Orientador: Amauri Hassui

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: A vida da ferramenta juntamente com o tempo gasto para acertos quando a mesma é substituída pode representar uma significativa parcela do custo total do produto. Desta forma, a redução destes custos é de fundamental importância para o processo. Quando se utiliza ferramentas de metal duro com...

Resumo: A vida da ferramenta juntamente com o tempo gasto para acertos quando a mesma é substituída pode representar uma significativa parcela do custo total do produto. Desta forma, a redução destes custos é de fundamental importância para o processo. Quando se utiliza ferramentas de metal duro com coberturas, ou ferramentas com geometria definida, o desgaste mais comum que determina sua vida útil é o desgaste de flanco (VB). Este trabalho tem como principais objetivos estudar os esforços existentes na usinagem de fresamento de topo com insertos intercambiáveis redondos do aço inoxidável aeronáutico 15-5 PH e relacioná-los com o tempo de vida das ferramentas testadas. Analisar estes esforços no regime do tempo e da frequência a fim de verificar as principais forças responsáveis pelas possíveis vibrações do sistema. Tais vibrações podem ter grande parcela na contribuição dos desgastes e avarias das ferramentas. Todos os ensaios deste trabalho mantiveram constante a largura fresada (ae) de 14 mm, o corte em movimento predominantemente discordante e assimétrico com ae > D/2 (diâmetro da fresa), a profundidade de corte (ap) de 1 mm e fluido de corte em abundância. Para os parâmetros que variaram tem-se a velocidade de corte (vc) de 195 m/min e 170 m/min, os avanços por dente da fresa (fz) de 0,15 mm/dente e 0,25 mm/dente além de duas geometrias diferentes de insertos. Nas análises dos esforços foi utilizada a RMS para melhor interpretação da magnitude destes esforços. Observou-se que o aumento do avanço faz os esforços aumentarem, o mesmo aumento de esforços se deu para geometrias positivas (com quebra-cavaco) quando comparadas as geometrias neutras. No entanto, para as velocidades de corte usadas não se teve uma correlação significativa nos esforços. Para a vida da ferramenta, a vc teve influência direta na vida, o que era de se esperar, os avanços fz maiores apresentaram um comportamento inverso na vida. O maior contribuinte para o desgaste da ferramenta foi o alto atrito causado pelos esforços elevados, medidos na entrada do dente, onde a espessura do cavaco inicia-se com zero. Este comportamento do cavaco é um fenômeno comum ao corte discordante. Dentre os mecanismos de desgastes constatados, o predominante foi o desgaste conhecido como aderência (attrition)

Abstract: Tool life along with the setup time whenever it is changed may represent a big amount of the total cost of the product. This way, reducing these costs plays a fundamental role in the process. When using coated carbide tools, or designed geometry tools, the most common type of wear that...

Abstract: Tool life along with the setup time whenever it is changed may represent a big amount of the total cost of the product. This way, reducing these costs plays a fundamental role in the process. When using coated carbide tools, or designed geometry tools, the most common type of wear that determines the end of a tools life is flank wear (VB). This work has as main goals evaluate the machining forces in round inserts face milling of aerospace stainless steel 15-5 PH and relate these forces with the tool life. Evaluate the forces in time and frequency domain to check the main responsible for vibrations of the machining system. The vibrations may contribute in tool wear and failure. In all the tests, cutting width (ae) of 14 mm, up milling an asymmetric cut (with radial immersion of ae > D/2), cutting depth (ap) of 1 mm and cutting fluid conditions were kept constant. Cutting speed (vc) of 170 m/min and 195 m/min, feed per tooth (fz) of 0.15 mm/tooth and 0.25 mm/tooth, and two different insert geometries were the tests inputs. For analysis, the RMS value was used for better understanding of forces magnitude. It was observed that an increase in feed per tooth causes an increase of forces. The same behavior occurred for positive geometries (with chipbreaker) than for neutral geometry. However, the relationship between cutting speeds and forces was not significant. In tool life, cutting speed had high influence (as expected). High feed per tooth showed an inverse impact in tool life, increasing tool life. The main factor for tool wear was the high friction caused by high forces, measured in the beginning of the cut, when chip width was zero. This behavior of the chip is common in up milling. Attrition was the main mechanism of wear among all types observed