Influência da direção de corte na progressão do desgaste de ferramentas de PcBN aplicadas no torneamento do aço AISI 52100 temperado e revenido

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Camargo, Fábio José de
Data de Publicação: 2019
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSC
Texto Completo: https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/215640
Resumo: Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2019.
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spelling Influência da direção de corte na progressão do desgaste de ferramentas de PcBN aplicadas no torneamento do aço AISI 52100 temperado e revenidoEngenharia mecânicaDesgaste mecânicoTorneamentoUsinagemDissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2019.Aplicações de alto desempenho exigem que componentes mecânicos como eixos, engrenagens, rolamentos e polias sejam fabricados a partir de ligas de aços endurecidos. As características geométricas de tais componentes demandam do processo de fabricação a execução de operações na direção radial, como a usinagem das faces de engrenagens, ou axial, como o torneamento de acentos de rolamento em eixos. Neste sentido, este trabalho busca investigar a influência da direção de usinagem e da velocidade de corte no desempenho de ferramentas de PcBN. Para isso, foram realizados ensaios de torneamento radial e axial do aço AISI 52100, com dureza de 60 ± 2 HRC, empregando ferramentas de PcBN em três níveis de velocidade de corte (120, 150 e 187,5 m/min), visando determinar a progressão do desgaste das ferramentas, o comportamento das componentes da força de usinagem e o acabamento da superfície usinada. O tempo total de usinagem foi limitado a 19 minutos, dividido em 6 paradas programadas. Os resultados obtidos indicam que os maiores valores relacionados a desgaste, e com isso, as maiores taxas de desgaste foram atingidas pelas ferramentas utilizadas no torneamento axial. Entretanto, o incremento da taxa de desgaste, em função do aumento da velocidade de corte, foi maior para as ferramentas utilizadas no torneamento radial. Independentemente da direção ou da velocidade de corte utilizada, o perfil da microgeometria das ferramentas foi modificado de negativo, considerado o ângulo de saída efetivo (?eff = - ?0º), para positivo (?eff = + 30º), antes mesmo de o desgaste de flanco médio (VBB) atingir 150 µm. Ademais, concomitantemente às alterações da microgeometria, o comportamento das componentes da força de usinagem também foi modificado. Enquanto o perfil da microgeometria das ferramentas manteve-se negativo (?eff = 0º), o comportamento das componentes da força de usinagem manteve-se estável. A partir do instante em que o perfil da microgeometria tornou-se positivo (?eff > 0º), momento em que VBB era > 80 µm, a magnitude da força passiva (Fp) e da força de avanço (Ff) passou a apresentar decaimento de até 50% durante a execução de um passe. Quanto ao acabamento da superfície usinada, a classe N6 (Ra até 0,8 µm) é capaz de comportar todos os resultados obtidos.Abstract: High performance applications demand that mechanical components, such as shafts, gears, bearings and pulleys, be manufactured from hardened steel alloys. The geometrical characteristics of these components require from the manufacturing process the execution of operations in the radial direction, as in the machining of the gear faces, or axial direction, as in the turning of shaft seat. In this context, this research aims to investigate the influence of the machining direction and the cutting speed on the performance of PcBN tools. Therefore, radial and axial turning tests using PcBN tools were conducted in AISI 52100 steel (60 ± 2 HRC), with tree different cutting speeds (120, 150 and 187.5 m/min), aiming to determine the tool wear evolution, and the behavior of machining force components and machined surface roughness. The total machining time was limited to 19 minutes, divided into 6 programmed stops. The obtained results show that the highest values related to wear, and with that, the highest wear rates were reached by the tools used in axial turning. However, the tools used in radial turning showed higher wear rate increase due to cutting speed increase. Regardless of the direction or cutting speed used, the tools edge microgeometry was modified from negative (effective rake angle, ?eff = - 30º), to positive (?eff = + 30º) even before the average flank wear (VBB) reaches 150 µm. In addition, the machining force components behavior was modified simultaneously with tools edge microgeometry changes. As the tool edge microgeometry remained negative (?eff = 0º) the machining force components behavior was stable. When the tool the edge microgeometry became positive (?eff > 0º), and VBB was > 80 µm, the magnitude of both passive force component (Fp) and feed force component (Ff) presented a decrease of up to 50% during one turning pass. When it comes to the machined surface roughness, N6 class tolerance (Ra até 0,8 µm) was achieved for all experiments.Schroeter, Rolf BertrandBoing, DenisUniversidade Federal de Santa CatarinaCamargo, Fábio José de2020-10-21T21:18:51Z2020-10-21T21:18:51Z2019info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis104 p.| il., gráfs.application/pdf369250https://repositorio.ufsc.br/handle/123456789/215640porreponame:Repositório Institucional da UFSCinstname:Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)instacron:UFSCinfo:eu-repo/semantics/openAccess2020-10-21T21:18:51Zoai:repositorio.ufsc.br:123456789/215640Repositório InstitucionalPUBhttp://150.162.242.35/oai/requestopendoar:23732020-10-21T21:18:51Repositório Institucional da UFSC - Universidade Federal de Santa Catarina (UFSC)false
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