a b s t r a c tThe application of minimum quantity lubrication (MQL) in grinding has emerged as an alternative for reducing the abundant flow of cutting fluids, thus achieving cleaner production. Although considered an innovative technique in grinding operations, its widespread application is hindered due primarily to the high heat generation and wheel pore clogging caused by machined chips, harming the final product quality and increasing tool wear on the machine. This study sought to improve MQL use in grinding. In addition to the conventional MQL injected at the wheel/workpiece interface, a compressed air jet was used to clean the mixture of MQL oil and machined chips from clogged wheel pores. Experiments were conducted using external cylindrical plunge grinding on AISI 4340 quenched and tempered steel, and a vitrified cubic boron nitrite (CBN) wheel. The cooling-lubrication methods employed were the conventional flood coolant application, MQL (without cleaning), and MQL with a cleaning jet directed at the wheel surface at different angles of incidence. The main goal of these experiments was to verify the viability of replacing the traditional abundant flow of cutting fluid with MQL and wheel cleaning. The analyses were conducted by measuring the following output variables of the process: workpiece surface roughness and roundness errors, diametrical wheel wear, acoustic emission generated by the process, and metallographic images of the ground surface and subsurface. Results show the positive effects of implementing the cleaning jet technique as a technological improvement of minimum quantity lubrication in grinding in order to reduce the usage of cutting fluids. The MQL technique with cleaning compressed air jet, for a specific angle of incidence (30 • ), proved to be extremely efficient in the improvement of the surface quality and accurate workpiece shape; it also reduced wheel wear when compared to the other cooling-lubrication methods that were tested (without a cleaning jet).
RESUMO:Tornam-se notáveis, nos dias atuais, as pesquisas na área de usinagem dos materiais no que diz respeito à substituição das tradicionais formas de lubri-refrigeração com fluidos de corte em abundância por novas técnicas que reduzam o uso de tais fluidos. Essa ideia vem atrelada aos ideais de respeito ambiental e preservação da saúde humana que são prejudicados quando se faz uso dos fluidos de corte, devido à composição química característica dos mesmos. A contaminação do solo, água e ar podem 1 Engenheiro Mecânico, UNESP, Professor Titular. bianchi@feb.unesp.br 2 Engenheiro Eletricista, UNESP, Professor Adjunto. aguiarpr@feb.unesp.br 3 Engenheiro Mecânico, UNICAMP, Professor Titular. anselmo@unicamp.br
Atualmente, as empresas estão buscando produzir de forma sustentável. Dessa forma, na indústria metal mecânica, o uso de fluidos de corte em abundância está sendo fortemente substituido por métodos que diminuem o uso desses fluidos. Nesse contexto, há a mínima quantidade de lubrificante, MQL. Apesar de usar uma quantidade mínima de fluido de corte, não apresenta bom desempenho, em termos da qualidade final do produto e vida da ferramenta, devido ao empastamento do rebolo, quando se reduz a quantidade de fluido de corte. Assim, neste trabalho, utilizou-se um sistema de limpeza da superfície de corte do rebolo para eliminar seu empastamento e, com isso, tornar o MQL mais acessível tecnologicamente. Para tal, analisaram-se a qualidade do produto e vida da ferramenta. Concluiu-se que a adição do sistema de limpeza, além de diminuir a quantidade de fluido usada, otimiza os resultados de qualidade superficial do produto e preservação da vida da ferramenta, os quais ficaram melhores, com relação ao uso do fluido de corte em abundância. Dessa forma, é possível diminuir a quantidade de fluido de corte, por meio do MQL mais limpeza, mas esse fato não deve ser generalizado, pois cada material usinado é um caso particular. Palavras-chave: retificação; MQL; meio-ambiente.
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