Influência de diferentes preparações de aresta de corte de um inserto de Al2O3-MgO no torneamento de um aço endurecido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Nardy, Maysa Freitas Mainardes
Data de Publicação: 2023
Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17481
Resumo: The cutting edge geometry has a great influence on the temperatures and forces developed during metal cutting processes, as well as on tool life. Aiming at obtaining high quality components and high productivity, proper edge preparation is essential. Within this context, the applicability of Al2O3-MgO ceramic cutting inserts with different edge geometries was investigated in hard turning. Such brittle materials must have a resistant edge to resist the impact without breaking. As it is a recently developed material and there is no information available, this work serves as a first investigation on this topic and has the goal of determining the most appropriate edge preparation regarding tool life and workpiece surface quality. For this, cutting inserts of the mentioned material had their edges prepared with four different geometries through grinding process and were applied with constant parameters in turning of hardened AISI 4140 steel (50 HRC). To analyze wear types and mechanisms, the used tools were observed in an optical microscope. From the obtained results, it was verified that the microgeometry with form factor K = 2 was the most effective in terms of tool life. In contrast, the insert with a single chamfer machined lower material volumes and fractured at the end of the tests. Tools with K = 1 and unprepared cutting edge allowed the machining of intermediate volumes. Regarding tool wear mechanisms, abrasion, adhesion, and chipping were predominant, in addition to tool breakage, which occurred in 75% of the experiments. Furthermore, in all cases, increased tool wear led to increased surface roughness, due to possible variations in microgeometry.
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Within this context, the applicability of Al2O3-MgO ceramic cutting inserts with different edge geometries was investigated in hard turning. Such brittle materials must have a resistant edge to resist the impact without breaking. As it is a recently developed material and there is no information available, this work serves as a first investigation on this topic and has the goal of determining the most appropriate edge preparation regarding tool life and workpiece surface quality. For this, cutting inserts of the mentioned material had their edges prepared with four different geometries through grinding process and were applied with constant parameters in turning of hardened AISI 4140 steel (50 HRC). To analyze wear types and mechanisms, the used tools were observed in an optical microscope. From the obtained results, it was verified that the microgeometry with form factor K = 2 was the most effective in terms of tool life. In contrast, the insert with a single chamfer machined lower material volumes and fractured at the end of the tests. Tools with K = 1 and unprepared cutting edge allowed the machining of intermediate volumes. Regarding tool wear mechanisms, abrasion, adhesion, and chipping were predominant, in addition to tool breakage, which occurred in 75% of the experiments. Furthermore, in all cases, increased tool wear led to increased surface roughness, due to possible variations in microgeometry.A geometria de aresta de um inserto de corte tem grande influência nas temperaturas e forças envolvidas no processo, além da longevidade da ferramenta. Visando uma maior qualidade das peças produzidas, bem como maior produtividade durante a usinagem, é indispensável que a preparação de aresta seja realizada de forma adequada. Baseado nisso, foi realizada uma investigação com relação a diferentes preparações de uma ferramenta cerâmica de Al2O3-MgO, desenvolvida em laboratório. Materiais frágeis, como o mencionado, devem ter sua aresta reforçada, de forma a resistir ao impacto com a peça sem que haja ruptura. Por se tratar de um material recentemente desenvolvido e não havendo informações disponíveis, este trabalho serviu como uma primeira investigação acerca deste tema e teve como objetivo encontrar a preparação de aresta que aumentasse a durabilidade do inserto, bem como determinar os mecanismos de desgaste da ferramenta e o acabamento da peça usinada com as diferentes preparações realizadas. Para isso, insertos de corte do material mencionado tiveram suas arestas preparadas com quatro diferentes geometrias por meio do processo de retificação e aplicadas com parâmetros constantes no torneamento do aço 4140 tratado termicamente (50 HRC). A fim de se gerar subsídios para análise do processo, os mecanismos e tipos de desgaste foram analisados a partir de microscopia óptica. Após análise dos resultados, foi constatado que o inserto com K = 2 se mostrou mais efetivo do que todas as outras geometrias utilizadas. Este, além de usinar maiores volumes de material em comparação com as outras ferramentas, também teve um tempo de vida maior e em ambos os ensaios não houve rompimento da aresta. Em contrapartida, o inserto com chanfro único usinou os menores volumes e fraturou ao final dos testes. As ferramentas com K = 1 e aresta sem preparação permitiram a usinagem de volumes intermediários. Com relação aos mecanismos de desgaste da ferramenta, a abrasão, adesão e lascamentos foram os mais predominantes, além da quebra da ferramenta, que aconteceu em 75% dos casos. Por fim, em todos os casos, o aumento do desgaste da ferramenta levou a um aumento da rugosidade, devido a possíveis variações da microgeometria.Não recebi financiamentoporUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosEngenharia Mecânica - EMecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRetificação de cerâmicaTorneamentoMicrogeometriaCeramic grindingTurningMicrogeometryENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOInfluência de diferentes preparações de aresta de corte de um inserto de Al2O3-MgO no torneamento de um aço endurecidoInfluence of different edge geometries prepared in Al2O3-MgO cutting inserts on hard turninginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesis6006001fe5d79b-f46a-4397-af2e-e8ea1df9784dreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALProjeto de Monografia - Maysa_Nardy - Final FINAL.pdfProjeto de Monografia - Maysa_Nardy - Final FINAL.pdfapplication/pdf1151883https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17481/1/Projeto%20de%20Monografia%20-%20Maysa_Nardy%20-%20Final%20FINAL.pdf695820a61c9153311df5b8697ed71992MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8810https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17481/2/license_rdff337d95da1fce0a22c77480e5e9a7aecMD52TEXTProjeto de Monografia - Maysa_Nardy - Final FINAL.pdf.txtProjeto de Monografia - Maysa_Nardy - Final FINAL.pdf.txtExtracted texttext/plain46203https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17481/3/Projeto%20de%20Monografia%20-%20Maysa_Nardy%20-%20Final%20FINAL.pdf.txt7352b32d076caa326942ceedbc6bc643MD53THUMBNAILProjeto de Monografia - Maysa_Nardy - Final FINAL.pdf.jpgProjeto de Monografia - Maysa_Nardy - Final FINAL.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg8233https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17481/4/Projeto%20de%20Monografia%20-%20Maysa_Nardy%20-%20Final%20FINAL.pdf.jpgd73402b9cb335d640699b7912e9a65feMD54ufscar/174812023-09-18 18:32:29.938oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/17481Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-09-18T18:32:29Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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