Retificação cilíndrica do aço ABNT 4340 com aplicação de ar comprimido refrigerado na limpeza da superfície de corte do rebolo

Abstract

Na indústria metal-mecânica, por ser considerado uma etapa final e de acabamento, o processo de retificação contém valor agregado alto ao produto final. Neste processo a utilização de fluidos de corte é um dos fatores responsáveis na obtenção da qualidade final do processo, porém a eles são atribuídos fatores de risco à saúde e ao meio ambiente. Diante do contexto, diversos setores da indústria, pesquisa e educação, são mobilizados a buscar novas alternativas que possam reduzir custos e que sejam menos prejudiciais ao meio ambiente e uma das alternativas já em estudo é a técnica de mínima quantidade de lubrificante (MQL), que é caracterizada pela eficiência do processo em se aplicar uma quantidade menor de fluido de corte, se comparada com o método de lubrirrefrigeração convencional. Porém, na aplicação de MQL é importante que seja observado a pouca eficiência quanto a limpeza da superfície de corte do rebolo, acarretando na obstrução dos poros do rebolo e prejudicando as arestas cortantes. Diante do exposto, o presente trabalho teve como objetivo analisar o comportamento da técnica de MQL associada à limpeza do rebolo, integrada ao sistema de ar a baixa temperatura aplicado à zona de corte, de forma a preservar os parâmetros como: lubrirrefrigeração e limpeza da zona de corte com jato de ar comprimido a baixa temperatura. Neste trabalho foram realizados estudos resultantes da retificação cilíndrica do aço ABNT 4340, e utilizando o rebolo convencional de óxido de alumínio branco sob a aplicação de diferentes condições de lubrirrefrigeração, onde o método convencional pode ser comparado à técnica de MQL associada a limpeza refrigerada a -10º C e - 5º C. Os resultados obtidos foram caracterizados por meio dos ensaios de rugosidade, dos desvios de circularidade, do desgaste diametral do rebolo, da potência consumida, da emissão acústica, da análise metalográfica, da microscopia óptica, da microdureza e da análise da influência da lubrirrefrigeração. Ambos os métodos de lubrirrefrigeração utilizados apresentaram resultados satisfatórios às tolerâncias exigidas para rugosidade e circularidade para o processo de retificação. As condições testadas utilizando MQL associado à limpeza refrigerada da superfície do rebolo apresentaram resultados semelhantes às condições de lubrirrefrigeração convencional e em alguns casos os resultados apresentaram desempenho superior à condição convencional, o que indica a importância de se usar sistemas auxiliares ao método de MQL.

In the metalworking industry, for being the grinding process is considered a final stage and finishing, the grinding process has high added value to the final product, in this process the use of cutting fluids is one of the factors responsible for obtaining the final quality of the process, however they are attributed risk factors to health and the environment. In this context, several sectors of industry, research and education are mobilized to seek new alternatives that can reduce costs and that are less harmful to the environment and one of the alternatives already under study is the technique of minimum quantity lubricant (MQL), which is characterized by the efficiency of the process in applying a smaller amount of cutting fluid as compared to the conventional flood coolant method. However, in the application of the MQL it is important to observe the low efficiency of the cleaning of the cutting surface of the grinding wheel, resulting in clogging of the grinding wheel pores, damaging the sharp edges. Thereupon, the present study addresses the behavior of the MQL technique associated to the cleaning of the grinding wheel, integrated to the cold air system applied to the cutting zone, in order to preserve the parameters such as: flood coolant and cleaning of the cutting zone with air jet compressed at low temperature. In this thesis, studies were carried out resulting from the grinding of ABNT 4340 steel and using the conventional white aluminum oxide grinding wheel under the application of different lubrication and cooling conditions, where the conventional method can be compared to the MQL technique associated to cleaning at cold -10º C and -15º C. The results obtained were characterized by roughness tests, circularity deviation, diametrical wear grinding wheel, metallographic analysis, optical microscopy, microhardness and analysis of the influence of the flood coolant. Both the flood coolant methods used presented satisfactory results to the tolerances required for roughness and circularity for the grinding process. The conditions tested using MQL associated with the cooled surface cleaning of the grinding wheel presented similar results to the conventional flood coolant conditions and in some cases the performance was superior performance to the conventional condition, which indicates the importance of using auxiliary systems to the MQL method.