Análise da força de usinagem e da rugosidade no torneamento de aços endurecidos com ferramentas de PCBN e de metal-duro

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Borba, Vinícius Rodrigues
Data de Publicação: 2016
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/172000
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016.
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spelling Análise da força de usinagem e da rugosidade no torneamento de aços endurecidos com ferramentas de PCBN e de metal-duroEngenharia mecânicaTorneamentoUsinagemDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016.O processo de torneamento de materiais endurecidos tem sido aplicado industrialmente em operações de acabamento e/ou semiacabamento. Esse processo ganhou atenção a partir da década de 1980 em função do aprimoramento das máquinas-ferramentas com elevada rigidez e elevada estabilidade dinâmica, combinado com o desenvolvimento das ferramentas de usinagem fabricadas com materiais ultraduros (cerâmicas e PCBN). Além destas, tem sido desenvolvidas ferramentas de metal-duro de grãos ultrafinos que são resultado do desenvolvimento de novas classes, do refino de grãos e de técnicas de alterações do substrato, tornando-as adequadas para assumir uma específica faixa de aplicação no processo de torneamento de materiais endurecidos e de superligas. Este trabalho apresenta e discute os resultados de medições das componentes da força de usinagem e da rugosidade da superfície no torneamento dos aços AISI 4340, AISI 52100 e AISI D2 (em seis níveis de dureza) com ferramentas de PCBN e de metal-duro de grãos ultrafino. As análises dos resultados mostram que os menores valores das componentes da força de usinagem foram obtidos com a ferramenta de metal-duro de grãos ultrafinos, devido à diferença da geometria das ferramentas, principalmente em função do ângulo de saída. Além disso, as intensidades das componentes da força de usinagem foram influenciadas pelo incremento da dureza, para ambas as ferramentas, no processo de torneamento desses três aços, e cada aço apresentou tendência de aumento diferente, devido às distintas propriedades físicas, químicas e mecânicas. A qualidade da superfície, de modo geral para os três aços, melhorou com o incremento da dureza, para os dois tipos de ferramentas. Por fim, as menores rugosidades foram obtidas com a ferramenta de PCBN para as durezas de 60 HRC, no torneamento do aço AISI 4340 e AISI 52100, e para a dureza de 50 HRC, na usinagem do aço AISI D2. Já com a ferramenta de metal-duro alcançaram-se os menores valores de rugosidade para as durezas de 50 HRC, 45 HRC e 35 HRC no torneamento dos aços AISI 4340, AISI 52100 e AISI D2, respectivamente.<br>Abstract : Hard turning has been industrially applied in finishing processes and / or semi-finishing. This operation has received attention from the 1980s due to the improvement of machine tools with high rigidity and high dynamic stability, combined with the development of machining tools made of ultra-hard materials (ceramics and PCBN). In addition to these, it has been developed ultra-fine grains carbide cutting tools which are the result of development of new classes of refining grains and the substrate changes techniques, making them suitable for assuming a specific application range of the turning process hard materials and superalloys. This work presents and discusses the results of measurements of components of the machining force and surface roughness of turning tests of AISI 4340, AISI 52100 and AISI D2 (six levels of hardness) with the PCBN and ultra-fine grains carbide tools. The analyzes of the results show that the lowest values of the components of the machining force were obtained with the ultra-fine grains carbide due to the difference of the geometry of the tools, mainly due to rake angle. Moreover, the intensities of the components of the machining force are influenced by the increase of hardness for both tools in turning process these three steel, each steel showed a different tendency of increase, due to the different physical, chemical and mechanical properties. The surface quality, generally for three steels, improved with the increase of hardness for both tools. Finally, the smaller roughness intensities for PCBN tools were for hardness 60 HRC for turning AISI 4340 steel and AISI 52100 and the hardness of 50 HRC for machining AISI D2 steel. Since the ultra-fine grain carbide tool produced lower roughness values for hardness 50 HRC, 45 HRC and 35 HRC in the turning of AISI 4340, AISI 52100 and AISI D2, respectively.Schroeter, Rolf BertrandUniversidade Federal de Santa CatarinaBorba, Vinícius Rodrigues2016-12-27T03:11:45Z2016-12-27T03:11:45Z2016info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis[167] p.| il., grafs., tabs.application/pdf342271https://repositorio.ufsc.br/xmlui/handle/123456789/172000porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2016-12-27T03:11:46Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/172000Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732016-12-27T03:11:46Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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