Anlise da influncia da geometria de brocas especiais na furao de chapas finas aeronuticas

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA CATARINA PROGRAMA DE PS-GRADUAO EM ENGENHARIA MECNICA

Giuliano Terenzi de Bessa Pinto

ANLISE DA INFLUNCIA DA GEOMETRIA DE BROCAS ESPECIAIS NA FURAO DE CHAPAS FINAS AERONUTICAS

Dissertao submetida ao Programa de Ps-graduao em Engenharia Mecnica da Universidade Federal de Santa Catarina para a obteno do Grau de Mestre em Engenharia Especialidade Engenharia Mecnica Orientador: Prof. Rolf Bertrand Schroeter, Dr. Eng. Coorientador: Prof. Jefferson de Oliveira Gomes, Dr. Eng

Florianpolis 2010

Catalogao na fonte pela Biblioteca Universitria da Universidade Federal de Santa Catarina

P659a

Pinto, Giuliano Terenzi de Bessa Anlise da influncia da geometria de brocas especiais na furao de chapas finas aeronuticas [dissertao] / Giuliano Terenzi de Bessa Pinto ; orientador, Rolf Bertrand Schroeter. - Florianpolis, SC, 2010. 164 p.: il., grafs., tabs. Dissertao (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnolgico. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Mecnica. Inclui referncias . 1. Engenharia mecnica. 2. Indstria aeronutica. 3. Brocas - (Ferramenta). 4. Alumnio - Estruturas. I. Schroeter, Rolf Bertrand. II. Universidade Federal de Santa Catarina. Programa de Ps-Graduao em Engenharia Mecnica. III. Ttulo. CDU 621

Giuliano Terenzi de Bessa Pinto

ANLISE DA INFLUNCIA DA GEOMETRIA DE BROCAS ESPECIAIS NA FURAO DE CHAPAS FINAS AERONUTICAS Esta Dissertao foi julgada adequado para obteno do Ttulo de Mestre em Engenharia Especialidade Engenharia Mecnica,e aprovada em sua forma final pelo Programa de Psgraduao em Engenharia Mecnica Florianpolis, 13 de setembro de 2010 ________________________________ Prof. Rolf Bertrand Schroeter, Dr. Eng. Orientador ____________________________________ Prof. Jefferson de Oliveira Gomes, Dr. Eng. Coorientador Instituto Tecnolgico de Aeronutica ___________________________________ Prof. Eduardo Alberto Fancello, D. Sc. Coordenador do Curso Banca Examinadora: _____________________________________ Prof. Joo Carlos Espndola Ferreira, Ph. D. Universidade Federal de Santa Catarina ___________________________________ Prof. Lourival Boehs, Dr. Eng. Universidade Federal de Santa Catarina _____________________________________ Prof. Dr.Ing. Walter Lindolfo Weingaertner Universidade Federal de Santa Catarina

Ao meu pai Nelson Tinoco

AGRADECIMENTOS Ao professor Rolf Bertrand Schroeter, pela orientao, por todos os ensinamentos passados ao longo deste trabalho, pela seriedade e compromisso com que se dedica a seu trabalho. Seu exemplo de carter e sua amizade sero, sem dvida, marcantes. Ao professor Walter Lindolfo Weingaertner, por todo o incentivo e apoio desde o incio e por todo o seu esforo dedicado permitindo a participao deste mestrando em um projeto entre LMP-CCMEMBRAER. Ao professor Jefferson de Oliveira Gomes, por permitir que grande parte da pesquisa fosse conduzida no laboratrio CCM-ITA. Por todo seu apoio como coorientador e ensinamentos transmitidos. Ao professor Gonzaga, coordenadores do projeto AME, por possibilitar as pesquisas no projeto LAME e por viabilizar os contatos diretos com a Equipe Embraer. Ao Laboratrio de Mecnica de Preciso, que graas sua estrutura, sua equipe e sua grande experincia acumulada em usinagem permitiu que esta pesquisa fosse realizada. equipe do laboratrio em especial aos colegas Bruno, Eduardo e Daniel Fontan, pela amizade e disposio em ajudar em todos os momentos e ao suporte indiscutvel para a realizao desta pesquisa. Ao Centro de Competncia em Manufatura, por possibilitar a realizao dos testes deste trabalho. toda a equipe deste laboratrio, que foram verdadeiros colegas e amigos possibilitando essa pesquisa. Empresa Embraer, que forneceu as informaes e foi realmente uma empresa parceira durante toda esta pesquisa. Em especial ao Simonetti, Emilio, Diego, Fred e Davi e tantos outros que colaboraram com este projeto. Iscar do Brasil, por fabricar as brocas e fornec-las com prontido, em especial ao Maurcio por todo seu apoio e envolvimento no projeto. Ao laboratrio de metrologia do IFI sem o qual a parte metrolgica deste trabalho no seria possvel e a toda a sua equipe. Ao meu pai que gostaria de acompanhar o fim deste trabalho, minha me, meu irmo Marco, Larissa, Mateuzinho, ao Alysson e aos familiares e amigos, que me apoiaram em todo momento. A Deus, aquele que em tudo me apoiou.

RESUMO Na indstria aeronutica a implementao de sistemas automatizados de fabricao vem exigindo processos de fabricao cada vez mais eficientes com o mnimo de intervenes por parte dos operadores. Atualmente o processo de furao vem sendo realizado com maior frequncia por robs ou mquinas especiais em vrios segmentos da indstria aeronutica. Uma das grandes dificuldades em se automatizar completamente este processo no setor aeroespacial se deve formao de rebarbas durante a furao de chapas de alumnio, que um material largamente utilizado neste setor. A presena de rebarbas requer a interferncia humana pois so necessrias etapas de desmontagem, limpeza de cavacos e rebarbas e remontagem. No sendo removidas, as rebarbas promovem mau assentamento de partes, pontos de concentrao de tenso e corroso. A etapa de rebarbao e limpeza, que no agrega valor ao produto, impede o trabalho continuo do rob e responsvel por grande parte do tempo de produo. Outro problema recorrente se deve a processos inadequados de furaco que promovem flexes excessivas das chapas de revestimento de aeronaves gerando furos com erros de forma. Este trabalho est voltado para o estudo de geometrias de brocas afim de, gerar o mnimo de rebarbas durante a usinagem de chapas finas de alumnio, de acordo com padres aeronuticos. O desenvolvimento das geometrias tambm visa a reduo da flexo das chapas a fim de evitar o espaamento entre as mesmo, o acmulo de cavacos e consequentemente a etapa de limpeza. Com este intuito foram desenvolvidas brocas com geometrias especiais, variando-se o projeto da ponta e o ngulo de hlice. Para avaliar o desempenho do processo, as brocas foram testadas com diferentes parmetros de corte e comparadas com uma broca convencionalmente utilizada na indstria aeronutica. Para anlise do desempenho foram utilizados os parmetros altura de rebarba, fora de avano, momento toror e a flexo das chapas.

Palavras chave: peas aeronuticas, brocas especiais, furao, rebarba, sees de fuselagem, chapas de alumnio.

ABSTRACT In the aerospace industry the implementation of automated manufacturing systems requires efficient manufacturing processes with less human intervention. Nowadays the drilling process has been more frequently done by robots or special machines in the aerospace industry. One of the challenges in completely automating this process in aircraft manufacturing is the burr formation when drilling aluminum sheets, a material largely applied in this area. The presence of burrs requires human intervention due the necessity of disassembling, deburring, chips removal and reassembling. If the burr are not removed, they produce a bad positioning and fitting of the assembled parts, stress points and areas susceptible to corrosion. Deburring and cleaning do not increase the value of the final product, increase the time consuming and do not allow the robot to work continuously. Another issue in drilling airplane parts is the exceeding deformation of the sheets (aircraft skins) due to inadequate drilling processes what may result in holes with geometrical deviation. This work is focused on the study of drill geometries willing a minimal burr formation during the machining of thin aluminum sheets according to aeronautical standards. The drill geometry design also objectives reducing the sheets deformation avoiding the gap formation between then and the chip accumulation, becoming the cleaning stage unnecessary. Attempting for this objectives, drills with special geometries were developed, where different drill point designs and helix angles were tested. To evaluate the performance of each drill, tests with different cutting parameters were conducted and the results compared with others obtained with a conventional drill current in use in the aerospace industry. As a performance analysis the parameters burr height, force in the feed direction, momentum and sheet deformation were evaluated.

Keywords: aeronautical parts, special drills, drilling, burr, fuselage segments, aluminum sheets.

LISTA DE FIGURAS Figura 2.1: Aeronave com detalhe das superfcies de comando .......... 30 Figura 2.2: (a) Chapa de alumnio plana e (b) chapa de alumnio curvada .............................................................................. 31 Figura 2.3: (a) Painel recortado com janelas e (b) painel recoberto com primer ........................................................ 31 Figura 2.4: (a) Conjunto de quatro painis e (b) o segmento da fuselagem .......................................................................... 32 Figura 2.5: Montagem dos segmentos formando a fuselagem ............. 33 Figura 2.6: Alinhamento e nivelamento dos segmentos para juno ............................................................................... 33 Figura 2.7: Junta orbital composta dos dois segmentos e da cinta orbital ................................................................................ 33 Figura 2.8: Chapas sobrepostas no incio da furao ........................... 34 Figura 2.9: Chapas com flexo devido aos esforos da furao ......... 35 Figura 2.10: Broca perfurando a primeira chapa e incio da usinagem da segunda ............................................................................. 35 Figura 2.11: Broca perfurando a segunda chapa resultando em rebarbas entre as chapas e na sada do segundo furo ...................... 36 Figura 2.12: Formao de rebarba em camadas sobrepostas (a) rebarba completamente desenvolvida, (b) rebarba da sada do primeiro furo toca a rebarba da entrada do segundo furo, (c) semelhante a (b) porm a rebarba da sada tem maior crescimento e se deforma ao tocar a rebarba da entrada ... 37 Figura 2.13: Furao com sada da broca pela superfcie curvada de uma pea........................................................................... 39 Figura 2.14: Furao em posies estratgicas do pacote com brocas de 2,5mm para passagem do prendedor provisrio (pontos em branco so aqueles onde os prendedores so colocados e os pontos escuros aqueles a serem furados em etapas subsequentes) ................................................................... 40 Figura 2.15: Posicionamento dos prendedores provisrios e furao do pacote para alocao dos rebites...................................... 41 Figura 2.16: (a) Desmontagem do conjunto para limpeza das rebarbas e cavacos e (b) aplicao do selante de interface para evitar corroso entre as chapas .................................................. 41 Figura 2.17: Conjunto rebitado com o selante de interface entre as chapas .............................................................................. 42

Figura 2.18: Aproximao da ferramenta ao ponto por onde esta sai pela pea com a formao do plano negativo de cisalhamento AB .............................................................. 45 Figura 2.19: Avano da ferramenta e formao da rebarba ................. 45 Figura 2.20: Imagem obtida com microscpio de varredura representando a formao da rebarba em corte ortogonal quando a ferramenta esta prestes a sair da pea ............... 46 Figura 2.21: (a) Formao da rebarba no Al 2024 T4 e (b) formao da rebarba no Al 6061 T6 ...... Erro! Indicador no definido. Figura 2.22: Padres utilizados para medio de rebarbas .................. 48 Figura 2.23: Tipos de formao de rebarba ......................................... 48 Figura 2.24: Tipos de rebarba Poisson, Curvada e Rasgada ................ 49 Figura 2.25: Partes bsicas de uma broca helicoidal ........................... 54 Figura 2.26: Detalhes da ponta de uma broca helicoidal convencional ......................................................................................... 54 Figura 2.27: Aumento do ncleo da broca ao longo do corpo desta com detalhe das sees transversais nos pontos X-X e Y-Y.... 55 Figura 2.28: Tipos especiais de afiao para reduo do gume transversal ........................................................................ 59 Figura 2.29: Formao das rebarbas tipo uniforme, uniforme com chapu e rebarba tipo coroa .......................................... 61 Figura 2.30: Tipos de rebarba encontrados na furao de titnio Ti-6Al-4V ........................................................................ 62 Figura 2.31: Alterao do raio de quina da ferramenta para variao no ngulo de ponta ................................................................ 62 Figura 2.32: Broca com ponta chanfrada ............................................. 63 Figura 2. 33: Influncia do ngulo de chanfro sobre a rigidez do material na sada da broca pelo furo................................ 64 Figura 2.34: Broca com quinas arredondadas ...................................... 65 Figura 2.35: Influncia do raio da quina da broca sobre a rigidez do material durante a sada da broca ..................................... 65 Figura 2.36: Broca escalonada ............................................................. 66 Figura 2.37: Influncia do ngulo do escalonado sobre a rigidez do material da pea na sada da broca ................................... 67 Figura 2.38: Detalhes de uma broca de centragem .............................. 68 Figura 2.39: Sada da broca tipo de centragem com detalhe do material a ser usinado ..................................................................... 69 Figura 2.40: ngulo de direo do gume e foras de usinagem .......... 70 Figura 2.41: Influncia do ngulo de posio do gume principal em brocas com ponta de centragem sobre as foras na furao ......................................................................................... 70

Figura 2.42: Influncia do ngulo de posio do gume principal em brocas com ponta de centragem sobre as foras na furao ......................................................................................... 71 Figura 3.1: Corpo de prova com os furos para fixao.........................73 Figura 3.2: Dispositivo para a fixao dos corpos de prova ................ 74 Figura 3.3: Montagem dos corpos de prova sobre dispositivo de fixao ........................................................................................... 75 Figura 3.4: Furao para pontos de fixao e furos realizados em teste ............................................................................................ 75 Figura 3.5: Vista (a) lateral e (b) frontal da Broca EMB ..................... 76 Figura 3.6: (a) Distncia (dp) entre a ponta da broca e a quina e (b) ngulo de hlice ................................................................. 77 Figura 3.7: Centro de usinagem vertical Romi D800 .......................... 78 Figura 3.8: Sensor com a placa de proteo para ensaios de fresamento ............................................................................................ 80 Figura 3.9: Amplificador de sinais Kistler 5070 A .............................. 80 Figura 3.10: Esquema da montagem para realizao dos testes .......... 81 Figura 3.11: Montagem do sistema de medio para avaliao da altura de rebarbas........................................................................ 82 Figura 3.12: Mquina de medir por coordenadas Mitutoyo Crysta C 7106 .................................................................................. 83 Figura 3.13: Sequncia dos furos realizados nos ensaios..................... 85 Figura 3.14: (a) Grfico da resposta da fora pelo tempo para os seis furos de cada teste e (b) com seleo de faixa til .......... 86 Figura 3.15: Pontos medidos para avaliar a deflexo das chapas ........ 87 Figura 3.16: Deflexo das chapas para dois valores de avano com a mesma broca e mesma velocidade de corte .................... ..87 Figura 3.17: Pontos de medio de altura de rebarba ao longo dos furos na entrada e na sada das chapas superiores e inferiores .. 88 Figura 3.18: Ponto de zeragem do apalpador eletrnico ...................... 89 Figura 4.1: Distribuio F........ ............................................................92 Figura 4.2: Grfico de altura de rebarba para diferentes valores de avano e velocidade de corte .............................................. 94 Figura 4.3: Grfico de variao da altura de rebarba para diferentes velocidades de corte e diferentes avanos .......................... 95

Figura 4.4: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=150 m/min ................................................................................ 97 Figura 4.5: Variao da fora na direo de avano para diferentes valores de avano e de velocidade .................................... 99 Figura 4.6: Variao do momento para diferentes valores de avano e de velocidade.................................................................... 100 Figura 4.7: Grfico da altura de rebarba na sada da chapa inferior para a variao do avano e da velocidade de corte................ 102 Figura 4.8: Variao do momento para diferentes valores de avano e de velocidade................................................................... 104 Figura 4.9: Grfico da altura de rebarba na entrada da chapa superior para a variao do avano e da velocidade de corte ......... 105 Figura 4.10: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=150 m/min .................................................................. 107 Figura 4.11: Grfico das foras na direo de avano para diferentes avanos e velocidades de corte ..................................... 108 Figura 4.12: Grfico da altura de rebarba na sada da chapa inferior para a variao do avano e da velocidade de corte ....... 111 Figura 4.13: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=125 m/min ................................................................ 112 Figura 4.14: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=175 m/min ................................................................ 115 Figura 4.15: Grfico da fora na direo de avano para diferentes valores de avano e velocidade de corte ........................ 116 Figura 4.16: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=175 m/min ................................................................. 118 Figura 4.17: Grfico da fora na direo de avano para diferentes valores de avano e velocidade de corte ....................... 119 Figura 4.18: Comparao da altura de rebarbas entre as brocas para diferentes avanos para vc= 175m/min ......................... 122 Figura 4.19: Altura de rebarba para as vrias brocas com diferentes avanos velocidade de 150m/min na entrada da chapa inferior........................................................................... 123

Figura 4.20: Furao de materiais frgeis sem e com a presena de materiais de suporte ........................................................ 124 Figura 4.21: Altura de rebarba para as diferentes brocas variando o avano, mantendo-se vc=150m/min analisando a sada da chapa superior ................................................................. 125 Figura 4.22: Altura de rebarba na entrada da chapa superior para vc=150m/min variando o avano .................................... 126 Figura 4.23: Comparao das foras em z para as diferentes brocas variando-se o avano e mantendo-se vc=125m/min ....... 128 Figura 4.24: Comparao das foras em z para as diferentes brocas variando-se o avano e mantendo-se vc=150m/min ....... 128 Figura 4.25: Comparao das foras em z para as diferentes brocas variando-se o avano e mantendo-se vc=150m/min ....... 129 Figura 4.26: Formao da rebarba na entrada da chapa superior ....... 129 Figura 4.27: Formao da rebarba na sada da chapa inferior acumulada em regies do furo .......................................................... 130 Figura 4.28: Formao da rebarba na entrada da chapa inferior ........ 131 Figura 4.29: Rebarba tipo chapu feita com a broca de ponta de centragem com dp positiva ............................................. 132 Figura 4.30: Rebarba tipo chapu feita com a broca de ponta de centragem com dp nula ................................................... 132 Figura 4.31: Rebarba tipo chapu aderida sada do furo feita com a broca EMB .................................................................... 133 Figura 4.32: Rebarba tipo chapu totalmente destacada feita com a broca EMB .................................................................... 133 Figura 4.33: Grfico da fora de avano com a broca de ponta centragem ( = 45, dp positiva) para furao de duas chapas sobrepostas com altas taxas de aquisio (tempo em segundos e fora em Newtons) .................................. 134 Figura 4.34: Grfico da fora de avano com a broca EMB para furao de duas chapas sobrepostas com altas taxas de aquisio (tempo em segundos e fora em Newtons)..................... 135 Figura 4.35: Grfico da fora de avano com a broca de ponta centragem ( = C, dp nula) para furao de duas chapas sobrepostas com altas taxas de aquisi-o (tempo em segundos e fora em Newtons) ........................................ 136 Figura 4.36: Deformao das chapas para as diferentes brocas vc=175m/min e f=0,1 medidos na faixa 4....................... 137

Figura 4.37: Deformao medida ao longo da faixa 4 para a broca 2 levando em conta a variao do avano medido em 25 pontos ao longo da faixa ............................................... 137 Figura 4.38: Deformao medida ao longo da faixa 4 para a broca 1 levando em conta a variao do avano medido em 25 pontos ao longo da faixa ............................................... 138

LISTA DE TABELAS Tabela 3.1: Composio da liga Al 2024 ............................................. 73 Tabela 3.2: Variaes das geometrias das brocas ................................ 77 Tabela 3.3: Especificaes tcnicas da mquina-ferramenta ............... 78 Tabela 3.4: Parmetros de corte recomendados pelo fabricante .......... 84 Tabela 4.1: ANOVA da entrada da chapa superior para a broca 1 ...... 92 Tabela 4.2: ANOVA da sada da chapa superior para a broca 1 .......... 93 Tabela 4.3: ANOVA vc=125m/min chapa/altura (h0) broca1 .............. 96 Tabela 4.4: ANOVA vc=125m/min posio/altura(h0) broca1 ............ 96 Tabela 4.5: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca1 ........ 97 Tabela 4.6: Broca 2, ANOVA altura (h0) versus avano (f) e velocidade de corte (vc) ...................................................................... 101 Tabela 4.7: ANOVA posio/altura (h0) e chapa/posio Broca 2 .... 103 Tabela 4.8: ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora.................................................................................. 103 Tabela 4.9: Broca 3, ANOVA altura (h0) versus avano (f) e velocidade de corte (vc) ...................................................................... 105 Tabela 4.10: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca 3 .. 106 Tabela 4.11: Broca 3, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora ............................................................. 107 Tabela 4.12: Broca 4, ANOVA altura (h0) versos avano (f) e velocidade de corte (vc) .................................................. 109 Tabela 4.13: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca 4 .. 109 Tabela 4.14: Broca 4, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora ............................................................. 110 Tabela 4.15: Broca 5, ANOVA altura (h0) versus avano (f) e velocidade de corte (vc) .................................................. 110 Tabela 4.16: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca 5 .. 112 Tabela 4.17: Broca 5, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora ............................................................. 113 Tabela 4.18: Broca 6, ANOVA altura (h0) versus avano (f) e velocidade de corte (vc) .................................................. 114 Tabela 4.19: ANOVA posio/altura (h0) e chapa/posio Broca 6 .. 114 Tabela 4.20: Broca 6, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora ............................................................. 115 Tabela 4.21: Broca EMB, ANOVA altura( h0) versos avano (f) e velocidade de corte (vc) .................................................. 116

Tabela 4.22: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca EMB ............................................................................................................ 117 Tabela 4.23: Broca EMB, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora............................................................ 119 Tabela 4.24: ANOVA correlao ente parmetro geometria de broca utilizado e altura de rebarba .......................................... 120 Tabela 4.25: ANOVA correlao entre o parmetro geometria de broca utilizado com a fora e o momento ................................ 127

LISTA DE SMBOLOS E ABREVIATURAS

e 0 1 2 0 ap b bg

[] [] [] [] [] [] [] [] [] [] [mm] [] []

ngulo de incidncia intervalo de confiana ngulo negativo de deformao ngulo de sada angulo de hlice ngulo de ponta ngulo de ponta inicial ngulo de ponta secundrio ngulo auxiliar da ponta da broca ngulo de hlice ngulo de posio da ferramenta distncia do cavaco deformado at a sada da pea ngulo do gume transversal ngulo de cisalhamento

brde dp f h h0 hr rf t0 x2 y2 C2 D1 D2

[mm] profundidade de corte [mm] largura de corte [mm] espessura da rebarba [mm] espessura na raiz da rebarba [mm] distncia do escalonado [mm] distncia da ponta quina da broca [mm] avano [mm] espessura de corte [mm] altura de rebarba [mm] distncia entre a superfcie usinada e ponto de pivotamento [mm] raio da raiz da rebarba [mm] espessura de cavaco no deformada constantes empricas do material da pea constantes empricas do material da pea constantes empricas do material da pea [mm] dimetro menor [mm] dimtetro maior

F Fct Ff Fp Ft K L R AB CAD GL Ho MEV MMC MQ P SQ

valor da distribuio F valor de corte para distribuio F [N] fora de avano [N] fora passiva [N] soma das componentes de Ff e Fp fator de abrangncia [mm] distncia da ponta da ferramenta sada da pea [mm] raio de quina da ferramenta plano negativo de deformao Computer Aided Design grau de liberdade hiptese nula Microscpio Eletrnico de Varredura Mquina de Medir por Coordenadas media dos quadrados parmetro de ANOVA soma dos quadrados

SUMRIO 1. 2. Introduo........................................................................... 27 Estado da arte ..................................................................... 29 2.1 Furao na Indstria Aeronutica................................. 29 2.1.1 Etapas de montagem da fuselagem de uma aeronave ................................................................ 29 a) Conformao, corte e tratamento da superfcie das chapas ................................................................... 31 b) Montagem dos segmentos da fuselagem .............. 32 c) Emenda dos segmentos da fuselagem .................. 32 2.1.2 Problemas na furao de fuselagens .................... 34 a) Chapas sobrepostas .............................................. 34 b) Chapas curvadas................................................... 38 c) Fixao provisria das chapas.............................. 40 d) Aplicao de selante e rebitagem ......................... 41 2.2 Rebarbas ....................................................................... 42 2.2.1 Definio.............................................................. 42 2.2.2 Problemas com a presena de rebarbas ................ 43 2.2.3 Mecanismos de Formao de Rebarbas ............... 44 2.2.4 Formas de Rebarbas ............................................. 47 2.2.5 Medio de Rebarbas ........................................... 49 a) Mtodos destrutivos de medio .......................... 50 b) Sistemas mecnicos ............................................. 50 c) Sistemas pticos ................................................... 51 2.3 O Processo de Furao ................................................. 51 2.3.1 Brocas helicoidais ................................................ 52 2.3.2 Formao de rebarba na furao com brocas helicoidais............................................................. 59 a) Mecanismos de formao de rebarbas e formas de rebarba na furao ................................................ 60 2.3.3 Geometrias especiais de brocas para reduzir a formao de rebarbas............................................ 63 a) Brocas chanfradas ................................................ 63 b) Brocas com quina arredondada ............................ 64 c) Brocas escalonadas .............................................. 65 d) Brocas com ponta de centragem .......................... 67 3. Materiais e Mtodos ........................................................... 73 3.1 Materiais, ferramentas e mquinas ............................... 73 3.1.1 Corpos de prova ................................................... 73

3.1.2 Dispositivos de fixao ........................................ 74 3.1.3 Ferramentas de corte ............................................ 75 a) Broca convencional ............................................. 76 b) Brocas especiais ................................................... 76 3.1.4 Mquina - ferramenta .......................................... 78 3.2 Sistemas de Medio.................................................... 79 3.2.1 Sistema de aquisio de foras ............................ 79 a) Sensor de medio com placa de proteo para fresamento ............................................................ 79 b) Amplificador de sinais e cabo de sinais ............... 80 c) Placa de aquisio de dados................................. 80 3.2.2 Medio de altura de rebarbas ............................. 81 3.2.3 Medio da flexo ............................................... 83 3.3 Ensaios de usinagem e medies ................................. 84 3.3.1 Planejamento de experimentos ............................ 84 3.3.2 Setup do sistema de aquisio de foras e momentos ............................................................. 85 3.3.3 Medio da deformao (flexo) ......................... 86 3.3.4 Medio da altura de rebarba ............................... 88 4. Anlise e Discusso dos Resultados................................... 91 4.1 Anlise Individual da Furao com Diferentes Brocas 91 4.1.1 Broca 1 (=15, dp positiva)................................. 91 a) Altura de Rebarba ................................................ 91 b) Fora de avano e momento ................................ 98 4.1.2 Broca 2 (=15, dp nula) .................................... 101 a) Altura de Rebarba .............................................. 101 b) Fora de avano e momento .............................. 103 4.1.3 Broca 3 (=30, dp positiva)............................... 104 a) Altura de Rebarba .............................................. 104 b) Fora de avano e momento .............................. 107 4.1.4 Broca 4 (=30, dp nula) .................................... 108 a) Altura de Rebarba .............................................. 108 b) Fora de avano e momento .............................. 110 4.1.5 Broca 5 (=45, dp nula) .................................... 110 a) Altura de Rebarba .............................................. 110 b) Fora de avano e momento .............................. 113 4.1.6 Broca 6 (=45, dp nula) .................................... 113 a) Altura de Rebarba .............................................. 113 b) Fora de avano e momento .............................. 115 4.1.7 Broca EMB (=30) ........................................... 116

a) Altura de Rebarba .............................................. 116 b) Fora de avano e momento .............................. 118 4.2 Comparao entre Furos Obtidos com Diferentes Brocas ......................................................................... 120 4.2.1 Sada chapa inferior ........................................... 121 4.2.2 Entrada Chapa Inferior ....................................... 121 4.2.3 Sada chapa superior .......................................... 123 4.2.4 Entrada chapa superior ....................................... 125 4.2.5 Foras na furao ............................................... 127 5. Concluses e Sugestes para Prximos Trabalhos ........... 139 5.1 Concluses ................................................................. 139 5.2 Sugestes para Prximos Trabalhos ........................... 142 6. Referncias ....................................................................... 145

1. INTRODUO Na indstria aeronutica o processo de furao vem sendo foco de estudos com maior frequncia, uma vez que uma aeronave de grande porte pode conter milhes de furos. Com o intuito de reduzir custos, uma das abordagens que vem sendo utilizada a de furao onestep, na qual reduzida a quantidade de etapas de usinagem necessrias. Atualmente so empregadas brocas de diferentes dimetros na produo de um nico furo at se atingir o dimetro final desejado. O processo onestep visa no somente reduzir as operaes de furao, mas eliminar a abertura de componentes e a desmontagem de partes feitas atualmente para remoo de cavacos e rebarbas remanescentes. Na montagem de aeronaves, a furaco onestep cada vez mais utilizada principalmente na emenda de segmentos de fuselagem. Nesta fase de montagem, o fato da usinagem ser realizada em chapas finas impe dificuldades implementao da furao automatizada. As chapas finas de alumnio, sobrepostas umas s outras, tendem a defletir e rebarbas e cavacos so formados entre as chapas durante a furao. Em aeronaves, a eliminao de cavacos e rebarbas entre as chapas de uma juno de segmentos no um fator meramente esttico ou de limpeza. A presena de cavacos e rebarbas propicia o surgimento de corroso e concentrao de tenso que durante os vrios ciclos de trabalho da fuselagem podem resultar em ruptura da mesma por fadiga. Ainda, a aplicao do selante na interface entre as duas chapas s possvel de ser realizada se no existirem rebarbas e sujeiras entre as mesmas. Desta maneira, o processo de furao onestep torna-se prrequisito para a automao da montagem de segmentos de aeronaves, uma vez que este permite que um furo seja realizado com uma nica ferramenta em uma nica etapa. Alm disso, elimina-se a fase de desmontagem para limpeza e rebarbao e a fase de remontagem das chapas que impedem a automao completa do processo. Feito isso possvel a pr-montagem do conjunto (chapas sobrepostas) j com o selante aplicado na interface entre as duas chapas, sendo a furao realizada aps a cura do selante. Essa sequncia de processos s possvel se a furao com as brocas helicoidais no promover o descolamento do selante. Para atingir tais requisitos este trabalho tem como objetivo desenvolver brocas especiais para furao de chapas finas aeronuticas capazes de reduzir ao mnimo a formao de rebarbas nos furos e gerar

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nveis de fora de avano aceitveis, a fim de evitar a flexo das chapas furadas. No desenvolvimento das geometrias de brocas ser verificada a influncia do tipo de ponta da ferramenta e do ngulo de hlice da mesma sobre as foras axiais, flexes das chapas e alturas de rebarbas geradas durante a usinagem. Neste trabalho ser apresentada uma reviso terica sobre rebarbas, suas principais caractersticas, sendo posteriormente abordados os mecanismos de sua formao em processos de furao com brocas helicoidais. Ser tambm analisada a furao com diferentes ferramentas visando atingir o processo otimizado.

2. ESTADO DA ARTE 2.1 Furao na Indstria Aeronutica No setor aeronutico a furao uma das operaes de usinagem mais comuns, sendo que a quantidade de furos em uma aeronave pode ultrapassar 1,3 milhes [1, 2, 3]. Alm da grande quantidade, os furos so realizados em locais diferentes, s vezes de difcil acesso e englobando uma gama considervel de materiais, o que torna complicada a automao completa dos processos de furao. Na indstria aeronutica, diferentemente de muitos outros setores, vrias operaes de montagem e fabricao ainda so feitas manualmente. No entanto a corrida generalizada pela automao, tambm presente na aeronutica, faz com que uma dedicao especial seja dada automao dos processos de fabricao em aeronaves [4]. Atualmente, a furao automatizada do revestimento das aeronaves vem sendo foco de estudos, tanto no que diz respeito aos subconjuntos de segmentos de fuselagem quanto em etapas de montagem final (emenda de segmentos formando a fuselagem). Na etapa de montagem destas sees a furao feita em duas camadas (painis de revestimento sobrepostos aos reforadores ou painis sobrepostos s cintas). Estas diferentes partes so mantidas na posio desejada por dispositivos provisrios de fixao, sendo este assunto melhor abordado nos prximos tpicos. 2.1.1 Etapas de montagem da fuselagem de uma aeronave

Um avio normalmente utilizado na aviao civil composto basicamente de uma fuselagem, superfcies de sustentao, estabilizao e de comando e sistema de propulso. Alm da asa, que a maior responsvel pela sustentao, a maioria das aeronaves possui superfcies estabilizadoras verticais e horizontais que so denominadas empenagens. Para movimentao em voo existem superfcies mveis (superfcies de comando) situadas nas asas e empenagens que permitem ao avio girar em torno de trs eixos (Figura 2.1), realizando as trs manobras bsicas denominadas arfagem, guinada e rolamento. Nas asas as superfcies responsveis pelo rolamento so os ailerons, na empenagem vertical o leme permite a guinada e na empenagem horizontal o profundor realiza

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a arfagem. Existem ainda as superfcies auxiliares ou secundrias de comando que so os flaps, freios aerodinmicos, spoilers, slats, winglets, compensadores, dentre outros. Estas superfcies possibilitam ao avio ter sua velocidade reduzida durante o voo, mudar seu ngulo de descida, ter sua sustentao elevada, alterar o escoamento sobre a asa reduzindo o arrasto, dentre inmeros outros fatores que permitem aeronave realizar um vo controlado e estvel. A fuselagem, onde as pessoas so alocadas, precisa apresentar condies para ser habitada mesmo a altitudes elevadas onde a falta de oxignio e a diferena de presso so acentuadas [3]. Esta parte importante da aeronave basicamente constituda de uma estrutura metlica, recoberta por chapas metlicas, formando um conjunto capaz de resistir aos esforos de trabalho em vo e s diferenas de presso entre a cabine e a atmosfera.

Figura 2. 1:Aeronave com detalhe das superfcies de comando

Durante a fabricao do avio, chapas e estruturas de vigas so montadas em pequenas sees ou painis e em seguida encaixados uns aos outros. Formam-se assim anis, que fixados entre si geram a fuselagem completa. A seguir so descritas estas etapas de fabricao.

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a) Conformao, corte e tratamento da superfcie das chapas Inicialmente as chapas de alumnio [5] que sero utilizadas como revestimento (painis ou skins) so curvadas por um processo de calandragem at chegarem ao raio correto especificado em projeto (Figura 2.2).

(a)

(b)

Figura 2. 2: (a) Chapa de alumnio plana e (b) chapa de alumnio curvada

Os painis so ento cortados e ajustados formando-se as janelas, portas e outras necessidades. Em seguida estes recebem um tratamento de superfcie com uma camada especial, denominada primer que ser responsvel por evitar a corroso das chapas (Figura 2.3).

(a)

(b)

Figura 2. 3: (a) Painel recortado com janelas e (b) painel recoberto com primer

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b) Montagem dos segmentos da fuselagem Os segmentos de fuselagem so geralmente resultados da emenda de quatro conjuntos de painis. Estes painis so ligados parte estrutural composta de reforadores longitudinais (stringers) e reforadores transversais (cavernas ou frames) (Figura 2.4). Essa ligao entre as chapas e os reforadores feita principalmente por meio de rebites e pinos.

(a)

(b)

Figura 2. 4: (a) Conjunto de quatro painis e (b) o segmento da fuselagem

c) Emenda dos segmentos da fuselagem Feita a montagem dos segmentos da fuselagem individualmente, necessrio uni-los para formar a fuselagem final (Figura 2.5 e 2.7). Durante a emenda dos segmentos necessrio realizar um complicado processo de alinhamento entre estes. Esta etapa envolve estruturas com grandes volumes, mas exige pequenos erros e desvios. A tarefa de alinhamento pode ser feita atravs de suportes regulveis manualmente ou por meio de sistemas automatizados (Figura 2.6).

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Figura 2. 5: Montagem dos segmentos formando a fuselagem

Figura 2. 6: Alinhamento e nivelamento dos segmentos para juno

Plug Traseiro

Seo II Cinta Orbital

Figura 2. 7: Junta orbital composta dos dois segmentos e da cinta orbital

A furao, fixao provisria e rebitagem da cinta ao revestimento da fuselagem requerem uma ateno maior, sendo que os problemas envolvidos nesta etapa so foco deste estudo, principalmente no que diz respeito furao. Com essa motivao feita a seguir uma introduo

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sobre os principais problemas envolvidos nesta etapa de furao e juno de segmentos da fuselagem. 2.1.2 Problemas na furao de fuselagens

a) Chapas sobrepostas Quando se pensa na furao do conjunto cinta orbital e revestimento da fuselagem, pode-se simplificar o problema para um caso de usinagem de duas chapas sobrepostas, que uma situao muito comum na fabricao de aeronaves [1, 6, 7, 8]. As etapas e dificuldades envolvidas nesta questo so apresentadas a seguir. Inicialmente a broca toca a primeira chapa usinando sua superfcie (Figura 2.8) e medida em que avana na direo do vetor f formam-se rebarbas na entrada do furo. Isso pode ser confirmado em estudo realizado [6], onde foi feita uma anlise por elementos finitos na usinagem de duas chapas de ao inoxidvel ABNT 304.

Figura 2. 8: Chapas sobrepostas no incio da furao

Avanando ainda mais na direo do vetor f, a broca comea a causar a flexo do conjunto formado pelas duas chapas. importante ressaltar que at este momento ambas as chapas resistem ao avano da ferramenta (Figura 2.9).

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Figura 2. 9: Chapas com flexo devido aos esforos da furao

Ao se aproximar da sada do primeiro furo o material restante a ser usinado frente da broca apresenta baixa capacidade de resistir s foras de avano. Este material comea ento a se romper e a primeira chapa comea a voltar sua posio original (Figura 2.10). Quando a broca atravessa completamente a primeira chapa esta ir retornar completamente sua posio inicial, caso no tenham ocorrido deformaes plsticas na chapa como um todo. A sada da broca pela primeira chapa geralmente implica em formao de rebarbas na sada do furo. Logo em seguida tem incio a usinagem da segunda chapa, que nesta etapa suporta toda a fora de avano que antes era dividida pelas duas chapas. De maneira similar ao ocorrido na primeira chapa, no incio da furao da segunda chapa formam-se rebarbas na entrada do furo [6].

Figura 2. 10: Broca perfurando a primeira chapa e inicio da usinagem da segunda

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Enquanto a segunda chapa usinada ocorre um acmulo de cavacos entre as duas chapas. Devido a este fator e formao de rebarbas entre as chapas, a segunda chapa est flexionada se comparada primeira que retornou sua posio inicial. Ao atravessar a segunda chapa a broca forma rebarbas na sada do segundo furo (Figura 2.11).

Figura 2. 11: Broca perfurando a segunda chapa resultando em rebarbas entre as chapas e na sada do segundo furo

Choi et al [9] investigaram a formao de rebarbas durante o processo de furao de materiais com mltiplas camadas. Este tipo de material encontrado em vrias partes de aeronaves onde se usam combinaes de material como titnio/alumnio, alumnio/compsito, alumnio/titnio/ao ou simplesmente um sanduche formado de alumnio/selante/alumnio. Neste mesmo trabalho [9] observou-se a formao de rebarbas na sada do primeiro furo e entrada do segundo furo e, dependendo da plasticidade e da espessura da camada de selante, pode ocorrer de a primeira rebarba no tocar a segunda. Em outro caso podem ser geradas rebarbas que se tocam, sendo possvel ainda que a primeira rebarba venha a suplantar a segunda. Caso a segunda rebarba seja mais resistente, devido sua formao ou ao material de composio, a primeira rebarba poder se enrolar para dentro ou para fora do furo, sendo a primeira situao a mais crtica.

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Figura 2. 12: Formao de rebarba em camadas sobrepostas [9]. (a) rebarba completamente desenvolvida, (b) rebarba da sada do primeiro furo toca a rebarba da entrada do segundo furo, (c) semelhante a (b) porm a rebarba da sada tem maior crescimento e se deforma ao tocar a rebarba da entrada,

Em outro estudo [9] afirmou-se que a diferena entre o material da primeira e da segunda camada tambm influenciar na formao de espaos entre as chapas, uma vez que seus mdulos de elasticidade sero diferentes. Os autores do estudo observaram ainda que mesmo para materiais iguais a flexo ir variar. Isto ocorre uma vez que durante a furao a quantidade de material retirada no primeiro furo faz com que o comportamento elstico e plstico da primeira chapa seja diferente do da segunda, que inicialmente continua intacta. Na fabricao de aeronaves, rebarbas decorrentes de processos de furao geradas entre as chapas causam erros de posicionamento entre as peas. A presena de rebarbas causa regies com acmulo de tenso que podem se transformar em pontos de incio de trincas extremamente indesejveis e preocupantes na fabricao de aeronaves. Tal fato crtico para qualquer componente submetido a esforos dinmicos cclicos. Rebarbas e cavacos presentes entre as chapas podem propiciar corroso entre as mesmas [5]. Etapas de rebarbao no agregam valor ao produto e sendo evitadas resultaro em aumento de eficincia e reduo de custos no processo, o que vem sendo uma preocupao crescente na indstria aeronutica [6]. O tipo de furao que vem sendo buscado em empresas aeronuticas aquele denominado de onestep. Neste uma broca ou um processo especial de usinagem capaz de fazer furos sem a necessidade de utilizar alargadores ou de realizar etapas de limpeza e rebarbao. Todos os problemas causados pela flexo das chapas so ainda mais acentuados no caso de furos em revestimentos de aeronaves. Em tais casos os

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dispositivos provisrios de fixao das partes so s vezes em quantidade insuficiente e proporcionam rigidez insuficiente ao conjunto. Somado a isso est o problema de se perfurar superfcies curvadas, que ser abordado em tpicos a seguir. b) Chapas curvadas Conforme abordado anteriormente, as chapas (skins) de uma aeronave so calandradas para tomarem a forma da fuselagem, sendo que essa curvatura influencia diretamente nos processos subsequentes de furao e rebitagem. Na literatura no so encontrados muitos estudos sobre furao de chapas calandradas, onde as superfcies por onde a broca entra e por onde a mesma sai no so planas, mas curvadas. Alm disso, o estudo de formao de rebarbas neste tipo de furao pouco abordado na literatura. No entanto, um estudo requer particular ateno, [10] no qual a influncia da curvatura da superfcie da pea por onde a broca entra e por onde a mesma sai avaliada em relao formao de rebarbas. Uma forma de se avaliar a curvatura de uma superfcie durante um processo de furao se d pelo ngulo entre a direo de avano da broca e a tangente superfcie usinada. Um exemplo tpico o de usinagem de furos que se interceptam, muitas vezes feito para lubrificao de componentes rotativos [7]. A inclinao da superfcie da pea possui uma grande influncia sobre a interao entre o gume da ferramenta e a superfcie propriamente dita. Considera-se que o gume principal de uma broca tenda a empurrar o material da pea (durante a sada da broca pelo furo) para fora, gerando rebarbas. No entanto, isso s verdade se a direo de avano da ferramenta for perpendicular superfcie por onde a broca sai da pea. Supondo que a superfcie da pea por onde a broca sai seja inclinada, a formao de rebarbas se d em parte do furo, sendo mnima ou nula nas outras partes. Isto difere do que ocorre em furos feitos em superfcies perpendiculares direo de avano da ferramenta, onde a rebarba tende a circundar todo o furo. Explica-se tal situao pelo fato do gume principal em determinados momentos entrar na superfcie da pea, o que depende de fatores como ngulo da superfcie da pea em relao direo de avano, velocidade de corte e avano [10]. A formao da rebarba est relacionada diretamente ao fato do gume empurrar ou no o material da pea para fora (na sada da broca pelo furo). Em lugares onde o gume entra na pea surgem rebarbas pe-

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quenas ou nulas e nas partes da sada do furo onde o gume sai da pea as rebarbas formadas so significativas [10]. Ao se usinar uma superfcie curvada como na Figura 2.13 a formao de rebarba se divide em quadrantes. Na furao de chapas do revestimento de aeronaves a superfcie curvada, fazendo com que a rebarba se assemelhe ao apresentado na Figura 2.13.

Figura 2. 13: Furao com sada da broca pela superfcie curvada de uma pea

A superfcie convexa por onde a broca sai apresenta reas demarcadas de verde e de vermelho. As partes em verde so aquelas por onde o gume principal entra na pea ficando a sada do furo isenta de rebarbas. As regies em vermelho apresentam rebarbas, pois o gume das ferramenta saiu da superfcie da pea [10].

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c) Fixao provisria das chapas No posicionamento e fixao de chapas e partes de aeronaves como perfis, nervuras e reforadores empregam-se constantemente dispositivos de fixao provisria (glecos). Estes tm o objetivo de manter as partes posicionadas enquanto so marcadas, furadas e posteriormente fixadas por prendedores definitivos (rebites cegos, Lockbolt e Hi-loks, por exemplo) [3]. Existe uma estratgia de utilizao de prendedores provisrios (por exemplo, glecos) em revestimento de fuselagens. O objetivo final furar as chapas para em seguida cravar os rebites ou prendedores definitivos que mantero as partes unidas. Todavia, para se furar as chapas deve-se posicion-las corretamente e assim mant-las ao longo do processo de furao [3]. Para isso so feitos furos estratgicos (Figuras 2.14 e 2.15) para que os prendedores provisrios sejam alocados [9]. Os furos de fixao so feitos com dimetros provisrios como o de 2,5mm que posteriormente ser alargado para insero do rebite.

Figura 2. 14: Furao em posies estratgicas do pacote com brocas de 2,5mm para passagem do prendedor provisrio (pontos em branco so aqueles onde os prendedores so colocados e os pontos escuros aqueles a serem furados em etapas subsequentes)

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Figura 2. 15: Posicionamento dos prendedores provisrios e furao do pacote para alocao dos rebites

d) Aplicao de selante e rebitagem Antes que as partes sejam rebitadas preciso fazer uma limpeza entre as chapas para remover os cavacos e as rebarbas. Isto feito no somente por estes atrapalharem no posicionamento das peas, mas tambm por ser necessria a aplicao de uma camada de selante [8, 9] na interface com o intuito de evitar problemas de corroso (Figura 2.16). Para isso o conjunto desmontado, limpo e de forma manual aplicado o selante de interface que possui um tempo de cura especfico.

(a)

(b)

Figura 2. 16: (a) Desmontagem do conjunto para limpeza das rebarbas e cavacos e (b) aplicao do selante de interface para evitar corroso entre as chapas

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Aps a aplicao do selante entre as chapas o conjunto novamente montado e os rebites so cravados unindo as partes (Figura 2.17). Ao longo da operao os prendedores provisrios vo sendo removidos dando lugar a prendedores definitivos (rebites ou pinos).

Figura 2. 17: Conjunto rebitado com o selante de interface entre as chapas

Como citado anteriormente, existem algumas etapas que no agregam valor ao produto, como por exemplo limpeza e rebarbao. Alm disso, a parte de desmontagem e montagem de todo o conjunto torna essa fase morosa, elevando consideravelmente o tempo total de juno dos segmentos da fuselagem [8]. 2.2 Rebarbas 2.2.1 Definio

Rebarbas so pequenas alteraes relacionadas ao mecanismo de corte resultando em material fora da pea e causando variao geomtrica e dimensional da mesma [11]. Alguns autores [12] definiram rebarbas como sendo material protuberante indesejvel aderido superfcie da pea que se forma frente do gume da ferramenta devido deformao plstica que ocorre durante a usinagem.

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2.2.2

Problemas com a presena de rebarbas

Os problemas envolvidos com a formao de rebarba e suas consequncias indesejveis foram levantados por diversos autores e analisados em vrios processos de fabricao. Segundo Silva et al [11] rebarbas podem apresentar riscos para os operadores que manuseiam peas que as contm. Alm disso, rebarbas que porventura se soltem da pea podem ocasionar o travamento de conjuntos montados. Para Chern [14] rebarbas so danosas mesmo durante a usinagem, pois se chocam contra o gume da ferramenta causando fissuras na mesma. Chapas conformadas mecanicamente podem se rasgar devido presena de rebarbas [15]. Chapas montadas sobrepostas, caso existam rebarbas nas superfcies entre elas, no possuem um bom posicionamento, o que pode gerar acmulo de umidade entre estas e corroses. Outro exemplo so as pequenas rebarbas deixadas em cilindros de motores automotivos aps as operaes de retificao, ocasionando falhas durante o funcionamento do motor. Rebarbas no identificadas em equipamentos de segurana podem tambm reduzir o desempenho dos mesmos. A qualidade das quinas e a presena de rebarbas esto muito relacionadas ao desempenho, segurana, preo e aparncia de produtos. Segundo Gillespie [15], a ocorrncia dos fatos listados a seguir evidencia como a presena de rebarbas no algo desprezvel, e que merece um estudo cauteloso a fim de ser eliminada ou reduzida: - Corte nas mos durante etapas de montagem e desmontagem. - Mau assentamento de interfaces em montagens. - Travamento de mecanismos. - Superfcies sobrepostas riscadas que permitiro vazamentos de lquidos. - Atrito aumentado ou alterado que no permitido em algumas montagens. - Aumento de desgaste em peas mveis ou tensionadas. - Curtos-circuitos eltricos. - Fios cortados por arestas vivas ou rebarbas afiadas. - Campos magnticos e eltricos irregulares. - Contaminao de metais em montagens aeroespaciais. - Entupimento de filtros e partes por desprendimento de rebarbas. - Corte de selos de borracha e o-rings. - Concentrao excessiva de tenso. - Escoamento turbulento e no linear. - Medies dimensionais incertas.

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Silva et al [11] afirmam que a etapa de rebarbao, muitas vezes necessria aps o processo de fabricao, normalmente no feita de maneira automatizada porm manualmente, requerendo um gasto considervel com mo-de-obra, alm de tempo consumido. Tarefas dessa natureza, assim como processos de inspeo, no agregam nenhum valor s peas produzidas. Alm disso, tempo excessivo leva gerao de um gargalo no processo prejudicando assim toda a produo. 2.2.3 Mecanismos de Formao de Rebarbas

As rebarbas podem ser classificadas segundo os seus mecanismos de formao e segundo as suas diversas formas. De acordo com Silva et al [16] as rebarbas podem ser classificadas segundo trs critrios: mecanismos de formao, gume responsvel por sua gerao [17] e segundo critrios de orientao e forma da rebarba [18]. Outros autores [13] identificaram trs tipos de mecanismos de formao de rebarba. No primeiro o fluxo de retirada de material proporciona deformao lateral deste, no segundo ocorre a flexo do cavaco na direo de corte quando a ferramenta atinge o ponto de sada da pea e por ltimo a ruptura por trao do material entre a pea e o cavaco. O entendimento do processo de formao de rebarbas no trivial, uma vez que envolve deformao plstica em vrias direes [17, 19, 20, 21]. Chern [14] realizou um estudo sobre mecanismos de formao de rebarbas e quebra de quina durante a sada da ferramenta pela superfcie de peas usinadas em cortes ortogonais. Chern [14] avaliou o corte ortogonal de quatro materiais, quais sejam, cobre recozido, Al 1100, Al 2024 T4, A 6061 T6. Ele observou que no momento em que a ferramenta se aproxima do seu ponto de sada pela pea (ponto D) surge um plano, o qual denominou plano (AB) ou negativo de deformao (Figura 2.18), cujo ngulo de referncia 0. O plano AB se forma ao longo da linha entre a ponta da ferramenta A e o ponto de pivotamento do material B. A partir do momento da formao deste plano, quanto mais a ferramenta avana, observa-se um trecho CE que permanece sem o corte da ferramenta.

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Figura 2. 18: Aproximao da ferramenta ao ponto por onde esta sai pela pea com a formao do plano negativo de cisalhamento AB [14]

Figura 2. 19: Avano da ferramenta e formao da rebarba [14]

O ngulo 0 apresenta um aumento gradativo desde o incio da formao da rebarba (incio do pivotamento do material em torno de B) at a sada da ferramenta pela pea (Figura 2.19). Pode-se observar melhor todo o processo na imagem produzida pelo MEV durante a usinagem (Figura 2.20), onde ntido o incio da ruptura no plano de cisa-

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lhamento AC, a parte CE no cortada e a deformao do material formando a rebarba.

Figura 2. 20: Imagem obtida com microscpio de varredura representando a formao da rebarba em corte ortogonal quando a ferramenta esta prestes a sair da pea [14]

Chern [14] observou que para materiais mais dcteis como o cobre o padro de deformao e gerao de rebarba era como o descrito anteriormente. No entanto ao se usinar o Al 2024 T4 e o Al 6061 T6, estes apresentaram quebra nas quinas (Figura 2.21).

Figura 2. 21: (a) Formao da rebarba no Al 2024 T4 e (b) formao da rebarba no Al 6061 T6 [14]

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Ao invs de simplesmente ocorrer uma deformao plstica do material originando a rebarba durante a sada da ferramenta, no alumnio Al 2024 T4 e no alumnio Al 6061 T6 ocorreu uma quebra ao longo do plano negativo de deformao AB (Figura 2.21). No alumnio Al 2024 T4 a quebra ao longo do plano de cisalhamento se deu como visualizado na Figura 2.21 (a), onde um esforo de trao fez com que o cavaco se rompesse da pea. J no alumnio Al 6061 T6 (Figura 2.21 b) ocorreu um esforo cisalhante no plano negativo de deformao ocasionando ao final uma pequena rebarba. 2.2.4 Formas de Rebarbas

So vrias as formas de rebarbas encontradas em processos de fabricao, principalmente na usinagem, foco desta anlise. Por ser de geometria complexa a caracterizao da forma das rebarbas no tarefa simples [14, 22]. Dependendo das especificaes de projeto, um mnimo de rebarba formada na direo perpendicular superfcie da pea por onde a ferramenta sai (altura da rebarba) pode caracterizar a pea como no conforme. Em outras situaes os fatores crticos podem ser a largura da rebarba ou o volume da mesma. Na tentativa de delimitar o problema e ainda englobar o maior nmero de informaes, alguns pesquisadores vm desenvolvendo mtodos para descrever geometricamente a forma das rebarbas [23, 24] (Figura 2.22). Para cada processo de fabricao, fresamento, torneamento, retificao, dentre outros, as formas tpicas de rebarba variam bastante. Narigudde [25] divide as rebarbas da seguinte forma: Tipo I: Uniforme com altura e largura consistentes e, segundo os autores, no requerem grandes esforos para serem removidas da pea (Figura 2.23). Tipo II: Semelhante ao tipo I, no entanto inclinada na direo da superfcie por onde a ferramenta sai da pea. Tipo III: Apresenta inclinao maior que no tipo II sendo porm com forma enrolada. Tipo IV: Semelhante ao tipo III com enrolamento, porm sua altura menor.

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Figura 2. 22: Padres utilizados para medio de rebarbas [24]

Figura 2. 23: Tipos de formao de rebarba

Segundo Gillespie e Blotter [13] as rebarbas podem ser classificadas em quatro tipos: Poisson, curvada, rasgada e cortada (Figura 2.24). O tipo Poisson ocorre por uma tendncia de o material embarrigar nas laterais ao ser comprimido, no entanto, este nome Poisson contestado uma vez que o efeito Poisson s ocorre no regime elstico e

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neste caso a deformao tambm plstica [26]. Rebarbas rasgadas so fruto de material cisalhado semelhante ao que ocorre em operaes de puncionamento, sendo que surgem pelo seu desprendimento da pea bruta antes que o corte seja finalizado.

Poisson

Curvada

Rasgada

Figura 2. 24: Tipos de rebarba Poisson, Curvada e Rasgada [27]

2.2.5

Medio de Rebarbas

Tanto na indstria quanto na pesquisa so necessrias maneiras de quantificar as rebarbas de forma a se controlar melhor os fatores que tm influncia direta na formao destas. Para fazer esta quantificao utilizam-se os parmetros j explicados de altura, largura, volume e dureza, entre outros. A altura de rebarbas, segundo alguns autores, a que menos apresenta dificuldades em processos de rebarbao e a mais fcil de ser mensurada. J a espessura mais difcil de medir e tambm a mais significativa [28]. Estas afirmaes devem, todavia, ser avaliadas com cuidado para cada situao especfica. Dos parmetros o volume o mais difcil de ser avaliado, uma vez que a sesso transversal e altura apresentam uma variao ao longo da circunferncia do furo. Para Kim [28] o volume o fator que mais representaria o custo para rebarbao, uma vez que o custo aumenta na proporo do aumento do volume da rebarba. So vrios os mtodos de medio empregados ultimamente, sendo necessria a avaliao de alguns fatores da rebarba para uma escolha mais assertiva como: rigidez do material da rebarba, se as rebarbas esto no campo de microusinagem, se o material a ser medido opaco

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ou reflexivo, se o material condutor e os gastos necessrios para adquirir equipamentos de medio. Segundo alguns autores [27] o teste da unha, onde o operador passa o dedo sobre superfcies usinadas em busca de rebarbas ainda utilizado em 71% de uma srie de empresas onde foram realizadas pesquisas. Os mtodos de medio de rebarbas podem ser dividos em trs [27, 29, 30]: - 1D, 2D e 3D, ou seja, uma, duas e trs dimenses. - Destrutivos e no destrutivos. - Com ou sem contato. a) Mtodos destrutivos de medio Estes mtodos invalidam a pea ou a parte sendo analisada, no permitindo mais a sua utilizao. No obstante, Aurich et al [27] discorrem que um bom mtodo para uma minuciosa anlise de rebarbas a metalografia, que permite observar a dureza da seo e as alteraes resultantes do processo de corte. Estes autores afirmaram tambm que em situaes onde a rebarba do tipo encurvada para trs ou espiralada o nico mtodo de quantificar o comprimento o de anlise metalogrfica. Essa tcnica no entanto eixge o preparo das amostras (embutimento), que trabalhoso e requer um tempo maior de preparo se comparado a outras tcnicas apresentadas. b) Sistemas mecnicos Os sistemas mecnicos de medio so aqueles onde se necessita do contato direto de um sensor sobre a rebarba para medi-la. Mas na maioria das vezes, com esses mtodos s possvel medir a altura da rebarba. Esse mtodo de medio trabalhoso, pois so necessrias vrias varreduras para se obter um contorno aproximado de toda a rebarba. No entanto, considerado um dos mais acurados servindo inclusive para verificar o desempenho de outros mtodos como os de medio ptica por exemplo [27]. Os autores ressaltam que o limitante das tcnicas de contato a capacidade de resistir que as rebarbas tm. Caso a fora de contato do sistema de medio seja excessiva as rebarbas podem ser destrudas ou empurradas invalidando a medio.

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c) Sistemas pticos Uma das formas de se evitar o contato na medio de rebarbas atravs de sistemas pticos [8], dentre os quais destacam-se sistemas com cmeras, microscpios, LASER e interfermetros. Para mensurar as rebarbas resultantes de um processo de furao com brocas helicoidais Gary e Simon [31] utilizaram um microscpio de medir perfil com o qual foi medida a altura da rebarba em quatro pontos diferentes, utilizando o maior valor como parmetro. Em outro estudo Ballou et al [32] fizeram a anlise da altura e da largura da rebarba utilizando microscopia eletrnica de varredura. Para utilizar este procedimento as amostras foram seccionadas por eletroeroso a fio. Assim, obtida a seco em corte do furo mediu-se a largura da base da rebarba e a altura em relao superfcie por onde a broca saiu da pea empregando-se MEV. Em outras pesquisas foram utilizados sistemas de medio a LASER [33] para determinar as dimenses da rebarba. Para verificar a altura de micro-rebarbas em operaes de microusinagem, Ko e Kim [34] fizeram uma anlise pelo mtodo de triangulao e interferometria. Nakao e Watanabe [35] desenvolveram um sistema de medio de altura e largura de rebarbas na furao utilizando tcnicas de processamento de imagens. Neste mtodo uma cmera, montada verticalmente direo da rebarba, capta a superfcie lateral da rebarba. A medio da rebarba se d por um software que faz todo o processamento da imagem calculando as dimenses da rebarba pelo nmero de pixels negros contidos na imagem [36]. 2.3 O Processo de Furao A gerao de furos cilndricos durante a fabricao de um produto at este chegar sua forma final remete aos primrdios da manufatura. Ao longo dos anos essa operao passou por um processo evolutivo e seletivo at chegar ao que hoje so as tcnicas mais adotadas em usinagem de furos. Furos realizados por processos com retirada de material esto presentes em todos os trs grandes grupos da usinagem [37]: - Ferramentas com geometria definida: furao com brocas helicoidais, mandrilamento, fresamento, alargamento, brochamento.

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- Ferramentas com geometria no-definida: furos que precisam de acabamento final para chegarem sua medida final utilizando rebolos, processos de lapidao, brunimento. - Processos no-convencionais: processos de remoo de material que muitas vezes no requerem o contato de uma ferramenta com a pea para gerar o furo. Atualmente pesquisas so realizadas na produo de furos utilizando feixes de LASER, jatos abrasivos (gua sobre alta presso com partculas slidas), corte com plasma, eletroeroso e furao com brocas helicoidais assistidas por ultra-som, dentre outros [37]. 2.3.1 Brocas helicoidais

A furao com brocas helicoidais remete a tempos antigos. Um exemplo passado onde se pode verificar a utilizao de brocas helicoidais para a furao vem de cerca de 150 anos atrs na Amrica do Norte, onde Steve Morse criou a sua primeira broca helicoidal. Nas palavras do prprio Morse percebem-se algumas caractersticas de sua nova inveno: As brocas comuns raspam o metal a ser furado, enquanto a minha corta o metal, descarrega os cavacos e fura sem entupimento (Steve Morse). Nota-se que desde antigamente as mesmas dificuldades encontradas esto presentes ainda hoje no processo de produo de furos [38], o que mostra que a broca de Morse no resolveu completamente os problemas de entupimento e corte deficiente na furao. Com o passar do tempo, inmeros outros problemas foram levantados e descobriu-se que vrios fatores exercem influncia no processo de furao com brocas [39]. Broca: - Material: composio qumica e estrutura, - Forma: dimetro, comprimento, ngulo de hlice, superfcie de sada, superfcie de folga. Pea: - Furo cego ou passante, profundidade do furo, material da pea, rigidez, tratamentos. Mquina-ferramenta: - Fundao, rigidez: dos cabeotes, das guias e da mesa. Potncia, velocidades de rotao, avano etc.

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Processo: - Utilizao de fluido de corte: capacidade de lubrificao, de refrigerao, resistncia alta presso, vazo, aplicao (externa ou atravs de canais internos da broca). - Parmetros de corte: velocidade de corte, avano, profundidade de corte. Caractersticas geomtricas das brocas Algumas caractersticas so comuns maioria das brocas e servem de base para a compreenso de modelos com geometrias mais peculiares. Basicamente o corpo das brocas helicoidais possui uma haste a ser fixada na mquina e canais sulcados que circundando seu ncleo formam uma geometria helicoidal para a retirada do cavaco. A ponta da broca de extrema importncia, com ngulos e dimenses especficas, onde se encontram as principais partes responsveis pelo corte (Figura 2.25) [40]. importante observar com mais detalhes a ponta da broca, onde as interaes ferramenta/pea/cavaco vo influenciar diretamente fatores como qualidade do furo e foras de corte inerentes ao processo. Na vista detalhada da ponta da broca (Figura 2.26) pode-se observar que existem: gumes principais, gumes secundrios, superfcies de sada (face), flanco, gume transversal, ncleo, guias, que sero avaliados por partes a seguir. Ncleo As brocas helicoidais possuem um ncleo que o responsvel por manter a rigidez da broca durante o processo de furao. Este ncleo aumenta a sua seo na medida em que se passa da ponta da broca para a regio da haste (Figura 2.27). Esse aumento chega a ser 10% do tamanho do ncleo. Devido a esta forma do ncleo deve-se levar em conta que na medida em que reafiaes so feitas o gume transversal tende a crescer. Isso pode ser observado na Figura 2.27, onde a broca foi seccionada nas sees (X-X) e (Y-Y).

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Figura 2. 25: Partes bsicas de uma broca helicoidal

Figura 2. 26: Detalhes da ponta de uma broca helicoidal convencional

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Figura 2. 27: Aumento do ncleo da broca ao longo do corpo desta com detalhe das sees transversais nos pontos X-X e Y-Y

ngulo de ponta O ngulo de ponta pode ser variado, causando uma elevao ou diminuio da espessura do cavaco aumentando ou diminuindo o comprimento da parte ativa dos gumes principais [41]. Alteraes do ngulo de ponta influem diretamente sobre o ngulo de quina da ferramenta e podem fragilizar ou fortalecer esta regio. As foras passivas e direes de sada do cavaco so tambm diretamente influenciadas pela angulao da ponta das brocas [42]. Tikal e Kammermeier apud Boeira [43] afirmam que um aumento do ngulo de ponta permite avanos maiores da ferramenta e uma melhor centragem da broca. Gumes principais e secundrios O gume principal como em uma ferramenta de corte qualquer surge do encontro entre a face da ferramenta com o flanco primrio. Como pode ser visto (Figura 2.26) so dois os gumes principais e estes se encontram deslocados em relao a uma linha radial que passa ao meio dos dois, desenhada no plano transversal da ferramenta. Esse des-

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locamento visa gerar uma obliquidade na formao do cavaco que proporciona melhores condies de corte [42]. Os gumes principais podem apresentar trs formas bsicas (reta, cncava ou convexa) dependendo dos ngulos de ponta e de hlice empregados. Segundo Stemmer [42], para ngulos de hlice, de ponta e para formas de canais convencionais (=118 e =29) um aumento do ngulo de ponta proporciona uma concavidade no gume gerando uma tendncia deste enganchar e quebrar as quinas da ferramenta. J para ngulos menores que 118 o gume se torna convexo, gerando vibraes durante a usinagem. O mesmo autor ressalta ainda a importncia de gerar gumes simtricos entre si tanto em comprimento quanto em ngulo. Caso os comprimentos sejam assimtricos o furo gerado apresentar dimetro maior que o da broca, correspondendo a duas vezes o raio maior da broca. Surgem ainda foras desbalanceadas que exercero maior presso sobre a parede do furo gerando maior fora de atrito e desgaste desproporcional dos gumes. O gume secundrio gerado pelo encontro de duas superfcies: o flanco secundrio com a face da ferramenta. A face, neste caso, se estende ao longo de todo o canal helicoidal da ferramenta. Assim, o gume secundrio igualmente se estende da ponta da ferramenta at o fim da hlice prximo haste da ferramenta. Este gume responsvel pela qualidade da parede do furo gerada que tambm depende de outros fatores como ser abordado. Superfcie de sada ou face e ngulo de hlice A superfcie de sada de uma broca (face) se encontra na ponta desta e se estende at o comprimento til da broca. O ngulo dessa superfcie varivel ao longo da direo do gume principal, variando de zero ou valores negativos no centro da broca at um valor equivalente ao do ngulo de hlice na quina da broca. Segundo Stemmer [42] este fator uma deficincia da broca, pois gera condies diferentes de remoo de cavaco em cada parte do gume. Como j sabido da literatura [11, 40], quanto mais positivo o ngulo de sada maior o ngulo de cisalhamento, tornando assim menor o fator de recalque. Ou seja, menor a deformao sofrida pelo material da pea ao se tornar cavaco, o que reduz as componentes de fora de usinagem. J ngulos mais negativos exercem o efeito contrrio aumentando as foras de corte. Outra forma de reduzir o fator de recalque atravs da reduo do atrito na interface

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cavaco/ferramenta o que s vezes melhorado por meio de um polimento dos canais helicoidais da broca e por revestimentos especiais. O ngulo de hlice e o de sada esto intrinsecamente relacionados. Alm de determinarem as foras no processo de corte iro tambm regrar a conduo dos cavacos ao longo dos canais da broca. Estes servem para remover os cavacos produzidos na regio de corte na proximidade da ponta da broca levando-os superfcie por onde a broca entrou [43]. Em vista disto, um fator predominante na escolha destes ngulos o material a ser usinado. Diz-se basicamente que materiais frgeis devem ser usinados com ngulos de sada pequenos ou mesmo ligeiramente negativos, enquanto em materiais dcteis ngulos maiores devem ser empregados [42]. A norma DIN 1414 divide as brocas quanto ao ngulo de hlice em trs tipos: Tipo N indicadas para aos, alumnio de cavaco curto, nquel e ferro fundido malevel. Devem apresentar ngulos de hlice de 13 a 33 dependendo do dimetro da broca. Tipo H recomendadas para materiais frgeis como ferro fundido, ligas de magnsio, fibra, baquelite, e outros. Devem possuir ngulos de hlice entre 8 e 16 conforme o dimetro da broca. Tipo W sugeridas para materiais dcteis como cobre, alumnio, ligas de zinco, plsticos e outros. Tm ngulos entre 32 e 45 de acordo com o dimetro da broca. Superfcie de incidncia ou flanco Segundo Stemmer [42] e Castillo [41] a superfcie de incidncia tambm pode apresentar ngulo varivel ao longo do gume principal, sendo interessante que este seja maior na quina da broca. Como nesta regio o ngulo de sada maior, evita-se uma fragilizao da quina tornando o ngulo de cunha maior. Prximo ao centro da broca a sistemtica contrria, podendo-se utilizar ngulos de incidncia maiores uma vez que o ngulo de cunha maior devido ao menor ngulo de sada. Segundo a literatura [11] uma pequena angulao do flanco ir proporcionar uma quantidade maior de atrito entre a ferramenta e a pea, aumentando a temperatura da pea e gerando um mau acabamento do fundo do furo. J para grandes ngulos de incidncia o atrito pode ser reduzido, mas a resistncia mecnica da cunha igualmente se reduz.

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Gume transversal Como observado anteriormente, as duas parcelas cortantes do gume principal encontram-se deslocados em relao a uma linha radial da ferramenta. Devido a este deslocamento surge um novo agente de corte, o gume transversal, que ao contrrio das duas partes cortantes do gume principal, onde os ngulos de sada tendem a ser positivos, apresenta ngulos de sada extremamente negativos. Esta caracterstica faz com que o corte nessa regio central da broca seja deficiente, ocorrendo muitas vezes apenas um esmagamento do material ao invs do corte. Uma dificuldade devido presena do gume transversal a de que em afiaes convencionais no se tm uma ponta definida, o que causa uma deficincia de direcionamento durante o incio da furao, resultando em baixa acuracidade dos furos gerados. Com tudo isso se espera um aumento considervel das foras de usinagem. Segundo Risse apud Boeira [43], para a componente de fora Ff o gume transversal contribui com 65 a 75% da mesma. J o gume principal contribuiu com cerca de 17 a 25% das foras de avano. As outras partes da broca so responsveis por cerca de 10% da fora nesta direo. Para o momento toror o gume transversal contribui com 10 a 14%, sendo 65 a 75% devido ao gume principal, sendo as demais partes da broca responsveis por cerca de 15 a 20% do momento toror. Existe uma angulao do gume transversal denominada (Figura 2.26) que est relacionada aos ngulos de incidncia () selecionados, servindo inclusive como parmetro de conferncia para validar a correta retificao dos flancos [42, 44]. Com o objetivo de atenuar os efeitos negativos do gume transversal, algumas afiaes diferentes vm sendo testadas ao longo dos anos de forma a reduzi-lo, e reconfigur-lo, aumentando sua capacidade de corte, e ainda gerando uma ponta que serve para direcionar a furao. Algumas afiaes so apresentadas na Figuras 2.28 e so rapidamente explicadas. Existem diferentes tipos de afiao de pontas de brocas se comparadas quela inicialmente proposta por Morse. Algumas destas afiaes tm o objetivo de diminuir o calor gerado, melhorar a capacidade de centragem e ainda reduzir as foras de avano. Com a finalidade de reduzir as foras de avano so utilizadas as afiaes Tipo A e C que reduzem o tamanho do gume transversal. Alm dos problemas relacionados ao gume transversal existe o fato da velocidade de corte variar ao longo da linha do gume principal

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diminuindo da quina da broca at zero no centro desta. Isto torna o corte ainda mais deficiente nessas regies centrais.

Figura 2. 28: Tipos especiais de afiao para reduo do gume transversal DIN 1412 apud Boeira [43]

2.3.2

Formao de rebarba na furao com brocas helicoidais

Um dos grandes problemas em se efetuar furos, particularmente em materiais dcteis, a formao de rebarbas [45], que ocorrem tanto na entrada quanto na sada de um furo, sendo este ltimo caso geralmente o mais crtico. A necessidade de rebarbao, por sua vez, traz maior dispndio de tempo, ferramentas, mquinas e mo-de-obra, totalizando maiores despesas para a indstria. Os custos com operaes de rebarbao podem chegar a 30% do valor de uma pea acabada [46]. So vrios os fatores que influenciam na formao de rebarbas em processos de usinagem. Em um estudo sobre usinagem de furos que se interceptam [32] os autores investigaram a influncia das condies de corte, propriedade dos materiais, curvatura da superfcie da pea por

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onde a broca sai, geometria e desgaste da ferramenta, dentre outros fatores de influncia sobre a formao da rebarba [45]. a) Mecanismos de formao de rebarbas e formas de rebarba na furao Segundo alguns trabalhos realizados [47], so trs passos at a formao da rebarba durante um processo de furao utilizando brocas helicoidais: 1- Ao se aproximar do ponto de sada, ou seja, o momento em que a broca vaza o outro lado da pea, a quantidade de material a ser retirado no centro do furo pequena, apresentando pouca rigidez. O gume transversal da broca, que apresenta ngulo de sada negativo, ao invs de remover material promove uma deformao plstica na regio abaixo deste. 2- O material na regio central do furo continua a se deformar, no entanto, a zona que se encontra mais prxima da quina da broca ainda apresenta uma quantidade de material para se manter com boa rigidez e se deformar pouco. 3- No passo subsequente duas so as possibilidades. O material abaixo do gume transversal se alonga o suficiente para ultrapassar o valor de tenso de escoamento e se rompe, seguido da sada completa da cunha da broca ( forma-se a rebarba final tipo coroa) [47]. Ou medida que a broca avana o material da pea se deforma e comea a romper na regio prxima quina da broca formando uma rebarba do tipo chapu [33]. As rebarbas podem se apresentar de formas variadas dependendo do tipo de processo de fabricao utilizado (Figura 2.29). No processo de furao so trs os tipos bsicos de rebarba [33]: - Tipo A: onde a rebarba formada muito pequena ou at mesmo negativa devido fragilidade inerente ao material usinado. - Tipo B: onde ocorre uma maior quantidade de deformao plstica, se comparada ao caso anterior. A trinca que rompe a rebarba do material parcialmente ou totalmente se inicia na periferia do furo gerando ao final uma rebarba uniforme e tambm um chapu que pode se destacar ou no da sada do furo. - Tipo C: nesse caso o material apresenta uma considervel deformao plstica antes de se romper e a fratura se inicia na regio prxima ponta da ferramenta gerando uma forma bastante irregular.

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Segundo Ko e Lee [48] essa ruptura ora na periferia, ora na parte central do furo est diretamente relacionada ao ngulo de ponta da ferramenta. Para ngulos menores as foras e consequentemente a deformao na parte central do furo so maiores, ocasionando a rebarba tipo coroa. Para ngulos maiores os esforos se concentram na periferia do furo, resultando em ruptura nesta regio gerando rebarbas menores e mais uniformes. Segundo os pesquisadores, estas so mais fceis de serem removidas se comparadas s rebarbas irregulares tipo coroa. Ko, Chang e Yang [33], bem como Ballou et al [32], encontraram resultados similares na usinagem de ao austemperado dctil.

Figura 2. 29: Formao das rebarbas tipo uniforme, uniforme com chapu e rebarba tipo coroa [27]

Em operaes de furao em uma liga de Titnio Ti-6Al-4V [46] foi observado que para altos valores de velocidade de corte e de avano a forma da rebarba formada foi tipo III (encurvada para trs). Neste mesmo trabalho [46] foram encontrados os quatro tipos de rebarba descritos [25], como pode ser visto na Figura 2.30. Com relao influncia do desgaste da ferramenta sobre o tamanho da rebarba, foi considerado um desgaste de flanco de at 300m em operaes de furao utilizando brocas [32]. O tamanho das rebarbas podia ter um aumento de 100% em relao ao tamanho das rebarbas produzidas pela mesma broca, porm nova.

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Figura 2. 30: Tipos de rebarba encontrados na furao de titnio Ti6Al-4V [46]

Ballou et al [32] observaram que o aumento no ngulo de ponta gera ngulos de quina menores, o que fragiliza a ferramenta e gera um desgaste maior desta. Mais desgaste, consequentemente, proporciona a formao de rebarbas com maior espessura. Igualmente, um aumento do ngulo de hlice modifica o ngulo de sada da ferramenta que por sua vez reduz o ngulo de cunha da ferramenta. Essa reduo no ngulo de cunha fragiliza a ferramenta ocasionando um desgaste, que como no caso anterior, aumenta a espessura da rebarba. Na Figura 2.31 pode-se observar um exemplo desta situao.

Figura 2. 31: Alterao do raio de quina da ferramenta para variao no ngulo de ponta [32]

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2.3.3

Geometrias especiais de brocas para reduzir a formao de rebarbas

A seguir so apresentadas algumas geometrias especiais de brocas utilizadas atualmente com o intuito de reduzir a formao de rebarbas. a) Brocas chanfradas Como pode ser observada na Figura 2.32 a ponta da broca chanfrada apresenta uma parte central com ngulo de ponta 1 convencional sendo chanfrada formando uma segunda ponta com ngulo 2 na regio prxima quina da broca.

Figura 2. 32: Broca com ponta chanfrada

A geometria de ponta chanfrada tem como objetivo dividir o corte em duas partes diferentes. Como j visto anteriormente, maiores ngulos de ponta na regio central da broca so interessantes, pois geram menores deformaes no centro, reduzindo a propenso de formao da rebarba tipo coroa. No entanto, na quina da broca reduzindo o ngulo de ponta os efeitos so benficos como ser discutido a seguir. Ko e Lee [48] ressaltaram que quanto maior a rigidez do material na sada do furo nas proximidades da borda do furo menor seria a tendncia do material se deformar, flexionar e formar a rebarba. Assim duas brocas com diferentes ngulos foram testadas uma com chanfro de 40 e outra com 60. A broca com chanfro de 40 apresentou os menores valores de altura de rebarba se comparada s de 60. Pode ser visto pela

64 Figura 2.33 que na etapa de sada, a broca de 40 gera uma parte com maior rigidez (tringulo situado na sada da parede do furo) que apresenta uma tendncia menor flexo se comparada broca de 60. A concluso do trabalho foi que para se reduzir a formao de rebarbas a parte da borda do furo na sada deve apresentar rigidez suficiente para ser cortada pela broca, ao invs de deformada e flexionada.

Figura 2. 33: Influncia do ngulo de chanfro sobre a rigidez do material na sada da broca pelo furo

b) Brocas com quina arredondada Seguindo o mesmo pensamento Ko e Lee [48] testaram uma quina arredondada (Figura 2.34) onde maiores raios geraram rebarbas maiores (Figura 2.35).

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Figura 2. 34: Broca com quinas arredondadas

Figura 2. 35: Influncia do raio da quina da broca sobre a rigidez do material durante a sada da broca

c) Brocas escalonadas Apesar de normalmente serem empregadas quando se deseja obter um furo final com dois dimetros diferentes, a broca escalonada vem

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sendo utilizada como uma opo para reduzir a formao de rebarbas aps o processo de furao. Numa broca escalonada [49] so basicamente quatro os parmetros que podem ser variados: o ngulo de ponta da parte frontal (1), o ngulo do escalonado (2), a distncia entre a quina da broca e o incio do escalonado (de) e a diferena do dimetro inicial para o dimetro do escalonado (D2/2 - D1/2) (Figura 2.36).

Figura 2. 36: Broca escalonada

O conceito por trs da utilizao desse tipo de brocas semelhante ao descrito anteriormente para brocas chanfradas e de quinas arredondadas, qual seja, separar em duas etapas o processo de furao. Desta forma tem-se um tipo de ngulo de posio do gume principal na parte central da ferramenta e uma posio diferente na quina da broca. No entanto, alguns autores [33] afirmam que as brocas escalonadas, comparadas s duas outras j discutidas, so as nicas capazes de separar o processo em duas etapas distintas. A primeira etapa da furao, realizada pela parte frontal da broca, a responsvel por fazer o que seria um prfuro. Assim, a parte a ser usinada posteriormente no teria contato com o gume transversal da ferramenta. Isto reduziria consideravelmente as foras axiais, a deformao de material e a formao de rebarbas (Figura 2.37).

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Figura 2. 37: Influncia do ngulo do escalonado sobre a rigidez do material da pea na sada da broca

d) Brocas com ponta de centragem Brocas com ponta de centragem vm sendo empregado de maneira extensiva na usinagem de furos em materiais compostos. Recentemente, vm sendo conduzidos alguns estudos para se utilizar esta broca em usinagem de alumnio com o intuito de reduzir a formao de rebarbas na sada dos furos. Albuquerque, Tavares e Duro [50] utilizaram na usinagem de materiais compostos quatro tipos diferentes de brocas: convencional, broca com ponta de centragem (denominada broca prego), broca escalonada e broca tipo punhal. No estudo, a broca que apresentou os melhores resultados com relao s foras de corte e delaminao foi a broca do tipo prego. Segundo os autores esta broca foi originalmente desenvolvida para a furao de madeira. Com a geometria pontiaguda do gume as fibras so tensionadas de tal maneira a gerar um corte limpo e uma superfcie usinada suave [51, 52, 53, 54]. Um exemplo de uma broca de centragem pode ser observado na Figura 2.38, onde se percebe uma geometria bem diferente das brocas convencionais. Uma broca com ponta de centragem (ou broca rabo de peixe, como tambm denominada) apresenta um ngulo de ponta invertido e uma ponta central. Com isso, a caracterstica de corte bem diferente da produzida por brocas com quinas convencionais e gumes transversais.

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O princpio dessa broca o de forar a ruptura inicial do furo na regio da periferia deste durante a etapa de sada da broca. Como observado anteriormente este tipo de ruptura desejvel, uma vez que produz rebarbas mais uniformes, menores e facilmente removveis. Ao contrrio do que ocorre nas brocas convencionais, no existe uma sobra de material a ser removido prximo parede do furo (Figura 2.39). Nesta situao no existe a mesma preocupao que no caso de brocas convencionais. Nestas ltimas interessante que permanea uma sobra de material com rigidez suficiente na regio prxima quina da broca de tal forma que a sobra venha a ser cortada e no flexionada, gerando rebarba. Acredita-se que a broca tipo rabo de peixe possibilite um corte efetivo nessa regio ao invs de flexo e formao de rebarbas.

Figura 2. 38: Detalhes de uma broca de centragem

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Figura 2. 39: Sada da broca tipo de centragem com detalhe do material a ser usinado

Stemmer [42] afirma que as brocas com ponta de centragem so adequadas para furao de chapas, apresentando ngulo de ponta entre 150 e 180. Segundo o autor este tipo de broca apresenta a vantagem de evitar o enganchamento na chapa no momento da perfurao. Outras qualidades esto ligadas pouca gerao de rebarba e melhor localizao do furo no centro da broca. Stemmer afirma ainda que este tipo de broca deve ser empregado para furos com profundidade menor que duas vezes o dimetro. O ngulo entre os gumes principais no caso destas brocas invertido se comparado s brocas convencionais e em alguns casos pode ser medido conforme a Figura 2.38, onde se tem o ngulo denominado pela letra . Como pode ser observado na Figura 2.40, quanto mais o ngulo de direo do gume se aproximar de 90, maior ser a componente de fora na direo de avano. Tal fato acarreta maior deformao de material neste sentido, o que contribui diretamente para a formao de rebarbas. No entanto, quando este ngulo diminui tendendo a zero a componente de fora na direo de avano reduz elevando a fora na direo passiva [41]. Em processos de furao interessante que a fora se concentre na direo radial, ou seja, maior fora passiva e no na direo de avano. Para que isto ocorra no caso de brocas com pontas de centragem devem ser utilizados ngulos de ponta maiores como indicados na Figura 2.41.

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Figura 2. 40: ngulo de direo do gume e foras de usinagem [43]

Figura 2. 41: Influncia do ngulo de direo do gume principal em brocas com ponta de centragem sobre as foras na furao

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Figura 2. 42: Influncia do ngulo de direo do gume principal em brocas com ponta de centragem sobre as foras na furao

A distncia entre a ponta de centragem e a quina da broca pode apresentar basicamente trs configuraes, acima da linha das quinas da broca, ao mesmo nvel ou abaixo da linha das quinas das brocas. Na situao onde as quinas esto em um nvel inferior ponta de centragem, espera-se um furo com centragem melhor, uma vez que a ponta de centro estar sempre avanada ao longo da usinagem. No entanto esta situao pode propiciar um incio de ruptura no centro do furo, o que desvantajoso. Na situao oposta, na qual as quinas esto avanadas em relao ponta de centragem, espera-se que a ruptura durante a sada da ferramenta se inicie inevitavelmente na periferia e no no centro do furo, o que acarretaria em menor formao de rebarbas. No entanto, a eficincia da ponta de centragem ao longo do furo seria questionvel, propiciando um furo desalinhado ou com erro de circularidade elevado.

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3. MATERIAIS E MTODOS 3.1 Materiais, ferramentas e mquinas Neste captulo so apresentados os equipamentos, corpos de prova, dispositivos, ferramentas e tcnicas utilizadas para a avaliao do desempenho das brocas no que diz respeito qualidade do furo gerado. 3.1.1 Corpos de prova

Para representar de maneira acurada o processo de furao empregado atualmente pela empresa parceira, foram utilizadas chapas planas de alumnio ALCLAD 2024. Estas foram fornecidas com o recobrimento de uma camada de resina Epxi, denominada primer, que bastante utilizada na aviao para evitar corroso. Durante os ensaios, estas chapas foram sobrepostas duas a duas (sem a presena do selante entre elas) representando o sanduche cinta/revestimento que normalmente furado durante a emenda de segmentos de fuselagem.

Tabela 3. 1: Composio da liga 2024

Liga Si Fe Cu Mn Mg Zn Cr Ti Al 2024 0.5 0.5 3.8-4.9 0.3-0.9 1.2-1.8 0.25 0.1 0.15 restanteOs corpos de prova foram cortados nas dimenses de 100x50mm conforme observado na Figura 3.1.

Figura 3. 1: Corpo de prova com os furos para fixao

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Os seis furos presentes nos corpos de prova foram feitos para fixao destes ao dispositivo de fixao apresentado a seguir. 3.1.2 Dispositivos de fixao

O dispositivo de fixao das chapas utilizado durante os ensaios de furao foi usinado a partir de um bloco de alumnio aeronutico e pode ser observado na Figura 3.2.

Figura 3. 2: Dispositivo para a fixao dos corpos de prova

O dispositivo apresenta dois furos maiores atravs dos quais dois parafusos M12 o prendem plataforma de medio de foras. Este possuia ainda seis furos menores com rosca M5 utilizados para a fixao dos corpos de prova. Os dois rebaixos presentes na face superior do dispositivo foram usinados para permitir a sada completa das brocas pela superfcie inferior das chapas. Os corpos de prova foram montados sobre o dispositivo de fixao gerando um pacote de duas chapas que permitiu avaliar a influncia das duas chapas sobrepostas sobre a furao. A distncia entre os pontos de fixao (parafusos M5) no apresentava relao com as distncias entre os rebites nem com a distncia entre os stringers encontrada no processo real. Corpos de prova e dispositivos de fixao que representassem exatamente o processo de fabricao de um painel de fuselagem seriam demasiadamente grandes e desnecessrios ao propsito deste trabalho. Inicialmente limitou-se anlise sobre a influncia da

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geometria da broca, o que permitia utilizar pequenos corpos de prova que poderiam ser usinados em centros de usinagem (Figura 3.3 e 3.4).

Figura 3. 3: Montagem dos corpos de prova sobre dispositivo de fixao

Figura 3. 4: Furao para pontos de fixao e furos realizados em teste

3.1.3

Ferramentas de corte

Neste estudo do desempenho das brocas helicoidais, no qual se avaliou a altura das rebarbas geradas, a circularidade dos furos, a deformao das chapas e as foras de usinagem, sete brocas foram empregadas. Uma das brocas selecionadas convencionalmente utilizada na furao de chapas finas na indstria aeronutica, sendo que as demais foram desenvolvidas especialmente durante o estudo deste trabalho.

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A concepo destas geometrias especiais visava gerar o mnimo possvel de rebarbas na sada do furo e ainda atender s qualidades de circularidade dos furos e de flexo das chapas exigidas pela empresa em questo. a) Broca convencional A broca convencional (EMB) empregada foi de metal-duro revestida por DLC (Diamond-Like Carbon). Seu dimetro era de 4,7mm com um ngulo de ponta de 128 graus e ngulo de hlice de 30 graus. Com afiao tipo A (Figura 2.28), esta broca pode ser visualizada na Figura 3.5.

(a)

(b)

Figura 3. 5: Vista (a) lateral e (b) frontal da Broca EMB

b) Brocas especiais As brocas projetadas contaram com o apoio do fabricante de ferramentas Iscar do Brasil, que se disps a produzi-las em conformidade com o projeto realizado pelo autor deste trabalho. As seis brocas foram do tipo ponta de centragem produzidas em metal-duro classe IC08 (WC=90% e Co=10%). Optou-se por no utilizar o revestimento, uma vez que seu emprego se torna interessante para altas velocidades de corte e estas no podiam ser atingidas com a mquina utilizada nos ensaios. Com dimetro de 4,7mm as brocas apresen-

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tavam variaes entre si no que diz respeito distncia da ponta da ferramenta quina da mesma (Figura 3.6 a) e com relao ao ngulo de hlice (Figura 3.6 b).

dp

(a)

(b)

Figura 3. 6: (a) Distncia longitudinal (dp) entre a ponta da broca e a quina e (b) ngulo de hlice

Para manter o sigilo exigido pelas empresas envolvidas, somente algumas caractersticas da geometria da ferramenta so citadas (Tabela 3.2). Assim sendo, o ngulo de hlice variou em trs nveis 15, 30 e 45. A distncia da ponta da ferramenta quina desta foi variada em dois nveis: dp nula onde a ponta da ferramenta era rente quina, e dp positiva (dp=0,55mm), onde a ponta era avanada em relao quina. Na Tabela 3.2 pode ser visualizado o arranjo feito.Tabela 3. 2: Variaes das geometrias das brocas

Broca 1 2 3 4 5 6

ngulo de hlice Distncia dp 15 + 15 0 30 + 30 0 45 + 45 0

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3.1.4

Mquina - ferramenta

Para evitar influncias de operaes manuais ou do rob que ser utilizado futuramente nas operaes de furao, utilizou-se um centro de usinagem para realizar a furao dos corpos de prova. Desta forma imputam-se as variaes dos resultados analisados s brocas. A mquina utilizada para os ensaios foi um centro de usinagem vertical ROMI (Figura 3.7), que se encontra no Centro de Competncia em Manufatura do Instituto Tecnolgico de Aeronutica (CCM-ITA). Suas principais caractersticas so detalhadas na Tabela 3.3.

Tabela 3. 3: Especificaes tcnicas da mquina ferramenta

Fabricante Modelo Comando Potncia Mxima Rotao Mxima Curso Mximo X Curso Mximo Y Curso Mximo Z

ROMI D800 AP Siemens D828 15kW 12000 rpm 800mm 530mm 580mm

Figura 3.7: Centro de usinagem vertical Romi D800

O meio lubri-refrigerante utilizado foi o fluido semi-sinttico Castrol SuperEdge 6552 (para maiores informaes vide ANEXO I). O

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meio lubri-refrigerante foi injetado no eixo-rvore com presso de 15 bar e por mangueiras flexveis com 2 bar a uma vazo de 20L/min (para maiores informaes sobre a mquina-ferramenta vide ANEXO II). 3.2 Sistemas de Medio Foram utilizados trs sistemas de medies para analisar as seguintes variveis: foras de usinagem, altura de rebarbas, circularidade dos furos e flexo das chapas. 3.2.1 Sistema de aquisio de foras

Para avaliar as caractersticas do torque e da fora ao longo da usinagem das chapas foi utilizada uma plataforma piezeltrica do fabricante suo Kistler. Esta atua pelo princpio da gerao de tenses em cristais piezeltricos ao serem estes deformados (para verificar as especificaes de calibrao, faixas de operao e outros detalhes deste equipamento vide ANEXO III). a) Sensor de medio com placa de proteo para fresamento O sensor de foras e momentos modelo 9265B consiste na realidade de um conjunto de quatro sensores dispostos dentro de uma base que os aloja conferindo uma classe de proteo IP67 (classe de isolamento eltrico segundo a norma IEC-61140) ao sensor. Sobre este sensor foi colocada uma placa de proteo utilizada em ensaios de fresamento ou retificao, modelo 9443B, que protege o sensor de possveis danos durante a usinagem (Figura 3.8). Sobre esta placa foi montado o dispositivo de fixao com o corpo de prova sobreposto (para maiores informaes vide ANEXO III modelo 9443B).

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Figura 3. 8: Sensor com a placa de proteo para ensaios de fresamento

b) Amplificador de sinais e cabo de sinais Para transformar o sinal proveniente do sensor foi utilizado um amplificador da Kistler modelo 5070 A (Figura 3.9) que permite a visualizao das foras bem como o controle dos canais e filtros durante a usinagem. A conexo entre o sensor e o amplificador foi feita por meio do cabo de sinais modelo 1500-15B com classe de proteo IP 67.

Figura 3. 9: Amplificador de sinais Kistler 5070 A

c) Placa de aquisio de dados Para a aquisio e tratamento dos dados foi utilizada uma placa de aquisio modelo PCIM-DAS 1602/16, onde entram os sinais provenientes do amplificador. A placa devidamente instalada ao computador permite a visualizao e o tratamento dos dados atravs do programa da Kistler Dynoware 2825A. Este ltimo permite controlar diretamente o

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amplificador, selecionando-se os tempos de aquisio, filtros passabaixa, amplitudes de medio e outros parmetros necessrios. O conjunto completo de medio de foras com o dispositivo de fixao e os corpos de prova fixados pode ser visualizado na Figura 3.10.

Figura 3. 10: Esquema da montagem para realizao dos testes

3.2.2

Medio de altura de rebarbas

Apesar de existirem algumas restries medio de rebarbas pela tcnica de contato, esta foi a utilizada neste trabalho. A razo desta escolha se deu por ser este o mtodo disponvel e vivel, visto que outras tcnicas estavam limitadas a tempos curtos de utilizao, inviabilizando assim seu emprego. Em outros casos a preparao tornava-se excessivamente dispendiosa. Assim o instrumento utilizado foi um apalpador eletrnico, que apresentou menores foras, de modo a evitar assim a deformao das rebarbas. A metodologia destas medies ser apresentada na seo 3.3.4. Neste mdulo de medio de altura de rebarbas na entrada e na sada dos furos, foram utilizados os seguintes componentes:

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Apalpador eletrnico e amplificador de sinais Fabricante Mahr Resolues: (-0,200/+0,200/0,0001) Incerteza:0,0005 Fator de abrangncia K=2,2 (intervalo de confiana de 95%) Temperatura de calibrao (201)C Suporte para apalpador Fabricante: Starret Desempeno de granito Fabricante: Starret rea: 1220x1830 Planeza: (10,42,5)m Fator de abrangncia K= 2 (95%) As medies de altura de rebarba foram realizadas no laboratrio do Instituto de Fomento e Coordenao Industrial (IFI). A montagem do sistema de medio pode ser verificada na Figura 3.11, onde o apalpador eletrnico foi fixado ao suporte e este, por sua vez, apoiado sobre o desempeno, permitindo a movimentao daquele em um plano fixo. Um amplificador de sinais com indicador de leitura, ligado ao apalpador possibilitava a medio e coleta do valor de altura de rebarba.

Figura 3. 11: Montagem do sistema de medio para avaliao da altura de rebarbas

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3.2.3

Medio da flexo

Para medir a flexo das chapas em pontos especficos (seo 3.3.3) foi utilizada uma mquina de medir por coordenadas da empresa Mitutoyo, modelo Crysta C 7106 que se encontra no laboratrio CCMITA. Suas especificaes so basicamente: Curso de medio: X=700mm, Y=1000mm, Z=600mm Resoluo: 0,5m Tolerncia: (1,7+3*L / 1000)mm Para fixar os corpos de prova na mesa da mquina de medir foi utilizado o suporte da Figura 3.2. A mquina utilizada pode ser visualizada na Figura 3.12.

Figura 3. 12: Mquina de medir por coordenadas Mitutoyo Crysta C 7106

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Foi utilizada uma ponta de rubi (dimetro de 3mm e comprimento da haste de 50mm). A mquina foi ligada a um computador no qual o software Mcosmos da Mitutoyo permite que os dados (seo 3.3.3) possam ser tratados e armazenados. 3.3 Ensaios de usinagem e medies 3.3.1 Planejamento de experimentos

Uma vez selecionadas as brocas, com as variaes indicadas anteriormente, seguiu-se a seleo dos parmetros de corte para a realizao dos ensaios. Com base nas recomendaes dos fabricantes os ensaios foram executados com os seguintes parmetros apresentados na Tabela 3.4.

Tabela 3. 4: Parmetros de corte recomendados pelo fabricante

vc [m/min] f [mm]

125 0,03

150 0,07

175 0,1

Foi realizado um arranjo fatorial completo visando testar todas as brocas variando-se com cada broca todos os parmetros de corte selecionados. A Tabela do APNDICE III mostra o arranjo fatorial completo na qual apresentada a sequncia aleatria de realizao dos testes que visa distribuir uniformemente as perturbaes externas. Para se estimar a repetitividade, cada experimento foi realizado com trs amostragens, ou seja, duas repeties. Desta forma cada linha da Tabela do APNDICE III foi realizada trs vezes. As chapas foram montadas sobrepostas (Figura 3.13) e em cada montagem foram realizadas duas fileiras de furos. Em cada fileira, um parmetro era variado, a velocidade de corte, o avano, o ngulo de hlice da broca ou a distncia dp. No conjunto das chapas montadas as regies de interesse a serem avaliadas eram: a entrada e a sada do primeiro furo e a entrada e a sada do segundo furo.

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3.3.2

Setup do sistema de aquisio de foras e momentos

No sistema de aquisio de foras foi utilizada uma taxa de aquisio de 200Hz considerada suficiente para uma varredura inicial do comportamento das foras na direo de avano da ferramenta.

Figura 3. 13: Sequncia dos furos realizados nos ensaios

Em ensaios mais refinados foi utilizada uma taxa de aquisio superior equivalente a 6000Hz com a finalidade de avaliar o comportamento da furao durante a transio da chapa superior para a inferior. No amplificador de sinais do sistema de medio de fora foi utilizado um filtro passa-baixa de 2kHz para evitar que se filtrassem sinais relevantes, uma vez que a frequncia mxima esperada da ferramenta era de cerca de 300Hz. O filtro passa-alta foi selecionado para curto (Short = 340s), que o filtro recomendado para medies dinmicas. Um exemplo grfico da resposta da fora na direo de avano da ferramenta apresentado na Figura 3.14.

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3.3.3

Medio da deformao (flexo)

O objetivo da medio da deformao (flexo) foi o de estimar o desvio, em vrias faixas (Figura 3.15) ao longo da chapa em relao a uma superfcie ideal. Essa superfcie ideal era um modelo CAD da chapa inserido no programa MCosmos da Mitutoyo. Com isto cada ponto medido sobre a chapa (real) era comparado com o modelo CAD (que representava a chapa isenta de deformao). Assim obtinha-se o desvio entre a chapa deformada (aps a usinagem) sendo medida e a chapa indeformada (modelo CAD). As medies foram realizadas na chapa inferior, uma vez que em ensaios preliminares esta foi a que deformou de maneira mais acentuada.

(a)

(b)

Figura 3. 14: (a) Grfico da resposta da fora pelo tempo para os seis furos de cada teste e (b) com seleo de faixa til

Cada chapa foi medida em 164 pontos divididos em 4 faixas formando o arranjo mostrado na Figura 3.15. Os pontos em azul indicam os pontos onde a ponta de medio da MMC (probe) tocou a chapa realizando as medies. No APNDICE II os pontos so representados por cores diferentes indicando a quantidade de desvio da chapa medida em relao ao modelo CAD. Em ensaios preliminares verificou-se o comportamento da flexo das chapas (Figura 3.16). Avaliando-se o grfico foi visto que da faixa 1 para a 4 ocorreu um crescimento da flexo, ou seja, medida em que a chapa era furada (furos 1, 2 e 3) o espaamento entre as duas chapas aumentava. Isto acrescentou uma nova fonte de incerteza ao sistema, o

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que fez com que durante a medio da altura da rebarba somente os furos 1 e 4 fossem medidos visando bloquear a nova varivel.

Figura 3. 15: Modelo CAD da chapa com os pontos medidos para avaliar a flexo das chapas

Deformao para 2 diferentes avanos1,2

flexo em relao ao CAD [mm]

A

Bfaixa 1 faixa 2 faixa 3 faixa 4

1 0,8 0,6 0,4 0,2 0 20 40 60

-0,2 0 -0,4 -0,6

ponto de medio ao longo das faixas

Figura 3. 16: Flexo das chapas para dois valores de avano com a mesma broca e mesma velocidade de corte

88

3.3.4

Medio da altura de rebarba

A dimenso mensurada utilizada para a avaliao das rebarbas foi a altura destas. Rebarbas entre chapas, quanto mais altas, se tornam mais indesejveis, pois no permitem o bom assentamento entre as duas chapas sobrepostas. Alm disso, o sistema de medio utilizado no permite a medio de outras dimenses, como por exemplo, a espessura da rebarba. As amostras foram levadas ao laboratrio IFI (Instituto de Fomento e Coordenao Industrial) onde as medies de altura de rebarba foram realizadas em uma sala com temperatura controlada (20 1)C. Como confirmado em ensaios preliminares as chapas se deformaram durante os testes e o espaamento entre estas pode influenciar diretamente o crescimento das rebarbas na interface. Os furos 1 e 4 (Figura 3.13) foram selecionados para medio da altura da rebarba na entrada e na sada dos mesmos bloqueando a influncia de outras variveis que poderiam ser decorrentes da escolha aleatria de um furo para medio. Para melhor avaliar a disperso da altura da rebarba na borda dos furos, as rebarbas foram medidas em quatro pontos diferentes defasados cerca de 90 cada (Figura 3.17), conforme proposto em outros trabalhos [55].

Figura 3. 17: Pontos de medio de altura de rebarba ao longo dos furos na entrada e na sada das chapas superiores e inferiores

Estes quatro pontos foram tomados na entrada e na sada dos furos 1 e 4 tanto da chapa superior quanto da inferior. Como foram usinadas 66 chapas e de cada uma destas foram medidos 16 pontos de altura de rebarba, no total foram feitas 1056 medies. Para coletar a altura de

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rebarba o apalpador digital era posicionado o mais prximo possvel da rebarba (Figura 3.18). Em seguida o indicador de medio era zerado. A partir da o conjunto suporte/apalpador era deslizado em direo ao centro do furo at se obter o valor mximo de altura de rebarba. Com os quatros pontos de altura de rebarba medidos calculava-se a mdia e o desvio padro que serviram para a anlise dos resultados.

Figura 3. 18: Ponto de zeragem do apalpador eletrnico

90

4. ANLISE E DISCUSSO DOS RESULTADOS Neste captulo so analisados os resultados obtidos nos ensaios com as vrias brocas. Inicialmente cada broca avaliada individualmente e em seguida feita uma comparao entre as mesmas, destacando-se as influncias de cada uma delas sobre o processo de furao. 4.1 Anlise Individual da Furao com Diferentes Brocas 4.1.1 Broca 1 (=15, dp positiva)

Para analisar os resultados obtidos foi utilizado o programa Minitab com o qual os dados foram tratados. A ferramenta estatstica utilizada para avaliar a influncia dos parmetros de entrada sobre os parmetros de sada foi a anlise de varincia (ANOVA) realizada com o mesmo programa [56, 57, 58]. a) Altura de Rebarba Antes de analisar os grficos de altura de rebarba formadas na entrada da chapa superior, sada da chapa superior, entrada da chapa inferior e sada da chapa inferior foi realizada a anlise de varincia de dois fatores [58] avaliando-se a influncia dos parmetros de entrada (vc e f) sobre o fator de sada denominado altura de rebarba. Os resultados da influncia de vc e f sobre a altura de rebarba so apresentados a seguir. Nestes sendo avaliadas separadamente as influncias sobre as rebarbas da entrada da chapa superior, sada da chapa superior, entrada da chapa inferior e sada da chapa inferior. Entrada da chapa superior Utilizando a anlise de varincia de dois fatores avaliou-se a primeira hiptese nula relacionada velocidade de corte: Ho(vc)- a velocidade de corte no exerce influncia sobre os valores encontrados de altura de rebarba.

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A Tabela 4.1 apresenta os valores da anlise de varincia obtidos com o programa Minitab. Para a ANOVA utilizada a distribuio F, que uma distribuio assimtrica direita (Figura 4.1), ou seja, seus valores podem ser 0 ou positivos mas nunca negativos. O valor de corte Fct em anlise de varincia permite rejeitar uma hiptese nula de que duas mdias so iguais caso o valor encontrado de F seja maior que Fct. De maneira simplificada o valor de F uma razo entre a varincia entre amostras pela varincia dentro de amostras [58]. Os valores de Fc so tabelados e podem ser encontrados em vrios livros de estatstica [58].

Figura 4. 1: Distribuio F

Tabela 4. 1: ANOVA da entrada da chapa superior para a broca 1Fonte vc f Erro Total GL 2 2 4 8 SQ 73,69 920,07 502,89 1496,64 MQ F P 36,844 0,29 0,761 460,036 3,66 0,125 125,721

O valor de F encontrado para vc foi de 0,29. Como o parmetro vc possui 2 graus de liberdade, o valor de Fct de corte tabelado [56, 57, 58] de 6,9443. Assim sendo, o valor F=0,29 encontra-se abaixo do valor de Fct de corte, o que no permite que a hiptese nula Ho(vc) seja rejeitada. Com isto, no foi possvel afirmar que a velocidade de corte teve influncia significativa sobre a altura de rebarba formada na entrada da chapa superior. Apesar de esperado que a tenso de escoamento fosse reduzida com um aumento da temperatura, que consequncia de valores elevados de velocidade de corte [59, 60], esta condio no pde ser constatada estatisticamente.

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A segunda hiptese nula a ser testada relativa ao avano onde busca-se verificar a correlao entre o aumento do avano e aumento da rebarba. Ho(f)- o avano no exerce influncia direta sobre a altura de rebarba gerada De acordo com a Tabela 4.1 o valor de F encontrado para o avano foi de 3,66. Como o avano possui dois graus de liberdade o valor F de corte 6,9443. Assim o valor F=3,66 no excede o valor F de corte o que no permite rejeitar a hiptese nula Ho(f). Apesar de ser contrrio ao esperado, estatisticamente no foi possvel afirmar que f exerceu influncia direta sobre a altura de rebarba na entrada da chapa superior. Esta impossibilidade de anlise da influncia da velocidade e do avano sobre a altura de rebarba gerada pode ser devida ao pequeno valor e insuficiente variao da altura de rebarba na entrada das chapas [8], que impossibilita a observncia de uma correlao estatstica. Sada da chapa superior Analisando-se a formao de rebarbas na sada da chapa superior obtiveram-se os valores apresentados na Tabela 4.2.Tabela 4. 2: ANOVA da sada da chapa superior para a broca 1Fonte Vc f Erro Total GL 2 2 4 8 SQ 5990,2 15158,9 6338,9 27487,9 MQ 2995,10 7579,43 1584,72 F P 1,89 0,264 4,78 0,087

A primeira hiptese nula testada visava avaliar a influncia da velocidade de corte vc sobre a altura da rebarba gerada na sada da chapa superior: Ho(vc)- a velocidade de corte no exerce influncia sobre os valores encontrados de altura de rebarba. Outra forma de avaliar esta hiptese se d pela interpretao do valor P, indicado nas Tabelas 4.1 e 4.2. O valor de P indica o mesmo resultado que o valor F, no sendo necessrio levantar o valor F de corte que pode ser encontrado em tabelas de livros estatsticos. Para se interpretar o valor P basta saber o nvel de confiana utilizado, que neste caso foi e=0,05. Valores de P menores que 5% ou menores que 0,05 so indicadores de que o valor de corte foi excedido devendo ser a hiptese nula rejeitada.

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Analisando-se o valor de P=0,264 para vc verifica-se que a hiptese nula Ho(vc) no pde ser rejeitada, uma vez que o nvel de confiana utilizado foi de 95%. Ou seja, P deveria ser menor que 0,05 para que esta fosse rejeitada. Desta forma no possvel, estatisticamente, afirmar que vc influenciou a formao da rebarba na sada da chapa superior ao se utilizar a broca 1. Com o objetivo de avaliar a influncia do avano sobre a formao da rebarba nesta situao, a hiptese nula estabelecida foi: Ho(f)- o avano no exerce influncia direta sobre a altura de rebarba gerada Pela Tabela 4.2, o valor de P para o avano excede o de 0,05, o que no permite rejeitar a hiptese nula. Assim, mesmo sendo observado o contrrio em alguns trabalhos [61] e inclusive observado em alguns grficos de altura de rebarba (Figura 4.2), no foi possvel correlacionar a formao de rebarba na sada da chapa superior com o avano ao utilizar a broca 1. Sada Chapa Superior350 300 250 200 150 100 50 0 0,02 0,07 0,12altura de rebarba [m]

Vc=125 Vc=150 Vc=175

avano [mm] Figura 4. 2: Grfico de altura de rebarba para diferentes valores de avano e velocidade de corte

Entrada da chapa inferior Aplicando-se a anlise de varincia para a entrada da chapa superior verificou-se que a primeira hiptese nula Ho(vc) (velocidade de corte no exerce influncia sobre a altura da rebarba) no pde ser rejeitada, uma vez que o valor de P=0,239 encontrado foi superior ao valor de 0,05. Assim no possvel afirmar que vc exerce influncia

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sobre a altura de rebarba na entrada da chapa inferior quando se utiliza a broca 1. Da mesma forma, a hiptese nula Ho(f), que afirma no existir influncia do avano sobre a altura da rebarba, no pde ser rejeitada. Sada da chapa inferior O teste para identificar os valores de F e P relativos formao de rebarba na sada da chapa inferior que teve duas hipteses nulas: Ho(vc)- a velocidade de corte no exerce influncia sobre os valores encontrados de altura de rebarba. Ho(f)- o avano no exerce influncia direta sobre a altura de rebarba gerada No foi possvel rejeitar a hiptese Ho(vc), uma vez que o valor de P=0,297 para este parmetro foi maior que 0,05. No entanto a hiptese nula Ho(f) pde ser rejeitada por ser o valor de P=0,022 menor que 0,05. Assim, a velocidade de corte no demonstrou influncia direta, mas estatisticamente possvel dizer que o avano est relacionado com a altura da rebarba formada na sada da chapa inferior (Figura 4.3) [62].

altura de rebarba [m]

250 200 150

Sada Chapa Inferior

10050 0 0,02 0,07avano [mm]

Vc=125 Vc=150 Vc=175

0,12

Figura 4. 3: Grfico de variao da altura de rebarba para diferentes velocidades de corte e diferentes avanos

Foi feita ainda uma anlise de varincia para verificar se a posio e as chapas em que as rebarbas se encontravam (entrada chapa superior, sada chapa superior, entrada chapa inferior ou sada chapa inferior) interferiam na altura da rebarba gerada. A anlise foi feita para as trs velocidades de corte variando-se o avano. Os resultados para vc=125

96 m/min so apresentados nas Tabelas 4.3 e 4.4. Nestas o termo Chapa se refere-se chapa superior ou inferior, e os termos Entrada e Sada referem-se localizao da rebarba, se na entrada ou na sada das chapas. O termo f o avano que foi novamente inserido para permitir a comparao entre os fatores.Tabela 4. 3: ANOVA vc=125m/min chapa/altura (h0) broca1GL 2 1 2 6 11 SQ 6235,8 1841,4 2427,7 21132,0 31636,9 MQ 3117,90 1841,40 1213,86 3522,00 F 0,89 0,52 0,34 P 0,460 0,497 0,722

Fonte f Chapa Interaction Error Total

Fonte f Posicao Interaction Error Total

Tabela 4. 4: ANOVA vc=125m/min posio/altura(h0) broca1GL SQ MQ F P 2 6235,8 3117,9 2,21 0,190 1 14049,4 14049,4 9,98 0,020 2 2901,7 1450,8 1,03 0,412 6 8450,1 1408,3 11 31636,9

Verifica-se nas duas Tabelas o surgimento de uma nova linha denominada interao. Esta linha refere-se interao entre os fatores avano/posio ou avano/chapa. Como em ambas as Tabelas os valores P das interaes foram maiores do que o nvel de confiana =0,05 a hiptese nula Ho (interao), que afirma no existir correlao entre o avano e a posio ou entre o avano e chapa, no pode ser desprezada. Assim toda a interao entre os fatores avano/posio e avano/chapa pode ser desprezada e a anlise segue como nos casos anteriores nos quais no existia a linha interao. Para a velocidade de 125m/min somente a posio da rebarba esteve correlacionada com a altura da rebarba. Na Tabela 4.5 apresentado o resumo das correlaes dos fatores posio e chapa com o fator altura de rebarba.

97

Tabela 4. 5: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca1

Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio

vc=125m/min Altura de rebarba No Sim vc=150m/min Altura de rebarba No Sim vc=175m/min Altura de rebarba No Sim

De acordo com a tabela somente a posio influencia a altura da rebarba gerada, ou seja, se a chapa superior ou inferior no relevante. Importante estatisticamente se a posio do furo analisada se encontra na sada ou na entrada da chapa. O grfico da Figura 4.4 permite uma melhor visualizao desta situao.

290altura de rebarba [m]

vc=150m/minentrada chapa superior sada chapa superior entrada chapa inferior sada chapa inferior

240 190 140 90 40 -10 0,02 0,07 0,12avano [mm] Figura 4. 4: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=150 m/min

98

Tendo em vista a chapa superior, nota-se neste grfico que a rebarba encontrada na sada foi significativamente superior da entrada. A mesma situao ocorreu na chapa inferior. Diferentes pesquisadores [8, 33, 59] afirmam que rebarbas na sada dos furos so maiores que aquelas geradas na entrada. O grfico da Figura 4.4 mostra que a rebarba na sada da chapa superior foi maior que a rebarba na sada da chapa inferior e que a rebarba na entrada da chapa inferior foi maior que a rebarba formada na entrada da chapa superior. Com isto, seria possvel afirmar graficamente que as rebarbas formadas na interface entre as duas chapas foram superiores s outras. Apesar desta observao grfica a anlise de varincia no permitiu concluir se as rebarbas formadas na chapa superior eram maiores ou menores que as formadas na chapa inferior. Conforme ser observado em situaes posteriores, espera-se que as rebarbas formadas na interface entre as chapas sejam menores que as outras, ou seja, a situao representada na Figura 4.4 contradiz essa hiptese. Em pesquisas realizadas a presena de um material de suporte (backplate) sob a superfcie da pea por onde a broca sai, deveria evitar o crescimento de rebarbas [7, 55]. Na situao em estudo a chapa inferior deveria funcionar como um material de suporte (backplate) para a chapa superior. Aparentemente algum fenmeno alterou a situao, o que ser melhor avaliado nas sees 4.2.3 e 4.2.5. b) Fora de avano e momento Com o sistema de aquisio de dados de fora descrito no captulo 3 foi possvel a obteno de valores de fora na direo de avano da ferramenta e de momento em torno do eixo de giro da ferramenta. Foi realizada a anlise de varincia dos dados obtidos com a broca 1 considerando-se a relao dos parmetros de entrada vc e f com os parmetros de sada, a saber, fora de avano e momento. Formulada a primeira hiptese nula Ho(vc), que afirma no existir influncia da velocidade de corte sobre a fora na direo de avano, observou-se que esta hiptese no pde ser rejeitada. Como o valor de P=0,333 foi superior a 0,05 no se pode afirmar, com bases estatsticas, que a velocidade de corte influenciou a fora gerada na direo de avano (Figura 4.5). Pela Figura, nota-se que um aumento do avano acarretou maiores foras na direo de avano e que a influncia

99

da velocidade de corte no apresentou um padro muito claro, o que foi confirmado pela ANOVA. Broca 1190Fora de avano [N]

140

Vc=125 Vc=150

9040 0,02 0,07avano [mm]

Vc=175

0,12

Figura 4. 5: Variao da fora na direo de avano para diferentes valores de avano e de velocidade

. A segunda hiptese nula Ho(f) afirma no existir influncia do avano sobre a fora gerada na direo de avano. O valor de P=0,000 encontrado na anlise de Ff para esta broca demonstrou que a hiptese nula pode ser rejeitada. Rejeitada a hiptese nula, pode-se afirmar que o avano exerce influncia direta sobre a fora Ff . Com os resultados da anlise de varincia obtidos para os momentos no foi possvel avaliar qualquer influncia da velocidade de corte ou do avano sobre os momentos gerados durante os testes com a broca 1. Estes resultados no foram condizentes queles obtidos em outros trabalhos [63], nos quais a velocidade de corte influenciou diretamente os valores do momento toror. Os valores encontrados de P=0,109 e P=0,525 para Ho(vc) e Ho(f), respectivamente, foram superiores a 0,05, o que no permite a rejeio das hipteses nulas. Um aumento da velocidade de corte proporciona um aumento da temperatura do material usinado, que por sua vez aumenta a ductilidade do material [59, 64]. Esse aumento da ductilidade faz com que as foras necessrias para deformar o material sejam menores. Aparentemente as variaes de vc no foram significativas (125m/min a 175m/min) para se obter uma variao clara da fora Ff e do momento Mz. Pea et al [8] afirmaram existir uma dependncia direta entre a ductilidade do material e a altura da rebarba gerada.

100

No entanto, a variao do avano apresentou uma correlao significativa com a fora de avano, mas no com o momento (Figura 4.6). Com o aumento do avano a seo de corte realizada pela ferramenta tambm aumenta [60]. Com isso esperada uma maior fora necessria para cisalhar e deformar esta maior quantidade de material, o que consequentemente gera uma maior fora na direo de avano e aumento do momento de toro. Segundo Bastos [60] esse aumento da fora com o aumento da seo de corte s ocorre se o valor do avano for superior ao raio de quina da ferramenta, que a situao verificada neste trabalho. Micheletti apud Castillo [41], afirma que um aumento do avano proporciona uma seo de corte maior, que por sua vez gera um volume maior de material sendo retirado a cada rotao da ferramenta. Esse volume maior precisa ser expelido pelo canal da broca, que possui uma rea constante. Um volume maior de cavaco gera maior atrito com as paredes do furo ao percorrer o canal da broca, o que dificulta ainda mais o avano da ferramenta. Mz x favano [mm]0,02 0,07 0,12

0 -0,2 -0,4 -0,6 -0,8 -1 -1,2 -1,4 -1,6 -1,8

Mz [N.m]

Vc=150 Vc=175 Vc=125

Figura 4. 6: Variao do momento para diferentes valores de avano e de velocidade

A seguir, feita a anlise das brocas restantes utilizando a mesma metodologia aplicada broca 1 Desta forma os resultados da ANOVA sero mostrados de maneira simplificada em tabelas especficas.

101 Broca 2 (=15, dp nula)

4.1.2

a) Altura de Rebarba Seguindo o mesmo modelo anterior, foi feita a anlise de varincia para a broca 2. indicado na Tabela 4.6 quando vc e f influenciaram a altura da rebarba gerada na entrada da chapa superior, na sada da chapa inferior e assim por diante.

Tabela 4. 6: Broca 2, ANOVA altura (h0) versus avano (f) e velocidade de corte (vc)

Broca 2Chapa Superior Inferior Posio vc entrada sada entrada sada

Influncia sobre a altura de rebarba f no no no sim no no no no

Analisando-se a Tabela verifica-se que dos dois parmetros vc e f, somente f demonstrou estatisticamente exercer influncia sobre a altura de rebarba formada. Esta influncia s pde ser observada na sada da chapa inferior (Figura 4.7). Segundo resultados encontrados por alguns pesquisadores, espera-se que as rebarbas geradas na sada dos furos sejam significativamente afetadas pela mudana do avano, onde avanos maiores produzem maiores rebarbas [33, 59, 61, 62]. Mais uma vez supe-se a ocorrncia de fenmenos inesperados na regio da interface entre as chapas superior e inferior, o que poder ser mais bem avaliado nas sees 4.2.3 e 4.2.5. Pela frmula de Daar [66] para determinao da fora de avano (Equao 4.1), verifica-se que o avano (f) influencia diretamente na fora de avano Ff.:

Ff = C2.Dx2.fy2

(4.1)

102

Em vista disso, maiores foras na direo de avano implicam em maiores deformaes de material na sada da chapa, que por sua vez levam a maiores rebarbas [67]. Pelo grfico da Figura 4.7 possvel visualizar que um aumento do avano gerou maiores alturas de rebarbas na sada da chapa, o que concordante com a literatura pesquisada.

Sada Chapa Inferioraltura de rebarba [m]

300 250 200 150 100 50 0 0,02 0,07avano [mm] Vc=125 Vc=150

Vc=175

0,12

Figura 4. 7: Grfico da altura de rebarba na sada da chapa inferior para a variao do avano e da velocidade de corte

Foi realizada mais uma vez a anlise de varincia para verificar se a posio e a chapa em que a rebarba se encontrava interferiam na altura da rebarba gerada. A anlise foi feita para as trs velocidades de corte variando-se o avano (Tabela 4.7). Estes resultados indicam que, com bases estatsticas, no foi possvel avaliar se as rebarbas da sada ou da entrada da chapa superior so maiores ou menores que as rebarbas geradas na chapa inferior. Uma das razes para este fato pode ser devido elevada variao de altura de rebarba encontrada quando se utilizava esta broca com ponta de centragem rente s quinas. O desempenho deste tipo de broca em relao s outras ser melhor avaliado na seo 4.2.2.

103

Tabela 4. 7: ANOVA posio/altura (h0) e chapa/posio Broca 2

Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio

vc=125m/min Altura de rebarba No No vc=150m/min Altura de rebarba No No vc=175m/min Altura de rebarba No No

b) Fora de avano e momento Os valores obtidos de fora na direo de avano e os valores do momento toror para a broca 2 foram submetidos ANOVA de dois critrios (Tabela 4.8).

Tabela 4. 8: ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e foraBroca 2 Parmetro Fora (Ff) Momento Influncia sobre a fora e o momento toror vc no sim f no no

Segundo a Tabela os valores de P referentes a vc e f impossibilitaram uma correlao estatstica entre estes fatores e a fora de avano gerada, lembrando-se que esta afirmao vlida para um nvel de confiana de 95%. Para a avaliao do momento toror a variao de vc

104

afeta diretamente o momento toror (Figura 4.8). Apesar dos fatores serem estatisticamente correlacionados, os resultados deste grfico no monstram uma coerncia com a literatura, ou seja, maiores velocidades no foram responsveis por menores momentos torores. Mais uma vez, a baixa variao entre a mxima vc utilizada e a mnima possivelmente impediu a observao de uma influncia deste fator sobre o momento toror.

Broca 2avano [mm]

0,02 0Mz[Nm]

0,07

0,12

-0,5 -1 -1,5 -2

Vc=125 Vc=150 Vc=175

Figura 4. 8: Variao do momento para diferentes valores de avano e de velocidade

4.1.3

Broca 3 (=30, dp positiva)

a) Altura de Rebarba Os resultados da ANOVA realizados com testes da broca 3 podem ser visualizados na Tabela 4.9.

105

Tabela 4. 9: Broca 3, ANOVA altura (h0) versus avano (f) e velocidade de corte (vc)

Broca 3 Chapa Superior Inferior Posio entrada sada entrada sada

Influncia sobre a altura de rebarba vc f sim sim no sim no sim no no

Segundo os resultados obtidos a velocidade de corte e o avano influenciaram diretamente a altura da rebarba gerada na entrada do furo da chapa superior (Figura 4.9).

Entrada Chapa Superioraltura de rebarba [m]

150100 50 0 0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12Vc=125 Vc=150 Vc=175

avano [mm] Figura 4. 9: Grfico da altura de rebarba na entrada da chapa superior para a variao do avano e da velocidade de corte

Pelo grfico da Figura 4.9 a maior velocidade de corte gerou os maiores valores de rebarba. Segundo alguns autores, maiores velocidades de corte produzem um aumento da temperatura do material usinado e, consequentemente, um aumento da ductilidade deste [22, 59, 67, 68]. Segundo alguns destes autores, materiais mais dcteis tendem a formar maiores rebarbas.

106

Ao realizar a ANOVA para verificar se a posio da rebarba e da chapa na qual esta se encontrava exerciam influncia sobre a altura da rebarba formada obtiveram-se os resultados indicados na Tabela 4.10.

Tabela 4. 10: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca 3 vc=125m/min Altura de rebarba Fator Chapa No Posio Sim vc=150m/min Altura de rebarba Fator Chapa No Posio Sim vc=175m/min Altura de rebarba Fator Chapa No Posio Sim Em nenhuma das anlises foi identificada uma correlao entre a chapa onde a rebarba se encontrava (superior ou inferior) e a altura desta ltima. No entanto, estatisticamente foi comprovada a correlao entre a posio da rebarba com sua altura (Figura 4.10). De acordo com o grfico as maiores rebarbas foram as da sada dos furos, tanto da chapa inferior quanto da superior, sendo esta afirmao embasada estatisticamente. Isso pode ser devido forma como o corte realizado na entrada do furo, onde o gume da ferramenta est sempre entrado na pea. Isto diferente do que ocorre na sada (essa situao vlida somente quando as superfcies por onde a ferramenta sai forem planas), onde o gume est sempre saindo da pea [10]. Graficamente, as rebarbas geradas na sada da chapa superior foram maiores que as geradas na sada da chapa inferior. Apesar de ser graficamente visvel que as rebarbas formadas na interface foram maiores que as outras, estatisticamente esta afirmao no vlida.

107

250altura de rebarba [m]

vc=150m/min

200 150 100 50 0 0,02 0,07 0,12

entrada chapa superior sada chapa superior entrada chapa inferior sada chapa inferior

avano[mm] Figura 4. 10: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=150 m/min

b) Fora de avano e momento A Tabela 4.11 apresenta o resumo das correlaes encontradas ao se aplicar a ANOVA aos dados de fora e momento coletados nos ensaios com a broca 3.

Tabela 4. 11: Broca 3, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora

Broca 3 Parmetro Fora (Ff) Momento

Influncia sobre a fora e o momento toror vc f no sim no no

O avano foi o nico fator estatisticamente relacionado, sendo sua relao restrita fora na direo de avano (Ff) (Figura 4.11). O momento, apesar de ser teoricamente correlacionado, no apresentou nenhuma relao neste experimento.

108

Broca 3200Fora de avano [N]

150 100 50 0 0,02 0,07avano [mm] Figura 4. 11: Grfico das foras na direo de avano para diferentes avanos e velocidades de corte Vc=125 Vc=150 Vc=175

0,12

4.1.4

Broca 4 (=30, dp nula)

a) Altura de Rebarba A broca 4 apresentou valores diferentes de todas as outras brocas. Nas brocas avaliadas anteriormente havia pelo menos um parmetro em uma posio (entrada chapa superior, sada chapa superior etc.) que apresentava relao com a altura da rebarba. Com a broca 4 em nenhum caso pde-se observar uma correlao estatisticamente significativa para um nvel de confiana de 95% entre os parmetros (vc e f) e a altura de rebarba gerada (Tabelas 4.12).

109

Tabela 4. 12: Broca 4, ANOVA altura (h0) versos avano (f) e velocidade de corte (vc)

Broca 4 Chapa Superior Inferior Posio entrada sada entrada sada

Influncia sobre a altura de rebarba vc f no no no no no no no no

Feita a ANOVA para verificar a influncia da posio da rebarba e da chapa onde esta foi formada obtiveram-se os resultados apresentados na Tabela 4.13.

Tabela 4. 13: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca 4

Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio

vc=125m/min Altura de rebarba No No vc=150m/min Altura de rebarba No No vc=175m/min Altura de rebarba No No

Conforme a anlise nenhum dos fatores, posio e chapa, apresentou relao estatstica para um nvel de confiana de e=0,05. Com relao aos grficos desta situao nenhuma afirmao pode ser feita.

110

b) Fora de avano e momento Na Tabela 4.14 pode-se observar que somente a velocidade de corte exerceu influncia significativa sobre o momento. A influncia esperada do avano sobre a fora de avano no pde ser verificada.

Tabela 4. 14: Broca 4, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora

Broca 4 Parmetro Fora (Ff) Momento 4.1.5

Influncia sobre a fora e o momento toror vc f no no sim no

Broca 5 (=45, dp nula)

a) Altura de Rebarba Os dados obtidos durante a usinagem com a broca 5 apresentaram caractersticas similares ao ensaio feito com a broca 1. Com a broca 5 no ocorreu correlao significativa entre os parmetros (vc e f) e a altura da rebarba gerada em nenhuma posio a no ser para a sada da chapa inferior onde somente o avano apresentou relao estatstica (Tabela 4.15).

Tabela 4. 15: Broca 5, ANOVA altura (h0) versus avano (f) e velocidade de corte (vc)

Broca 5 Chapa Superior Inferior Posio entrada sada entrada sada

Influncia sobre a altura de rebarba vc f no no no no no no no sim

111

O grfico da Figura 4.12 mostra como um aumento do avano proporciona um crescimento da altura da rebarba na sada da chapa inferior. No foi verificada significncia entre a variao da velocidade e a variao da altura de rebarba.

Sada Chapa Inferior160 140 120 100 80 60 40 20 0 0,02 0,07avano [mm] Figura 4. 12: Grfico da altura de rebarba na sada da chapa inferior para a variao do avano e da velocidade de corte altura de rebarba [m]

Vc=125 Vc=150 Vc=175

0,12

A avaliao da influncia sobre a altura da rebarba considerando a posio da rebarba e a chapa na qual esta se encontrava pode ser visualizada na Tabela 4.16. Observando-se a Tabela percebe-se que o nico fator que influenciou a altura da rebarba gerada foi a posio desta, se na entrada ou na sada do furo (Figura 4.13). Estatisticamente a chapa onde a rebarba se encontrava no influenciou a altura desta ltima. No grfico a altura de rebarba gerada na sada das chapas foi maior que as geradas na entrada seguindo a tendncia dos casos anteriores, no sendo possvel fazer outras afirmaes estatisticamente.

112

Tabela 4. 16: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca 5

Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio

vc=125m/min Altura de rebarba No Sim vc=150m/min Altura de rebarba No No vc=175m/min Altura de rebarba No Sim

180 160 140 120 100 80 60 40 20 0 0,02

vc =125m/min

altura de rebarba [m]

entrada chapa superior sada chapa superior entrada chapa inferior sada chapa inferior

0,07avano [mm]

0,12

Figura 4. 13: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=125 m/min

113

b) Fora de avano e momento Os resultados da ANOVA obtidos avaliando-se a influncia da velocidade de corte e do avano sobre a fora e o momento toror (Tabela 4.17) confirmam que o avano exerceu influncia sobre a fora de avano. Os outros parmetros no apresentaram correlao.Tabela 4. 17: Broca 5, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora

Broca 5 Parmetro Fora (Ff) Momento

Influncia sobre a fora e o momento toror vc f no sim no no

4.1.6

Broca 6 (=45, dp nula)

a) Altura de Rebarba Os resultados obtidos com a usinagem feita pela broca 6 mostraram relevncia estatstica na relao entre a velocidade de corte e a altura de rebarba gerada ao se avaliar a entrada da chapa superior. Todas as outras opes no apresentaram correlao significativa (Tabela 4.18). Os valores da ANOVA para avaliar a correlao dos fatores chapa e posio com a altura da rebarba gerada so contidos na Tabela 4.19.

114

Tabela 4. 18: Broca 6, ANOVA altura (h0) versus avano (f) e velocidade de corte (vc)

Broca 6 Chapa Superior Inferior Posio entrada sada entrada sada

Influncia sobre a altura de rebarba vc f sim no no no no no no no

Tabela 4. 19: ANOVA posio/altura (h0) e chapa/posio Broca 6

Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio

vc=125m/min Altura de rebarba No No vc=150m/min Altura de rebarba No Sim vc=175m/min Altura de rebarba No Sim

Os resultados mostram mais uma vez que somente a posio exerceu influncia sobre a altura de rebarba gerada (Figura 4.14). Neste grfico a altura das rebarbas na sada das chapas foi superior quelas encontradas na entrada, sendo estatisticamente a nica inferncia permitida.

115

300 250altura de rebarba [m]

vc=175m/min

200 150 100 50 0 0,02 0,07 0,12

entrada chapa superior sada chapa superior entrada chapa inferior sada chapa inferior

avano [mm] Figura 4. 14: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=175 m/min

b) Fora de avano e momento Analisando os resultados de fora e momento obtidos durante a usinagem com a broca 6 somente o avano apresentou correlao com a fora de avano (Tabela 4.20 e Figura 4.15).

Tabela 4. 20: Broca 6, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora

Broca 6 Parmetro Fora (Ff) Momento

Influncia sobre a fora e o momento toror vc f no sim no no

116

90 85Forca de avano [N]

Broca 6

80 75 70 65 60 0,02 0,07avano [mm] Figura 4. 15: Grfico da fora na direo de avano para diferentes valores de avano e velocidade de corte Vc=125 Vc=150 Vc=175

0,12

4.1.7

Broca EMB (=30)

a) Altura de Rebarba Os resultados obtidos com a broca EMB mostraram que somente as rebarbas geradas na sada da chapa inferior estavam correlacionadas ao avano. Todas as outras situaes no demonstraram correlao relevante (Tabela 4.21).

Tabela 4. 21: Broca EMB, ANOVA altura( h0) versos avano (f) e velocidade de corte (vc)Broca EMB Chapa Superior Inferior Posio vc entrada sada entrada sada no no no no Influncia sobre a altura de rebarba f no no no sim

117

A anlise de varincia referente broca EMB (Tabela 4.22) foi a nica dentre todas as outras brocas que evidenciou a existncia de uma influncia entre o fator chapa e altura de rebarba (Figura 4.16).

Tabela 4. 22: ANOVA posio/altura(h0) e chapa/posio Broca EMB

Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio Fator Chapa Posio

vc=125m/min Altura de rebarba No No vc=150m/min Altura de rebarba No No vc=175m/min Altura de rebarba Sim No

Neste grfico verifica-se que as rebarbas maiores foram produzidas na sada da chapa inferior. A rebarba na sada da chapa superior foi menor no caso da broca EMB, diferentemente das situaes encontradas com as outras brocas. Graficamente as rebarbas geradas na entrada de ambas as chapas foram bastante reduzidas se comparadas s outras, apesar de estatisticamente no ser possvel apoiar esta anlise. Na seo 4.2 ser feita a comparao entre as diferentes brocas a fim de se observar quais foram aquelas que apresentaram os melhores desempenhos.

118

890 790 690altura de rebarba [m]

vc=175m/min

590 490 390 290 190 90 -10

entrada chapa superior sada chapa superior entrada chapa inferior sada chapa inferior

0,06 0,08 0,1 0,12 avano [mm] Figura 4. 16: Grfico da variao de altura de rebarba em funo do avano para diferentes localizaes da rebarba com vc=175m/min

0,02

0,04

b) Fora de avano e momento A broca EMB apresentou resultados que permitem relacionar somente o avano fora de avano (Tabela 4.23). Todos os outros no demonstraram correlao. Nota-se na Figura 4.17 que um aumento do avano resultou em maiores foras de avano.

119

Tabela 4. 23: Broca EMB, ANOVA avano e velocidade de corte versus momento e fora

Broca EMB Parmetro Fora (Ff) Momento

Influncia sobre a fora e o momento toror vc f no Sim no No

Broca EMB120 Fora de avano [N] 100 80 60 40 20 0 0,02 0,07 avano [mm] Figura 4. 17: Grfico da fora na direo de avano para diferentes valores de avano e velocidade de corte 0,12 Vc=125

Vc=150Vc=175

Observando-se os resultados obtidos para as 7 brocas testadas, nota-se uma dificuldade em se realizar correlaes estatsticas com a formao da rebarba entre as chapas. A razo para essa falta de relevncia estatstica dos dados de altura de rebarba nessa regio pode ser explicada por uma formao de rebarba irregular que ocorreu entre as chapas. Como ser analisado em tpicos posteriores, a rebarba formada na interface entre as duas chapas apresentou distribuio irregular, com acmulo excessivo em algumas regies.

120

4.2 Comparao entre Furos Obtidos com Diferentes Brocas Nesta seo feita a comparao entre as brocas a fim de avaliar quais apresentaram os melhores resultados. Na comparao so analisadas as alturas das rebarbas geradas na entrada e na sada das chapas superiores e inferiores. Aps a anlise da rebarba feita uma avaliao dos resultados de fora, momento e da flexo das chapas para comparar a qualidade das brocas. Antes de avaliar qualquer um dos grficos, fez-se a ANOVA para verificar se a mudana de geometria teve influncia comprovada sobre a formao de rebarba (Tabela 4.24). Conforme observado na Tabela, somente para a rebarba gerada na entrada da chapa superior com velocidade de corte de 175m/min no foi possvel verificar uma correlao entre o fator broca e altura de rebarba.

Tabela 4. 24: ANOVA correlao entre parmetro geometria de broca utilizado e altura de rebarba

Influncia sobre a altura de rebarba vc [m/min] Chapa Superior 125 Inferior Superior 150 Inferior Superior 175 Inferior Posio Entrada Sada Entrada Sada Entrada Sada Entrada Sada Entrada Sada Entrada Sada Broca sim sim sim sim sim sim sim sim no sim sim sim

121

4.2.1

Sada chapa inferior

Analisando-se a Figura 4.18 nota-se que o emprego da broca EMB acarretou as maiores alturas de rebarba na sada da chapa inferior. Como predito no captulo 2, brocas com pontas convencionais tendem a deformar de maneira acentuada a parte central, principalmente pela presena do gume transversal [41, 43] e tambm devido a um ngulo de ponta de aproximadamente 128. Estas condies presentes neste tipo de broca fazem com que a ruptura do material durante a sada da broca se d na parte central do furo, gerando uma rebarba elevada (Figura 4.28) [32, 33, 48]. A broca 2 tambm gerou rebarbas acentuadas em comparao s outras brocas especiais. Esta apresentava o menor ngulo de sada, o que fez com que o fator de recalque fosse acentuado [41]. Um elevado fator de recalque faz com que a deformao do cavaco seja acentuada e tambm eleva a dificuldade da broca avanar na direo axial [63]. Esses fatores elevam a fora na direo axial, o que propcio formao de rebarbas na sada da chapa. Pelo grfico possvel visualizar que a broca 5, que possua o maior ngulo de sada, apresentou baixos valores de altura de rebarba se comparada s demais. 4.2.2 Entrada Chapa Inferior

Avaliando-se o grfico da Figura 4.19 visualiza-se que a menor rebarba gerada na entrada da chapa inferior foi decorrente da usinagem com a broca EMB. A broca 2, que uma broca com ponta de centragem rente s quinas (dp nula), apresentou os piores resultados de altura de rebarba na entrada da chapa. A broca 4, que tambm possui dp nula, gerou rebarbas elevadas se comparada s demais. Pelo grfico, as rebarbas geradas pelas brocas com ponta de centragem dp nula (brocas 2, 4 e 6), apresentaram valores superiores de altura de rebarba se comparadas s brocas de mesmo ngulo de hlice com dp positivo (brocas 1, 3 e 5). Esta formao de rebarbas na entrada da chapa com brocas dp nula pode ser decorrente de uma m centragem da broca, ou falta de direcionamento da mesma. Brocas com dp positiva apresentam uma ponta protuberante capaz de gui-las melhor ao longo do furo. Aparentemente a falta de centragem provocou uma oscilao da

122

broca reduzindo a qualidade do furo no incio do processo, e assim geraram-se rebarbas na entrada das chapas [42]. As diferenas nos resultados de altura de rebarba com brocas de centragem foram mais ntidas para a entrada da chapa inferior do que para a sada desta mesma chapa.800

Inferior saida vc =175m/min

700Broca 1

600

Broca 2 Broca 3 Broca 4

Altura de rebarba [m]

500

400

Broca 5 Broca 6

300Broca Embraer

200

100

0 0,02 0,07 avano [mm] 0,12

Figura 4. 18: Comparao da altura de rebarbas entre as brocas para diferentes avanos para vc= 175m/min

123

Entre as brocas com ponta de centragem as que apresentaram os menores valores de altura de rebarba foram as brocas 5 e 6, que possuam o maior ngulo de hlice empregado ( = 45). Como dito, ngulos de hlice maiores implicam em ngulos de sada maiores e que por sua vez geram menores deformaes do material usinado devido a um menor fator de recalque. Menor deformao implica em um corte mais suave de material, o que pode ser a causa de menores rebarbas geradas na entrada das chapas. Inferior entrada vc =150m/min190Altura de rebarba [m]Broca 1

140 90 40 -10 0,02 0,07 0,12

Broca 2 Broca 3 Broca 4 Broca 5 Broca 6 Broca EMB

avano [mm] Figura 4. 19: Altura de rebarba para as vrias brocas com diferentes avanos velocidade de 150m/min na entrada da chapa inferior

4.2.3

Sada chapa superior

Avaliando-se o grfico referente s rebarbas obtidas na sada da chapa superior (Figura 4.21) nota-se que as brocas 1 e 2 apresentaram valores elevados de altura de rebarba. As rebarbas formadas pela broca EMB foram significativamente menores que as geradas por outras brocas. importante ressaltar que a regio onde estas rebarbas se encontravam era uma regio de interface entre as duas chapas. Nessa regio espera-se uma resposta diferente na formao de rebarbas. Kim et al [69] estudaram a influncia de materiais de suporte (backplate) em processos de furao de materiais como alumnio, cobre e ao inoxidvel ABNT 304. Estes pesquisadores verificaram que a

124

capacidade do material resistir, quando a broca se aproximava da sada do furo, era muito pequena sem o backplate. Em testes com materiais frgeis a situao seria semelhante da Figura 4.20, onde o backplate sustentou os esforos finais da furao evitando que o material se rompesse. Para materiais mais dcteis os pesquisadores verificaram que a utilizao do material de suporte evitava o crescimento da rebarba. Como neste estudo foram usinadas chapas sobrepostas, a chapa inferior funcionou como um material de suporte (backplate). Com isso era esperado que as rebarbas formadas na interface (sada do furo superior e entrada do furo inferior) fossem menores que as outras (entrada do furo superior e sada do furo inferior) [9, 55].

Figura 4. 20: Furao de materiais frgeis sem e com a presena de materiais de suporte [69]

Nos ensaios realizados, aparentemente a funo de backplate da chapa inferior no foi muito clara. A altura das rebarbas medidas, formadas na sada das chapas superiores, foi acentuada e em alguns casos foi maior que aquelas formadas na sada do furo inferior (onde no existia o backplate). Uma das razes que levaria a essa situao seria a flexo acentuada das chapas que, conforme demonstrado nas Figuras 2.8 a 2.11, impossibilitaria que a chapa inferior atuasse como backplate. Desta forma as rebarbas na sada da chapa superior no encontrariam impedimento ao seu crescimento. No entanto, essa justificativa ainda no explica o fato das rebarbas serem maiores na interface, isto ser melhor elucidado na seo 4.2.5.

125

As rebarbas formadas na sada da chapa superior apresentaram um padro semelhante quele encontrado na sada da chapa inferior. Devido a este padro no foi possvel observar se as brocas com ponta dp nula geraram rebarbas maiores que as brocas com dp positiva (Figura 4.21). Superior saida vc=150m/min

320 270Altura de rebarba [m]

220 170 120 70

Broca 1 Broca 2 Broca 3 Broca 4 Broca 5 Broca 6

20 -30 0,02 0,07avano [mm]

Broca EMB

0,12

Figura 4. 21: Altura de rebarba para as diferentes brocas variando o avano, mantendo-se vc=150m/min analisando a sada da chapa superior

4.2.4

Entrada chapa superior

Avaliando-se os resultados de altura de rebarba na entrada da chapa superior, as rebarbas maiores foram geradas durante a usinagem com as brocas 2 e 6 (Figura 4.22). Os resultados obtidos com a broca EMB mostraram que estas foram as que acarretaram menor altura de rebarba. Neste grfico, pde ser observado que as brocas com ponta dp nula (brocas 2, 4 e 6) apresentaram as maiores rebarba em comparao

126

com as brocas com ponta dp positiva (brocas 1, 3 e 5). Este mesmo padro foi observado e analisado nas rebarbas formadas na entrada da chapa inferior. Superior Entrada vc =150m/min250Altura de rebarba [m]Broca 1 Broca 2

200 150 100 50 0 0,02 0,07avano [mm]

Broca 3 Broca 4 Broca 5 Broca 6 Broca EMB

0,12

Figura 4. 22: Altura de rebarba na entrada da chapa superior para vc=150m/min variando o avano

Nota-se pelos resultados apresentados na seo 4.2 que a broca EMB foi a que gerou menores valores de altura de rebarba na interface entre as chapas. Isto pode ser observado por meio dos resultados obtidos para a entrada da chapa inferior e sada da chapa superior (Figuras 4.19 e 4.21). interessante, neste ponto, avaliar-se a flexo gerada nas chapas, pois caso a flexo nas chapas perfuradas pela broca EMB tenha sido pequena, pode-se concluir que a ausncia de espaamento entre as chapas no permitiu o crescimento de rebarbas. Esta anlise ser feita a seguir na seo 4.2.5. Analisando-se os resultados obtidos at o momento, nota-se que a broca EMB foi a que apresentou menores valores de rebarba na entrada dos furos. Apesar destes pontos positivos ela foi a que gerou piores valores de rebarba na sada da chapa inferior. A broca 5, se comparada s outras brocas especiais, apresentou os melhores valores de rebarba na maioria das situaes. Principalmente na interface entre as chapas, ela apresentou valores pequenos que podem ser devidos a uma baixa fora de avano e a uma baixa flexo das chapas.

127

4.2.5

Foras na furao

As foras de avano e momentos torores encontrados durante os ensaios foram submetidos a uma anlise de varincia visando verificar se a mudana de geometria de brocas apresentava correlao com as foras e os momentos gerados. Os resultados desta anlise podem ser visualizados na Tabela 4.25, onde todas as velocidades de corte e mudanas de geometria da broca (fator broca) apresentaram correlao com os fatores fora e momento.

Tabela 4. 25: ANOVA correlao entre o parmetro geometria de broca utilizado com a fora e o momento

vc125m/min 150m/min 175m/min

Fator Fora Momento Fora Momento Fora Momento

Broca sim sim sim sim sim sim

Conforme os grficos das Figuras 4.23 a 4.25, a broca de nmero 2 foi a que gerou as maiores foras de avano. A broca EMB apresentou valores pequenos de fora de avano se comparada s demais. Analisando os grficos nota-se que a brocas 2 e 4, com pontas dp nulas, proporcionaram maiores foras de avano quando comparadas s brocas 1 e 3 com ponta dp positiva (Tabela 3.1). Analisando-se separadamente os dois grupos de pontas de brocas (dp nula e dp positiva) foi possvel observar que um aumento do ngulo de hlice e consequentemente do ngulo de sada da ferramenta (mais positivo), geraram foras de avano menores. Estes resultados j foram discutidos anteriormente e so consequncia de uma diminuio do fator de recalque que gera menores foras de corte e de avano [40,70, 71].

128

300 250For a de avano [N]

vc=125m/minBroca 1 Broca 2

200 150 100 50 0 0,02 0,07avano [mm]

Broca 3 Broca 4 Broca 5 Broca 6 Broca EMB

0,12

Figura 4. 23: Comparao das foras de avano para as diferentes brocas variando-se o avano e mantendo-se vc=125m/min

vc=150m/min250Foras de avano [N]Broca 1 Broca 2

200 150 100 50 0 0,02 0,07 avano [mm] 0,12

Broca 3 Broca 4 Broca 5 Broca 6 Broca EMB

Figura 4. 24: Comparao das foras de avano para as diferentes brocas variando-se o avano e mantendo-se vc=150m/min

129

vc=175m/minForas de avano [N]

300 250 200 150 100

Broca 1 Broca 2 Broca 3 Broca 4 Broca 5 Broca 6 Broca EMB

500 0,02 0,07 avano [mm] 0,12

Figura 4. 25: Comparao das foras de avano para as diferentes brocas variando-se o avano e mantendo-se vc=150m/min

Antes da anlise detalhada do comportamento das foras com taxas de aquisio elevadas em ensaios mais refinados (seo 3.3.2) sero avaliados a forma e o tipo das rebarbas geradas durante a furao das chapas. Entrada da chapa superior Apesar da ordem de grandeza da altura das rebarbas variar de uma broca para a outra, o tipo das rebarbas formadas na entrada da chapa superior foi similar em todas as brocas utilizadas. Para a entrada da chapa superior o tipo de rebarba foi uniforme (Figura 2.30) distribuda ao longo do furo com altura aproximadamente constante (Figura 4.26).

Figura 4. 26: Formao da rebarba na entrada da chapa superior

130

Sada da chapa superior Ao serem investigadas as rebarbas formadas na sada da chapa superior dois padres diferentes foram observados. Em um primeiro caso a rebarba apresentava altura aparentemente constante ao longo de toda a sada do furo, como na Figura 4.26. Em outra situao encontrada a rebarba se acumulava em algumas sees do furo indicando alturas elevadas durante a medio (Figura 4.27). Este tipo de rebarba foi gerado principalmente pelas brocas com dp nula. Avaliando esta rebarba gerada, supe-se que este excesso de material aderido seja causado por um esmagamento da rebarba tipo chapu, que se formava na sada da chapa superior, contra a chapa inferior (isto ser explicado com maiores detalhes no prximo tpico). Esta formao s poderia ser possvel se ocorresse uma flexo das chapas e existisse um espaamento entre as chapas (Figura 2.10), o que requer uma anlise que ser feita em sees posteriores.

Figura 4. 27: Formao da rebarba na sada da chapa superior acumulada em uma regio do furo

Entrada da chapa inferior As rebarbas observadas na entrada da chapa inferior foram semelhantes quelas formadas na entrada da chapa superior, ou seja, rebarbas de altura uniforme. No entanto, em algumas situaes raras, a rebarba se acumulou em regies da entrada do furo (Figura 4.28), formando uma rebarba do tipo III (Figura 2.23), que se encurvou para dentro da pea. Essa curvatura permite inferir que existia um espao pequeno para o crescimento da rebarba na interface entre as chapas e a rebarba foi flexionada durante o seu crescimento (Figura 2.12).

131

Figura 4. 28: Formao da rebarba na entrada da chapa inferior

Sada da chapa inferior Na sada da chapa inferior pde-se observar melhor como as rebarbas se formavam no processo de furao de chapas finas. Para a avaliao, as brocas foram dividas em trs grupos: brocas com dp nula, brocas com dp positiva e brocas EMB. Broca com ponta dp positiva As rebarbas geradas aps a usinagem com brocas de ponta dp positiva possuam altura constante ao redor do furo e se distriburam uniformemente. Ao final da usinagem surgiam chapus que se destacavam completamente da chapa (Figura 4.29). Na literatura [22] estes mesmos resultados foram encontrados ao se usinar materiais dcteis. Estes chapus apresentavam uma protuberncia ao centro devido condio da ponta da broca avanada em relao quina. A parte externa do chapu (parte verde devido ao primer) apresentava uma forma cnica, sendo que na parte interna a superfcie possua uma forma mais plana.

132

Figura 4. 29: Rebarba tipo chapu feita com a broca de ponta de centragem com dp positiva

Broca com ponta dp nula Avaliando-se as rebarbas formadas na sada da chapa inferior com as brocas de ponta dp nula confirmou-se que as rebarbas eram contnuas ao redor da sada do furo com altura constante. Ao contrrio das brocas com ponta dp positiva, estas brocas no formaram protuberncia no centro do chapu. A parte externa apresentou forma mais plana ficando a interna cnica. O chapu formado com estas brocas apresentou espessura superior encontrada no caso anterior.

Figura 4. 30: Rebarba tipo chapu feita com a broca de ponta de centragem com dp nula

133

Broca EMB com ponta convencional Utilizando a broca EMB que possua afiao convencional, as rebarbas formadas na sada da chapa inferior foram de dois tipos. Ambas possuam rebarbas intermedirias que se distribuam com altura uniforme ao longo do furo com formao de chapu. A diferena entre elas se encontrava no chapu, que em algumas situaes se destacava completamente e em outras permanecia ligado sada do furo (Figura 4.31 e 4.32). O chapu completamente destacado que se formava durante a furao com esta broca possua espessura fina se comparado queles formados com outras brocas. A parte interna e externa do chapu (Figura 4.32) era cnica acompanhando o perfil da ponta da broca [48].

Figura 4. 31: Rebarba tipo chapu aderida sada do furo feita com a broca EMB

Figura 4. 32: Rebarba tipo chapu totalmente destacada feita com a broca EMB

134

Anlise da transio entre as chapas A fim de detalhar o processo de formao de rebarba entre as chapas, ou seja, quando a broca passava da chapa superior para a inferior, foi realizado um ensaio onde a usinagem foi interrompida neste momento (este ensaio foi feito com as brocas dp nula, dp positiva e EMB). Observou-se que o chapu tambm se formava na sada da chapa superior e ficava aderido ponta da ferramenta. Isto indica que possivelmente a broca se movimentava na direo de avano sobre a chapa inferior sem ter a capacidade de cort-la. Com este fenmeno s seria possvel iniciar a usinagem quando o chapu fosse eliminado da ponta da ferramenta. Caso essa observao seja correta as foras de avano sero maiores quando a espessura do chapu for maior. Como consequncia a deformao da chapa inferior ser maior. A seguir as duas variveis, fora de avano e flexo da chapa inferior sero avaliadas. No grfico da Figura 4.33, apresentado o resultado da fora de avano para uma broca com dp positiva. Observa-se que o grfico se divide em duas partes, sendo a primeira parte referente usinagem da chapa superior e a segunda da chapa inferior. Percebe-se ainda a transio de uma chapa para a outra, onde uma queda abrupta da fora ocorre.

Figura 4. 33: Grfico da fora de avano com a broca de ponta de centragem 5 ( = 45, dp positiva) para furao de duas chapas sobrepostas com altas taxas de aquisio (tempo em segundos e fora em Newtons)

135

A broca EMB apresentou igualmente um pequeno pico na transio entre uma chapa e outra(Figura 4.34). A broca com ponta dp nula apresentou um pico de fora de avano muito superior queles observados nas duas brocas anteriores durante a transio entre as chapas (Figura 4.35). A confirmao deste fato sustenta a afirmao de que chapus mais espessos aderidos ponta da broca geram maiores foras de avano que outros de espessura menor durante a transio de uma chapa para a outra.

Figura 4. 34: Grfico da fora de avano com a broca EMB para furao de duas chapas sobrepostas com altas taxas de aquisio (tempo em segundos e fora em Newtons)

Resta confirmar ainda se as brocas de dp nula, que produziam chapus mais espessos, foram aquelas que deformaram mais as chapas inferiores durante a transio da chapa superior para a inferior. Anlise da flexo das chapas O grfico de flexo apresentado na Figura 4.36 resultado de medies feitas ao longo da chapa inferior, conforme explicado no captulo 3. Neste grfico cada curva representa o perfil da chapa ao longo da faixa 4, sendo cada curva referente a uma broca especfica (seo 3.3.3). Pela anlise no grfico nota-se que as brocas com dp nula (brocas 2, 4 e 6) apresentaram maiores valores de flexo das chapas se compa-

136 radas s brocas de mesmo com dp positiva (brocas 1, 3 e 5). A flexo causada pela broca EMB possua os menores valores.

Figura 4. 35: Grfico da fora de avano com a broca de ponta centragem 6 ( = 45, dp nula) para furao de duas chapas sobrepostas com altas taxas de aquisio (tempo em segundos e fora em Newtons)

Os valores obtidos de flexo confirmam a hiptese de que os chapus de maior espessura geram maiores deflexes sobre as chapas inferiores. Espessuras elevadas de chapu fazem com que a broca avance por mais tempo com o chapu aderido sua ponta, ou seja, por mais tempo a broca avana sem cortar material, apenas conformando a chapa inferior. Os grficos das Figuras 4.37 e 4.38 complementam a anlise da flexo gerada quando comparada a broca 1 (dp positiva) com a broca 2 (dp nula). Nestes grficos os desvios entre a chapa medida (chapa inferior) e o modelo CAD (que representa uma chapa plana sem deformao) so representados para vrias condies de avano e de velocidade. Verifica-se que as deflexes causadas pela broca 2 que possui dp nula foram superiores s proporcionadas pela broca 1 que tem dp positiva.

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0,7Desvio em relao ao CAD [mm]

Flexo vc =175 f =0,1Broca 1 Broca 2 Broca 3 Broca 4 Broca 5 Broca 6 EMB

0,6

0,50,4 0,3 0,2 0,1 0 -0,1-1 4 9 14 19 24 29ponto de medio ao longo das faixas

Figura 4. 36: Deformao das chapas para as diferentes brocas vc=175m/min e f=0,1mm medidos na faixa 4

0,6Desvio em relao ao CAD [mm]

Broca 2 flexo na faixa 1

vc=125 f=0,03 vc=125 f=0,07 vc=125 f=0,1

0,5 0,4

vc=150 f=0,03

0,3 0,2 0,1 0 -1 -0,1 4 9 14 19 24 29

vc=150 f=0,07 vc=150 f=0,1 vc=175 f=0,03 vc=175 f=0,07 vc=175 f=0,1

Posiao ao longo da chapa

Figura 4. 37: Deformao medida ao longo da faixa 4 para a broca 2 levando em conta a variao do avano medido em 25 pontos ao longo da faixa

138

Broca 1 flexo na faixa 1Desvio em relao ao CAD [mm]

0,6

vc=125 f=0,03 vc=125 f=0,07

0,40,2 0 -1 -0,2 4 9 14 19 24 29

vc=125 f=0,1 vc=150 f=0,03 vc=150 f=0,07 vc=150 f=0,1 vc=175 f=0,03 vc=175 f=0,07 vc=175 f=0,1

Posiao ao longo da chapa

Figura 4. 38: Deformao medida ao longo da faixa 4 para a broca 1 levando em conta a variao do avano medido em 25 pontos ao longo da faixa

Estes resultados obtidos confirmam a hiptese de que as rebarbas formadas na interface foram maiores aonde a flexo das chapas inferiores foi maior, gerando um maior espaamento entre as chapas sobrepostas. Como observado, a broca que gerou maiores rebarbas na interface foi a broca 2, semelhantemente, esta mesma broca (Figura 4.38) foi a que gerou as maiores flexes nas chapas. Dentre as brocas especiais, a de nmero 5 foi a que apresentou os menores valores de flexo e de altura de rebarba. A broca EMB foi a que menos fletiu o conjunto e ainda a que apresentou menores valores de rebarba na interface.

5. CONCLUSES E SUGESTES PARA PRXIMOS TRABALHOS 5.1 Concluses Como observado ao longo da anlise, foi possvel estabelecer uma relao entre os parmetros de corte e as rebarbas geradas. As brocas 1, 2, 5 e EMB apresentaram um padro semelhante em que a anlise de varincia s permitiu correlacionar o parmetro avano com a rebarba gerada na sada das chapas inferiores. Na entrada das chapas, esta falta de correlao poderia ser justificada pela baixa formao de rebarbas, que no permitia uma variao significativa capaz de correlacionar os fatores. A dificuldade em avaliar a influncia do avano sobre as rebarbas geradas entre as chapas pode ser explicada pela formao irregular de rebarbas, principalmente na sada da chapa superior. Esta formao irregular fez com que pores elevadas de rebarbas ficassem aderidas superfcie da pea em algumas regies. Este tipo de rebarba, que ocorreu somente nesta regio, supostamente uma consequncia do esmagamento do chapu formado na sada da chapa superior e pressionado contra a chapa inferior. Aparentemente, este tipo de rebarba aderida s existiu devido a um espaamento entre as chapas que permitiu que o material usinado escoasse na direo radial da broca. As brocas que mais geraram este tipo de rebarba foram as brocas com ponta dp nula, nas quais a fora de avano e a flexo das chapas foram maiores. A velocidade de corte apresentou pouca relao estatstica com a altura da rebarba gerada. Somente as brocas 3 e 6 apresentaram alguma correlao na entrada da chapa superior. Apesar de ser esperado que um aumento da velocidade de corte produzisse maiores rebarbas devido a um aumento da temperatura e consequente aumento da ductilidade do material usinado, esta situao no foi possvel de ser avaliada. Uma das razes para isso poderia ser devido pequena faixa de variao de vc, que foi de um mnimo de 125m/min a um mximo de 175m/min. Pela anlise de varincia, as brocas 1, 3, 5, 6 e EMB apresentaram um padro similar, em que o avano da ferramenta esteve correlacionado (correlao embasada estatisticamente) com as foras geradas na direo de avano. Isso era esperado, uma vez que um aumento da seo de corte com elevao do avano gera um volume maior de cavaco atritando com a parede do furo. Alm disso, espessuras maiores geram foras efetivas de corte maiores resistindo ao avano da ferramenta. Atra-

140

vs da anlise dos grficos foi possvel visualizar que valores maiores de avano geraram maiores foras de avano. Analisando-se ainda a influncia do avano sobre o momento toror, no foi possvel correlacionar estes dois fatores pela anlise de varincia. Isto contradiz o esperado pela teoria, que prev aumentos nas foras de avano e nos momentos torores com um aumento da seo de corte do material. Com relao a estes aspectos so necessrios estudos futuros para uma anlise mais detalhada. A velocidade de corte no apresentou qualquer correlao significativa com as foras de avano geradas. Um aumento da velocidade de corte do material deveria produzir uma elevao da temperatura, fazendo com que o material da pea fosse cisalhado com maior facilidade, o que no foi observado nos testes. No entanto, uma justificativa para isso seria a faixa estreita de velocidades utilizada que no permitiu uma avaliao desta influncia. Observando-se os momentos torores gerados, as brocas 2 e 4 demonstraram correlao estatstica, utilizando-se a ANOVA. Contudo, os grficos no apresentaram valores condizentes com a teoria, pois maiores velocidades produziram maiores torques e menores velocidades produziram valores intermedirios de torque. A posio onde as rebarbas se encontravam, se na entrada ou sada dos furos, apresentou correlao com a altura das rebarbas em algumas situaes. As rebarbas geradas na entrada dos furos foram, na maioria dos casos, menores que as geradas na sada dos furos. Como previsto na literatura, as rebarbas crticas so aquelas formadas na sada dos furos. A localizao das rebarbas, ou seja, se estas se encontravam na chapa superior ou na chapa inferior, no apresentou correlao significativa com a altura da rebarba para a maioria dos casos. Apesar disso, graficamente foi possvel notar que as rebarbas geradas na entrada da chapa inferior foram maiores que as geradas na entrada da chapa superior. A geometria das ferramentas apresentou correlao significativa com a altura das rebarbas geradas. Isso permite concluir uma srie de observaes feitas na anlise. A broca EMB apresentou os menores valores de rebarba na entrada dos furos. Alm disso, esta broca foi a que gerou menores rebarbas na interface entre as chapas. No entanto, ao se avaliar as rebarbas geradas na sada da chapa inferior as rebarbas foram demasiadamente elevadas. A presena de rebarbas elevadas na sada da chapa inferior e ausncia das mesmas na sada da chapa superior um bom indicativo de que a chapa inferior atuou como backplate para a chapa superior. Materiais de suporte (backplate) impedem que a rebarba cresa na sada dos furos, o

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que foi eficaz na usinagem com a broca EMB. Para um material de suporte evitar o crescimento de rebarbas, este deve estar justaposto ao material usinado, sem permitir o surgimento de espaamento entre os dois. Observando-se os resultados de fora e flexo impostas sobre as chapas durante a furao com a broca EMB, nota-se que estas foram bem inferiores s geradas pelas outras brocas. Assim, o espaamento entre as chapas foi menor e o material de suporte (chapa inferior) foi capaz de reduzir a formao de rebarbas. Apesar desta broca gerar altos valores de rebarba na sada da chapa inferior, que no a situao ideal, na regio crtica de interface a formao de rebarbas foi reduzida. A utilizao de brocas com ponta dp nula no foi adequada para reduzir a formao de rebarbas. Principalmente na entrada das chapas, as rebarbas formadas por estas brocas eram elevadas. Na interface entre as chapas, que uma regio crtica na qual no podem existir rebarbas elevadas, a funo de backplate da chapa inferior no ocorreu, pois esta no se encontrava justaposta chapa superior devido a uma elevada flexo da chapa inferior. A ausncia do material de suporte apoiando o material usinado fez com que as rebarbas fossem maiores. O tipo de rebarba chapu formada pela broca na sada da chapa superior apresentava espessura elevada se comparada quelas formadas pelas outras brocas. Essa espessura elevada retardou o corte da chapa inferior, sendo esta deformada com o avano da ferramenta at que o chapu aderido ponta da ferramenta fosse eliminado. Alm disso, durante o processo de eliminao deste chapu, aparentemente este foi esmagado, escoando lateralmente e se mantendo aderido sada do furo. As brocas com ponta dp positiva, geraram menores rebarbas se comparadas s brocas com dp nula, o que ficou evidente ao se avaliar as rebarbas da entrada dos furos. Em princpio, a ponta de centragem avanada em relao s quinas, foi capaz de guiar a broca no incio da furao evitando uma oscilao da mesma. Supe-se que ao se utilizar a broca dp nula, a falta de centragem no incio da furao gerou rebarbas maiores ao longo da borda do furo. Na interface entre as chapas, as brocas com ponta dp positiva apresentaram menores valores de rebarba na entrada da chapa inferior, se comparadas s brocas dp nula. No entanto, na sada da chapa superior no houve uma diferena muito clara entre os dois tipos de broca. A broca 5, por sua vez, apresentou os menores valores de rebarba na interface, tanto na entrada quanto na sada das chapas, sendo pouco maiores que as geradas pela broca EMB. As deflexes causadas pelas brocas dp positiva foram menores que aquelas causadas pelas dp nula o que pode ser devido espessura menor do chapu formado entre as chapas e que eliminado rapidamente.

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A variao dos ngulos de hlice utilizados apresentou resultados coerentes com o esperado teoricamente. Como relatado anteriormente, ngulos de hlice esto diretamente relacionados aos ngulos de sada das brocas helicoidais. A elevao do ngulo de sada tende a reduzir as foras de avano e os momentos torores uma vez que o ngulo de cisalhamento elevado, reduzindo o fator de recalque e conseqente a deformao durante a formao do cavaco. Nos testes realizados, as foras de avano foram reduzidas para uma elevao do ngulo de hlice. Com isso, para a usinagem de chapas finas de alumnio ALCLAD 2024 os menores esforos foram possveis com as ferramentas de maiores ngulos de hlice. Entre as brocas desenvolvidas, aquela que atende melhor os requisitos de altura de rebarba, esforos e flexo das chapas, a broca 5, que possui ponta dp positiva e maior ngulo de hlice. As foras e deflexes produzidas na usinagem com esta broca tiveram valores bem prximos aos gerados com a broca EMB. As rebarbas geradas pela broca 5 na interface entre as chapas apresentaram os valores mais prximos aos da broca EMB. A principal vantagem da broca 5 em relao broca EMB se encontra na baixa rebarba gerada na sada da chapa inferior. Em um processo real, seria necessria uma etapa de rebarbao da chapa inferior quando se utiliza a broca EMB, enquanto que para a broca 5 esta etapa dispendiosa seria eliminada. Os valores de altura de rebarba gerados na interface so aceitveis para a broca EMB e para a broca 5, enquanto os valores gerados pelas outras brocas no foram satisfatrios. No entanto os valores de fora, flexo e altura de rebarba gerados pela broca 5 devem ser reduzidos a fim de serem inferiores aos obtidos pela broca EMB. Isto facilitaria a furao automatizada com o rob e garantiria as especificaes exigidas pela empresa para o novo processo automatizado. Apesar de alguns autores [8] afirmarem que para materiais aeronuticos rebarbas entre 100 e 150 m so aceitveis, o processo de automao da empresa parceira requer que as brocas gerem valores menores. 5.2 Sugestes para Prximos Trabalhos Como este trabalho est inserido em um projeto de maiores propores, onde um end-efector acoplado a um rob antropomrfico deve realizar as operaes de furao, rebitagem, aplicao de selantes e

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inspeo dos furos, vrios trabalhos devem ser desenvolvidos tanto na parte de ferramentas quanto de processos de furao. Para isso sugere-se que as mesmas furaes sejam realizadas nas chapas sobrepostas com a presena do selante. Desta forma, o comportamento da furao do pacote alumnio/selante/alumnio poderia ser avaliado. Os tipos de selante na interface podem ainda ser variados a fim de se melhorar as propriedades de adeso, permitindo que as chapas se mantenham unidas durante a furao mesmo para altos valores de avano da ferramenta. interessante ainda avaliar a resposta da formao das rebarbas e da flexo das chapas quando so furadas chapas curvas (situao real do processo de emenda de fuselagens). vlida ainda a realizao de testes de vida das ferramentas especiais com ponta de centragem, para determinar se o seu tempo de vida compensa os seus benefcios gerados. Outro aspecto interessante de se avaliar a utilizao de revestimentos para a ferramenta que podem prolongar a vida desta e principalmente permitir altas velocidades de corte.

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6. REFERNCIAS

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APNDICES

APNDICE I- Dispositivo de Fixao dos Corpos de Prova APNDICE II- Medio da Flexo das Chapas APNDICE III- Arranjo Fatorial dos Experimentos

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APNDICE I- Dispositivo de Fixao dos Corpos de Prova

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APNDICE II- Medio da Flexo das Chapas A Figura a seguir representa o modelo CAD exportado para o programa Mcosmos. Cada ponto colorido representa uma medio feita, sendo a graduao das cores indicativa do afastamento entre o modelo CAD e a superfcie medida.

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APNDICE III- Arranjo Fatorial dos Experimentos

ANEXOS

ANEXO I - Meio lubri-refrigerante ANEXO II Mquina-ferramenta ANEXO III Sistema de Medio de Foras ANEXO IV- Mquina de Medir por Coordenadas ANEXO V- Probe de Medio da MMC

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ANEXO I - Meio Lubri-refrigerante

159 ANEXO II Mquina-ferramenta

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161 ANEXO III Sistema de Medio de Foras

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ANEXO IV- Mquina de Medir por Coordenadas

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ANEXO V- Probe de Medio da MMC

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