Torneamento de aço endurecido ABNT - D6 com ferramenta de PCBN refrigerada através de galerias internas

• Autor(a) principal: Barbosa, Lucas Melo Queiroz
• Data de Publicação: 2021
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFU
• Texto Completo: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/32430; http://doi.org/10.14393/ufu.di.2021.282
• topic: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO; Usinagem; Machining; Torneamento; Turning; Aço endurecido; Hardened steel; Refrigeração interna da ferramenta; Internally cooled tool; Torneamento duro; Hard turning; Engenharia mecânica

A usinagem é um dos processos de fabricação mais utilizados no mundo, e se baseia na retirada de material da peça. De toda energia mecânica gerada pelo motor da máquina-ferramenta, mais de 95% são convertidas em calor no momento do corte. Devido a essas condições, a temperatura na ferramenta de corte pode alcançar valores de 1200 ºC, como na usinagem de aços endurecidos, o que resulta em menor vida útil da ferramenta de corte. Os fluidos de corte são o meio mais utilizado com fins de refrigeração nas indústrias, sendo em muitas situações não sustentáveis, devido ao custo, difícil descarte e riscos aos operadores, além de não serem recomendáveis em algumas ocasiões. Este trabalho tem como objetivo projetar e testar um sistema de refrigeração interna em ferramentas de Nitreto Cubico de Boro Policristalino (PCBN), o qual circula uma mistura de água com etileno glicol em circuito fechado, o qual será utilizado no torneamento de aço endurecido ABNT D6 e comparado com a usinagem a seco. Foi realizado um planejamento fatorial com dois níveis e três variáveis: método de refrigeração (usinagem a seco e com ferramentas refrigeradas internamente - FRI), avanço e velocidade de corte, com a profundidade de corte constante em todos os testes. As variáveis de saída consideradas foram a vida da ferramenta, a temperatura de corte, a força de corte e a rugosidade da peça. O sistema FRI proporcionou uma redução significativa na temperatura da superfície de saída da ferramenta, mensurada por meio de uma câmera termográfica, apesar de ser a variável menos significativa na temperatura máxima. Nos ensaios de vida, o sistema FRI aumentou a vida da ferramenta em todas as situações analisadas em relação a usinagem a seco, apesar da velocidade de corte apresentar maior significância. As variáveis mais influentes na análise de força foram o avanço, devido a área, e a refrigeração, no qual o sistema FRI apresentou maiores valores, devido a diminuição da temperatura. A rugosidade teve como único fator significativo a condição da geometria de aresta, na qual a ferramenta gasta proporcionou melhor acabamento superficial. Os tipos de desgastes ocorridos foram os de flanco e cratera, sendo que esta apresentou maior profundidade na usinagem a seco, devido a maior temperatura. Os principais mecanismos de desgaste encontrados foram a abrasão e a difusão.