Desenvolvimento de uma máquina-ferramenta para estudo de formação de cavaco em corte ortogonal

Abstract

A crescente demanda industrial exige cada vez mais eficiência nos processos de fabricação. A usinagem, em especial, concentra grandes dificuldades acerca da geração e gestão dos resíduos, uma vez que a formação de cavaco é a característica intrínseca desse processo. A interação entre ferramenta de corte e peça de trabalho promove intensa geração de calor, provindo das deformações obtidas na zona de deformação primária e das deformações e atrito ocorridas na zona de deformação secundária. O calor, por sua vez, é o grande responsável pelo desgaste e redução da vida da ferramenta de corte. O controle paliativo do calor na usinagem tradicionalmente é tratado com emprego de fluidos de corte, produzindo ainda mais resíduos e danos ocupacionais e ambientais. Visto que o fluido de corte é ineficiente em atuar nas regiões de deslizamento e principalmente nas regiões de aderência, modificações geométricas na superfície de saída da ferramenta de corte, como a texturização e o emprego de nanotubos de carbono, têm sido propostas. Tais alterações melhoram as condições de contato entre cavaco e ferramenta, permitindo a melhor aplicação de fluidos de corte ou até mesmo o corte a seco. Entretanto, a interação entre cavaco e ferramenta de corte modificadas ainda não é compreendida, haja vista que fenômenos como o corte derivativo tem sido relatado como problema atrelado a presença de microrranhuras na interface de contato. Desta forma, a realização de ensaios experimentais, como procedimentos de medição de forças e filmagens diretas durante a usinagem, faz-se necessária para uma melhor compreensão dos fenômenos de contato. Isto posto, o presente relatório tem como objetivo projetar e fabricar uma máquina-ferramenta específica para a realização de corte ortogonal. Como resultado, foi elaborada uma máquina-ferramenta com estrutura modular e relativamente compacta, facilitando futuras alterações e criações de novos setups de usinagem. Ademais, seu desenvolvimento contou com a simulação de esforços em ambiente virtual, sendo assim possível determinar sua viabilidade para aplicações de pesquisa.