Estudo sobre a temperatura no fresamento do aço ferramenta ABNT D2 empregando os métodos do termopar ferramenta/peça, termopar inserido e simulação numérica

• Autor(a) principal: Hugo Vilaça Lima
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/BUBD-AN6PHM
• topic: Métodos de aquisição de temperatura; Condições de corte; Temperatura; Fresamento; Aço ferramenta ABNT D2; Metais Corte; Usinagem; Engenharia mecânica; Fresagem (Trabalhos em metal); Aço-ferramenta

A usinagem desempenha um papel fundamental nos mais variados ramos da indústria mecânica. Dentre os diversos processos de usinagem, o fresamento se apresenta como um dos mais importantes por sua produtividade e flexibilidade. Os avanços tecnológicos nas áreas de ferramentas e equipamentos tornam o fresamento cada vez mais abrangente e competitivo, atingindo níveis de tolerâncias dimensionais cada vez mais exigentes. Entretanto, durante esta operação verifica-se que a elevação de temperatura devido à deformação plástica e ao atrito entre cavaco e ferramenta e entre peça e ferramenta provoca distorções e alterações microestruturais que podem comprometer a integridade superficial da peça e acelerar a taxa de desgaste da ferramenta. Desta forma, o estudo da geração de calor e de suas condições de transmissão em função de diferentes parâmetros de corte permite determinar as características mais convenientes das ferramentas, além de um melhor regime de trabalho e maior durabilidade da ferramenta de corte. Sendo assim, a proposta deste trabalho é apresentar a construção e utilização de um sistema de medição, composto por um sensor, um circuito de aquisição de dados, um microcontrolador e um transmissor sem fio. A necessidade de fios entre o sistema e o computador foi substituída pelo uso de um módulo bluetooth para a transmissão dos dados medidos à uma taxa de 450 amostras por segundo, estabelecida durante a programação do microcontrolador. Posteriormente este sistema foi empregado para investigar a temperatura de usinagem sob diferentes condições de corte no fresamento do aço ferramenta ABNT D2 recozido (180 HV) com ferramentas de metal duro intercambiáveis, utilizando-se das técnicas do termopar ferramenta/peça e do termopar inserido na ferramenta. Por fim, foi realizado a simulação tridimensional do fresamento do aço ABNT D2 de modo a verificar a evolução da fonte de calor na superfície de saída da ferramenta e correlacionar os resultados com os testes experimentais. Os resultados, obtidos por meio da técnica do termopar ferramenta/peça e do termopar inserido na ferramenta mostraram que a temperatura de fresamento aumenta quando os diferentes parâmetros testados (velocidade de corte, avanço, profundidade de usinagem e penetração de trabalho) têm seus valores elevados. Com base na análise de variância, a velocidade de corte foi o principal parâmetro que influenciou a temperatura de fresamento quando o método do termopar ferramenta/peça foi empregado; por outro lado, no método do termopar inserido na ferramenta a profundidade de corte foi o principal parâmetro que influenciou a temperatura de fresamento. Entretanto, a infuência do sentido de corte sobre a temperatura só foi detectada quando empregado o método do termopar inserido na ferramenta (temperatura mais elevada no fresamento discordante). O comportamento dos parâmetros de corte evidenciou a capacidade do sistema construído em responder à variação das condições de usinagem durante o fresamento. Além disso, o desgaste da aresta de corte provocou aumento da temperatura de fresamento, ao passo que a alteração do revestimento da ferramenta de corte não teve efeito significativo sobre a temperatura de fresamento. O método desenvolvido para simular a temperatura de fresamento em três dimensões permitiu demonstrar o fluxo de calor na região de corte e correlacionar estes resultados, com os valores obtidos nos métodos experimentais.