Grinding of AISI 4340 steel with interrupted cutting by aluminum oxide grinding wheel

Abstract

There has been a great advance in the grinding process by the development of dressing, lubri-refrigeration and other methods. Nevertheless, all of these advances were gained only for continuous cutting; in other words, the ground workpiece profile remains unchanged. Hence, it becomes necessary to study grinding process using intermittent cutting (grooved workpiece – discontinuous cutting), as little or no knowledge and studies have been developed for this purpose, since there is nothing found in formal literature, except for grooved grinding wheels. During the grinding process, heat generated in the cutting zone is extremely high. Therefore, plenty of cutting fluids are essential to cool not only the workpiece but also the grinding wheel, improving the grinding process. In this paper, grinding trials were performed using a conventional aluminum oxide grinding wheel, testing samples made of AISI 4340 steel quenched and tempered with 2, 6, and 12 grooves. The cylindrical plunge grinding was performed by rotating the workpiece on the grinding wheel. This plunge movement was made at three different speeds. From the obtained results, it can be observed that roughness tended to increase for testing sample with the same number of grooves, as rotation speed increased. Roundness error also tended to increase as the speed rotation process got higher for testing the sample with the same number of grooves. Grinding wheel wear enhanced as rotation speed and number of grooves increased. Power consumed by the grinding machine was inversely proportional to the number of grooves. Subsuperficial microhardness had no significant change. Micrographs reveal an optimal machining operation as there was no significant damage on the machined surface.

No processo de retificação, muito já se avançou com o desenvolvimento de mé- todos de dressagem de rebolos, de lubrirefrigeração e de outros mais. Todavia, todos esses progressos foram conseguidos apenas no que diz respeito ao corte contínuo, ou seja, o perfil da peça retificada não sofre descontinuidade alguma. Nesse sentido, torna-se necessário o estudo do processo de retificação por corte intermitente (peça com ranhuras – corte descontínuo), pois pouco ou, mesmo, nenhum conhecimento e/ou estudo foi desenvolvido com esse enfoque, visto que não é encontrado material algum na literatura formal, salvo aqueles em que o rebolo é o detentor das ranhuras. Na retificação, o calor gerado na zona de corte é extremamente elevado. Dessa forma, o uso de fluidos de corte é indispensável para que seja possível refrigerar, tanto a peça, quanto o rebolo e propiciar melhorias na operação de corte, sendo o mais comum a utilização de fluido em abundância, tendo em vista que os agentes de arrefecimento e lubrificação são capazes de proporcionar uma retificação mais eficiente. Os ensaios foram realizados com um rebolo convencional de óxido de alúmínio, retificando corpos-de-prova confeccionados com aço ABNT 4340 temperado e revenido com 2, 6 e 12 ranhuras. A operação cilíndrica utilizada foi de mergulho, ou seja, o rebolo avança sobre a peça em movimento de rotação. Esse avanço é realizado com três velocidades distintas. Dos resultados obtidos, pode-se observar que a rugosidade tendeu a aumentar, para CP’s com mesmo número de ranhuras, conforme foi aumentada a velocidade de mergulho. Os erros de circularidade, assim como a rugosidade, também tenderam a aumentar com o aumento da velocidade de mergulho, para CP’s com mesmo número de ranhuras. O desgaste do rebolo tendeu a aumentar conforme aumentados a velocidade de mergulho e o número de ranhuras. A potência consumida pela retificadora foi inversamente proporcional ao número de ranhuras. A microdureza subsuperficial não provocou alteração significativa. E as micrografias revelaram que a usinagem foi satisfatória, pois não houve danos significativos à superficie usinada.