Análise do fresamento do aço ABNT 4340 em diferentes durezas utilizando ferramentas de cerâmica experimental (Al2O3+MgO) e de metal duro revestidas (TiAlN+TiN/TiCN+Al2O3)
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Data
2022-07-01
Autores
Orientador
Alves, Manoel Cleber de Sampaio 
Coorientador
Pós-graduação
Engenharia Mecânica - FEG
Curso de graduação
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Tese de doutorado
Direito de acesso
Acesso restrito
Resumo
Resumo (português)
Para uma ferramenta de corte ter um bom desempenho é necessário conciliar a qualidade superficial da peça usinada com o desgaste da ferramenta. Esse desempenho pode ser afetado por pequenas alterações nas condições de usinagem, tais como o avanço e a dureza da peça de trabalho. Por isso, é imprescindível compreender como elas atuam em diferentes situações, para poder determinar as condições ideais de usinagem. Com base nisso, nesta pesquisa foi feito o processo de fresamento frontal a seco do aço ABNT 4340 em diferentes níveis de dureza média (25, 33, 43 e 51 HRC), utilizando três ferramentas de corte, sendo duas de metal duro revestidas (TiAlN+TiN e TiCN+Al2O3) e uma de cerâmica (Al2O3+MgO), com o objetivo de avaliar o desempenho dessas ferramentas mediante a análise da rugosidade (Ra, Rt e Rz), potência, vibração, emissão acústica, desgaste da ferramenta e a forma dos cavacos. Essa ferramenta cerâmica é uma ferramenta experimental desenvolvida pelo grupo de pesquisa em usinagem da FEG/UNESP com potencial para ser utilizada na usinagem de diversos materiais. O processo de usinagem dessa pesquisa foi feito em um Centro de Usinagem CNC, utilizando dois avanços (005 e 0,1 mm/dente) para cada combinação de ferramenta e dureza do material. Como foram quatro níveis de dureza, três tipos de ferramenta, dois níveis de avanço e duas repetições por condição, totalizaram 48 ensaios, no quais, durante esses processos foram captados dados de potência, emissão acústica e vibração, para verificar se havia correlação entre essas variáveis e a rugosidade da peça, ou então com o desgaste das ferramentas. Após a análise dos dados foi possível concluir que as duas ferramentas de metal duro apresentaram melhor desempenho em relação a rugosidade conforme aumentou a dureza da peça de trabalho. Ao contrário da ferramenta experimental de cerâmica, em que o melhor desempenho foi obtido nos níveis de dureza de 25 e 33 HRC, no avanço de 0,05 mm/dente. Nessas condições a Ra variou entre 0,53 e 0,98 µm.
Resumo (inglês)
For a cutting tool to have a good performance, it is necessary to reconcile the surface quality of the machined part with the tool wear. This performance can be affected by small changes in machining conditions such as feed and workpiece hardness. Therefore, it is essential to understand how they work in different situations, to determine the ideal machining conditions. Based on this, in this research, a dry face milling process of ABNT 4340 steel was carried out at different levels of medium hardness (25, 33, 43 and 51 HRC), using three cutting tools, two of which were carbide coated (TiAlN+ TiN and TiCN+Al2O3) and one of Ceramics (Al2O3+MgO), with the objective of evaluating the performance of these tools by analyzing the roughness (Ra, Rt and Rz), power, vibration, acoustic emission, tool wear and the chip shape. This ceramic tool is an experimental tool developed by the machining research group from FEG/UNESP with the potential to be used in the machining of various materials. The machining process of this research was done in a CNC Machining Center, using two feeds (0,05 and 0,1 mm/tooth) for each combination of tool and material hardness. As there were four hardness levels, three types of tool, two feed levels and two repetitions per condition, a total of 48 tests were performed, in which, during these processes, data on power, acoustic emission and vibration were captured, to verify if there was a correlation between these variables and the roughness of the part, or with tool wear. After analyzing the data, it was possible to conclude that the two carbide tools showed better performance in relation to roughness as the hardness of the workpiece increased. Unlike the experimental ceramic tool, in which the best performance was obtained at hardness levels of 25 and 33 HRC, at 0,05 mm/tooth feed. Under these conditions, Ra varied between 0,53 and 0,98 µm.
Descrição
Palavras-chave
Idioma
Português