E-Sharp News Setembro de 2011

Jeffrey A. Badger, Ph.D.
The Grinding Doc Consulting
Austin, Texas USA
www.TheGrindingDoc.com
JB@TheGrindingDoc.com
 

Encontrando o "Ponto de Melhor Rendimento" de seu rebolo

 

Cada operação de usinagem tem um "ponto de melhor rendimento". Ele descreve isto como quando as velocidades e avanços são perfeitos e o rebolo corta bem, dá um bom acabamento de superfície, não desgasta rapidamente e geralmente usina melhor. Quando você não está no ponto de melhor rendimento, todos os tipos de problemas podem ocorrer: as peças de que estão sendo usinadas queimam, terá vibração, ou o rebolo desgasta-se muito rapidamente. Encontrar este ponto de melhor rendimento é extremamente importante para usinagem eficiente, em baixa-temperatura.


Na usinagem de produção, os operadores de máquinas são geralmente bastante bons em achar este ponto de melhor rendimento. No decorrer do tempo, eles ajustam ligeiramente suas velocidades de avanço e de velocidade do rebolo para encontrar um conjunto de parâmetros que trabalham bem para a combinação dos dados do rebolo, peça que está sendo usinada, fluído de refrigeração e máquina de usinagem.


Mas o que acontece se um novo trabalho é atribuído ao operador? Digamos que ele está usinando fresas de topo de carboneto, e em vez de usinar as usuais fresas de topo de 6 mm de diâmetro lhe foi atribuída a tarefa de usinar fresas de topo de 25 mm de diâmetro, com uma profundidade de corte muito maior. O que ele faz então? Bem, ele terá então de repetir toda a operação de ligeiros ajustes para encontrar o ponto de melhor rendimento.


Existe uma maneira melhor do que este método de ensaios sucessivos? A resposta é definitivamente SIM! Em vez de pensar em termos de velocidades e avanços, pensem em termos de Dinamização. Para o trabalho de 6 mm de diâmetro, o operador achou uma Dinamização que trabalhou bem para essa combinação de rebolo, peça usinada, fluído de refrigeração e de máquina. Ele agora deve repetir essa Dinamização para o novo trabalho.
 

O que é Dinamização?

 

Dinamização é simplesmente, o quanto arduamente nós pressionamos os grãos no rebolo. É semelhante à profundidade de penetração ou espessura do cavaco, como mostrado no seguinte diagrama. Se a Dinamização é demasiadamente grande, os grãos penetram profundamente no material, as forças nos grãos são demasiadamente grandes e os grãos são prematuramente arrancados do material de fixação. Se a Dinamização é demasiado pequena, os grãos somente esfregam a superfície, há muita abrasão e geração de calor, e as forças não são suficientemente grandes para que os grãos se auto afiem – eles simplesmente ficam cegos. Entre estes dois extremos se encontra a Dinamização ótima – ou o ponto de melhor rendimento.
 

O Número de Dinamização é relacionado a profundidade que cada grão penetra na peça que está sendo usinada

 

Calculando a Dinamização

O Número de Dinamização é calculado pela fórmula abaixo:

Aqui nós vemos que uma velocidade maior da peça que está sendo usinada, ou velocidade de avanço , dá uma Dinamização mais elevada, como o faz com uma maior profundidade de corte. Uma velocidade mais rápida do rebolo reduz a Dinamização, porque uma velocidade rápida do rebolo significa que os grãos não penetram tão profundamente; um diâmetro maior do rebolo proporciona uma Dinamização inferior.

Bons Números

 

O que é um bom Número de Dinamização? Isso depende particularmente do rebolo e do tipo de material que está sendo usinado. Cada combinação de rebolo/peça a ser usinada tem a sua própria gama limitada de Número de Dinamização que o coloca no ponto de melhor rendimento. Se seu operador está ajustando ligeiramente seu trabalho por algum tempo, há chance de que ele tenha encontrado um bom Número de Dinamização para essa operação. Uma vez que o tenha conseguido, mantenha-se com ele.
 

O Cego e o Elefante

 

Recentemente visitei uma companhia que usinava fresas de topo de carboneto de tungstênio com um rebolo especial para usinagem com diamante ligado com resina. Havia dois operadores, Joe e Hank, executando trabalhos semelhantes na mesma máquina com a mesma especificação de rebolo. Joe jurou que os seus parâmetros eram os melhores para o trabalho. Hank tinha uma opinião diferente: que os seus parâmetros eram melhores.
 

Eu então fui à Internet e encontrei um catalogo do fabricante do rebolo de usinagem com um exemplo de estudo para o rebolo. Seus parâmetros, comparados com os dados do Joe e Hank estão mostrados na tabela abaixo:
 

	A profundidade de corte (mm)	Velocidade de avanço(mm/min)	Velocidade do rebolo (m/s)	Diâmetro do rebolo (mm)	Índice de remoção de material (mm3/mm/s)	Número de Dinamização
Parâmetros do Joe para a fresa de topo de carboneto de pequeno-diâmetro	2.5	150	18.5	150	6.3	17.4
Parâmetros do Hank para a fresa de topo de carboneto de diâmetro médio	2.9	115	16.5	120	5.6	18.1
Informações do catalogo sobre o rebolo do fabricante do rebolo - caso de estudo: Usinagem de fresas de topo de carboneto de diâmetro médio	2	300	33	150	10.0	17.5

Parâmetros de usinagem, usinagem em desbaste do carboneto de tungstênio com rebolo de diamante

 
Olhando os parâmetros, nós vemos que Joe trabalhava a 18,5 m/s e Hank trabalhava a 16,5 m/s. Eu perguntei a Joe o que ele pensava dos parâmetros do Hank e ele disse, "De modo algum. Hank não sabe o que está fazendo. Se eu trabalhar a 16,5 m/s eu tenho um desgaste grande do meu rebolo e acabo com cinzelamento no ponto de saída".


Então perguntei a Hank o que ele pensava. Hank disse, "Joe é louco. Se eu trabalhar a 18,5 m/s, eu “espelharei” meu rebolo e arranharei minhas peças."


Então perguntei para ambos o que eles pensaram dos parâmetros apresentados no estudo do fabricante do rebolo. Ambos se mostraram relutantes. "É ridículo", disseram. “33 m/s isto é um absurdo". Pelo menos eles concordaram em algo.
 

No entanto, vamos dar uma olhada nos Números de Dinamização. Aqui nós vemos valores de 17,4, 18,1 e 17,5. Todos eles estão bem próximos uns dos outros apesar das velocidades de rebolo radicalmente diferentes. Porquê? Esta especificação de rebolo gosta de trabalhar numa Dinamização ao redor de 17,5 a 18,0. Isto pode ser obtido de numerosas maneiras – e é. Cada operador, inclusive o fabricante do rebolo, fez as suas próprias ajustes e chegou bem próximo do mesmo Número de Dinamização.
 

Use-o para sua vantagem

 

Portanto, na próxima vez que você estiver numa máquina, calcule o Número de Dinamização. No decorrer do tempo, desenvolva uma base de dados de Números de Dinamização que trabalham bem para um determinado processo. Uma vez que você tenha o Número de Dinamização que lhe dá um ponto de melhor rendimento para um rebolo, anote-o. Agora, deixe-nos dizer que você tem uma peça de tamanho menor e tem que diminuir a profundidade de corte. Tudo bem. Simplesmente escolha uma velocidade de avanço e velocidade de rebolo que lhe dá o mesmo Número de Dinamização. Isso rapidamente leva-o de volta ao ponto de melhor rendimento para esse rebolo.
 

Eu desenvolvi o conceito de Dinamização em 2001 e comecei ensinando em meu Curso de Usinagem de Alta Intensidade em 2007. Quando eu converso com freqüentadores de cursos anteriores muitos deles dizem o mesmo: "Você sabe, a coisa que eu aprendi no curso que nós usamos todo o tempo é a Dinamização. Sempre que nós tínhamos um problema, nós verificávamos nosso Número de Dinamização para ver se contradizia com o que nós geralmente usamos. E sempre que nós tínhamos um problema, nosso Número de Dinamização era quase sempre demasiadamente baixo ou demasiadamente elevado. Nós agora controlamos nossos Valores de Dinamização todo o tempo e isso ajuda a manter as coisas em ordem".
 

Portanto, pare de pensar sobre velocidades e avanços. Pense na Dinamização. 

Sobre o Autor

O Dr. Jeffrey Badger é perito em usinagem e um consultor independente. Ele apresentará seu Curso de Usinagem de Alta Intensidade nos dias 19 a 21 de outubro em Columbus, Ohio, EUA, organizado pela Diamond Innovations. Ele também visitará e participará na EMO. Visite www.TheGrindingDoc.com para detalhes sobre o curso ou para programar uma visita na EMO. 

 

12 setembro 2011