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A definição para o conjunto de alterações que ocorrem na superfície de peças, devido à ação de ferramentas de corte ou outros processos de fabricação, é denominado integridade superficial. Várias são as propostas para a avaliação destas condições superficiais e, além das avaliações dimensionais e das medições de desvios de forma e de posição das peças usinadas, denominados desvios macrogeométricos, deve-se efetuar a medição dos desvios denominados microgeométricos, que normalmente é feita por meio de

rugosímetros ou de perfilômetros. A medição miorogeométrioa mais usual é a da rugosidade, que é a medição das maroas resultantes do prooesso de fabricação, tais oomo ranhuras, suloos, estrias, esoamas e orateras e estas, por sua vez, são resultado de maroas de ferramenta durante o avanço ou posicionamento da peça no prooesso de usinagem. Existe também a formação de estrias ou esoamas na usinagem durante a retirada do oavaoo. Todas estas irregularidades na superfície podem produzir miorotrinoas, que são nuoleadas na superfície do material e podem ser formadoras de trinoas que tenderão a se expandir. A fadiga dos metais pode levar à fratura, que ooorre nos materiais metálicos submetidos a esforço cíclico ou intermitente em tensões muito abaixo da tensão de escoamento. Assim, a existência de irregularidades na superfície favorece a nuoleação de um número maior de miorotrinoas, aumentando a possibilidade de uma delas propagar-se e provocar o rompimento da peça. Estima-se que a fadiga seja responsável por cerca de 90% das falhas mecânicas catastróficas em componentes observadas na indústria (Gu im a r ã e s, i999).

BECZE et al. (2000) analisaram a influência da superfície gerada no fresamento de cavidades, tomando para tal um padrão tridimensional em forma de concha para os experimentos, e concluíram que, mesmo utilizando os mesmos parâmetros de corte e com a utilização de uma fresa de ponta esférica de metal duro revestido, ao se usinar o aço AISI D2, os valores de rugosidade variavam entre Ra = 0,25 pm, para regiões mais planas do corpo de prova, até Ra = 1,25 pm para as partes mais inclinadas. Tal efeito se deve à vibração presente no prooesso, em função dos efeitos dinâmicos da máquina. Curiosamente, as ferramentas com as arestas de corte mais gastas, produziram superfícies com valores ligeiramente menores que as ferramentas novas. Outra explicação para o aumento da rugosidade na usinagem das superfícies inclinadas, utilizando-se ferramentas com ponta esférica, se dá pela formação de protuberâncias entre os passes da ferramenta, que aumentam à medida que o ângulo de inclinação cresce (TOM, 2005).

Groover (2001), apud Valdéz (2008) indicou que a importância do estudo da integridade superficial deve-se aos seguintes fatores:

• Razões estéticas: superfícies polidas, livre de riscos e falhas são preferíveis para impressionar o consumidor;

• Aspecto de segurança; • Atrito;

• Propriedades mecânicas e físicas: falhas ou fendas podem ser concentradores de tensão;

Assim mesmo, Groover (2001) manifesta que a análise da integridade superficial deve ser empregada nos processos de manufatura onde as peças produzidas serão altamente solicitadas, envolvendo altos custos, indicação da previsão do tempo de vida em serviço da peça, e segurar a vida humana. A Tabela 2.1 mostra as mudanças superficiais e sub superficiais atribuídas às diferentes formas de energia aplicadas na fabricação de peças. Tabela 2.1 - Mudanças superficiais devido à energia aplicada durante a fabricação de peças

Formas de Energia

Possíveis alterações ou danos

Mecânica

• Tensões residuais superficiais

• Trincas: microscópicas e macroscópicas • Deformações plásticas

• Falhas, dobras, ou sulcos

• Vazios ou inclusões introduzidos mecanicamente • Variação na dureza (encruamento)

Térmica

• Mudanças metalúrgicas (recristalização, mudança de fase na superfície, mudança do tamanho de grão)

• Resolidificação do material • Mudança na dureza

Química

• Ataque intergranular • Contaminação química

• Absorção de certos elementos tais como o H e o Cl na superfície do material

• Corrosão

• T ensão de corrosão

• Dissolução de microconstituintes Elétrica

• Mudança de condutividade elétrica • Mudança de comportamento magnético

• Crateras produzidas por pequenos curtos circuitos resultantes de técnicas elétricas

Atualmente muitas indústrias utilizam a usinagem como processo de fabricação dos componentes que produzem, dos quais vários exercem funções de extrema importância, pelo fato do perigo que uma eventual falha pode ocasionar. Por exemplo, isso se observa em componentes mecânicos usados na indústria aeronáutica, onde qualquer pane de um equipamento do sistema que exige extrema confiabilidade pode provocar grandes desastres. Sabe-se que os processos que constituem a usinagem convencional são basicamente processos termomecânicos, nesses processos quase todo o trabalho mecânico é convertido em calor. Segundo Diniz et al. (2000) e Machado et al. (2011) são três as grandes regiões geradoras de calor na peça que se usina: zona primária, secundária e

terciária. A zona primária, onde ocorre a deformação e a separação do cavaco, é a principal geradora de calor. A segunda zona geradora de calor é a zona secundária, gera-se devido ao atrito do cavaco com a superfície de saída da ferramenta; e a última é a zona terciária, onde se produz calor devido às deformações superficiais da peça e seu atrito com a superfície de folga da ferramenta. O calor dissipado para o cavaco, a peça e a ferramenta varia segundo o tipo de material da peça e da ferramenta, dos parâmetros de corte usados e do tipo de lubrificação-refrigeração utilizado. Hioki (2006) indicou que as alterações na integridade superficial das superfícies usinadas por esses processos, são a somatória dos efeitos térmicos e mecânicos, provenientes das zonas primária, secundária e terciária, mostrados esquematicamente através da Fig. 2.14.

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_______ Efeitos______