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AVALIAÇÃO DA CONFIABILIDADE DO

PROCESSO NO USO DE FERRAMENTA

DE CBN PARA TORNEAMENTO DE

FERRO FUNDIDO CINZENTO,

COMPARADO À FERRAMENTA DE

CERÂMICA.

Ivan Correr (FIEL )

[email protected]

Welinkem Daniel Adame (FIEL )

[email protected]

Com o aumento da competitividade entre empresas, muitas investem

em modernização de equipamentos, e formas de produção que tragam

aumento de produtividade, redução de custos e resultem em melhor

eficiência em toda cadeia produtiva. Este cenário se apresenta

especialmente nas empresas fabricantes de peças para o setor

automotivo, na qual a concorrência é acirrada, bem como os critérios

e exigências das montadoras no que se refere a custos, qualidade e

prazo. Portanto, a presente pesquisa visa avaliar o comportamento e a

confiabilidade no processo de usinagem, em operação de torneamento

de ferro fundido cinzento com o uso de dois tipos de compostos de

materiais de ferramenta (Cerâmica e CBN), a fim de identificar qual

possui o melhor comportamento em relação ao processo. Os resultados

apresentam que para as características do processo de usinagem da

Empresa estudada, a escolha de ferramentas de CBN tem melhor

comportamento em relação à cerâmica baseado no seu desempenho no

que diz respeito a: Número de peças por aresta; Estabilidade em

relação à rugosidade mantendo a média abaixo da tolerância;

Melhores índices de indicadores de desempenho como Ppk e PPM;

Correlação entre o desgaste da ferramenta e aumento da rugosidade.

O que possibilita aumento de produtividade e confiabilidade do

processo.

Palavras-chaves: Usinagem, Confiabilidade, Ferramentas

XXXIV ENCONTRO NACIONAL DE ENGENHARIA DE PRODUCAO Engenharia de Produção, Infraestrutura e Desenvolvimento Sustentável: a Agenda Brasil+10

Curitiba, PR, Brasil, 07 a 10 de outubro de 2014.



2

1. Introdução

No inicio da era da industrialização, ser competitivo dependia de sua capacidade de produção,

nesta época não havia necessidade de uma grande diversificação de produtos, mas sim uma

grande quantidade para atender a grande massa de consumidores.

No cenário atual totalmente inverso, onde consumidores cada vez mais exigentes procuram

grande diversificação de produtos, modelos e formas, o que gera um aumento na

competitividade, as empresas visam à modernização de equipamentos, e formas de produção

que tragam aumento de produtividade, redução de custos e resultem em uma melhor

eficiência em toda cadeia produtiva (DINIZ, MARCONDES e COPPINI, 2000).

Os setores de manufatura são os mais afetados e pressionados por mudanças, pressões estas

causadas pela dinâmica evolução da concorrência, que cria desafios cada vez maiores, para

atender uma sociedade mais globalizada (FUSCO et al., 2003).

Segundo Machado et al (2011) cerca de 20% a 30% do PIB de um País desenvolvido é de

produtos e bens manufaturados, e dentre estes processo encontramos a usinagem que segundo

Ferraresi (1970) se caracteriza como qualquer operação que visa conferir forma e dimensão a

uma determinada peça, através da retirada de cavaco que é a quantia de material retirado pela

ferramenta.

Dentre os tipos de usinagem existentes um dos mais empregados é o torneamento que consiste

na peça se movimentando em torno do eixo principal de rotação da máquina, enquanto a

ferramenta tem trajetória simultânea de deslocamento no mesmo plano da peça. Para o a

obtenção de acabamento e dimensões finais em peças, o torneamento radial é o que mais se

aplica (FERRARESI, 1970).

Com o aumento da diversificação de produtos (lotes menores), da necessidade constante de se

obter os melhores resultados, com o menor tempo e menor custo, as empresa buscam suporte

na tecnologia de ferramentas, que atualmente desenvolve inúmeros ferramentais com

compostos de materiais específicos para cada situação, material, parâmetros de programação,

dentre outros.

Neste cenário de diversificação de ferramentas, é necessário conhecer o comportamento de

cada ferramenta, e o controle de processo é o método mais utilizado. Conforme Slack,



3

Chambers e Johnston (2008) controlar o processo traz mais benefícios, pois as características

do produto estão sendo controladas durante sua concepção, e não após o produto estar pronto,

o que pode causar um grande transtorno se descoberto algum problema posteriormente.

Portanto, o presente projeto visa como objetivo principal, avaliar o comportamento e a

confiabilidade no processo de usinagem em operação de torneamento de ferro fundido

cinzento com o uso de dois tipos de compostos de ferramenta (Cerâmica e CBN) e tem com

objetivos específicos: verificar as condições das peças torneadas controlando características

dimensionais (rugosidade) das peças, diretamente afetadas pelo ferramental utilizado; checar a

capacidade produtiva de cada aresta das ferramentas; confrontar os dados e avaliar os

resultados entre as ferramentas utilizadas no experimento a fim de identificar a que possui o

melhor comportamento ao processo em relação rugosidade.

2. Referencial Teórico

2.1. Ferramentas para usinagem

As ferramentas são os instrumentos mais antigos usados pelo homem independente do

material a fim de dar suplemento a sua força manual, o que lhe permite realizar tarefas

especiais. O ponto de maior ênfase nesta historia de transformação e evolução das ferramentas

foi quando, mesmo que acidental, conseguiu-se a extração do ferro em seu minério, e após

isso a obtenção do aço (FERRARESI, 1970).

Durante séculos de pesquisa e trabalho muitos materiais foram desenvolvidos a fim de

melhorar o desempenho das ferramentas nos mais diversos processos de usinagem, para

Diniz, Marcondes e Copinni (2000) e Ferraresi (1970) para a correta escolha do material de

ferramenta a ser usado deve se levar em conta os seguintes fatores: Material a ser usinado;

Processo de usinagem; Condição da maquina operatriz; Forma e dimensão da ferramenta;

Custo do material da ferramenta; Condições de usinagem; Condições da operação.

Para Diniz, Marcondes e Coppini (2000) além das características acima a ferramenta

escolhida deve também atender aos seguintes requisitos: Dureza a quente; Resistência ao

desgaste; Tenacidade; Estabilidade química; conforme mostra a Figura 1.



4

Figura 1 – Propriedades do metal duro, cermet e cerâmica.

Fonte: Adaptado de Santos e Sales (2007)

Para uma correta decisão sobre qual material de ferramenta usar deve-se levar em

consideração as propriedades de cada ferramenta existente no mercado, bem como saber onde

e como estas propriedades serão exigidas em um processo, mas, o grande número de

ferramentas disponíveis no mercado dificulta esta escolha. A ferramenta ideal seria aquela

com a dureza do diamante puro, a tenacidade do metal duro, e a estabilidade química da

cerâmica de alumina, mas este material ainda não foi desenvolvido. Deve-se também levar em

conta a vida útil de uma ferramenta bem como seu comportamento em relação a dimensões

específicas, seu desempenho previsível e o custo do material (MACHADO et al., 2011).

2.2. Materiais de ferramentas

Dentre os diferentes tipos de composição para os materiais de ferramentas existentes no

mercado serão apresentados no presente estudo o comportamento e características das

ferramentas de material cerâmico e a de CBN.

2.2.1 Material Cerâmico

Segundo Diniz, Marcondes e Coppini (2000) o material cerâmico aparece por volta dos anos

50 em algumas literaturas, mas tem sua maior participação a partir dos anos 80 quando

grandes pesquisas e avanços o trouxeram para o mercado.



5

Cerâmicas são mais utilizadas nos processos em que são necessárias ferramentas com alta

dureza e resistência ao desgaste, ferramenta de cerâmica a base de alumina tem excelente

inércia química quando aplicadas a materiais ferrosos, porém não apresentam tenacidade

suficiente para serem usadas em aços-carbono e de baixa liga (MACHADO et al., 2011).

Ainda segundo Diniz, Marcondes e Coppini (2000), o material cerâmico traz grandes

benefícios em sua aplicação tais como, dureza a quente e a frio, resistência ao desgaste e

ótima estabilidade química, mas ele tem seu revez no que se trata de condutividade térmica,

que dificulta a transferência de calor entre o cavaco-ferramenta e peça-ferramenta e baixa

tenacidade que facilita o surgimento de trincas.

Divididas entre óxidos e monóxidos as ferramentas de material cerâmico podem ser

encontradas em grupos como o da alumina, que ainda pode ser reforçada com zircônio que lhe

confere ótima estabilidade química, mas não apresenta resultados tão bons para tenacidade e

dureza a quente, muito menos para resistência ao choque térmico, a alumina mista mostra

melhor desempenho entre dureza a quente e estabilidade química que as puras, porem na

tenacidade também não tem resultados expressivos, por isso são recomendadas para

acabamento em aços endurecidos onde a dureza a quente e a estabilidade química são

exigidos mais que a tenacidade, e alumina reforçada com SiC conhecida como Sialons que

apresentam ótima dureza a quente, alta resistência ao choque térmico e boa tenacidade com

uma estabilidade química muito ruim, é mais indicado para usinagem em desbaste do ferro

fundido, onde pela formação do cavaco curto não exigir muita estabilidade química por parte

da ferramenta, mas a resistência ao choque térmico, a dureza a quente a tenacidade são

essenciais (DINIZ, MARCONDES e COPPINI, 2000).

2.2.2. Material CBN

Segundo Diniz, Marcondes e Coppini (2000) o CBN ( Cubic Borun Nitride - Nitreto Cúbico

de Boro) é um material quimicamente mais estável que o diamante, tem tenacidade

semelhante a do material cerâmico a base de nitretos, e é duas vezes, mais tenaz que a

alumina.

Vários tipos de CBN existem no mercado, com diferentes materiais e quantidades de

aglomerantes, porém de maneira geral, pode-se dividir o CBN em duas categorias: CBN para



6

desbaste na qual o ap (profundidade de penetração da ferramenta na peça) é entre 0,5 e 0,8mm

e CBN para acabamento onde ap é menor que 0,5mm (DINIZ, MARCONDES e COPPINI,

2000).

Em operações de acabamento na qual se tem uma pequena massa de cavaco gerada, o calor do

processo de usinagem é muito absorvido pela ferramenta o que faz com que propriedades

presentes no CBN como estabilidade química e térmica sejam altamente exigidas. Mesmo que

o CBN tenha menor tenacidade e dureza estas propriedades ainda são suficientes para manter

bom acabamento superficial e tolerâncias apertadas ao longo do desgaste da ferramenta.

Em geral para Diniz, Marcondes e Coppini (2000) e Machado, Abraão, et al. (2011) o CBN

pode ser usado em quase todos os tipos de usinagem aplicados na engenharia de hoje, ele

substitui muito bem o diamante, que na usinagem de ferrosos corre o risco de voltar ao estado

da grafita quando submetido a temperaturas elevadas, e também metal duro quando se exige

altas velocidades de corte ou dureza elevada, mas para ambos os que impedem a propagação

do CBN como ferramenta é seu alto custo que para Machado, Abraão, et al. (2011) deve

reduzir tão logo empresas adquiram domínio da técnica de obtenção do CBN.

2.3. Parâmetros de usinagem

Os principais parâmetros de usinagem utilizados segundo Diniz, Marcondes e Coppini (2000)

são:

Velocidade de corte (vc) na operação de torneamento é a velocidade tangencial,

resultado da rotação da ferramenta em torno da peça usinada;

Avanço (f) percurso/distancia que a ferramenta percorre a cada volta;

Ap profundidade de penetração da ferramenta na peça, ou profundidade de usinagem;

Vida útil é o tempo de uso de uma ferramenta até que a mesma perca suas capacidades

de corte.

2.4. Rugosidade

Diniz (1989) define rugosidade como ranhuras ou sulcos deixados na superfície pela forma da

ferramenta e pelo avanço empregado na usinagem da peça.



7

Segundo Santos e Sales (2007) rugosidade pode ser relacionada ao desempenho de um

produto, e pode estabelecer relação com a capacidade de um processo no que diz respeito a

padrões de qualidade.

Rugosidade média (Ra) pode ser definida como a média entre os pontos e a linha de centro ao

longo de um comprimento de medição (SANTOS e SALES, 2007).

2.5. Confiabilidade/Estabilidade

Consumidores procuram produtos que funcionem conforme o apresentado, falhas ou defeitos

podem causar grandes consequências e insatisfação por parte dos clientes, aumento dos custos

com garantia, bem como uma degradação da marca. A confiabilidade é inerente ao produto

devendo estar inserida no processo de fabricação (DROUGUETT e MOSLEH 2006).

Para Filho (2007) a estabilidade do processo e o aprimoramento tem como objetivo a redução

das variabilidades e contribuem para bons indices de qualidade.

Para Ryan (2011) consumidores e fornecedores estão interassados na confiabilidade dos

produtos, que é dada pela capacidade de um produto funcionar e satisfazer as necessidades até

o final de seu ciclo de vida, ou tempo de uso. Quando um estudo de confiabilidade é realizado

os resultados obtidos dão um clara visão se um produto estará funcionando após determinado

tempo de uso, sobre operações apuradas.

Confiabilidade também pode ser expressa através de indicadores como, por exemplo, uma

taxa percentual de falha após tempo de uso do produto ou pelo numero de defeito por milhão

(PPM) de peças produzidas.

Com maior frequência é visto o controle do processo como método conveniente para se

manter o controle do sistema produtivo e aumentar a vantagem competitiva. Melhores

capabilidades de processo não são fáceis de atingir nem tão pouco de se copiar, altos índices

são atingidos com muito esforço e dedicação ao conhecimento e controle do processo por isso

com uma boa capabilidade de processo se tem uma boa vantagem competitiva (SLACK,

CHAMBERS e JOHNSTON, 2008).

Para Slack, Chambers e Johnston (2008) um processo capaz é aquele que varia dentro de uma

faixa aceitável. A maneira mais simples de se medir essa capacidade é através do Cp que é



8

dada pela razão entre a faixa da especificação e a variação do processo ou seja +- 3 desvios

padrão.

Para Seleme (2010) a análise estatística que tem base nos dados, é capaz de oferecer

informações e previsões sobre o processo não conforme ou uma falha futura. Seleme (2010)

também apresenta a pesquisa experimental, que é realizada em condições controladas e

permite ao executor que as ocorrências sejam avaliadas.

Para Seleme (2010) várias ferramentas são utlizadas na avaliação do processo a fim de

dirercionar para três aspectos basicos : Cliente; Produto e Processo de fabricação. A

estabilidade, a competência e a normalidade de um processo também devem serem avaliadas,

para a qual a estabilidade indica se o processo é estável e se mantém sobre controle, a

normalidade diz se as caracteristicas amostrais seguem uma distribuição normal prevista

estatisticamente e por fim a competência de um processo e sua capacidade em atender as

especificações exigidas. Esta capacidade indica valores que geram uma previsão de valores

futuros.

Por isso, controlando o processo, temos uma busca constante na satisfação dos clientes sejam

internos ou externos, garantindo a qualidade e a conformidade dos produtos processados,

além de obter informações muito importantes para o desenvolvimento e o aperfeiçoamento

dos processos já existentes, como também de novos processos. Controlar um processo auxilia

na detecção de problemas na produção mesmo antes que eles ocorram, e também servem de

base para melhorias em toda cadeia produtiva, otimizando tempos, aumentando a

produtividade e a capacidade do processo (JURAN, 1997).

Índices de capacidade do processo comparam os comportamentos de processo e produtos em

relação a suas especificações. Altos valores indicam o quão capaz de produzir produtos

conforme especificação um processo é, alem do que com um processo estável, pode-se usar

esses índices para obter informações de como será o desempenho futuro deste processo

(STEINER, MACKAY e ABRAHAN, 1997).

Podemos também usar indicadores de capacidade de processo quando mudanças são feitas

nos processo, comparando assim os valores e índices do processo antes e depois da mudança

realizada, podendo inclusive tomar decisões baseado nestas informações (STEINER,

MACKAY e ABRAHAN, 1997).



9

Fator importante no processo é também a estabilidade, pois se, um processo é estável em um

tempo conhecido, presume-se que também será estável em tempo futuro (STEINER,

MACKAY e ABRAHAN, 1997).

Down et al. (2005) define os seguintes índices de análise conforme (Quadro 1)

Quadro 1 – Índices de análise de resultados

Fonte: Adaptado de Down et al. (2005)

Pode-se também usar como ferramenta de análise da capacidade do processo a correlação que

é a relação entre duas variáveis, tem por referencia o par ordenado onde são registrados dois

valores. Um dos valores é apresentado no eixo x chamado de independente e outro valor e

disposto no eixo y que é chamado de independente. O objetivo desta distribuição é saber se

quando os valores do eixo x aumentam os valores de y também sofrem a mesma alteração ou

se comportam de forma diferente (BONAFINI, 2012).

A correlação é definida como forte ou fraca pelo resultado do seu coeficiente de correlação

que varia entre 1 e -1, assim quando um valor de coeficiente está próximo de 1 (positivo) ou -



10

1 (negativo) a correlação é considerada forte, do mesmo modo quando o coeficiente é um

valor próximo de 0 temos uma correlação fraca (BONAFINI, 2012).

3. Estudo de caso

O estudo de caso foi realizado em uma empresa do ramo automotivo, situada na região de

Campinas que atualmente conta com aproximadamente 350 funcionários diretos.

Os ensaios foram realizados em um centro de torneamento vertical OKUMA, modelo 2SP-

V40, na qual foram usinados discos de freios fabricados de ferro fundido cinzento com matriz

perlítica tipo A predominante (Figura 2).

Figura 2 – Usinagem durante os testes

Fonte: Autores

Para o controle da rugosidade, parâmetro definido como referência para o desempenho das

ferramentas testadas, a medição foi realizada em um rugosimetro Mahr modelo Perthometer

M2 sob os parâmetros (comprimento) Lt 12,50mm (cut-off) λc 2.500x5 de resolução 0,001µm.

Os dados foram analisados no software estatístico Minitab®, e Microsoft Office Excel 2007.

A Tabela 1, apresenta os parâmetros de usinagem utilizados para os ensaios (Velocidade de

corte, Avanço, Profundidade) bem como as características das ferramentas (Cerâmica e

CBN).

Ferramenta de corte superior

Ferramenta de corte inferior

Disco de freio



11

Tabela 1 – Parâmetros dos ensaios realizados

Fonte: Autores

Conforme a Tabela 1, foram utilizados para os Ensaios 1 e 2 os mesmos parâmetros para a

usinagem com a ferramenta de Cerâmica e CBN, e o ensaio 3 foi realizado com a ferramenta

de CBN seguindo parâmetros definidos pelo fabricante.

Em todos os ensaios as sessenta (60) primeiras peças, foi controlada a rugosidade, nas demais

peças a rugosidade foi controlada de forma aleatória até que se atingisse o valor máximo

especificado de 4,00 Ra.

Como apresentado, o estudo foi divido em três etapas, na qual a primeira etapa (Ensaio 1)

foram usinadas peças com a ferramenta de cerâmica SNGN 120412 – LX 21 do fabricante

Tungaloy sob os parâmetros de corte de: vc 500 RPM, f 0,35mm/volta ap 0,75mm. Com estes

parâmetros a vida útil da ferramenta foi de sessenta (60) peças por aresta, atingindo os valores

de rugosidade máximos, detectados durante os ensaios.



12

Com as mesmas condições de usinagem o ensaio se deu também com a ferramenta de CBN

SNMN 120412 – T-S CBN 7800 do fabricante Ceramtec (Ensaio 2). Com essas condições

foram usinadas cento e sessenta (160) peças das quais as sessenta (60) primeiras peças

tiveram 100% a rugosidade dimensionada. Deste ponto em diante foi acompanhado o

desempenho da ferramenta e controlado a rugosidade com frequência intercalada até que a

ferramenta conseguisse manter a especificação da rugosidade.

Para concluir os ensaios, foi realizado com a ferramenta de CBN (Ensaio 3) agora com os

parâmetros definidos pelo fabricante da ferramenta que em relação aos testes anteriores altera-

se a velocidade de corte para 1000 RPM, e o avanço para 0,4 mm/volta, e manteve-se a

profundidade da usinagem. Com estes novos parâmetros foram usinadas duzentas e dez (210)

peças com uma única aresta de corte mantendo a rugosidade dentro dos limites de

especificação.

4. Resultados e discussões

A seguir são apresentados os resultados obtidos nos ensaios realizados.

A Figura 3 apresenta os resultados do Ensaio 1 (ferramenta de cerâmica, vc=500rpm, f=0,35 e

ap=0,7) relacionados a distribuição da rugosidade durante as medições, valores de Ppk, PPM e

desvio padrão.



13

Figura 3 - Resultados ferramenta de Cerâmica (Ensaio 1)

554943373125191371

4

3

2

In

div

idu

al V

alu

e

_X=2,875

UCL=3,284

LCL=2,466

554943373125191371

0,4

0,2

0,0

Mo

vin

g R

an

ge

__MR=0,1539

UCL=0,5027

LCL=0

6055504540

4

3

2

Observation

Va

lue

s

4,54,03,53,02,52,01,5

USL

USL 4

Specifications

4,53,01,50,0

Within

Overall

Specs

StDev 0,1364

Cp *

Cpk 2,75

PPM 0,00

Within

StDev 0,6224

Pp *

Ppk 0,60

Cpm *

PPM 35354,96

Overall

Rugosidade Cerâmica (vc = 500 f = 0.35 ap = 0.70)

I Chart

Moving Range Chart

Last 25 Observations

Capability Histogram

Normal Prob PlotA D: 2,079, P: < 0,005

Capability Plot

Fonte: Minitab®

Como pode ser observado, ao usinar 60 peças com a mesma aresta obteve-se uma condição na

qual a rugosidade apresenta valor médio de 2,875, com os valores iniciando em um faixa,

passando por um período de queda, assumindo uma estabilidade e após um período se eleva

novamente, atingindo valores acima do especificado (Figura 4). Neste ensaio foi observado

que não houve correlação entre o desgaste da ferramenta com o aumento da rugosidade

(Fonte: Minitab®

Figura 5).



14

Figura 4 - Comportamento dos valores ferramenta de Cerâmica (Ensaio 1)

554943373125191371

4

3

2

In

div

idu

al V

alu

e

_X=2,875

UCL=3,284

LCL=2,466

554943373125191371

0,4

0,2

0,0

Mo

vin

g R

an

ge

__MR=0,1539

UCL=0,5027

LCL=0

6055504540

4

3

2

Observation

Va

lue

s

4,54,03,53,02,52,01,5

USL

USL 4

Specifications

4,53,01,50,0

Within

Overall

Specs

StDev 0,1364

Cp *

Cpk 2,75

PPM 0,00

Within

StDev 0,6224

Pp *

Ppk 0,60

Cpm *

PPM 35354,96

Overall

Rugosidade Ceramica VC=500 F=0.35 AP=0,7

I Chart

Moving Range Chart




Capability Plot

Fonte: Minitab®

Figura 5 - Correlação ferramenta de cerâmica (Ensaio 1)

Fonte: Autores

A Figura 6 apresenta o Ensaio 2 (ferramenta de CBN com parâmetros de corte vc=500 RPM,

f=0,35 e ap=0,7) relacionados a distribuição da rugosidade durante as medições, valores de

Ppk, PPM e desvio padrão.



15

Figura 6 - Resultados ferramenta de CBN (Ensaio 2)

554943373125191371

3,0

2,5

2,0

In

div

idu

al V

alu

e

_X=2,294

UCL=2,739

LCL=1,848

554943373125191371

1,0

0,5

0,0

Mo

vin

g R

an

ge

__MR=0,167

UCL=0,547

LCL=0

6055504540

3,0

2,5

2,0

Observation

Va

lue

s

4,03,63,22,82,42,01,6

USL

USL 4

Specifications

4321

Within

Overall

Specs

StDev 0,1485

Cp *

Cpk 3,83

PPM 0,00

Within

StDev 0,3974

Pp *

Ppk 1,43

Cpm *

PPM 8,75

Overall

Rugosidade CBN (vc = 500 f = 0.35 ap = 0.70)

I Chart

Moving Range Chart




Capability Plot

Fonte: Minitab®

Como pode ser observado, no Ensaio 2 ao usinarmos 60 peças com a mesma aresta chegamos

a uma condição na qual a rugosidade apresenta valor médio de 2,294, com o comportamento

que difere do Ensaio 1, pois inicia com valores crescentes, tem um pico, inicia um período de

queda, assume estabilidade e após um período retorna a subir, mas não assume valores acima

do especificado (Figura 7) não estabelecendo também correlação entre o desgaste da

ferramenta com o aumento da rugosidade (Figura 8).

Figura 7 - Comportamento dos valores ferramenta de CBN (Ensaio 2)

554943373125191371

3,0

2,5

2,0

In

div

idu

al V

alu

e

_X=2,294

UCL=2,739

LCL=1,848

554943373125191371

1,0

0,5

0,0

Mo

vin

g R

an

ge

__MR=0,167

UCL=0,547

LCL=0

6055504540

3,0

2,5

2,0

Observation

Va

lue

s

4,03,63,22,82,42,01,6

USL

USL 4

Specifications

4321

Within

Overall

Specs

StDev 0,1485

Cp *

Cpk 3,83

PPM 0,00

Within

StDev 0,3974

Pp *

Ppk 1,43

Cpm *

PPM 8,75

Overall

Rugosidade CBN VC=500 F=0.35 AP=0,7

I Chart

Moving Range Chart




Capability Plot



16

Fonte: Minitab®

Figura 8 - Correlação ferramenta de CBN (Ensaio 2)

Fonte: Autores

A Figura 9 apresenta os resultados do Ensaio 3 (ferramenta de CBN com parâmetros

usinagem vc=1000 RPM, f=0,40 e ap=0,7) relacionados a distribuição da rugosidade durante

as medições, os valores de Ppk, PPM e desvio padrão.



17

Figura 9 - Resultados ferramenta de CBN (Ensaio 3)

554943373125191371

3

2

1

In

div

idu

al V

alu

e

_X=1,803UCL=2,056

LCL=1,551

554943373125191371

0,4

0,2

0,0

Mo

vin

g R

an

ge

__MR=0,0951

UCL=0,3107

LCL=0

6055504540

2,8

2,4

2,0

Observation

Va

lue

s

3,63,02,41,81,20,6

USL

USL 4

Specifications

3210

Within

Overall

Specs

StDev 0,08431

Cp *

Cpk 8,68

PPM 0,00

Within

StDev 0,5187

Pp *

Ppk 1,41

Cpm *

PPM 11,43

Overall

Rugosidade CBN (vc = 1000 f = 0.40 ap = 0.70)

I Chart

Moving Range Chart




Capability Plot

Fonte: Minitab®

Diferente dos ensaios anteriores pode ser observado que no Ensaio 3 ao ser usinada 60 peças

com a mesma aresta chegou-se a uma condição na qual a rugosidade apresenta valor médio

de 1, 803. Como apresentado na Figura 10, os valores de rugosidade começam baixos e vão

crescendo de acordo com o desgaste da ferramenta, e não assume valores acima do

especificado. Neste caso, como apresentado na Figura 11, ocorre correlação entre o desgaste

da ferramenta com o aumento da rugosidade.

Figura 10 - Comportamento dos valores ferramenta de CBN (Ensaio 3)

554943373125191371

3

2

1

In

div

idu

al V

alu

e

_X=1,803UCL=2,056

LCL=1,551

554943373125191371

0,4

0,2

0,0

Mo

vin

g R

an

ge

__MR=0,0951

UCL=0,3107

LCL=0

6055504540

2,8

2,4

2,0

Observation

Va

lue

s

3,63,02,41,81,20,6

USL

USL 4

Specifications

3210

Within

Overall

Specs

StDev 0,08431

Cp *

Cpk 8,68

PPM 0,00

Within

StDev 0,5187

Pp *

Ppk 1,41

Cpm *

PPM 11,43

Overall

Rugosidade CBN VC=1000 F0.35/0.40 - AP=0,7

I Chart

Moving Range Chart




Capability Plot



18

Fonte: Minitab®

Figura 11 - Correlação ferramenta de CBN (Ensaio 3)

Fonte: Autores

A Tabela 2 apresenta os resultados obtidos nos ensaios realizados.

Tabela 2 – Resultados obtidos

Fonte: Autores

No Ensaio 1 tivemos o índice de capabilidade do processo Ppk de 0,60, o índice de peças não

conforme PPM 35354,96 que corresponde a uma projeção de 0,35% do lote de peças



19

produzidas com a rugosidade acima da tolerância especificada, e a correlação muito fraca de

R² 0,1279. Classificando este processo como não capaz.

O Ensaio 2, apresentou o índice de capabilidade de processo Ppk 1,43, o índice de peças não

conforme PPM 8,75 que projeta 0,00000875% do lote de peças produzidas com a rugosidade

acima da tolerância especificada, e a correlação muito fraca de R² 0,0005. De acordo com

estes dados podemos classificar este processo como capaz, porem sem nenhuma correlação

entre o aumento da rugosidade com o desgaste da ferramenta.

Já para o Ensaio 3, o índice de capabilidade do processo atingido foi um Ppk 1,41 e o índice de

peças não conforme foi PPM 11,43 que é uma projeção de 0,00001143% do de peças

produzidas em um lote acima da tolerância especificada. Com o melhor índice de correlação

R² 0,9478 podemos sem ressalvas classificar este processo como capaz.

5. Considerações Finais

De acordo com os dados apresentados, pode-se definir que para as características do processo

de usinagem da Empresa estudada, a escolha de ferramentas de CBN tem melhor

comportamento em relação à cerâmica baseado em seu desempenho no que diz respeito a:

Número de peças por aresta; Estabilidade em relação à rugosidade mantendo a média abaixo

da tolerância; Melhores índices de capabilidade do processo e desempenho como Ppk e PPM;

Correlação entre o desgaste da ferramenta e aumento da rugosidade.

Todas estas características formam um conjunto de informações que possibilita a Empresa

definir o melhor processo de usinagem a ser utilizado, visando o aumento de produtividade e

confiabilidade do seu processo.

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