Mantenha a calma e continue triturando

Em uma operação de retificação de produção, a ondulação na superfície da peça é um indício potencial de que a máquina ou processo desenvolveu um problema de vibração. O efeito pode ser visto na inspeção, ou se houver uma etapa de lapidação ou polimento, o efeito pode ser visto no aumento do tempo gasto na remoção das ondas. De acordo com a Saint-Gobain Abrasives, fabricante dos rebolos Norton, este é o ponto em que as oficinas quase sempre tentam resolver o problema de vibração fazendo alguma mudança simples no processo. E essa simples mudança pode ser uma abordagem muito boa.

De fato, essas ondas na superfície, geralmente chamadas de vibração, podem indicar a correção apropriada. Em uma peça usinada em uma retificadora de superfície, por exemplo, a frequência de vibração (ciclos por minuto) é igual à velocidade de trabalho (polegadas por minuto) dividida pela distância entre duas marcas de vibração consecutivas (polegadas). Encontre a frequência de vibração usando essa relação e, se ela corresponder à velocidade de rotação do fuso de retificação, isso indica que o rebolo, os flanges do rebolo ou o fuso de retificação são os possíveis culpados. Troque a roda, aperte os parafusos do flange ou talvez apenas mude a velocidade, e isso pode ser suficiente para curar ou controlar o problema de vibração.
Expandir Expandir Como calcular o comprimento de contato para filtragem de comprimento de contato.
Mas em outros casos – alguns envolvendo outras partes da máquina, alguns envolvendo a frequência natural do sistema – uma simples correção não é suficiente para resolver o problema de forma suficiente. Nesses casos, a melhor resposta é fazer a manutenção da máquina, reparando qualquer elemento da máquina com defeito que esteja permitindo que a vibração afete a peça de trabalho. Mas o serviço leva tempo e significa tirar a máquina da produção. Para oficinas que precisam continuar funcionando no curto prazo, pesquisadores comprovaram um processo para superar os efeitos da vibração sem comprometer a produtividade e sem parar a máquina por enquanto.

O que se segue é derivado de um artigo sobre uma técnica chamada “filtragem de comprimento de contato”, escrita pelos engenheiros de aplicativos corporativos da Saint-Gobain, John Hagan e Mark Martin. Ao reduzir a taxa de avanço de trabalho e aumentar a profundidade de corte, os efeitos da vibração severa podem ser eliminados sem qualquer efeito líquido na produtividade geral.

Grande proporção roda-obra

O objetivo da filtragem de comprimento de contato é obter o comprimento de contato roda-obra muito grande em relação ao comprimento de onda da superfície afetada pela vibração. Quando o primeiro é alto o suficiente em relação ao último, o rebolo remove efetivamente os picos relacionados à vibração da peça de trabalho, suavizando a superfície mesmo que a vibração ainda esteja ocorrendo. Quando a profundidade de corte é aumentada no mesmo múltiplo que a taxa de avanço é diminuída, a taxa de remoção de material (e, portanto, a produtividade) pode permanecer a mesma.

A profundidade de corte controla o comprimento do contato. Obviamente, o aumento do comprimento de contato precisa evitar efeitos desfavoráveis, como queima de material, deflexão da peça e assim por diante. A profundidade de corte da roda é aumentada para um nível que é pesado em comparação com as condições de corte padrão, mas ainda evita esses efeitos nocivos.

Enquanto isso, a taxa de alimentação (ou velocidade de trabalho) controla o comprimento de onda das marcas de vibração na peça. Uma velocidade de trabalho mais lenta encurta o comprimento de onda.

A filtragem de comprimento de contato começa a obter uma superfície lisa quando o dobro do comprimento de contato roda-obra ultrapassa o comprimento de onda da vibração, ou ondulação da superfície. Em outras palavras, a condição necessária para a redução da amplitude de vibração é...

2 x Comprimento do contato (lc )≥ Comprimento de onda do Chatter (λchatter)

...onde as duas figuras acima definem o comprimento do contato (lc ) e comprimento de onda do Chatter (λchatter) .

A técnica nem sempre funciona, dizem os pesquisadores. Não será possível em todos os processos obter o comprimento de onda de vibração suficientemente baixo ou o comprimento de contato alto o suficiente. Nesses casos, a única solução restante é aquela que precisa ser executada de qualquer maneira, ou seja, reserve um tempo para identificar e corrigir a causa subjacente da vibração. Veja na barra lateral um caso em que a filtragem de comprimento de contato foi eficaz para usinar uma superfície lisa apesar da vibração extrema.

Este artigo foi escrito por Peter Zelinski, editor-chefe da Modern Machine Shop e apareceu originalmente na edição de dezembro de 2018. Ele foi reproduzido com permissão.