no
comando numérico da máquina.
A medição por meio de usinagem experimental ocorre da seguinte forma
(CORRER, 2006):
• a ferramenta de corte adequada para operação, é selecionada e
instalada no suporte da ferramenta. O suporte é inserido no
magazine da máquina (CORRER, 2006);
• medir as dimensões da ferramenta e suporte com um paquímetro,
e inserir estes valores no comando numérico da máquina
(CORRER, 2006);
• realizar uma usinagem experimental, para que as novas
dimensões da peça sejam, medidas e adotadas como referência
(CORRER, 2006);
• as dimensões da peça usinada devem ser comparadas com as
medidas desejadas. O valor da diferença entre as dimensões
deve ser inserido no comando numérico, para corrigir a posição
da ferramenta (CORRER, 2006).
O próximo tópico deste trabalho vai demonstrar os dispositivos que são
instalados nas máquinas CNC, para medir o desgaste das ferramentas de
corte.
2.2.2. MEDIÇÃO DE DESGASTE COM DISPOSITIVOS DENTRO DA MÁQUINA
Existem equipamentos desenvolvidos para máquinas CNC, com a função de
medir o desgaste das ferramentas de corte ou detectar eventuais falhas
catastróficas (FARDIN et al., 2010). Estes dispositivos são chamados de
presetters internos (CORRER et al., 2007b). O local de atuação dos presetters
internos é dentro da máquina CNC, onde é possível detectar avarias na
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pode ser mensurado com o auxílio de máquinas independentes, ou seja,
aquelas que estão fora do local de usinagem (ARONSON, 2000; CORRER,
2006; CORRER et al., 2011; VOLPATO, REBEYKA, COSTA, 2004).
2.2.3. MEDIÇÃO DE DESGASTE POR MEIO DE MÁQUINAS INDEPENDENTES
A medição de desgaste por meio de máquinas independentes utiliza sistemas
conhecidos como presettings externos (CORRER et al., 2007b; VOLPATO,
REBEYKA, COSTA, 2004). Este método foi desenvolvido na década 40, para
atuar como uma opção a pré-ajustagem manual de ferramentas (ARONSON,
2000; CORRER, 2006).
Os presettings externos não possuem vinculo direto com a máquina CNC,
portanto, podem ser instalados em qualquer ponto do chão-de-fábrica. A
máquina CNC pode estar usinando a peça, enquanto operador realiza a
medição de uma ferramenta que será utilizada posteriormente (SANTOS et al.,
2006). Estes equipamentos possuem um ou mais suportes, para a fixação do
transmissor e receptor (ARONSON, 2000; FARDIN et al., 2010).
Os valores obtidos com o auxílio do presetting externo são digitados no
comando numérico da máquina ou transferidos via rede, por meio de softwares
especiais (CORRER et al., 2011; SANTOS et al., 2006). Os presettings
externos podem ser classificados como, manual ou automático (CORRER,
2006).
O presetting externo do tipo manual (Figura 40) é considerado de baixo custo,
pois não emprega uma tecnologia muito avançada, ou seja, realiza a medição
das ferramentas por meio de réguas e relógios comparadores. Neste método, a
habilidade do operador é essencial para assegurar a precisão da medição
(BIDEFORD TOOL, 2011; CORRER, 2006; FULLONE, 2002).
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50
O referencial teórico sobre, a furação e a medição de desgaste nas
ferramentas de corte em máquinas CNC, foi apresentado. O próximo capítulo
deste trabalho vai abordar a metodologia utilizada no desenvolvimento desta
pesquisa.
3. METODOLOGIA
A metodologia é a etapa responsável por descrever os procedimentos e demais
detalhes da pesquisa (GIL, 2002, 2010).
3.1. CLASSIFICAÇÃO DA PESQUISA
Este trabalho é de natureza exploratória, segundo Gil (2002, p. 41) “Estas
pesquisas têm como objetivo proporcionar maior familiaridade com o problema,
com vistas a torná-lo mais explícito ou a construir hipóteses”.
O tipo de delineamento adotado é o de uma pesquisa experimental, cujos
objetivos são: adotar um objeto de estudo; selecionar as variáveis que podem
influenciá-lo; adotar métodos para controlar estas variáveis; escolher um
método para verificar como o objeto de estudo se comporta em relação às
alterações nas variáveis (BAPTISTA, 2004; GIL, 2002; PAULON,
ROMAGNOLI, 2010).
3.2. ETAPAS DA PESQUISA
As etapas desta pesquisa experimental foram desenvolvidas tendo como base
Gil (2002, 2010).
a) Definição do problema: a pesquisa experimental tem inicio com a
definição de um problema, este deve ser apresentado de forma clara e
objetiva (GIL, 2002, 2010). O problema tratado neste trabalho é:
• a medição do desgaste de brocas helicoidais de aço rápido, por
meio do uso de um dispositivo a LASER é eficaz?
b) Revisão da literatura: é a etapa responsável pela busca do estado da
arte, relacionando a teoria já existente, com o problema abordado na
presente pesquisa (GIL, 2002, 2010).
52
• a revisão da literatura teve como objetivo principal, a busca por
materiais publicados durante os últimos 5 anos. Deste modo, a
contextualização teórica deste trabalho foi baseada em: artigos
científicos (nacionais e internacionais); livros; folhetos técnicos
(datasheets); sites da internet; e consultas a normas técnicas.
c) Construção de hipóteses: a pesquisa experimental deve ser constituída
a partir hipóteses que visam estabelecer uma relação entre, as variáveis
e a ocorrência um determinado fenômeno. A pesquisa experimental
pode ter apenas uma hipótese, portanto, existe uma semelhança entre a
hipótese formulada e o problema definido anteriormente (GIL, 2002,
2010). Com relação ao presente trabalho, a hipótese é:
• “se” durante a usinagem, as brocas helicoidais de aço rápido
sofrerem desgastes ou demais alterações dimensionais, o sistema
de medição a LASER, pode medir estas variações com precisão.
d) Seleção das variáveis: as variáveis de uma pesquisa experimental
devem facilitar a compreensão de um determinado fenômeno, isto é,
gerar condições para que seja realizada a sua investigação (GIL, 2002).
Para gerar o desgaste nas brocas helicoidais de aço rápido, foi
necessário manipular duas variáveis:
• velocidade de corte;
• avanço.
e) Coleta de dados: deve descrever os métodos empregados na aquisição
dos dados (GIL, 2002):
• os dados estudados neste trabalho, foram obtidos por meio de
ensaios de furação, utilizando um sistema de medição a LASER,
para mensurar as variações dimensionais das brocas.
53
f) Análise dos dados: é a etapa responsável pelo estudo das informações
obtidas na coleta de dados (GIL, 2002, 2010). Neste trabalho, a análise
dos dados ocorreu da seguinte forma:
• Os dados referentes as variações dimensionais, foram agrupadas
e organizadas em um software de planilhas eletrônicas, para a
analise e emissão de gráficos.
• as brocas utilizadas nos ensaios foram fotografadas e analisadas
pelo software CAD, onde foi possível evidenciar a existência do
desgaste nas brocas helicoidais de aço rápido.
No próximo tópico serão fornecidos mais detalhes sobre os ensaios de furação.
3.3. DETALHES SOBRE O ENSAIO DE FURAÇÃO
Os ensaios de furação foram realizados na empresa GEOTECNO, localizada
na cidade de Santa Barbara D’ Oeste. Os corpos de prova utilizados são placas
redondas de aço 4340 com Ø152 x 49,6 mm; a dureza média de cada corpo de
prova é de 30 HRC.
Além do material já descrito, também foi empregada uma barra redonda de aço
INOX, com Ø95 x 39 mm; para a realização de um ensaio preliminar. Cada
corpo de prova possui um furo de centro passante, com 30 mm de diâmetro.
A máquina utilizada nos ensaios de furação é um centro de usinagem CNC,
modelo ROMI DISCOVERY 560. Na Figura 42 é possível observar este centro
de usinagem CNC.
Nos ensaios foi utilizado um sistema automático para medição de ferramentas
a LASER; o Toolsetter modelo TSG 1213. Este equipamento tem a precisão de
0,0002 mm. As dimensões do Toolsetter são de 42 x 110 x 240 mm; com
espaço livre de 140 mm para a medição. O feixe de LASER emitido pelo
Toolsetter é vermelho e possui o comprimento de onda de 635 nm
(nanômetro); com 1 mm de diâmetro.
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As rotinas de programação da máquina CNC foram desenvolvidas pela
empresa GEOTECNO. Para realizar os ensaios foram utilizados três
programas, o programa número “1”, “2” e “3”.
O programa número “1” é o responsável por executar os furos nos corpos de
prova.
O programa número “2” foi criado para zerar a broca, ou seja, referenciar a
posição da ferramenta, que está sendo utilizada pela primeira vez. Todas as
vezes que uma nova ferramenta for instalada, é necessário executar as rotinas
deste programa.
As rotinas do programa número “3” foram desenvolvidas para realizar a
medição do desgaste das brocas. Sua função é fazer com que a broca pare de
rotacionar, e se desloque até o local onde se encontra o presetting, para que
seja realizada a medição do desgaste na extremidade da broca.
A cada nova broca instalada na máquina; primeiramente foi executado o
programa “2”, em seguida o programa “3” e por último o programa “1”.
Após a preparação da máquina foi realizado um pré-teste, para verificar o
comportamento dos equipamentos durante os ensaios de furação.
3.5. PRÉ-TESTE
No pré-teste o corpo de prova utilizado foi uma placa cilíndricas de aço INOX.
O “Apêndice A” demonstra o desenho completo do corpo de prova, utilizado no
pré-teste. Os furos realizados nos ensaios de furação deste trabalho; foram
executados nas faces planas dos corpos de prova.
O primeiro furo no ensaio de pré-teste, ocorreu com velocidade de corte de 12
m/min e avanço de 0,03 mm/rot. A furação foi executada a seco, isto é, sem a
utilização de fluído de corte. As arestas de corte da broca foram observadas, e
nestas condições não houve um desgaste significativo, então a velocidade de
avanço foi aumentada em 20%.
59
Nesta nova condição, houve um aquecimento excessivo na broca, fazendo com
que a sua ponta ficasse arredondada. O desgaste foi tão expressivo que esta
ferramenta não pode ser medida pelo Toolsetter. Durante o pré-teste foram
realizados apenas dois furos, então, foi possível chegar às seguintes
conclusões:
• para reduzir as temperaturas de trabalho nos próximos ensaios de
furação, será necessário utilizar fluído de corte;
• é indispensável instalar uma mangueira de ar próxima no local de
usinagem, para remover gotas de fluído de corte que
permanecem na broca após a furação, afinal, as gotas de fluído
podem vir a interferir na medição da broca pelo presetting;
• para aumentar o desgaste das brocas nos próximos ensaios, a
velocidade de corte deve ser aumentada e velocidade de avanço
reduzida, visando aumentar o atrito entre as arestas de corte e o
material, para aumentar o desgaste das brocas.
Após a experiência do pré-teste, foram tomadas algumas providências
baseadas nas observações citadas; e foram executados os ensaios de furação.
3.6. ENSAIOS DE FURAÇÃO
Para realizar os ensaios de furação foram utilizadas placas cilíndricas de aço
4340. O “Apêndice B” demonstra o desenho completo do corpo de prova,
utilizado nos ensaios. A Figura 47 apresenta o momento em que a broca se
aproxima do corpo de prova, para executar o furo.
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Toolsetter). Após a usinagem este mesmo ponto foi medido novamente, o valor
(175,2840 mm) foi inserido na posição “E1” da coluna “Furo 1”; a planilha
executou o cálculo (175,2820 - 175,2840), que resultou na variação
dimensional de -0,0020 mm.
A Coluna “Ref.” foi inserida para auxiliar na geração dos Gráficos. Todos os
valores adotados nesta coluna são iguais a “zero”, assim, foi possível gerar
gráficos tendo “zero” como variação dimensional inicial.
Para facilitar a interpretação dos dados, foram gerados dois tipos de gráficos
de linhas com marcadores, visando observar duas situações distintas:
• a primeira situação, consiste em observar as variações
dimensionais por posição da broca, após a execução de cada
furo; visando gerar um histórico ao longo do ensaio;
• a segunda situação, incide na avaliação das variações
dimensionais presentes na ferramenta, depois da realização do
último furo, ou seja, antes da broca perder totalmente a sua
capacidade de corte.
3.8. MÉTODO UTILIZADO NA OBTENÇÃO DE IMAGENS DAS BROCAS
As brocas utilizadas nos ensaios foram fotografadas, com o auxílio de um
microscópio óptico, que possui a capacidade de ampliação de até 200 vezes.
Este microscópio utiliza a tecnologia “plug and play” (plugar e utilizar). Uma
extremidade do cabo USB foi conectada ao aparelho e outra a um computador,
então, um software fornecido juntamente com o microscópio, possibilitou o
registro, visualização e ampliação das imagens (IMPORTÉCNICA, 2010).
Para fotografar a broca, o microscópio foi instalado em uma base especial,
dotada de uma coluna vertical cilíndrica. Com o objetivo de facilitar a
observação de variações dimensões das brocas, a ferramenta foi fotografada
em cinco posições diferentes: aresta de corte “1”; aresta de corte “2”; lateral “1”;
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O desenho completo deste dispositivo de fixação pode ser visualizado no
“Apêndice C". Este dispositivo confeccionado em madeira; possui três furos
com 10 mm de diâmetro, onde são inseridas as extremidades cilíndricas das
brocas.
As fotos das “arestas de corte 1 e 2” foram fotografadas na face superior do
dispositivo, utilizando o orifício com inclinação de 59°, assim, as imagens das
arestas de corte, formaram o ângulo de 90° paralelo a face do dispositivo.
O furo presente na face lateral esquerda do dispositivo, foi utilizado para
fotografar as fotos da “lateral 1 e 2” das brocas. E por último, o furo
perpendicular à face superior do dispositivo, cuja função é permitir a retirada de
fotos do “topo” (vista superior) das ferramentas.
3.9. PROCEDIMENTO EMPREGADO NA MEDIÇÃO DE IMAGENS
As imagens das brocas foram medidas com o software AUTOCAD versão
2009. Para demonstrar que existiram variações dimensionais nas brocas, foram
analisadas apenas as imagens das “arestas de corte 1 e 2” de cada
ferramenta, visando quantificar o desgaste “VB”.
Para realizar medições foi necessário conhecer uma dimensão real da broca.
Foi selecionado o comprimento da aresta de corte, que é de 5,8332 mm; este
valor foi calculado por meio da geometria da broca.
Para definir o valor da escala na imagem, foram traçadas duas linhas sobre a
imagem da broca (Figura 54). Primeiro foi desenhada uma linha vermelha na
vertical, que corta o centro da ferramenta, em seguida, foi esboçada uma linha
amarela inclinada, que acompanha o ângulo da aresta de corte (MARTINS,
2012).
N
di
se
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20
co
A
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C
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lin
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012). O so
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Command,
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ela. Na Figu
54 – DUAS
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a, o botão
icita a sele
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RA 56 – DO
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RA 57 – RES
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67
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FIGURA 58
O mesmo p
ara mensu
D9”. A Fig
egundo ex
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FIGURA 59
O ponto “C
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o próximo
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8 – EXEMPL
procedime
urar a vari
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9 – EXEMPL
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AGEM UTILIZ
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da broca,
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ca número
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ERO “1”.
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A Figura
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CADA
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o disso,
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70
A medição de desgaste na broca número “1” ocorreu após a execução de cada
furo com 5 mm de comprimento. Foram executados 28 furos com velocidade
de corte de 12 m/min., e avanço de 0,91 mm/rot. O desgaste da broca foi
mínimo, então, a velocidade de corte foi ampliada para 25 m/min. (o avanço
não foi alterado). Com esta nova condição, a mesma broca executou mais 12
furos.
Com o mesmo avanço (0,91 mm/rot.), a broca número “2” executou as furações
com a velocidade de corte de 25 m/min., em seguida com 36 m/min. e depois
43 m/min. Estas condições também não proporcionaram um desgaste
relevante, então a velocidade de corte foi aumentada para 52 m/min.; com
estes parâmetros, no total foram executados 19 furos.
A broca número “3” executou a furação com condições de usinagem mais
severas; a velocidade de corte foi ampliada para 62,95 m/min. e o avanço
reduzido para 0,15 mm/rot., visando aumentar o atrito entre a ferramenta e o
material. A profundidade de 15,61 mm do furo passou a ser usinada em um
único passe, e a medição com o Toolsetter começou a ser realizada após a
execução de cada furo. Esta broca apresentou um desgaste relevante, mas
durante o ensaio a ponta da ferramenta foi danificada.
Observando o que ocorreu com a ferramenta anterior, a broca número “4”
trabalhou com a mesma velocidade de corte (62,95 m/min.), porém o avanço
foi reduzido para 0,1 mm/rot.. Nos ensaios onde foram utilizadas as brocas
número “5”, “6” e “7” o avanço não foi alterado, e a velocidade de corte foi
reduzida primeiramente para 56, 52 m/min. e depois 51,97 m/min.. Com estas
condições de usinagem houve um desgaste inexpressivo na broca.
Ao realizar o ensaio com a broca número “8”, a velocidade de corte foi
novamente reduzida, desta vez para 43,17 m/min. e o avanço permaneceu em
0,1 mm/rot.; a pressão na aresta transversal da broca foi reduzida, provocando
maior agressão na aresta de corte. Foi constatado o surgimento de desgastes
nas arestas de corte, então a presente condição de usinagem foi adotada como
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ÕES DIMENS
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o surgiment
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PARÂMETRO
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71
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GRÁFICO
GRÁFICO
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O 3 – VARIA
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AÇÕES DIME
AÇÕES DIME
AÇÕES DIME
ENSIONAIS NNÚMERO
ENSIONAIS NNÚMERO
ENSIONAIS NNÚMERO
NAS POSIÇÕO “9”.
NAS POSIÇÕO “9”.
NAS POSIÇÕO “9”.
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ÕES “E2” E “
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ENSIONAIS NNÚMERO
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“5” DA BROC
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O ENSAIO D
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73
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0 mm. A
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o surgime
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3 mm.
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s nos pon
sgaste VB
NA BROCA
ão dimens
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mo ponto
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ós o trigési
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tter.
ntos medid
na broca
NÚMERO “9
sional nos
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-0,0150 m
imo quinto
m paquím
74
nta ficou
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podem
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9”.
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N
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nú
7.
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úmero “10
.
GRÁFICO 7
o Gráfico
e usinagem
E4”, “C5” e
ara avalia
s Gráficos
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GRÁFICO
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cutados 10
” após o c
– VARIAÇÕ
7 é interes
m da broca
e “D6”. O po
r a evoluç
(8, 9, 10,
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o.
O 8 – VARIA
a broca
de de cort
07 furos. A
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ÕES DIMENSI
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11 e 12),
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AÇÕES DIME
número “
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sétimo fur
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ENSIONAIS NNÚMERO
“10” repet
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NAS POSIÇÕ“10”.
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75
a broca
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Gráfico
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GRÁFICO
GRÁFICO
GRÁFICO
GRÁFICO 1
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O 10 – VARIA
O 11 – VARIA
12 – VARIAÇ
AÇÕES DIME
AÇÕES DIME
AÇÕES DIME
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ENSIONAIS NNÚMERO
ENSIONAIS NÚMERO
ENSIONAIS NÚMERO
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NAS POSIÇÕ“10”.
NAS POSIÇÕ“10”.
NAS POSIÇÕ“10”.
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“D8” DA BRO
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“D6” DA BR
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ROCA
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P
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10”.
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A 65 – FOTO
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do ensaio
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medição co
ós o ensai
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O DA MEDIÇÃ
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o de furaç
CA NÚMERO
e variaçõe
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ÇÃO DO DES
acima da m
re devido
o “Furo 3”
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ção.
O “10” APÓS
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GASTE VB N
média, qua
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Figura 64 e
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sgaste VB
NA BROCA N
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cia de cava
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77
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ÃO.
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A
di
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“1
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N
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11”, a velo
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Toolsetter p
xecutou 4
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GRÁFICO 1
o Gráfico
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equencia
imensiona
GRÁFICO
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ocidade de
ara 0,03 m
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furos. As
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13 é po
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O 14 – VARIA
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NSIONAIS DAFURO
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ENSIONAIS NÚMERO
Toolsetter
tro, o valor
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a para 50,
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ráfico 13.
A BROCA NÚO.
por meio
e a broca
ntar o de
5, 16, 17
o “11”.
NAS POSIÇÕ“11”.
r foi de 133
r achado fo
nsaio com
24 m/min
ão, a med
uros usina
broca núm
ÚMERO “11”
das nova
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e 18) q
ÕES “E1” E
3, 0000. A
oi de 132,9
m a broca
., e o ava
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mero “11”
” APÓS O QU
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a ferramen
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“D9” DA BR
78
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UARTO
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GRÁFICO
GRÁFICO
GRÁFICO
O 15 – VARIA
O 16 – VARIA
O 17 – VARIA
AÇÕES DIME
AÇÕES DIME
AÇÕES DIME
ENSIONAIS NÚMERO
ENSIONAIS NÚMERO
ENSIONAIS NÚMERO
NAS POSIÇÕ“11”.
NAS POSIÇÕ“11”.
NAS POSIÇÕ“11”.
ÕES “E2” E
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“D8” DA BR
“D7” DA BR
“D6” DA BR
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ROCA
ROCA
ROCA
A
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N
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A
GRÁFICO 1
Figura 66
nsaio de fu
FIGURA
a Figura 6
xpressivo n
Figura 67
18 – VARIAÇ
6 exibe as
uração.
A 66 – FOT
66 é poss
na quina d
apresenta
ÇÕES DIMEN
fotos da b
TOS DA BROC
sível obser
a ferramen
a a mediçã
NSIONAIS NA
broca núm
CA NÚMERO
rvar o sur
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ão do desg
A POSIÇÃO
mero “11”; d
O “11” APÓS
rgimento d
aste VB na
“5” DA BROC
depois de
S O ENSAIO D
de crateras
a broca nú
CA NÚMERO
sua utiliza
DE FURAÇÃ
s e um de
úmero “11”
80
O “11”.
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ÃO.
esgaste
.
O
13
en
C
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33,0000 m
ncontrada
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elocidade
0,03 mm/ro
roca núme
GRÁFICO 1
A 67 – FOTO
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foi de 132
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ot.). Foram
ero “12” ap
19 – VARIAÇ
O DA MEDIÇÃ
o Toolse
ma distânc
,95 mm.
mentar o d
oi ampliad
m executa
ós o décim
ÇÕES DIMEN
ÇÃO DO DES
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a para 53
ados 10 fu
mo furo est
NSIONAIS DAFURO
GASTE VB N
onto “C5”;
dida com u
no ensaio c
,38 m/min
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tão represe
A BROCA NÚO.
NA BROCA N
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um paquím
com a broc
. O avanço
variações
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ÚMERO “12
NÚMERO “1
quarto furo
metro, a dim
ca número
o não foi a
dimension
o Gráfico 1
” APÓS O DÉ
81
1”.
o foi de
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o “12”, a
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9.
ÉCIMO
N
am
va
o Gráfico
mpliou o d
ariações d
GRÁFICO
GRÁFICO
GRÁFICO
19 é pos
desgaste d
imensiona
O 20 – VARIA
O 21 – VARIA
O 22 – VARIA
ssível obse
a broca. O
is por posi
AÇÕES DIME
AÇÕES DIME
AÇÕES DIME
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Os Gráficos
ição da bro
ENSIONAIS NÚMERO
ENSIONAIS NÚMERO
ENSIONAIS NÚMERO
, o aumen
s (20, 21, 2
oca númer
NAS POSIÇÕ“12”.
NAS POSIÇÕ“12”.
NAS POSIÇÕ“12”.
nto da vel
22, 23 e 24
ro “12”.
ÕES “E1” E
ÕES “E2” E
ÕES “E3” E
ocidade d
4) apresen
“D9” DA BR
“D8” DA BR
“D7” DA BR
82
de corte
ntam as
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42 – VARIAÇ
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A 74 – FOT
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DE FURAÇÃ
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ROCA
O “15”.
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ncontrado
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93
5”.
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5. CONCLUSÕES
De acordo com o que foi realizado neste trabalho, especificamente sobre a
medição do desgaste de brocas helicoidais de aço rápido com auxílio um
dispositivo a LASER, é possível concluir que:
• o objetivo geral proposto por este trabalho foi concretizado, ou seja, o
desgaste das brocas de aço rápido foi medido por meio do Toolsetter a
LASER;
• os objetivos específicos também foram alcançados: os ensaios de
furação, para medir o desgaste das brocas por meio Toolsetter foram
realizados; as brocas utilizadas nos ensaios foram fotografadas e
analisadas;
• foi verificado que o dispositivo de medição a LASER tem aplicação
eficaz na medição dimensional das brocas helicoidais de aço rápido. A
técnica utilizada na medição é promissora e pode ser aplicada em
ambiente industrial com sucesso;
• não foi possível comparar de forma direta, os valores mensurados por
meio do Toolsetter, com os valores medidos por meio da analise de
imagens, afinal, o LASER mensura a diferença no comprimento da
ferramenta, enquanto a medição por analise de imagens mensura a
variação no desgaste médio no flanco da broca;
• as medições feitas com auxílio do Toolsetter, indicaram a oscilação das
dimensões da broca. Em determinados momentos as medidas
aumentaram, fato que se deve ao fenômeno da aderência na aresta de
corte da ferramenta. A redução dimensional apontada pelo sistema está
relacionada ao desgaste da broca;
95
• por meio da medição com o Toolsetter nos nove pontos da extremidade
da broca, foi possível constatar que durante a usinagem, as arestas das
ferramentas não se desgastaram de forma simétrica, pois, cada um dos
pontos medidos apresentou uma valor de desgaste diferente; fato que
pôde ser comprovado pelo método de análise de imagens.
5.1. SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
As sugestões para trabalhos futuros são:
estudo sobre a medição de desgaste em ferramentas de torneamento e
fresamento;
melhor análise do efeito da aresta postiça de corte durante a medição
com o dispositivo LASER;
criação de um novo software para coleta de dados, com interface gráfica
amigável e recursos que facilitem a interpretação das informações. Se
possível, aplicando-se técnicas de inteligência artificial para auxiliar na
predição do momento de troca da ferramenta.
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AAPÊNDICE
APÊND
DICE A – DDESENHO DDO CORPO DDE PROVA UTILIZADO NOO PRÉ-TEST
120
TE.
APÊNDDICE B – DDESENHO DOO CORPO DE
FURAÇÃ
E PROVA UT
ÃO.
TILIZADO NOOS ENSAIOS
121
DE
APÊNDICCE C – DESSENHO COMMPLETO DO D
HELICOID
DISPOSITIVO
DAIS.
O PARA FIXAAÇÃO DE BR
122
ROCAS