Avaliação da integridade superficial do aço ABNT H13 submetido à operação de fresamento frontal
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Data de Publicação: | 2021 |
Tipo de documento: | Tese |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UFMG |
Texto Completo: | http://hdl.handle.net/1843/37662 |
Resumo: | O aço ABNT H13 é um aço ferramenta normalmente utilizado em moldes e matrizes para injeção, conformação mecânica e fundição. Uma das formas de usinagem deste aço é por meio da operação de fresamento. Em decorrência da operação de usinagem, a integridade superficial passa a ser uma característica de qualidade crítica para o desempenho do componente produzido. O presente trabalho consistiu no estudo da influência das condições de fresamento sobre os esforços de corte, temperatura, acabamento e tensões residuais induzidas no aço ABNT H13 recozido. Buscou-se variar os parâmetros velocidade de corte, avanço por dente, profundidade de usinagem e utilização de fluido de corte utilizando insertos de metal duro e cermet. Os esforços de corte foram medidos por um dinamômetro e a temperatura da superfície usinada foi monitorada utilizando-se uma câmera termográfica. A rugosidade foi avaliada por meio da medição do desvio aritmético médio do perfil avaliado (Ra), desvio médio quadrático (Rq), da altura total do perfil (Rt) e da altura máxima do perfil (Rz). As tensões residuais foram medidas pelo método do furo cego incremental. Os resultados indicaram que os parâmetros que induziram aos maiores esforços de corte foram a profundidade de usinagem e o avanço por dente e que a intensidade dos esforços de corte não dependeu do tipo de inserto utilizado. O único fator que apresentou influência sobre a temperatura foi a profundidade de usinagem (quanto maior a profundidade de usinagem, mais alta a temperatura da superfície usinada). Com relação à rugosidade, o fluido de corte exerceu influência sobre todos os parâmetros de rugosidade avaliados. Comparando-se os dois insertos sob as mesmas condições de usinagem, observou-se os insertos de cermet propiciaram menores valores médios para a rugosidade. Os resultados das tensões residuais indicaram que na camada imediatamente abaixo da superfície prevaleceram tensões residuais de tração, as quais podem ser prejudiciais ao desempenho mecânico do componente. |
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Paulo Eustáquio Fariahttp://lattes.cnpq.br/8566727057812765Alexandre Mendes AbrãoMarcelo Araújo CâmaraFrederico de Castro MagalhãesLuiz Leite da SilvaLeonardo Roberto Silvahttp://lattes.cnpq.br/0123998424653189Michele Lisboa Silveira2021-08-20T19:49:56Z2021-08-20T19:49:56Z2021-02-12http://hdl.handle.net/1843/37662O aço ABNT H13 é um aço ferramenta normalmente utilizado em moldes e matrizes para injeção, conformação mecânica e fundição. Uma das formas de usinagem deste aço é por meio da operação de fresamento. Em decorrência da operação de usinagem, a integridade superficial passa a ser uma característica de qualidade crítica para o desempenho do componente produzido. O presente trabalho consistiu no estudo da influência das condições de fresamento sobre os esforços de corte, temperatura, acabamento e tensões residuais induzidas no aço ABNT H13 recozido. Buscou-se variar os parâmetros velocidade de corte, avanço por dente, profundidade de usinagem e utilização de fluido de corte utilizando insertos de metal duro e cermet. Os esforços de corte foram medidos por um dinamômetro e a temperatura da superfície usinada foi monitorada utilizando-se uma câmera termográfica. A rugosidade foi avaliada por meio da medição do desvio aritmético médio do perfil avaliado (Ra), desvio médio quadrático (Rq), da altura total do perfil (Rt) e da altura máxima do perfil (Rz). As tensões residuais foram medidas pelo método do furo cego incremental. Os resultados indicaram que os parâmetros que induziram aos maiores esforços de corte foram a profundidade de usinagem e o avanço por dente e que a intensidade dos esforços de corte não dependeu do tipo de inserto utilizado. O único fator que apresentou influência sobre a temperatura foi a profundidade de usinagem (quanto maior a profundidade de usinagem, mais alta a temperatura da superfície usinada). Com relação à rugosidade, o fluido de corte exerceu influência sobre todos os parâmetros de rugosidade avaliados. Comparando-se os dois insertos sob as mesmas condições de usinagem, observou-se os insertos de cermet propiciaram menores valores médios para a rugosidade. Os resultados das tensões residuais indicaram que na camada imediatamente abaixo da superfície prevaleceram tensões residuais de tração, as quais podem ser prejudiciais ao desempenho mecânico do componente.AISI H13 hot work tool steel is normally used in inject molds and dies. One of the ways of processing this work material is through milling. As a result of machining, surface integrity becomes a critical characteristic for the performance of the produced component. The present work consists on the study of the influence of milling conditions on the process forces and temperature, machined surface roughness and residual stresses induced on annealed AISI H13 steel. It was sought to vary the parameters cutting speed, feed per tooth, depth cutting and cutting fluid using carbide and cermet inserts. Cutting forces were measured by a dynamometer and the machined surface temperature was measured using a thermographic camera. Roughness was evaluated by measuring the mean arithmetic deviation of the evaluated profile (Ra), mean squared deviation (Rq), the total profile height (Rt) and maximum profile height (Rz). Residual stresses were measured using the incremental blind hole method. The results indicated that the parameters that led to the highest cutting forces were axial depth of cut and the feed per tooth and that the intensity of the cutting forces did not depend on the insert grade. The only factor that affected temperature was the axial depth of cut (the larger the depth of cut, the higher the temperature on the machined surface). Regarding surface, cutting fluid influenced all roughness parameters. Comparing the two inserts under the same machining conditions, it was observed that the cermet inserts promoted lower roughness mean values. The results for residual stresses indicated that in the layer immediately below the surface, tensile residual stresses prevailed, which can be detrimental to the performance of the component.CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível SuperiorporUniversidade Federal de Minas GeraisPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de ProduçãoUFMGBrasilENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA PRODUÇÃOhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia de produçãoFresagem (Trabalhos em metal)Aspereza de superfícieTensões residuaisUsinagemFresamentoForça de usinagemTemperaturaRugosidadeTensões residuaisAvaliação da integridade superficial do aço ABNT H13 submetido à operação de fresamento frontalinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisreponame:Repositório Institucional da UFMGinstname:Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)instacron:UFMGORIGINALTESE DOUTORADO MICHELE SILVEIRA_VERSÃO FINAL.pdfTESE DOUTORADO MICHELE SILVEIRA_VERSÃO FINAL.pdfapplication/pdf4638572https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/37662/1/TESE%20DOUTORADO%20MICHELE%20SILVEIRA_VERS%c3%83O%20FINAL.pdf0d96eb3b113cd5a48a6233ff65276b26MD51CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/37662/2/license_rdfcfd6801dba008cb6adbd9838b81582abMD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-82118https://repositorio.ufmg.br/bitstream/1843/37662/3/license.txtcda590c95a0b51b4d15f60c9642ca272MD531843/376622021-08-20 16:49:56.758oai:repositorio.ufmg.br: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ório de PublicaçõesPUBhttps://repositorio.ufmg.br/oaiopendoar:2021-08-20T19:49:56Repositório Institucional da UFMG - Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG)false |
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