A Figura 4-10 mostra as variações nos perfis dos corpos-de-prova de aço AISI D2 após o fresamento sem sistema de resfriamento utilizando-se a ferramenta R216.42- 16030-AK32G. Para os testes realizados com esta ferramenta foram obtidas temperaturas mais baixas, apesar disto, existem pequenas distorções no corpo-de-prova. Para as três primeiras linhas de perfil o erro dimensional pode ser considerado desprezível levando-se em consideração as exigências dimensionais da maioria dos produtos, ficando na faixa entre 7 e 9 µm para os dois primeiros perfis. No terceiro perfil quando se considera o maior vale e o maior pico obtido nos testes, esta diferença aumenta para 13 µm. Nos dois últimos perfis os erros máximos obtidos ficaram entre 14 e 16 µm para a quarta e quinta linha de perfil.
Comparando-se as cinco linhas de perfil, observa-se que não existe uma tendência no comportamento do erro de forma. Porém, comparando-se as duas primeiras linhas nota-se uma tendência a uma concavidade no início da usinagem com uma mudança para convexidade da metade até o final do corpo-de-prova. Situação que se inverte quando se observam as três últimas linhas de perfil, onde inicialmente existe uma tendência de convexidade com uma alternância de sentido na metade do corpo-de- prova.
Isto pode ser explicado uma vez que as extremidades dos dois primeiros perfis estão acima dos valores de todos os demais pontos, demonstrando que as diferenças de
temperatura, em função da velocidade de corte que é mais baixa nas duas primeiras linhas, não foram suficientes para provocar uma distorção térmica do corpo-de-prova e induzir erros em função do calor. Este fato se inverte nas três últimas linhas de erro, principalmente as duas últimas, onde se nota que as diferenças dimensionais são muito maiores que as demais linhas medidas do corpo-de-prova. Isto pode ter ocorrido devido ao fato de maiores velocidades de corte acontecerem nestas regiões e provocarem maiores erros induzidos pelo calor.
Porém, deve-se salientar que a tendência de um aumento do erro no corpo-de-prova a partir da sua metade como acontece nas três últimas linhas de erro de forma pode ser influenciada também pelas tensões residuais devido ao tratamento térmico do corpo-de- prova.
Figura 4-10. Gráfico do perfil do corpo de prova após ensaio de usinagem do aço AISI D2 sem sistema de resfriamento (ferramenta R216.42-16030-AK32G).
Os testes de medição com os sistemas alternativos de ar comprimido e ar frio estão representados nas Figura 4-11 e Figura 4-12. Observa-se no resultado da usinagem com os dois sistemas que os perfis apresentam a mesma tendência que os testes realizados sem sistema de resfriamento com as diferenças dos erros na mesma faixa de valores, 8 µm para o primeiro e segundo perfil, e 10 µm para o terceiro e 13µm para o quarto e quinto perfil. Assim, como ocorre nos testes sem sistema de resfriamento, apenas nas três últimas linhas de erros ocorre uma variação significativa do corpo-de-prova com
uma tendência a ocorrer nas duas extremidades. A oscilação encontrada na primeira linha de erro ocorre em função da variação da largura de corte lateral “ae”, que pode ter coincidido em alguns pontos com o posicionamento do sistema de medição do corpo- de-prova.
Apesar das diferenças encontradas nas linhas de erro, pode-se considerar que existe uma linearidade com uma variação muito pequena do erro dimensional. Mostrando que o sistema é capaz de manter a temperatura do corpo-de-prova em uma condição ideal sem que ocorram grandes variações das dimensões usinadas.
Figura 4-11. Gráfico do perfil do corpo de prova após ensaio de usinagem do aço AISI D2 usinagem com o sistema de ar comprimido (ferramenta R216.42-16030-AK32G)
Figura 4-12. Gráfico do perfil do corpo de prova após ensaio de usinagem do aço AISI D2 usinagem com sistema de ar frio (ferramenta R216.42-16030-AK32G)
Para os testes com o sistema de ar frio, Figura 4-12 pode-se considerar que ocorreu uma repetição para os erros máximos e mínimos nas cinco linhas de medição. Não ocorrendo diferenças significativas nas medições de erro comparando-se os dois sistemas de resfriamento.
Da mesma forma que os maiores valores de temperaturas foram obtidas com a ferramenta F1827R.Z16.Z2.08 WXK15, para os erros de medição, as maiores diferenças foram obtidas com a mesma ferramenta. Nas medições sem sistema de resfriamento foram observados valores de erros de 51,6 µm no centro do corpo-de- prova, entre o maior vale e o menor pico. Para a ferramenta F1827R.Z16.Z2.08 WXK15 ocorreram as variações dimensionais quando comparadas com as outras ferramentas. É atribuído a esta grande variação dimensional o fato que esta ferramenta proporcionou os maiores picos de temperatura e os maiores valores de calor, que consequentemente provocaram maiores erros dimensionais para os três últimos perfis de medição.
A Tabela 4-15 mostra um resumo dos erros máximos para os testes sem sistema de resfriamento e com os sistemas de resfriamento de ar comprimido e ar frio. Os valores obtidos são as diferenças entre o maior pico e menor vale dentro de cada linha de medição do corpo-de-prova. O Apêndice D mostra todos os gráficos dos erros obtidos nos testes com o corpo-de-prova de aço AISI D2 e AISI H13.
Para os testes com o sistema de ar comprimido e o sistema de ar frio, observa-se nos resultados da Tabela 4-15, que para as ferramentas F1827R.Z16.Z2.08 WXK15 e F1827R.Z16.Z2.08 WCB80, ocorreram maiores diferenças entre os menores vales e maiores picos que os resultados com a ferramenta R216.42-16030-AK32G. No Apêndice D observa-se que nestes casos uma variação da forma de convexo para côncavo sempre ocorreu, com a forma côncava predominante no final do corpo-de- prova.
Isto pode ser explicado em função de uma dilatação mínima, devido a um calor e ao tratamento térmico que provocou distorções térmicas maiores nesta região do corpo-de- prova. Dessa forma, com o resfriamento do corpo-de-prova o sistema de medição detectou a diferença dimensional provocada pela remoção a mais de material com o corpo-de-prova dilatado e/ou a deformação final provocada por distorções térmicas.
Tabela 4-15. Quadro resumo dos desvios dimensionais para o aço AISI D2 com as três ferramentas. Ferramenta Sistema de resfriamento Linha 1 [µm] Linha 2 [µm] Linha 3 [µm] Linha 4 [µm] Linha 5 [µm] Seco 7,8 9,2 13,3 15,0 16,1 Ar comprimido 8,5 8,6 10,8 13,4 13,3 R216.42-16030- AK32G Ar frio 11,8 7,8 9,7 11,2 19,2 Seco 6,4 8,8 51,6 49,6 30,7 Ar comprimido 6,4 9,1 10,0 19,6 19,3 F1827R.Z16.Z2.08 WXK15 Ar frio 10,6 9,3 17,5 16,6 17,3 Seco 3,5 9,0 15,4 23,3 23,4 Ar comprimido 7,2 7,5 17,5 19,4 16,3 F1827R.Z16.Z2.08 WCB80 Ar frio 7,5 12,2 21,0 15,2 18,2