Orientador: Nivaldo Lemos Coppini

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica

Resumo: O objetivo deste trabalho é caracterizar o material composto PRFC (Polímero Reforçado com Fibras de Carbono) em relação ao seu comportamento durante o processo de fresamento cilíndrico tangencial simétrico. Foi usado um método experimental. Uma fresa com oito milímetros de diâmetro e com...

Resumo: O objetivo deste trabalho é caracterizar o material composto PRFC (Polímero Reforçado com Fibras de Carbono) em relação ao seu comportamento durante o processo de fresamento cilíndrico tangencial simétrico. Foi usado um método experimental. Uma fresa com oito milímetros de diâmetro e com seis arestas de corte de metal duro ISO K10 foi usada para usinagem placas (PRFC) com 4 mm de espessura. Todo o limite da máquina foi explorado em termos de velocidade de corte que variou entre de 100 em 100 m/min na faixa de 100 a 600 m/min. A profundidade de usinagem (espessura da chapa) foi de 4 mm. Dois avanços por dente da fresa foram utilizados em parte das experiências nos valores de 0,075 e 0,1 mm/rot. Este trabalho se justifica pelo fato de que a utilização de materiais compósitos tem crescido substancialmente e os seus métodos de produção se tornaram mais populares. Estes materiais vêm sendo cada vez mais utilizados em aplicações das mais diversas áreas industriais, tais como: aeroespacial, aviação comercial, indústria naval, automobilística, indústrias de máquinas ferramentas e equipamentos desportivos. Os materiais compósitos (PRFC) são importantes materiais de componentes estruturais, devido às suas propriedades de alta resistência, elevada rigidez, elevado grau de amortecimento, baixa expansão térmica e boa estabilidade dimensional. Entretanto, devido à sua anisotropia, este material pode apresentar problemas durante a usinagem. Pode ocorrer ruptura de fibra, trincas, descolamento fibra, degradação térmica e delaminação. Os resultados obtidos mostraram que o mecanismo de desgaste ocorreu principal seguido por aderência cuja influência foi desprezível. Os valores dos coeficientes de vida de Taylor permitiram verificar que o material compósito é fácil de fresar. Os resultados das forças e potências de corte, instantâneas e médias também mostram ser um material fácil de cortar, principalmente quando comparado com um ferro fundido de baixa resistência. Os desgastes apresentaram comportamento não convencional e este fato foi evidenciado após a comparação feita com resultados obtidos para os mesmos tipos de materiais compósito disponíveis na literatura. Não foi observada a presença de delaminação ou qualquer tipo de dano, pois, foi observada uma boa rugosidade da superfície fresada

Abstract: The purpose of this work is to characterize the composite Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) with respect to its behavior during symmetric cylindrical milling process. It was used an experimental method. Eight millimeters milling cutter diameter with six cutting edge of cemented...

Abstract: The purpose of this work is to characterize the composite Carbon Fiber Reinforced Plastic (CFRP) with respect to its behavior during symmetric cylindrical milling process. It was used an experimental method. Eight millimeters milling cutter diameter with six cutting edge of cemented carbide ISO K10 was used to mill (CFRP) plates with 4 mm thick. The entire Machine limit was explored in terms of cutting speed from 100 to 600 m/min, 100 by 100 m/min steps. Other parameters were depth of cut 4 mm (plate width), feed rate per tooth 0,075 and 0,1 mm/rot. The focus of the present work is justified by the fact that the use of composite materials has been growing substantially and their manufacturing methods have become more popular and they are now being increasingly used in industrial applications such as aerospace, commercial aircrafts, ships, automobiles, machine tool and sports equipments. Composite materials such as carbon fiber reinforced plastics (CFRP) are important materials for structural components owing to their excellent properties such as high specific strength, high specific stiffness, high damping, low thermal expansion and good dimensional stability. However, due to its anisotropy, (CFRP) poses problems in machining such as fiber breakage, matrix cracking, fiber/matrix debonding, fiber pullout, thermal degradation, and delamination. The results showed that the main wear mechanism was abrasion followed by attrition that showed to be absolutely not important. The Taylor¿s tool life coefficients showed that to cut the composite material was very easy. Instantaneous and medium cutting power and cutting forces determined during the tests showed that the composite material is easier to cut when compared, for instance, with a low resistance casting iron. The wear evolution showed not conventional behavior and this fact was evidenced after comparison made with similar results from the literature. It was not observed delamination or any kind of damage and it was observed a good surface roughness