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Na fabricação de blocos de motores, a usinagem dos cilindros é tipicamente composta por três operações de mandrilamento, isto é, de desbaste, de semi-acabamento e de acabamento, seguidas por três etapas de brunimento, sendo de desbaste, de base e de platô. As dificuldades existentes para a realização de mandrilamento dos cilindros em ferro fundido vermicular têm motivado diversas pesquisas com o intuito de minimizar seu impacto negativo na usinagem de blocos de motores nesse material, principalmente em função do recente e constante aumento muito expressivo na utilização do ferro fundido vermicular na fabricação de blocos para motores diesel de alto desempenho. O brunimento de desbaste, com elevadas taxas de remoção de material, aparece como uma importante alternativa para racionalizar o processo de usinagem de cilindros de tais componentes. A presente tese objetiva aprimorar a tecnologia de brunimento para que as operações de mandrilamento de semi-acabamento e de acabamento possam ser eliminadas do processo de usinagem de cilindros de blocos de motores no referido material, possibilitando uma significativa redução dos custos de fabricação, sem prejuízos à qualidade do produto. Para tanto, foram realizadas pesquisas experimentais subdivididas em três fases. A primeira delas empregando uma bancada experimental, simulando o processo de brunimento, em que foram testados diferentes tipos de diamantes, fluidos de corte, pressões de contato e velocidades de corte. Na segunda etapa, em brunidoras verticais, utilizando corpos de prova na forma de camisas de cilindros, foram analisados principalmente o tipo de ligante, o tipo de fluido de corte e a velocidade de corte. E na terceira etapa, foram brunidos blocos de motores de seis cilindros em uma brunidora vertical. Tanto os corpos-de-prova empregados quanto os blocos de motores foram produzidos em ferro fundido vermicular da classe ISO 16612/JV/450/S. Os experimentos conduziram a resultados muito satisfatórios, que foram alcançados mediante a utilização de parâmetros de brunimento não convencionais, com destaque para velocidades de corte de até 250m/min, bem como utilizando emulsão como fluido de corte, e com a otimização do tipos de diamante e de ligante empregados. Sob uma taxa de remoção de material específica de 0,25mm3/(mm2.s), que equivale a remoção no diâmetro de 0,5mm em apenas 30s, obteve-se uma vida de ferramenta de aproximadamente 6.000 cilindros. A solução de usinagem foi validada em blocos de motores, nos quais o brunimento de desbaste, aplicado logo após o mandrilamento de desbaste, e seguido de brunimento de base e de platô, permitiu gerar cilindros dentro de padrões atuais de qualidade e com significativa redução nos custos de fabricação. |
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