Análise do mandrilamento de cilindros de blocos de motores em ferro fundido vermicular com diferentes concepções de ferramentas

Abstract

O bloco de motor é uma das principais peças que compõem o motor de um automóvel. O bloco é uma peça fundida que passa por uma série de processos de usinagem, até que se atendam as tolerâncias de forma e dimensional finais. No bloco a usinagem dos cilindros normalmente é realizada pelos processos de mandrilamento e de brunimento. O mandrilamento dos cilindros geralmente consta de três etapas: desbaste, semi-acabamento e acabamento. Atualmente o ferro fundido vermicular é um material alternativo ao ferro fundido cinzento na fabricação de blocos de motores. O primeiro possui propriedades mecânicas superiores ao último, o que possibilita a construção de motores com maior potência e menor massa. Contudo, o ferro fundido vermicular possui pior usinabilidade, reduzindo a vida da ferramenta em mais de 70% e a produtividade em até 50% no mandrilamento. Este trabalho objetiva estudar o mandrilamento de desbaste de cilindros de bloco em ferro fundido vermicular, através de ensaios realizados com quatro diferentes concepções de ferramentas de mandrilar. Essas diferenças são: a presença ou não de elementos de guias, o número de insertos e o escalonamento dos mesmos. Tal estudo foca o comportamento das ferramentas em relação à qualidade de forma (circularidade, retitude e cilindricidade), à qualidade dimensional, à produtividade e à vida. Nos ensaios foram selecionados parâmetros de corte para mesma produtividade (mesmo avanço) e parâmetros específicos para cada ferramenta. Estes serviram para avaliar o desempenho das ferramentas em relação à produtividade. Este estudo analisou a relação entre as características geométricas das ferramentas de mandrilar sobre as qualidades de forma e dimensional das peças, sobre a vida e a produtividade, e auxiliou no desenvolvimento de ferramentas capazes de reduzir em aproximadamente 50% os tempos de mandrilamento, tomando como referência o tempo praticado anterior aos ensaios.