UNIVERSIDADE FEDERAL DE SÃO CARLOS DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA PROCESSOS DE FABRICAÇÃO FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF. DR. CARLOS EIJI HIRATA VENTURA
USINAGEM POR FLUXO ABRASIVO
São Carlo! "#$%.
Sumário $.
I&'ro()*ão......................................................................................................................................+
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O Pro,-o..................................................................................................................................... ".$.
Par/0-'ro.............................................................................................................................%
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Va&'a1-& - l202'a*3-...........................................................................................................%
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Po242l2(a(- (- )2&a1-0 (- lo,a2 (- (256,2l a,-o....................................................%
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Ba27a r)1o2(a(- )8-r52,2al..........................................................................................%
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R-'2ra(a (- 0a'-r2al )&25or0-........................................................................................9
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Al'a r-8-'242l2(a(- - 8r-,2ão.........................................................................................9
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Al'a 8ro()'2;2(a(-.........................................................................................................9
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Al'a 5l-7242l2(a(-...........................................................................................................9
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Po242l2(a(- (- )2&a1-0 (- <)al<)-r '28o (- 0a'-r2al................................................9
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Cla252,a*ão (- M><)2&a AFM...................................................................................................? +.$.
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R-5-r&,2a B24l2o1r>52,a...........................................................................................................$"
1. Introdução No 8ro,-o (- ,r2a*ão (- )0 8ro()'o -72'-0 ()a 1ra&(- -'a8a! o 8ro-'o - a 0a&)5a')ra. Por 0-lor <)- -a o 8ro-'o! (- &a(a a(2a&'a - &ão o);-r 0-2o (- '2rar (o 8a8-l o <)- 5o2 8ro-'a(o! 8ara a'-&(-r a (-0a&(a (- 8ro-'o! o 8ro,-o (- 5a4r2,a*ão 5ora0 -;ol)2&(o ao lo&1o (o '-08o! 'or&a&(o 8o6;-l a )'2l2a*ão (- 'ol-r/&,2a ,a(a ;- 0a2 a8-r'a(a 4-0 ,o0o a 0a2or l24-r(a(- (-,ola (a r)1o2(a(- )8-r52,2al. M'o(o ,o&;-&,2o&a2 (- )2&a1-0! ,o0o 'or&-a0-&'o! 5r-a0-&'o - 5)ra*ão '-0 -;ol)6(o ,o0 o '-08o! -a 8or 0-lor2a &a 0><)2&a a)0-&'o &a ro4)'-! (25-r-&'- 0a'-r2a2! 'ol-r/&,2a 0a2 a8-r'a(a (- -) ,o08o&-&'- ,o0o 0o'ra(o &a F21)ra $.$! 0-lor2a &a 5-rra0-&'a (- ,or'-! F21)ra $."! o) ,o0 a 208l-0-&'a*ão (- ,o0a&(o &)0r2,o &o ,ao (o CNC! 8o242l2'a&(o 'ol-r/&,2a 0a2 a8-r'a(a - a 0a&)5a')ra (- 8-*a (- 1-o0-'r2a 0a2 ,o08l-7a. A8-ar (-- a;a&*o -72'-0 l202'a*3- ao 8ro,-o ,o&;-&,2o&a2! 8r2&,28al0-&'- &o <)-2'o r)1o2(a()8-r52,2al - )2&a1-0 (- )8-r56,2- (- (256,2l a,-o. F21)ra $.$ E;ol)*ão (o 'or&o.
F21)ra $." E;ol)*ão (a 5-rra0-&'a (- ,or'-.
Para a&ar o 8ro4l-0a r-la,2o&a(o r)1o2(a(- )8-r52,2al )r12ra0 o 8ro,-o a4ra2;o! ,o0o r-'252,a*ão - la82(a*ão. Co0 o )r120-&'o (o 8ro,-o (- )2&a1-0 &ão ,o&;-&,2o&a2! ,o0o -l-'ro-roão! la-r - )l'rao0! a4r2)- )0a &o;a 1a0a (- ol)*3- - 8o242l2(a(- 8ara a 0a&)5a')ra. E'- 'ra4alo ;2a a a8r--&'a*ão - ,o08r--&ão (- )0 (-- 0'o(o &ão ,o&;-&,2o&a2 (- )2&a1-0! a )2&a1-0 8or 5l)7o a4ra2;o AFM. F21)ra $.+Pro,-o (- )2&a1-0 8or 5l)7o a4ra2;o (- 5l)7o (- ;2a @&2,a.
A )2&a1-0 8or 5l)7o a4ra2;o )'2l2a(a <)a&(o - &-,-2'a 'ol-r/&,2a a8-r'a(a - r)1o2(a()8-r52,2al 4a27a! - '-0 ,o0o 1ra&(- ;a&'a1-0 o 5a'o (- 8o(-r a')ar -0 )8-r56,2- (- (256,2l a,-o! (o 8o&'o (- ;2'a (o (-0a2 8ro,-o.
2. O Processo O 8ro,-o (- )2&a1-0 8or 5l)7o a4ra2;o 5a )o (- )0 -02Kl2(o a4ra2;o 8r-)r2a(o 8or )0a 0><)2&a! - ao 5l)2r 8-la 8-*a r-'2ra )0a 52&a ,a0a(a (- 0a'-r2al. Co0o -<)-0a'2a(o &a F21)ra ".: F21)ra ".: F21)ra -<)-0>'2,a (o 8ro,-o
Fo&'- Br-0-r'-2& -' al. "#$
E'- 8ro,-o a8r--&'a a 8o242l2(a(- (- r-'2ra(a (- 0a'-r2al (- 0a&-2ra )&25or0- - 8r-;26;-l 8o242l2'a&(o al'a r-8-'242l2(a(- (o 8ro,-o - o a,a4a0-&'o -0 lar1a -,ala (- 8-*a <)a&(o ,o08ara(o ao a,a4a0-&'o 0a&)al! 8r2&,28al0-&'- &o ,ao (- ,a&a2 - 8aa1-& (- (256,2l a,-o. O 8ro,-o 8o(- -r )'2l2a(o 8ara - al,a&*ar (25-r-&'- r-)l'a(o ,o0o 8or -7-08lo o 8ol20-&'o ()8-r56,2- o) 8ara ,r2ar ra2o (-8-&(-&(o (o 8ar/0-'ro )'2l2a(o. No 8r20-2ro ,ao 8or -7-08lo! - )'2l2a )0 0-2o 0a2 ;2,oo 8ara <)- '-&a )0 5l)7o )&25or0- ao 8aar 8-la )8-r56,2-! 521)ra -<)-r(a (a Error R-5-r-&,- o)r,- &o' 5o)&( . No -1)&(o ,ao o8'a- 8or )0 0-2o 0-&o ;2,oo (- 0o(o <)- o 5l)7o a)0-&'- ao -&'rar &a 8aa1-0. Al0 (a ;2,o2(a(- &-,->r2o <)- - al'-r'a040 o 8ar/0-'ro (a 0><)2&a 8ara <)- - '-&a o '28o (- 5l)7o (--a(o. F21)ra ".D25-r-&*a &o r-)l'a(o (-;2(o > (25-r-&*a (- 8ar/0-'ro
Fo&'- Roa(-! $??$! 8.$#=
2.1. Par!etros
2.2. Vanta"ens e #$!$taç%es O 8ro,-o a8r--&'a(o a8r--&'a (2;-ra ;a&'a1-& <)- > 5ora0 ,2'a(a a&'-r2or0-&'-! (-&'r-la -'ão 2.2.1. Possibilidade de usinagem de locais de difícil acesso
I'o - (-;- ao 5a'o (a )2&a1-0 - (ar 8or )0 -02Kl2(o 8r-)r2a(o! - 5or 8o6;-l 1ara&'2r <)- a;-r> 5l)7o (- 0a'-r2al &a r-12ão (a 8-*a <)- - (--a )2&ar -&'ra(a - a6(a! 8ro;a;-l0-&'- -'- 0'o(o 8o(-r> -r )'2l2a(o. 2.2.2. Baixa rugosidade supercial
E'- 0'o(o - a-0-la 0)2'o ,la- (- 8ro,-o a4ra2;o! )0a ;- <)- a )2&a1-0 - (> 8or 8ar'6,)la (- 1-o0-'r2a 2rr-1)lar. F21)ra ".% Co08ara*ão (- a,a4a0-&'o )8-r52,2al! 5r-a0-&'o a! R %".# 2& - AFM 4 R "%.9 2&.
Fo&'- Lo;-l- -' al. $??: 8.$:+
2.2.3. Retirada de material uniforme
A r-'2ra(a (- 0a'-r2al - (> (- 0a&-2ra )&25or0- &a )8-r56,2- -78o'a ao 0-2o 8r-)r2a(o r-8-2'a&(o a 20-'r2a (o 0a'-r2al. S- a 8ro8r2-(a(- (o 0a'-r2al 5or-0 )&25or0-! a 8r-ão (o 0-2o 5or ,o&'a&'- ao lo&1o (- 'o(a )8-r56,2- (- ,o&'a'o - &ão a;-&(o 1ra&(- ;ar2a*3- &a ,o&,-&'ra*ão (- 8ar'6,)la! a <)a&'2(a(- (- 0a'-r2al r-'2ra(o 'a040 -r> ,o&'a&'- ao lo&1o (a )8-r56,2- (- ,o&'a'o. 2.2.4. Alta repetibilidade e precisão
S- (> (-;2(o > )&25or02(a(- (a r-'2ra(a (o 0a'-r2al ao,2a(o ,o0 a 5a,2l2(a(- (,o&'rol- (o 8ar/0-'ro (- -&'ra(a. 2.2.. Alta produti!idade
A al'a 8ro()'2;2(a(- r-la'2;a ao 8ro,-o )4'2')'o <)- 0)2'a ;-- -r2a o 8ro,-o 0a&)al! - 'a040 -'> ao,2a(a ,o0 a al'a r-8-'242l2(a(- - 8r-,2ão. 2.2.". Alta #exibilidade
E72'-0 (2;-ra o8-ra*3- <)- 8o(-0 -r al,a&*a(a ,o0 -'- 0'o(o 208l-0-&'al'-ra&(o- o 8ar/0-'ro. 2.2.$. Possibilidade de usinagem de %ual%uer tipo de material
A 8ar'6,)la a4ra2;a 1-ral0-&'- )'2l2a(a ão ,ar4-'o (- 2l6,2o! K72(o (- al)06&2o ,ar4-'o (- 4oro Br-0-r'-2& -' al.! "#$. D-;2(o al'a ()r-a (-'a 8ar'6,)la! 8o6;-l a )2&a1-0 (- 0a'-r2a2 -&()r-,2(o. No -&'a&'o o 8ro,-o '-0 'a040 )a l202'a*3- 2.2.&. Alto custo
O 8r2&,28al -08-,2lo r-la,2o&a(o ao ,)'o! <)- ;ar2a 4a'a&'- -0 5)&*ão (o '28o (0><)2&a a -r )'2l2a(a. No ,ao 1-ral &-,->r2o <)- - '-&a )0a -8,2- (- 0a'r2 o) 527a*ão! 8r2&,28al0-&'- &o ,ao (- )2&a1-0 -7'-r&a. D-8-&(-&(o (a 1-o0-'r2a (a 8-*a -a 527a*3- 8o(-0 -r 0)2'o ,ara - K -r;-0 8ara a<)-la (-'-r02&a(a 1-o0-'r2a! ,o&5or0- 0o'ra(o &a F21)ra ".9 - F21)ra ".=.
F21)ra ".9 F27a*ão (- 8-*a 8ara AFM
Fo&'- Ul0a& -' al. "#$ 8."$$
F21)ra ".=F27a*ão -<)-0>'2,a 8ara AFM
2.&. A'#$caç%es
&. C#ass$($cação de )*+u$nas AF)
E72'-0 (o2 8r2&,28a2 '28o (- 0><)2&a 8ara o AFM! 5l)7o (- ;2a @&2,a - (- ;2a ()8la! 8or0 8-<)2a ;-0 -&(o (--&;ol;2(a ,o0 o 2&')2'o (- o'202ar o 8ro,-o! (-a 5or0a &o;o '28o ,o&521)ra*3- '-0 2(o '-'a(a.
&.1. F#u,o de -$a n$ca O 8ro,-o (- 5l)7o a4ra2;o (- ;2a @&2,a O&-a AFM ,o&2(-ra(o )0 (o 0'o(o 0a2 208l- (- AFM. Para -'- 0'o(o! o a8ara'o )'2l2a(o ,o&2'- -0 )0 82'ão 2(r>)l2,o - )0a ,/0ara (- -7'r)ão 4-0 -0-la&'- ao 8ro,-o (- -7'r)ão. A 8-*a a -r 'ra4ala(a -&'ão 527a(a &o 52&al (-a ,/0ara - 8o2,2o&a(a (- 0o(o ,o0 <)- ()ra&'- a -7'r)ão! o 0a'-r2al a4ra2;o 8a 8-lo ,a&a2 2&'-r&o (a 8-*a 1ara&'2&(o o a,a4a0-&'o &-,->r2o. Al0 (2o! o 2'-0a ,o&'0 )0 ,ol-'or (o 0a'-r2al a4ra2;o 8ara 1ara&'2r a r-al20-&'a*ão (o 8ro,-o. O 82'ão - a5a'a (- )a 8o2*ão (- -7'r)ão 52&al - -&'ão o 0a'-r2al ,ol-'a(o r-2&-r2(o &o 2'-0a 8ara <)- o 8ro,-o -a ,o&'2&)a(o. D-a 5or0a! o 8ro,-o - 'ra'a (- )0 2'-0a (,2,lo 2&'-r02'-&'- <)- - r-8-'- a' <)- a -8-,252,a*3- (- 8ro-'o -a0 a'-&(2(a. Ha0--()lla - S2((2<)2 "#$# 8ro-'ara0 )0 0o(-lo (- AFM (- ;2a @&2,a 8ara 2&;-'21a*ão (a 2&5l)&,2a (o 8-r52l (o ,a&a2 ()ra&'- o 8ro,-o. O -<)-0a (o a8ara'o 8o(- -r ;2'o &a 521)ra a4a27o. F21)ra +.$.? Q E<)-0a 8ro,-o (- ;2a @&2,a.
Fo&'- Ha0--()lla - S2((2<)2! "#$#.
&.2. F#u,o de -$a du'#a O 8ro,-o (- 5l)7o (- ;2a ()8la Toa AFM )0 8ro,-o 4-0 -0-la&'- ao 8ro,-o (;2a @&2,a. A 8r2&,28al (25-r-&*a a 8r--&*a (- (o2 82'3- 2(r>)l2,o -! ,o&-<)-&'-0-&'-! ()a
,/0ara! )0a ;a2a - a o)'ra ,o08o'a 8-lo 0a'-r2al a4ra2;o. A 8-*a a -r 'ra4ala(a 527a(a -&'r-- (o2 ,2l2&(ro (- 0o(o ,o0 <)- a 8a'a -a -7'r)(a(a 8or -l- -0 (o2 -&'2(o al'-r&a(a0-&'-! (-a 5or0a 8aa&(o 8-la )8-r56,2- a -r-0 )2&a(a (a 8-*a. Co0o )0 2'-0a 5-,a(o (,2,lo ,o&'2&)o &ão > &-,-2(a(- (- r-al20-&'a*ão (o 8ro,-o a)0-&'a(o ,o&2(-ra;-l0-&'- a ;-lo,2(a(- (o 0-0o. D-a 5or0a! -- 8ro,-o o 0a2 )'2l2a(o (- )2&a1-0 8or 5l)7o a4ra2;o HSU -' al.! "##9. U0a (-;a&'a1-0 (-'- '28o (- 0><)2&a <)- > l202'a*ão <)a&'o 1-o0-'r2a ao 'a0a&o (a 8-*a a -r-0 )2&a(a! )0a ;- <)- o (o2 82'3- ão ,oa72a2 - > )0a (2'/&,2a 0>720a -&'r- o 0-0o. S-&(o a20 'or&a- 0-&o ;-r>'2l <)- a 0><)2&a a&'-r2or. F21)ra +.".$ Q E<)-0a 8ro,-o (- ;2a ()8la.
Fo&'- H) -' al.! "##9.
&.&. F#u,o so/ ação !a"n0t$ca Sa& - S2&1 "##" 4a-ara0 &o -')(o o4r- a,a4a0-&'o 8or a4raão 0a1&'2,a MAF (S2&0)ra - a0a1),2 $?? - 8ro8)-ra0 )0 (28o2'2;o -0 <)- ,o042&a-0 o ,o&,-2'o (o AFM - (o MAF! r-)l'a&(o -&'ão &o (28o2'2;o (-&o02&a(o 8-lo a)'or- 8or “magneto abrasive flow machining” MAFM.
O (28o2'2;o 8ro-'a(o 4a-a(o &o 0-0o 2'-0a (- 5l)7o (- ;2a ()8la ,o&5or0- 8o(- -r ;2'o &a 20a1-0 a4a27o. O (25-r-&,2al (o 2'-0a - (> 8-lo 8o2,2o&a0-&'o (a 8-*a a -r )2&a(a -&'r- )0 ,a08o 0a1&'2,o 1-ra(o 8or 20ã -l-'ro0a1&'2,o (28o'o ao r-(or (a 8-*a. D-a 5or0a! (-;2(o ao ,a08o > a'ra*ão (- 8ar'6,)la a4ra2;a 8ara a )8-r56,2- (a 8-*a (- 'ra4alo! ,o&-<)-&'-0-&'- a)0-&'a&(o a (-&2(a(- (-a 8ar'6,)la &o lo,a2 a -r-0 )2&a(o 8-r02'2&(o a20 0a2or- 'a7a (- r-0o*ão. F21)ra +.+.$ Q E<)-0a 8ro,-o o4 a*ão 0a1&'2,a.
Fo&'- Sa& - S2&1! "##9.
O 2'-0a &ão a08la0-&'- )'2l2a(o a2&(a 8or - 'ra'ar (- -r )0 2'-0a &o;o a -r 0-lora(o! -&(o a20 a08la0-&'- -')(a(o 8ara o'202a*ão (o 8ro,-o 5r-&'- ao 8ar/0-'ro ,o0o 'a7a (-,oa0-&'o - 5or*a 0a1&'2,a.
&.. F#u,o so/ -$/ração or/$ta# O 8ro,-o (- 5l)7o o4 ;24ra*ão or42'al Or42'al AFM 4a-a(o &o 0-0o ,o&,-2'o (o 0'o(o a&'-r2or- r-'2ra(a (- 0a'-r2al 8or a4raão. E&'r-'a&'o! - 'ra'a (- )0 0'o(o 0a2 ,o08l-7o -0 <)- 8o6;-l a'2&12r 'ol-r/&,2a 0a2 -'r-2'a. Co&5or0- 2l)'ra(o &o -<)-0a a4a27o! o (28o2'2;o ,o08o'o 8or 4a2,a0-&'- 'r 8ar'- o,2la(or! 0a'r2 - ,2l2&(ro 2(r>)l2,o. A 8-*a a -r )2&a(a a,o8la(a )0 o,2la(or (- 8r-,2ão <) 8o(- o,2lar -0 ()a o) a' 'r (2r-*3- ,o0 4a27a a08l2')(-! <)- 8o(- ;ar2ar -&'r- #! 00 - 00! - al'a 5r-<)&,2a. Lo1o a4a27o (a 8-*a 8o2,2o&a(o a 0a'r2 ,o0 o &-1a'2;o (a 8-*a a -r )2&a(a (-27a&(o )0a ,a0a(a (- -8a*o 8ara a 8aa1-0 (a 8a'a. A 8a'a a8l2,a(a &-- 8ro,-o 202lar a8l2,a(a &o 2'-0a a&'-r2or-! 8or0 -la 0a2 ;2,oa - 0a2 -l>'2,a. O 8ro,-o 5)&,2o&a 4a-a(o &a 0o;20-&'a*ão (a 8-*a! <)- ao - (-lo,ar ,o0 a o,2la*ão (-l2a ,o&'ra o 0a'-r2al a4ra2;o - 'a040 r-al2a 8r-ão o4r- a 8a'a r-al2a&(o -&'ão a )2&a1-0 (a 8-*a. Ea o,2la*ão 8-r02'- <)- 8-*a ,o0 1-o0-'r2a -7'r-0a0-&'- ,o08l-7a 8oa0 -r )2&a(a! a &ão -r 8-*a ,o0 ,a;2(a(- 2&'-r&a 0-&o <)- a a08l2')(- 06&20a (- o,2la*ão (- #! 00. O 8ro,-o '-0 )0 2'-0a r-'roal20-&'a*ão (o 0a'-r2al a4ra2;o <)- 1ara&'- )0 r-)l'a(o 0a2 )&25or0-. F21)ra +.+.$ Q E<)-0a 8ro,-o o4 ;24ra*ão or42'al a a&'- (o 8ro,-o! 4 ()ra&'- 8ro,-o.
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