Análise da eficiência do processo de usinagem por hidroerosão sem renovação de partículas abrasivas

O tempo de ciclo da usinagem por hidroerosão aumenta após longos períodos de uso do fluido erosivo sem renovação de partículas, o que caracteriza uma redução da eficiência do processo. Esta redução pode ser avaliada por alterações das fases sólida e líquida que compõem o fluido erosivo. Neste trabalho os indicadores de eficiência do processo foram obtidos para um período de 150 horas de usinagem para arredondamento da seção de entrada de canais internos de bicos injetores, sem renovação de partículas. Para este intervalo foram determinadas as distribuições de tamanho das partículas de B4C, concentrações volumétricas de sólidos, viscosidades e densidades do fluido. As partículas foram também caracterizadas quanto à geometria utilizando um programa computacional desenvolvido no Matlab. Após 150 horas de uso o processo teve sua eficiência reduzida em 20%, sendo a redução atribuída à redução de 28% da concentração volumétrica de sólidos, ao aumento de particulado fino presente no fluido erosivo e redução de 50% da viscosidade do fluido. As interações hidrodinâmicas entre partículas e fluido foram caracterizadas pelo momento de equilíbrio, parâmetro utilizado para caracterizar o nível de acoplamento entre partícula e fluido e a eficiência do impacto. No final do período avaliado houve redução de aproximadamente 30% do volume de partículas com alto acoplamento com o fluido, com impacto negativo para a eficiência do processo. O período de 70 horas em que a redução da eficiência do processo não ultrapassou 5% pode ser utilizado como referência para tempo máximo de produção sem adição de abrasivos.The hydroerosive grinding cycle time increases after long-term use of erosive media without particle reload, thus characterizing the reduction of process efficiency. Modifications on solid and liquid phases contribute for this reduction. In this work the process efficiency indicators were obtained from a 150 hours production period without particle reload. The production consists of diesel injection nozzles inlet rounding by hydroerosive grinding. For this period the B4C particle size distribution, solid volume fraction, fluid viscosity and density were obtained. Particle shape factors were obtained by a computational routine using Matlab. After 150 hours the process efficiency was reduced by 20% and this reduction can be attributed to 28% decrease of solid volume fraction, to fine particles increase and to the 50% reduction in fluid viscosity. The hydrodynamic interactions between particles and fluid were characterized by the particle momentum equilibrium number. This parameter is used to classify the particle-fluid coupling, thus the impact efficiency. At the end of the monitored period the volume of particles classified as high coupling was reduced by approximately 30% and this represents negative impact for the process efficiency. The efficiency loss did not exceed 5% for the first 70 hour of production, and then this value could be used as reference for the maximum run period without particle reload