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Estudo da temperatura de corte no torneamento de um aço AISI D6 com ferramenta de metal duro.
No full textPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.As altas temperaturas alcançadas na usinagem de aços endurecidos geram custos elevados ao processo, principalmente, no que tange aos problemas relacionados com os desgastes sofridos pela ferramenta de corte que influenciam tanto a viabilidade econômica como a performance de produção, em contrapartida facilita a usinagem de materiais de baixa usinabilidade como os aços endurecidos. O objetivo do trabalho é analisar o comportamento da temperatura na interface cavaco-ferramenta, através do método termopar ferramenta/peça. Para entender as máximas temperaturas alcançadas será medida a temperatura de interface cavaco/ferramenta, os parâmetros de corte que serão variados são velocidade de corte, avanço, profundidade de corte, ângulo de saída e estado de afiação. O material da peça é um aço AISI D6 temperado com dureza média de 780 HV, o que o classifica como um material extremamente difícil de ser usinado. O material tem entre as suas principais aplicações matrizes de corte e de estampagem, devido a sua enorme estabilidade dimensional. Como resultado, será obtido um maior entendimento das temperaturas médias de usinagem na interface cavaco-ferramenta envolvidas em um material com dureza tão elevada, cita-se a influência da alteração do ângulo de saída negativo (-5°) que fez com que a temperatura aumentasse em virtude da necessidade de maior força e potência de usinagem. Os comportamentos das temperaturas de corte foram efetivamente influenciados de acordo com a alteração dos parâmetros, principalmente, a velocidade de corte que gerou uma variação de 204°C em relação à condição inicial dos ensaios. Observou-se também que a temperatura de corte tende a cair na proporção que a ferramenta começa a se desgastar e falhar.The high temperatures achieved in the machining of hardened steels generate high costs to the process, especially about the problems related to the wear suffered by the cutting tool that influence both economic viability and production performance, in return facilitates the machining of low machinability materials such as hardened steels. The objective of this work is to analyze the temperature behavior in the tool chip interface, through the thermocouple tool/part method. To understand the maximum temperatures reached, since the chip/tool interface temperature, the cutting parameters that will be varied are cutting speed, feed, depth of cut, rake angle and wear stage. The part material is a hardened AISI D6 steel with an average hardness of 780 HV, which classifies it as an extremely difficult material to cut. The material has among its main applications cutting and stamping dies, due to its enormous dimensional stability. As a result, a greater understanding of the average machining temperatures at the chip-tool interface involved in a material with such high hardness will be obtained, citing the influence of changing the negative rake angle (-5°) which made the temperature increased due to the need for greater strength and machining power. The behavior of the cutting temperatures was effectively influenced according to the change of the parameters, mainly, the cutting speed that generated a variation of 204°C in relation to the initial condition of the tests. It was also observed that the cutting temperature tends to drop in proportion as the tool begins to wear out and fail
Experimental inquiry on chip formation in the machining of ABNT 1045 steel and nodular casting iron
No full textThe chip formation is influenced by several cut parameters which also affect
the forces, tensions, powers and temperatures generated during the machining
process. Although they have been studied for more than 100 years, still today, the
involved mechanisms of deformation are not totally know, due to the fact that the chip
formation involves high temperatures and high levels of deformation. This research
aims at studying the basic process of chip formation, as well as the influence of the
main cut parameters such as cutting speed, feed rate, cutting fluid, tool coating and
machined material, besides determining the force of residual cut for ABNT 1045
steel. The inquiry was based on the classification of the chips concerning their type
and form, thicknesses values, shear angles, stresses degree and in the monitoring of
the cutting forces. Micrographs and measurement of the chips microhardness were
made in order to achieve a detailed structural analysis.
The results found have shown that the parameters and analyzed conditions
really influenced the formation of the chips, being the feed rate more significant than
the cutting speed. The tool coating and the cutting fluid had a great influence on the
chip formation as well as on the cutting forces during the machining of ABNT 1045
steel and nodular casting iron. The residual cutting force for the ABNT 1045 steel
varied between 45 N and 52N.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorMestre em Engenharia MecânicaA formação do cavaco é influenciada por vários parâmetros de corte que
afetam também as forças, tensões, potências e temperaturas geradas durante a
usinagem. Apesar de ser estudado a mais de 100 anos, ainda hoje os mecanismos
de deformação envolvidos não são totalmente conhecidos. Isto se deve ao fato da
formação do cavaco envolver grandes temperaturas e altíssimas taxas de
deformação. Este trabalho pretende estudar o processo básico de formação do
cavaco bem como a influência dos principais parâmetros de corte, tais como
velocidade de corte, avanço, fluído de corte , revestimento da ferramenta e material
usinado, além de determinar a força de corte residual para o aço ABNT 1045. A
investigação foi baseada na classificação dos cavacos quanto ao seu tipo e forma,
valores das espessuras, dos ângulos de cisalhamento, grau de recalque e no
monitoramento das forças de corte. Foram feitas micrografias e medição da
microdureza dos cavacos para uma análise estrutural mais detalhada.
Os resultados encontrados através dos experimentos mostraram que os
parâmetros e condições analisadas realmente influenciam na formação dos cavacos,
sendo que o avanço foi mais significativo que a velocidade. O revestimento e o fluído
tiveram grande influência tanto na formação do cavaco como nas forças de corte
durante a usinagem do aço ABNT 1045 e do ferro fundido nodular. A força de corte
residual para o aço ABNT 1045 variou entre 45 N e 52N
Desgaste da ferramenta e integridade superficial no microfresamento da liga de Titânio Ti-6al-4v
No full textAmong the manufacturing processes, micro-machining is one of the most precise, allowing the manufacture of extremely small and useful parts for the current market, especially for those sectors that require small and low weight artifacts, as well as very low failure rates. Even though it still needs improvement, micro-machining is capable of processing several varieties of metals and their alloys, composites, polymers and ceramics. Also, through this process, it is possible to obtain exact dimensions and narrow tolerances. Thus, this work has as main objective to evaluate the influence of the feed rate on tool life and surface integrity when micro-milling Ti-6Al-4V titanium alloy using 254 μm uncoated carbide tools. The feed rate was the only parameter evaluated, the others were kept constant for all the experiments. The surface integrity was evaluated by the formation of burrs. The height of the burrs formed during the micro-milling was measured. In addition, an analysis of the machined surface was carried out in the scanning electron microscope (SEM). The wear of the tools was evaluated through SEM images, and a qualitative analysis was carried out, comparing the tools before and after the machining, as well as comparing the tools for all the cutting conditions used. It has been observed that the burrs are smaller when the feed rate increases, but the wear of the tool increases, affecting useful life. In addition, it was noticed that the burrs formed at the down-milling side were shorter than the burr at the up-milling side of the slots.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoTrabalho de Conclusão de Curso (Graduação)Dentre os diversos processos de fabricação, a microusinagem é um dos mais precisos, permitindo a fabricação de peças extremamente pequenas e úteis para o mercado atual, principalmente para aqueles setores que exigem artefatos de pequenas dimensões e baixo peso, além de taxas de falhas baixíssimas. Mesmo que ainda careça de melhorias, a microusinagem é capaz de processar diversas variedades de metais e suas ligas, compósitos, polímeros e cerâmicas. Também, através deste processo, é possível obter dimensões exatas e tolerâncias estreitas. Sendo assim, este trabalho tem como principal objetivo avaliar a influência da velocidade de avanço na vida da ferramenta e na integridade superficial da liga de titânio Ti-6Al-4V no processo de microfresamento utilizando ferramentas de metal duro de diâmetro 254 μm sem revestimento. Dos parâmetros de corte, apenas a velocidade de avanço foi variada, os demais foram mantidos constantes para todos os experimentos. A integridade superficial foi avaliada através da formação de rebarbas, sendo que foi medido a altura das rebarbas formadas durante o microfresamento, além disto foi feito uma análise da superfície usinada no microscópio eletrônico de varredura (MEV). Já o desgaste das ferramentas foi avaliado através de imagens feitas no MEV, sendo realizada uma análise qualitativa, comparando as fresas antes e depois do procedimento, bem como comparando entre as diferentes condições de corte. Observou-se que ao aumentar a velocidade de avanço as rebarbas formadas no canal usinado se tornam menores, porém o desgaste da ferramenta aumenta, influenciando a vida útil. Além disso, notou-se que o lado do canal formado pelo fresamento concordante apresentou melhor qualidade
Influence of the secondary position angle of the tool, nose radius and lubrication when machining in the presence of a cutting edge
No full textThis work investigates the influence of tool end cutting edge angle and tool nose radius on surface finish of AISI 1045 steel machined under built-up edge conditions. Surface roughness was evaluated measuring the Ra parameter and analysis of the geometry of the machined surface was carried out in the scanning electron microscope. To assist this work, the three main machining forces components were measured during cutting using a Kistler piezoelectric dynamometer. High speed Steel tools with the same substrate composition and geometry but varying end cutting edge angle, between 1° to 45°, were used. To study the effect of tool nose radius it was used three coated cemented Carbide tools from class ISO P25 with same geometry but different tool nose radius (0,4mm. 0,8mm and 1,2mm). Ra measurement and scanning electron microscope analysis showed that improved surface finish can be achieved by reducing the end cutting edge angle. The effect of a neat oil lubricant with EP additives applied at very low rate (12 ml/min) was also studied. The lubricant improved surface finish and its effect depends on the end cutting edge angle. The effects of this angle and the very low volume of lubricant suggest a mechanism of lubrication where the oil does not need to penetrate into the chip tool interface avoiding built up edge formation to improve surface finish. The lubricant acts on the machined surface close to the tool nose radius.Dissertação (Mestrado)Este trabalho analisa a influência do ângulo de posição secundário (x’r) e do raio de ponta (rs) da ferramenta de corte sobre o acabamento superficial de peças de aço ABNT 1045, torneadas em condições de usinagem propícias à formação de aresta postiça de corte (APC). Neste trabalho também foi analisado o efeito da aplicação de um pequeno volume de fluido de corte por gotejamento (vazão - 12ml/min), sobre o acabamento superficial. O estudo da influência destas variáveis sobre o acabamento superficial foi feito através da medida do parâmetro Ra da superfície usinada e da análise de amostras destas superfícies em um microscópio eletrônico de varredura (MEV). Para auxiliar neste estudo, foram medidas as forças de corte (Fc), de avanço (Ff) e passiva (Fp), utilizando-se um dinamômetroKistler 9265B. Para verificar a influência do ângulo %’r sobre o acabamento da superfície usinada, foram utilizadas ferramentas de aço-rápido cujas cunhas cortantes possuíam a mesma geometria (a0=5°,y0=50, Às=0°, Xr= 45°), diferenciando-se apenas nos valores de x’r que variou de 1° à 45° . Na verificação da influência do re, foram utilizadas três patilhas de metal duro da classe P25 revestidas com TIC e TIN (a0=110,y0=60, Xs=0°, Xr=60°, x ’r=60°) com re igual a 0,4mm, 0,8mm e 1,2mm. Os resultados mostraram que o uso de fluido de corte, gotejado sobre a superfície da peça próximo a ponta da ferramenta, tende a melhorar o acabamento da peça em termos de Ra. Todavia esta melhora se dá de maneira muito mais acentuada para pequenos/r ( 1° à 5°) e para as ferramentas com raios de ponta. A forma de aplicação do fluido e o pequeno volume utilizado sugerem um mecanismo de lubrificação onde o fluido de corte melhora o acabamento sem, contudo, penetrar na interface cavaco-ferramenta e eliminar a APC. As análises feitas no MEV permitiram a identificação de partículas de APC, comprimidas entre a superfície secundária de folga da ferramenta e a superfície da peça em usinagem secundária. Neste sentido o fluido de corte em pequeno volume lubrifica a superfície recém usinada da peça evitando ou diminuindo a aderência destas partículas sobre a superfície e, conseqüentemente, melhorando o seu acabamento
Memorial para Promoção à Classe de Professor Titular da Profa Rosenda Valdés Arencibia
No full textPesquisa sem auxílio de agências de fomentoO presente Memorial descreve a trajetória da carreira profissional da professora Rosenda Valdés Arencibia. Este documento foi elaborado tomando como base a RESOLUÇÃO No 03/2017, do Conselho Diretor (CONDIR) da Universidade Federal de Uberlândia (UFU), que regulamenta a avaliação docente no que se refere à Progressão, à Promoção e à Aceleração da Promoção nas Carreiras de Magistérios Superior e de Ensino Básico, Técnico e Tecnológico do Pessoal Docente da Universidade Federal de Uberlândia, via avaliação de desempenho. De forma resumida são abordadas as atividades desenvolvidas ao longo da minha trajetória no Ensino, na Pesquisa, na Extensão e na Gestão nesta ordem de contribuição. Com nacionalidade cubana e formada em Cuba em Engenharia em Construção de Maquinárias em 1994, cheguei ao Brasil em fevereiro de 1997 para cursar mestrado na Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo (EESC-USP). Obtive o título de mestre em abril de 1999. De março de 1999 a abril de 2023 cursei o doutorado. De abril de 2003 a março de 2025 cursei um pós-doutorado, também na EESC-USP e em abril de 2005 iniciei um segundo pós-doutorado na Universidade Estadual de Campinas (UNICAMP). De 2005 a 2008 coordenei um projeto de pesquisa financiado pela Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) no âmbito do Pesquisa Inovativa em Pequenas Empresas (PIPE). Em 31 de julho de 2008, após participar de um concurso público, ingressei na Faculdade de Engenharia Mecânica FEMEC/UFU como professor Adjunto Nível 1. Desde então, tenho ministrado as disciplinas Metrologia e Desenho Técnico na graduação e Tópicos Especiais em Metrologia e em Incerteza (Método de Monte Carlo) na pós-graduação. No período em foco, orientei 21 Projetos de Fim de Curso (PFCs), 21 Iniciações Científicas (ICs), 29 dissertações de mestrado e 4 teses de doutorado. Coorientei 4 dissertações de mestrado além de 1 tese de doutorado. Participei de 38 bancas de PFCs, 29 bancas de Mestrado, 18 qualificações de Doutorado e 16 defesas de Doutorado. Publiquei 48 artigos em periódicos, 75 artigos em congressos nacionais e internacionais, 7 capítulos de livro, 1 livro e 3 apostilas didáticas. 1 Patente foi depositada e 3 programas de computador registrados. Coordenei 4 Projeto de Pesquisa, 2 de Ensino e 7 de Extensão e participei da equipe de 11 Projetos de Pesquisa. Recebi 13 Prêmios ou Reconhecimentos. Contribuí para a criação do Laboratório de Ensino em Metrologia (LEMETRO) do qual sou coordenadora. Atuei como membro do Núcleo Docente Estruturante (NDE) do curso de Engenharia Aeronáutica. Atuo como Editora Associada da IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement e como revisora para 14 periódicos. Sou membro do 2025 IEEE Joseph F. Keithley Award in Instrumentation & Measurement Committee. Espero que os fatos descritos contribuam para alcançar a Promoção à Classe de Professor Titular da UFU
Avaliação do efeito do revestimento TiN em ferramenta de metal duro no torneamento de aço 1050
No full textThis work presents an analysis of the machinability of the AISI 1050 Carbon Steel machining, varying the cutting speed, in carbide tools with and without TiN coating, advance of 0.1 mm/rev, depth of cut 2.0 mm and travel of advance 15 mm. The average force, acquired with Piezoeletric platform Dynamometer, was higher with the TiN coated tool in most of the graph. The degree of repression was predominantly higher for the uncoated tool. The average roughness of the workpiece machined with the uncoated tool is greater than with the coated tool, acquired with a digital rugosimeter. The graphs and images made with Scanning Electron Microscope showed that in the 30 m/min uncoated test and the 40 m/min coated test there was an incidence of built up edge. At the speed of 60 m/min for the coated tool still had built up edge. However, at 60 m/min without coating there was no more built up edge. Thus, with the coating, the built up edge was more present than uncoated. Marks due to machine vibration and tool wear were found on the top surface images of the chip sample of the cutting speed condition 60 m/min and tool without TiN coating.This sample was mounted with plastic putty, sanded, polished and attacked with 2% Nital acid and its analyzed microstructure. It was concluded that the coated tool, although presenting more built up edge, presented more advantages in the process, because the machined part had superior surface finish.Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação)Este trabalho apresenta uma análise do usinabilidade de aço 1050, variando a velocidade de corte, em ferramentas de metal duro com e sem revestimento de TiN, avanço de 0,1 mm/rev, profundidade de corte 2,0 mm e percurso de avanço 15 mm. A força média, adquirida com Dinamômetro plataforma piezoelétrica, foi maior com a ferramenta com revestimento TiN na maior parte do gráfico. O grau de recalque foi predominantemente maior para a ferramenta sem revestimento. A rugosidade média da peça usinada com a ferramenta sem revestimento é maior do que com a ferramenta com revestimento, adquirida com rugosímetro digital. Os gráficos e as imagens feitas com Microscópio Eletrônico de Varredura, mostraram que no teste de 30 m/min sem revestimento e no teste de 40 m/min com revestimento houve incidência de aresta postiça de corte (APC). Na velocidade de 60 m/min para a ferramenta com revestimento ainda tinha aresta postiça de corte. Porém, na velocidade de 60 m/min sem revestimento já não havia mais aresta postiça de corte. Assim, com o revestimento, a aresta postiça de corte esteve mais presente do que sem revestimento. Marcas decorrentes de vibração da máquina e desgaste da ferramenta foram encontradas nas imagens da superfície superior da amostra de cavaco da condição de velocidade de corte 60 m/min e ferramenta sem revestimento TiN. Essa amostra foi embutida com massa plástica, lixada, polida e atacada com ácido Nital 2% e sua microestrutura analisada. Conclui-se que a ferramenta com revestimento, apesar de apresentar mais aresta postiça de corte, apresentou mais vantagens no processo, pois a peça usinada teve melhor acabamento superficial
Efeito do ângulo de saída na temperatura obtida pelo método termopar-ferramenta-peça no torneamento da liga TI-6AL-4V.
No full textPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.O titânio e suas ligas são amplamente reconhecidos pelas suas excelentes propriedades
físicas, incluindo uma elevada resistência mecânica em relação à sua baixa densidade, além de
manter essa resistência mesmo em altas temperaturas, e sua notável resistência à corrosão. No
entanto, a usinagem desses materiais é desafiadora devido a suas características de difícil
usinabilidade. Por esse motivo, o estudo da usinabilidade das ligas de titânio, como a liga Ti-
6Al-4V, desempenha um papel crucial na compreensão do desgaste da ferramenta, que é
acelerado pelas altas temperaturas atingidas na interface cavaco-ferramenta. A geometria da
ferramenta de corte é essencial na usinagem, afetando calor, eficiência, qualidade e vida útil
das ferramentas, bem como a precisão das peças usinadas. Dois parâmetros críticos na
geometria da ferramenta de corte são o ângulo de saída e o ângulo de folga. O ângulo de saída
influencia a dissipação de calor e o controle de temperatura na zona de corte, enquanto o ângulo
de folga é essencial para reduzir o atrito entre a ferramenta e o material usinado, evitando o
superaquecimento da ferramenta de corte e melhorando a qualidade da usinagem. Esse trabalho
tem como objetivo principal medir a temperatura da interface cavaco-ferramenta durante o
processo de torneamento da liga de titânio Ti-6Al-4V, utilizando o método termopar
ferramenta-peça. Além disso, investigar o impacto da velocidade de corte, bem como os efeitos
dos ângulos de saída e de folga da ferramenta de corte na usinagem da liga. Os resultados
obtidos revelam que, de maneira geral, o aumento da velocidade de corte resulta em um
aumento correspondente da temperatura gerada na interface cavaco-ferramenta. Além disso, o
estudo demonstrou que o aumento do ângulo de saída da ferramenta de corte está associado a
uma redução da temperatura de usinagem. Por outro lado, a análise do efeito do ângulo de folga
identificou algum impacto do ângulo de folga na temperatura da interface cavaco-ferramenta.
Finalmente, uma combinação ideal de ângulo de folga e ângulo de saída foi encontrada para
minimizar a geração de calor na interface cavaco-ferramenta em todas as faixas de velocidade
de corte, destacando-se como a configuração mais eficaz nos testes realizados.Titanium and its alloys are widely recognized for their excellent physical properties,
including high mechanical strength relative to their low density, the ability to maintain this
strength even at high temperatures, and remarkable corrosion resistance. However, machining
these materials is challenging due to their difficult machinability characteristics. For this reason,
the study of the machinability of titanium alloys, such as Ti-6Al-4V, plays a crucial role in
understanding tool wear, which is accelerated by the high temperatures reached at the chip-tool
interface. The geometry of the cutting tool is essential in machining, impacting heat generation,
efficiency, quality, tool lifespan, and the precision of machined parts. Two critical parameters
in cutting tool geometry are the rake angle and clearance angle. The rake angle influences heat
dissipation and temperature control in the cutting zone, while the clearance angle angle is
essential for reducing friction between the tool and the workpiece, preventing tool overheating,
and improving machining quality. The main objective of this work is to measure the
temperature at the chip-tool interface during the turning process of the titanium alloy Ti-6Al-
4V, using the thermocouple tool-workpiece method. Furthermore, the study aims to investigate
the impact of cutting speed and the effects of rake and clearance angle of the cutting tool on the
machining of the alloy. The results obtained generally reveal that an increase in cutting speed
leads to a corresponding increase in the generated temperature at the chip-tool interface.
Additionally, the study demonstrates that an increase in the rake angle of the cutting tool is
associated with a reduction in machining temperature. On the other hand, the analysis of the
clearance angle effect identified some impact on the temperature at the chip-tool interface.
Finally, an optimal combination of rake and relief angles was found to minimize heat generation
at the chip-tool interface across all cutting speed ranges, standing out as the most effective
configuration in the conducted tests
Construction of a calorimeter for the drilling process
No full textThis study aims to measure and analyze the variation of temperature and cutting forces in a drilling process, establish the relationship between the energy involved in the whole process and heat generated. For this, the present study has designed and built a calorimeter, made of PVC and Technyl, to facilitate the study. After construction of the calorimeter, thermocouples were used conventional K-type, coupled to the equipment Agilent, which is instructed to make acquisition of the temperature variation at the time of drilling. For measurement of the shear stress, it used a rotational Kistler dynamometer. It used specimens cast gray iron and high-speed steel drill, with a diameter of 10.0mm (φ = 10.0mm). The variation of heat generated as well as the variation of torque observed at the time of drilling were presented in graphs and discussed as the proposed mathematical calculations.Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisMestre em Engenharia MecânicaO presente trabalho busca medir e analisar a variação de temperatura e os esforços de corte em um processo de furação e, estabelecer a relação entre a energia envolvida em todo processo e calor gerado. Para isso, apresente pesquisa projetou e construiu um calorímetro, feito de PVC e Technyl, para viabilizar o estudo em questão. Após a construção do calorímetro, foram usados termopares convencionais do tipo K, acoplados ao equipamento Agilent, que se encarregaram de fazer a aquisição da variação ao da temperatura no momento da furação. Para a medição dos esforços de corte, foi utilizado um dinamômetro rotacional Kistler. Foram utilizados corpos de prova de ferro fundido cinzento e broca de aço rápido, com diâmetro de 10,0mm (φ = 10,0mm). A variação do calor gerado bem como a variação do torque observados no momento da furação foram apresentados em gráficos e discutidos conforme os cálculos matemáticos propostos
Investigation of the usability of duplex stainless steel UNS 32205 in micromilling
No full textThe increasing demand for products requiring increasingly smaller components drives the development of micromachining, which is considered to be highly necessary for technological advances in the field of mechanical engineering. In this context, micromilling is a viable alternative for the manufacture of these microcomponents, allowing the machining of complex geometries in various materials such as: metals and alloys, composites, polymers, ceramics and some stainless steels, the latter of which arouse great interest for the industry due to its characteristic of great resistance to corrosion and oxidation. However, adapting the knowledge of milling of stainless steels on a conventional scale to the microscale requires an understanding of the specific phenomena that arise with the reduction of operations. Considering this context, this work has as main objective the investigation of the machinability of duplex stainless steel UNS S32205 in the micromilling operation. For that, tests were made to manufacture microchannels, using a 4-axis CNC micromill machine tool, with maximum spindle rotation of 60 000 rpm and resolution of 0.1 μm, using 200 µm and 400 µm diameter tools. From the experimental data, it was investigated the evolution of tool wear, the forms and mechanisms of tool wear, burr formation, machined surface quality, surface roughness and chip formation. The results show that the tool with diameter 200 µm presented an excellent performance in relation to the machined length, however the increased cutting speed led to excessive wear and high burrs. In the machining tests using tools with diameter 400 µm, the wear and height of the burrs was attenuated through the use of cutting fluid. Finally, the tools with the largest diameter presented minor burrs when compared to the smaller diameter, forming continuous chips, in addition to presenting a lower chip thickness ratio of the chips.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorCNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoFAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas GeraisDissertação (Mestrado)O aumento crescente da procura por produtos que necessitam de componentes cada vez menores impulsiona o desenvolvimento da microusinagem, considerada altamente necessária para os avanços tecnológicos na área metal mecânica. Neste contexto, o microfresamento é uma alternativa viável para a fabricação destes microcomponentes, permitindo a usinagem de geometrias complexas em diversos materiais tais como: metais e ligas, compósitos, polímeros, cerâmicas e alguns aços inoxidáveis, sendo que estes últimos despertam grande interesse para a indústria devido à sua característica de grande resistência à corrosão e à oxidação. No entanto, adaptar o conhecimento do fresamento de aços inoxidáveis em escala convencional para a microescala exige o entendimento dos fenômenos específicos que surgem com a redução das dimensões envolvidas nas operações. Diante desse contexto, este trabalho tem como principal objetivo a investigação da usinabilidade do aço inoxidável duplex UNS S32205 no microfresamento. Para tanto, foram realizados ensaios para fabricação de microcanais, utilizando uma microfresadora CNC de quatro eixos, rotação máxima de 60 000 rpm e resolução de 0,1 μm, usando microfresas de metal duro com diâmetro de 200 µm e 400 µm. A partir dos dados experimentais, foram analisados a evolução do desgaste, as formas e mecanismos de desgaste da ferramenta, a formação de rebarba, a superfície microusinada, a rugosidade superficial e a formação de cavaco. Os resultados mostram que a ferramenta com diâmetro de 200 µm apresentou um excelente desempenho em relação ao comprimento usinado, no entanto o aumento da velocidade de corte levou a um desgaste excessivo e altas rebarbas. Na usinagem utilizando ferramentas de diâmetro 400 µm, o desgaste e altura das rebarbas foi atenuado através da utilização do fluído de corte. E por fim, as ferramentas com maior diâmetro apresentaram rebarbas muito menores quando comparadas às de menor diâmetro, formando cavacos contínuos, além de apresentarem um menor grau de recalque
Análise da qualidade superficial no fresamento de aço P20 com diferentes tratamentos de ferramentas e condições de lubrirrefrigerantes
No full textEste trabalho estudou o efeito de tratamentos de gume e a interação com a aplicação de mínima quantidade de lubrirrefrigerante (MQL) sobre a integridade superficial da peça e desgaste no fresamento. A necessidade de alta produtividade das industrias aliada a alta eficiência que estas necessitam impulsionam avanços tecnológicos na área da usinagem. Processos de tratamento de gume vem para atender estas necessidades, aumentando a durabilidade e confiabilidade das ferramentas. Por outro lado, a necessidade de economia em fluidos de usinagem, sem perder em desempenho impulsiona a utilização de alternativas como o MQL. Tanto o tratamento de gume quanto a utilização de MQL na usinagem acabam impactando no processo. Estes apresentam ligação com mudanças na qualidade superficial e desgaste, como também em aspectos econômicos do processo. Com estes pontos em vista foram realizados ensaios experimentais utilizando fresas tratadas pelo método de acabamento por arraste e polimento com cerdas abrasivas. Os experimentos também avaliaram a aplicação de MQL com e sem aditivos de extrema pressão. Os ensaios consistiram em gerar superfícies, retratando diferentes estágios de vida da ferramenta. Foram realizadas, nas ferramentas, análises da rugosidade, textura e características dimensionais das ferramentas após os tratamentos. A textura e a rugosidade na seça foram analisadas em diferentes estágios da vida da ferramenta. Por fim, deformações plásticas e dureza por micro endentação no corpo de prova foram medidas para um estágio intermediário da vida da ferramenta. Os resultados apontam que os tratamentos resultam em características distintas na ferramenta. Tanto os tratamentos como a aplicação de MQL apresentaram influência significativa sobre a textura, rugosidade e camada afetada, assim como sobre o desgaste. As ferramentas que passaram pelo polimento apresentaram boa estabilidade quanto utilizadas com MQL, alcançando um comprimento usinado até 20% superior em comparação com as ferramentas originais usinando a seco.This work studied the effect of edge preparation and its interaction with minimum quantity of lubricant (MQL) application over the surface integrity of the workpiece and wear in milling. The necessity of high productivity of the industry allied with high efficiency that they need drives technological advances in the machining area. Edge preparation processes come to attend those needs, increasing the durability and reliability of the tools. Moreover, the necessity for economy in metalworking fluids, without losing in performance impels the use of alternatives such as MQL. Both the edge preparation and the use of MQL in machining end up impacting the process. These have connection with changes in surface quality and wear, as well as on economic aspects of the process. In regarding of this, experimental tests were conducted by using tools treated with drag finishing and polishing with abrasive brushes. The experiments also evaluated the use of MQL with and without extreme pressure additives. The tests consisted in generating surfaces, picturing different stages of the tools life. Roughness analysis, texture and dimensional measurements of the tools were performed after treatment. Texture and roughness on the workpiece were analyzed at different stages of the tool life. Finally, microhardness and plastic deformation were measured on the workpiece for an intermediate stage of tool life. The results show that the treatments result in different characteristics on the tool. Both treatments as the application of MQL have significant effect on the texture, roughness and affected layer as well as on the wear. The tools that went trough polishing presented good stability when used with MQL, reaching a machining length up to 20% higher in comparison with the original tools in dry milling.Bolsa Empresa, BE
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