30 32 34 36 CP’S Tempo (min) Comp. cav.
Qtde. CP’s 1 1 1+1!+1# 1 6 Tempo (min) 38 35 100 31 204 1ª Comp. cav. 1131 1131 3393 1131 6786 Qtde. CP’s - - 3 2 5 Tempo (min) - - 100 63 163 MCSR50 2ª Comp. cav. - - 3393 2262 5655 Qtde. CP’s 1 1 1+1!+1# 1 6 Tempo (min) 38 35 100 31 204 1ª Comp. cav. 1131 1131 3393 1131 6786 Qtde. CP’s - - 3 2 5 Tempo (min) - - 100 63 163 MCSR72 2ª Comp. cav. - - 3393 2262 5655 Qtde. CP’s 1 1 1+1!+1# 1 6 Tempo (min) 38 35 100 31 204 1ª Comp. cav. 1131 1131 3393 1131 6786 Qtde. CP’s - - 3 2 5 Tempo (min) - - 100 63 163 MCon v 2ª Comp. cav. - - 3393 2262 5655 Qtde. CP’s 1 1 1+1!+1# 1 6 Tempo (min) 38 35 100 31 204 1ª Comp. cav. 1131 1131 3393 1131 6786 Qtde. CP’s - - 3 2 5 Tempo (min) - - 100 63 163 MP 2ª Comp. cav. - - 3393 2262 5655
Quantidade total para as 2 baterias de testes 44 1468 (24:28 h)
49764 (49,764 km)
! - Um segundo corpo de prova foi usinado em continuidade ao ensaio anterior (utilizando à mesma
aresta de corte), objetivando que o desgaste na ferramenta fosse levado mais adiante. Foram utilizados neste caso os CP’s de sobra da 1ª bateria que não foram utilizados para velocidade de corte de 38 m/min.
# - Um terceiro corpo de prova foi usinado, em continuidade ao ensaio anterior (utilizando à mesma
aresta de corte), objetivando que o desgaste na ferramenta fosse levado mais adiante. Foram utilizados neste caso corpos de prova preparados no mesmo lote para utilização na 2ª bateria de ensaios.
Comp. cav. = Comprimento de cavaco
Quanto ao posicionamento da aresta de corte das pastilhas MCSR50 e MCSR72 durante as usinagens, em relação ao sentido de laminação do material que as originou; para o caso dos testes realizados durante a primeira bateria de
ensaios foi adotada a aleatoriedade de posicionamento para todos os casos, uma vez que na prática, principalmente no caso de ferramentas multicortantes não existe posicionamentos preferenciais podendo coexistir arestas de corte em diversas direções.
Entretanto, como foi possível a realização de uma segunda bateria de testes para averiguação da reprodutibilidade no caso da velocidade de corte de 34 m/min; os testes foram feitos utilizando a mesma pastilha do teste anterior em cada caso, entretanto, com a nova aresta posicionada a 90° da aresta anterior, o que garante a mudança no sentido de laminação do material em relação à aresta de corte da ferramenta (ver figura 3.19).
Os resultados dos testes realizados demonstraram que nestes casos não houve diferenças significativas no desempenho da ferramenta, como poderá ser visto mais adiante no item que trata dos resultados de desgaste de flanco na usinagem com velocidade de corte de 34 m/min.
Figura 3.19 - Detalhe do esquema utilizado para determinação da aresta a ser utilizada durante os ensaios da segunda bateria de testes com velocidade de corte de 34 m/min, e ferramentas
MCSR50 e MCSR72.
Continuando, os ensaios consistiram basicamente na usinagem dos corpos de prova a profundidade de corte p e avanço f constantes iguais a 1,5 mm e 0,2 mm/rot respectivamente; e um raio de ponta r também de mesmo valor para todas as ferramentas iguais a 0,8 mm, de acordo com indicações da norma ISO 3685 [12] (vide figura 3.20).
As condições de profundidade de corte e avanço constantes fazem com que em cada passe não só o comprimento de cavaco seja constante, mas também o volume de material removido.
Figura 3.20 - Representação esquemática ilustrativa dos parâmetros de usinagem utilizados nos experimentos.
Além do material da ferramenta, a velocidade de corte também foi um parâmetro variável, tendo sido aplicadas conforme mencionado anteriormente, quatro velocidades de corte (30, 32, 34 e 36 m/min) na usinagem com cada uma das 4 variações de material de ferramenta.
O programa para comando do torno CNC (vide anexo 3), foi elaborado considerando um total de seis paradas em cada corpo de prova para medição da evolução dos desgastes de cada ferramenta (figura 3.24). Este número de intervenções para medição foi considerado ser suficiente para verificação do comportamento da curva de desgaste das ferramentas.
Portanto, para cada corpo de prova usinado a ferramenta de corte percorreu um total de 1131 metros (comprimento de cavaco), com paradas para avaliação da evolução do desgaste da ferramenta a cada 188,5 metros (ver tabela 3.6). Após o término da usinagem, o diâmetro final resultante em cada corpo de prova foi de 24 mm.
A cada parada a pastilha era retirada do suporte e levada até o microscópio óptico para registro fotográfico da evolução do desgaste de flanco (VB) (figura 3.24 vista A); em seguida, a mesma era recolocada no suporte para continuidade do ensaio. Ao final da usinagem do corpo de prova, além do registro fotográfico do desgaste de flanco era feito também o registro fotográfico do desgaste de cratera (figura 3.24 vista B).
Para facilitação do trabalho no sentido de possibilitar maior agilidade e um posicionamento adequado das pastilhas no microscópio durante os ensaios; foi construído um dispositivo específico (ver anexo 4), que permitia o
posicionamento da pastilha tanto na posição para registro do desgaste de flanco quanto na posição para registro do desgaste de cratera (figuras 3.21 a 3.23).
Figura 3.21 - Detalhe do dispositivo utilizado para registro fotográfico dos desgastes de flanco e de cratera no microscópio óptico durante os ensaios de usinagem. No detalhe da nota 1, o entalhe para acomodação da massa de modelar utilizada para fixação da pastilha no dispositivo.
Figura 3.22 - Detalhe da pastilha montada no dispositivo em posição para registro fotográfico do desgaste de flanco.
Figura 3.23 - Detalhe da pastilha montada no dispositivo em posição para registro fotográfico do desgaste de cratera.
As fotos feitas em microscópio foram posteriormente trabalhadas no software Quantikov [78], onde os valores de desgaste foram mensurados.
Inicialmente não havia a pretensão inicial de proceder à avaliação da evolução do desgaste de cratera (vista B fig. 3.24), principalmente pela dificuldade operacional para realização, visto que nos moldes da ISO 3685 [12] a avaliação deve ser feita a partir da medição da profundidade da cratera.
A partir do potencial de aplicação do software Quantikov [78], que permite a delimitação e determinação de valores de área a partir de figuras digitalizadas, foi proposta no presente trabalho de pesquisa a título experimental, uma sistemática de avaliação de desgaste de cratera diferenciada, baseada não
na profundidade, mas na extensão em área desse tipo de desgaste (ver exemplo da aplicação na figura 4.98 do capítulo 4).
Ö
Figura 3.24 - Esquema ilustrativo dos locais de desgaste na pastilha. A (vista A) - Desgaste de flanco (superfície lateral de folga); B (vista B) - Desgaste de cratera (superfície de saída).
Durante os testes de usinagem também foram coletados valores de força conforme já mencionado anteriormente. Foram ainda observados /
registrados fenômenos tais como formação ou não de aresta postiça de corte e também formação do cavaco; tendo sido inclusive, coletadas amostras físicas do mesmo.
Ainda, durante a realização da 2ª bateria de testes, foram registrados valores instantâneos da temperatura do corpo de prova ao final de cada passe, para comprovação do acúmulo de energia térmica no corpo de prova em virtude da seqüência seguida de passes.