Análise do desempenho de ferramenta cerâmica de geometria circular no  torneamento do aço SAE 4340 endurecido

A usinagem de aços endurecidos tem sido cada vez mais utilizada, uma vez que pode permitir acabamentos superficiais comparáveis ao processo de retificação, além de diminuir custos de produção. No entanto, como consequência, está a diminuição da vida das ferramentas, visto que elas são impostas a condições extremas de processo. A usinagem de aços endurecidos é normalmente realizada com ferramentas de nitreto cúbico de boro (CBN), que podem custar até oitenta vezes mais que ferramentas de metal duro e dez vezes mais que ferramentas cerâmicas. Portanto, o estudo deste trabalho é motivado pela busca de alternativas de ferramentas de corte que proporcionem características condizentes com as demandas atuais. Estas demandas refletem-se basicamente na diminuição de custos de usinagem, a qual se dá pelo uso de velocidades de corte mais altas, quando comparadas com os processos de usinagem convencionais, e pelo não uso de fluidos de corte. Assim, este trabalho consiste no estudo de desempenho de ferramenta cerâmica experimental, constituída de óxido de alumínio (Al2O3) e óxido de cromo (Cr2O3), de geometria circular, no torneamento do aço SAE 4340 endurecido (56 HRC). A análise de desempenho da ferramenta de corte deste trabalho ocorreu mediante a utilização de um arranjo experimental seguindo a metodologia de Taguchi para a disposição dos parâmetros de corte como variáveis de entrada (velocidade de corte, avanço e profundidade) com a subsequente análise estatística de variância das variáveis de saída (potência elétrica, emissão acústica, vibração e rugosidade). Deste modo, foi possível observar que melhor acabamento superficial foi obtido para valor mais alto de velocidade de corte. Esta configuração de velocidade também resultou em menor nível de vibração e emissão acústica. No entanto, valores mais altos de avanço e profundidade de corte conduziram ao aumento da potência elétrica consumida no processo.

Resumo (inglês)

It is acknowledged that the turning for hardened steel has been more and more required, since through that it is possible to reduce the relative costs as well as to reach a level of roughness compared to that one from the grinding process. However, those demands also affect the tool life by the severe conditions to which they are frequently under. The hardened steel turning process has been made with cubic boron nitrid and it might cost even eighty times more than cemented carbide tools and ten times more than ceramic tool. So that, this study aims to analyze the performance of ceramic round cutting tool at SAE 4340 alloy steel’s turning, hardened steel. This research is motivated by looking for new alternative for cutting tools and their necessity of providing features required by the actual industry practice. In this background, it is known that the actual industry practice demands basically some reduction in the turning costs, mainly the ones relatives to low cutting speed as well as the use of cutting fluid. The analysis of that performance has been done through experimental arrangement according to Taguchi’s method for the parameters of cutting speed, feed and depth, after a statistic analysis of variance has also been done for the output variables (power consumed, vibration, acoustic emission and roughness). This arrangement of data aims to submit the steel under vast turning conditions. It was observed that higher levels of cutting speed led to better roughness. This also conducted to lower levels of vibration and acoustic emission. On the other hand, there was an increasement of the power consumed since the values of cutting feed and depth were seen higher.

Palavras-chave

Usinagem , Ferramentas de corte , Aspereza de superfície , Tornearia

Idioma

Português

Citação

DOMENEGHETTI, Mario Henrique. Análise do desempenho de ferramenta cerâmica de geometria circular no torneamento do aço SAE 4340 endurecido. Orientador: Manoel Cléber de Sampaio Alves. 2018. 93 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Faculdade de Engenharia e Ciências, Universidade Estadual Paulista, Guaratinguetá, 2018.