Aplicação de técnicas de usinagem anbientalmente amigáveis no processo de torneamento radial do aço SAE 1045

Abstract

O torneamento radial é um processo de usinagem usado na indústria metal mecânica para o corte de peças, abertura de canais ou faceamento. Esta pode ser considerada uma operação crítica devido à forma geométrica da ferramenta e aos movimentos de corte. Isto gera a necessidade de aplicação de fluidos de corte, normalmente em abundância, na região de corte. Considerando como funções destes fluidos o arrefecimento, a lubrificação e a expulsão do cavaco, sua aplicação durante essa operação é de suma importância. Várias pesquisas visam restringir o uso de tais fluidos, seja por critérios econômicos, ambientais ou sanitários. Neste contexto, o uso da técnica de mínima quantidade de lubrificante (MQL) vem ganhando espaço nos meios produtivos. Embora seja aplicada há anos em diferentes processos de usinagem, existem poucos relatos sobre a aplicação de MQL em operações de torneamento radial; no mesmo seguimento, a aplicação de ar comprimido (ACO) vai ao encontro do conceito de usinagem ambientalmente amigável. Assim, este trabalho apresenta uma análise comparativa na aplicação de lubrificantes em abundância (ABD), em MQL e o uso de ACO no torneamento radial do aço SAE 1045 para diferentes condições de corte. Na investigação, foram consideradas as forças geradas durante o processo, as rugosidades e o desvio dimensional das superfícies usinadas, e o desgaste da ferramenta. Observou-se que os esforços gerados com MQL foram similares ou inferiores aos gerados com ABD. A mesma tendência foi observada no perfil de rugosidade, predominando valores inferiores. O MQL possibilita um corte mais estável durante a vida da ferramenta, reduzindo a ocorrência de desgaste e prolongando sua vida útil, minimiza a oscilação axial e a flexão da ferramenta, reduz as rugosidades e minimiza os desvios dimensionais. Assim, pode-se afirmar que a aplicação da técnica por MQL é viável no torneamento radial do aço SAE 1045.

Radial turning is a machining process used in the metalworking industry for parting off, grooving or facing operations. This can be considered a critical operation due to the geometric shape of the tool and the cutting movements. This generates the need for application of cutting fluids, usually in abundance, in the cutting region. Considering as functions of these fluids the cooling, lubrication and expulsion of the chip, their application during this operation is of paramount importance. Several researches aim to restrict the use of such fluids, either by economic, environmental or sanitary criteria. In this context, the use of the minimum quantity of lubricant (MQL) technique has been gaining ground in the productive media. Although it has been applied for years in different machining processes, there are few reports on the application of MQL in radial turning operations; at the same time, the application of compressed air (ACO) meets the concept of environmentally friendly machining. Thus, this work presents a comparative analysis on the application of abundant lubricants (ABD) in MQL and the use of ACO in radial turning of SAE 1045 steel for different cutting conditions. In the investigation, the forces generated during the process, the roughness and the dimensional deviation of the machined surfaces and the tool wear were considered. It was observed that the machining forces generated with MQL were similar or inferior to those generated with ABD. The same tendency was observed in the profile of roughness, predominating lower values. MQL enables a more stable cut during tool life, reducing the occurrence of wear and extending tool life, minimizes axial oscillation and tool flexion, reduces roughness and minimizes dimensional deviations. Thus, it can be indicated that the application of the technique by MQL is feasible in the radial turning of SAE 1045 steel.