INTRODUÇÃOA indústria de cerâmica brasileira tem grande importância para o país, sendo que este segmento responde por aproximadamente 1% do Produto Interno Bruto [1]. Apesar de suas atrativas características de dureza e resistência ao desgaste, ainda se tem um alto custo agregado relativo ao acabamento da peça, quase sempre feito pelo processo de retifi cação. A retifi cação é praticamente o único processo economicamente viável para a usinagem de materiais cerâmicos após a sinterização, a fi m de obter superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. Na fabricação de Coube, s/n, C.P. 473, Bauru, SP 17033-360 rafael@fc.unesp.br, aguiarpr@feb.unesp.br Resumo Os materiais cerâmicos têm muitas vantagens em relação a outros materiais, entre elas, três principais: capacidade de operação em altas temperaturas, alta dureza e alta resistência ao desgaste. Por essa razão, são aptos a serem usados em situações que exigem pouco desgaste, tanto em temperatura ambiente quanto em temperaturas elevadas. Estas propriedades fi zeram as cerâmicas avançadas terem uma importante parte na utilização em aplicações na indústria nas últimas décadas. Porém, o custo agregado ao acabamento da peça ainda é muito alto. Esse acabamento geralmente é feito pelo processo de retifi cação, único processo economicamente viável que produz superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. As empresas desse modo vêm buscando a otimização no processo de retifi cação de cerâmicas, explorando outras técnicas de lubrifi cação. Assim, este projeto pretendeu explorar a otimização do método de lubrifi cação na retifi cação cilíndrica externa de mergulho com o método da mínima quantidade de lubrifi cação (MQL) e refrigeração otimizada. Foram utilizadas três métodos de refrigeração, o convencional o MQL e a refrigeração otimizada, com três avanços de corte para cada caso. Foram analisadas como variáveis de saída a relação G, rugosidade e circularidade. Dos resultados obtidos, podese concluir que a refrigeração otimizada é a que apresenta os melhores resultados, sendo esta uma alternativa viável de melhora do processo. O MQL apresentou resultados insatisfatórios em comparação aos outros dois métodos, porém, ainda aceitáveis em alguns processos de retifi cação. Considerando a difi culdade e altos custos de descarte do fl uido de corte devido às rígidas leis ambientais, o MQL vem como uma forte tendência neste tipo de processo. Palavras-chave: cerâmicas avançadas, rebolos diamantados, retifi cação cilíndrica externa, MQL, refrigeração otimizada. Abstract
INTRODUÇÃOOs processos de manufatura industriais têm avançado de tal forma a sempre visar à melhoria da qualidade do produto fi nal aliado à diminuição de custos de produção. Do mesmo modo, a preocupação ambiental é uma realidade para as empresas que devem seguir leis e normas para garantir o bom uso dos recursos naturais e evitar danos ao meio ambiente.A retifi cação é um processo utilizado para acabamento de peças onde se utiliza fl uido de corte como lubrifi cante. Esse fl uido é nocivo ao meio ambiente e o consumo energético do processo varia de acordo com os parâmetros utilizados. Corpos cerâmicosDurante o processo de fabricação das cerâmicas,
INTRODUÇÃOAtualmente, com a evolução tecnológica e econômica, as indústrias vêm sofrendo crescente concorrência, tendo a necessidade de se aprimorar cada vez mais, fazendo com que a relação custo/benefício seja elevada. Assim, para o aumento da competitividade de seus produtos, deve-se ter uma alta qualidade, um preço adequado e fabricação em tempo reduzido. Desta forma, a retificação é um dos processos que mais abrange estas necessidades. ResumoCom o grande crescimento tecnológico e a necessidade de melhoria, um dos materiais que ganhou uma grande gama na área da engenharia mecânica é a cerâmica, pois possui vantagens físico-químicas e propriedades mecânicas significativas sobre o aço. Entretanto, sua usinagem é um processo difícil e delicado, que requer ainda uma grande atenção em relação ao seu estudo. Assim, o processo de retificação é um dos métodos que tem apresentado bons resultados, porém um grande problema acerca de tal processo é o uso excessivo de fluidos de corte, o que se tornou uma preocupação mundial, já que os fluidos apresentam graves problemas socioambientais, além disso, o fluido de corte é responsável por uma grande parte do custo final do processo, provocando, desse modo, um grande interesse em pesquisas referentes a métodos alternativos de forma a reduzir o consumo e melhorar as características do fluido de corte utilizado. Este trabalho visa comparar duas técnicas de lubri-refrigeração, o método convencional e a Lubrificação Otimizada. O uso do método otimizado é uma alternativa à diminuição do volume de fluido utilizado, já que este tem como princípio a aplicação de uma menor quantidade de fluido de corte com uma alta velocidade, localmente aplicada, ou seja, com essa redução benefícios ambientais e socioeconômicas são obtidos. A análise do trabalho será feita a partir da avaliação das variáveis de saída do processo de retificação plana tais como o comportamento rugosidade e desgaste do rebolo, já que por elas é possível avaliar o processo em relação a qualidade da peça versus custo. Com essas analises, pretende-se avaliar se a técnica otimizada é viável a substituição da refrigeração convencional na retificação plana de cerâmicas. Palavras-chave: cerâmica, retificação, fluido de corte. AbstractThe
This research aimed to analyze the viability of the minimum quantity of lubricant (MQL) technique towards different methods of lubri-refrigeration in surface grinding of steel, considering process quality, wheel life and the viability of using cutting fluids. The proposal methods were the conventional (abundant fluid flow), the minimum quantity lubrication (MQL) and the optimized method with Webster nozzle (rounded). This analysis was carried out in equal machining conditions, through the assessment of variables such as grinding force, surface roughness, G ratio (volume of removed material/volume of wheel wear), and microhardness. The results showed the possibility of improvement of the grinding process. Besides, there is the opportunity for production of high quality workpieces with lower costs. The MQL technique showed efficiency in machining with lower depths of cut. The optimized method with Webster nozzle applies the fluid in a rational way, without considerable waste. Hence, the results show that industry can rationalize and optimize the application of cutting fluids, avoiding inappropriate disposal, inadequate use and consequently environment pollution.
RESUMONas últimas duas décadas, as cerâmicas avançadas têm sido exaustivamente utilizadas em aplicações na indústria devido às suas propriedades de elevada resistência ao desgaste e dureza. Entretanto, ainda se tem um alto custo agregado ao acabamento da peça. Esse acabamento geralmente é feito pelo processo de retificação, único processo economicamente viável que produz superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. Nesse contexto, as empresas vêm buscando a otimização no processo de retificação como, por exemplo, a redução do fluxo de fluido de corte utilizado, o que também visa atender exigências mundiais de preservação ambiental. Desta forma, este projeto pretendeu explorar a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) na retificação cilíndrica externa de mergulho em cerâmicas com rebolos diamantados. Foram utilizados dois métodos de refrigeração: o convencional e o MQL, com três avanços de corte para cada caso. Foram usados um bocal convencional e um bocal para o MQL, tendo este um uniformizador de saída do jato. Foram analisadas como variáveis de saída: a emissão acústica, relação G, aspecto da superfície via microscopia eletrônica de varredura (MEV), rugosidade e circularidade.Assim, embora a refrigeração convencional ainda apresente os melhores resultados em comparação com a refrigeração com MQL, esta última pode atender os requisitos necessários para diversas aplicações, em especial quando utilizadas baixas espessuras equivalentes de corte (h eq ). Além disso, a técnica de MQL possui a vantagem de gerar um menor impacto ambiental em comparação com a lubrificação convencional, devido ao uso mínimo de fluido de corte cujo descarte é cada vez mais regulamentado e custoso. Palavras -chaves: Cerâmicas avançadas, rebolos diamantados, retificação cilíndrica externa, MQL.Advanced ceramics in the external cylindrical plunge grinding using the technique of minimum quantity of lubrication (MQL) with diamond wheels. ABSTRACTAdvanced ceramics have been extensively used in applications in industry in the last two decades because of their properties of high resistance to wear and hardness. Nevertheless, the finishing process highly increases the cost of pieces and components. The finishing process is, in most cases, grinding, the only viable process that produces high quality surfaces and guarantees geometric precision. In this context, companies are seeking to optimize the grinding process by, for example, reducing the usage and flow of cutting fluid, which also helps to achieve global environmental preservation requirements. Thus this project sought to exploit the technique of Minimum Quantity of Lubrication of the external cylindrical grinding in ceramics with diamond wheels. The project used two methods of cooling, the conventional and MQL, with three feed velocity in each case. We used a conventional nozzle, a mouthpiece for the MQL the latter having a uniform output of the jet. Variables were analyzed as the output acoustic emission, G relationship, surface condition by scanning electron microsco...
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