Desenvolvimento de um sistema sem fio para o monitoramento da vibração na operação de fresamento

• Autor(a) principal: Pedro Ivo Alves Vianello
• Data de Publicação: 2020
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFMG
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/1843/49627; https://orcid.org/0000-0002-0216-5162
• topic: Monitoramento; Fresamento; Aço ABNT H13; Vibração; Desgaste; Acelerômetro; Engenharia mecânica; Fresagem (Trabalhos em metal); Vibração; Aço; Desgaste mecânico; Acelerômetros

O processo de usinagem possui particularidades vantajosas como o bom acabamento superficial da peça e a possibilidade de produção de pequenos lotes se comparado com as operações de fundição e conformação mecânica, por exemplo. Devido a essas e outras qualidades, a usinagem é muito presente nos processos de fabricação mesmo que represente um alto custo de produção devido ao elevado tempo de fabricação e à alta taxa de desperdício de material em forma de cavaco. Dentre as operações de usinagem destaca-se o fresamento pela alta taxa de remoção de material, versatilidade e produção de peças com geometrias complexas. Uma das aplicações do fresamento é a usinagem de aços ferramentas para a produção de matrizes para conformação mecânica. Como o custo de usinagem é alto, é necessário um rígido controle das variáveis do processo para que as tolerâncias sejam atendidas com o mínimo de perdas possível. Para que as dimensões, tolerâncias e qualidade superficial do produto após a usinagem sejam aceitáveis, a inspeção das arestas de corte da ferramenta é fundamental. Considerando os avanços tecnológicos e a implementação da Indústria 4.0, este trabalho propõe um método de monitoramento do desgaste de ferramentas de corte a partir do espectro da vibração durante o fresamento do aço ferramenta ABNT H13 revenido com pastilhas de metal duro por meio de um acelerômetro de baixo custo conectado a uma rede sem fio. O acelerômetro pode captar a aceleração nos três eixos com auxílio do microcontrolador, cujo hardware possui conexão integrada à internet, pode ser conectado a um servidor local por meio da rede wifi. Para validar a funcionalidade do sistema proposto foram realizados testes com variação dos parâmetros de corte (velocidade de corte, avanço e profundidade de usinagem) e teste de vida da ferramenta a fim de verificar a sensibilidade do sensor quanto às variações nos esforços de corte e quanto à progressão do desgaste da aresta de corte. Os resultados mostraram que o sensor responde bem à variação dos parâmetros de corte, sendo que a velocidade de corte e a profundidade de usinagem apresentam a maior influência nas amplitudes de vibração na primeira frequência de trabalho. Quanto ao desgaste, não foi possível afirmar com respaldo estatístico que o sensor é sensível à variação do desgaste das arestas de corte até o nível mensurado (≈ 0,3mm).