Influência da friabilidade dos grãos abrasivos de rebolos de CBN na retificação cilíndrica externa de mergulho do aço AISI 4340

Abstract

A presente tese estudou a influência da friabilidade de dois rebolos de CBN (alta friabilidade – HF e baixa friabilidade – LF) na retificação cilíndrica externa de mergulho do aço AISI 4340, temperado e revenido, para vários avanços. Os resultados obtidos demonstraram que, comparativamente, o rebolo de baixa friabilidade (CBN LF) fornece melhor acabamento para a peça em termos de rugosidade e desvios de circularidade, com menor desgaste de rebolo, em todos os avanços. Por outro lado, o consumo de potência e seus sinais de emissão acústica foram sempre mais elevados. Para a tensão residual, a baixa friabilidade auxilia na geração de tensões compressivas na peça. Todavia, mesmo com a alta friabilidade, para condições mais agressivas de corte também é possível obter tensões compressivas elevadas. Nenhuma das condições de usinagem alterou a microestrutura das peças retificadas, com base nos resultados de microdureza Vickers. A elevada friabilidade, de um modo geral, pode promover fratura excessiva dos grãos, que acabam por aumentar o riscamento e deteriorar a qualidade superficial das peças, além de desgastar mais o rebolo, em virtude do predomínio da macrofratura sobre a microfratura. Ao mesmo tempo, contudo, reduz as forças de corte e o consumo de potência. Deve-se levar em conta todos os fatores à disposição para efetuar a melhor escolha de rebolo e sua friabilidade para determinada aplicação.

The present thesis aimed to study the influence of friability of two CBN wheels (high friability – HF and low friability – LF) on the external plunge cylindrical grinding of the AISI 4340 steel, quenched and tempered, for different feed rates. The results showed that CBN LF provided better workpiece finishing in terms of surface roughness and roundness deviations, with lower wheel wear, in all feed rates. However, power consumption and acoustic emission signals were always higher than for CBN HF. For residual stresses, low friability contributes to the generation of compressive stresses on the workpiece. For high feed conditions, even CBN HF can provide high compressive stresses. None of the grinding conditions caused alterations on the workpiece microstructure, based on the results for Vickers microhardness. High friability can promote excessive grain fracture, which can increase scratching and deteriorate the surface quality, causing higher wheel wear as well (since macrofracture predominates over microfracture). On the other side, it can reduce cutting forces and power consumption. All factors at disposal must be taken into account in order to conduct the optimal selection of grinding wheel– as well as its adequate friability – for each specific application.