Análise do comportamento de ferramentas de metal-duro K10 revestidas com nitreto de titânio pelo processo físico de deposição por vapor no ensaio de torneamento /

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico

Furação da liga de titânio Ti6A14V com mínimas quantidades de fluido de corte

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica.Este trabalho, desenvolvido como tema de uma tese de doutorado sanduíche, no escopo da parceria do Laboratório de Mecânica de Precisão - LMP da UFSC, com o Laboratório de Máquinas Ferramentas - WZL da RWTH Aachen, apresenta um estudo das características de comportamento para o processo de usinagem da liga de titânio Ti6Al4V sob a condição de aplicação de Mínima Quantidade de Fluido de Corte - MQF. Para avaliar o efeito da lubrificação obtido com MQF foi escolhido o processo de furação, onde o fluido de corte foi aplicado por bicos externos e pelo interior da broca de metal-duro. Com o apoio dos fabricantes de ferramentas de corte foram efetuadas modificações na geometria das ferramentas, objetivando uma redução da quantidade de calor gerado na formação do cavaco, contribuindo para o sucesso da furação com MQF. Os resultados mostram um bom potencial na furaçã

Aplicação de brocas de aço-rápido na usinagem a seco do aço AISI P20

Actually, machining without cutting fluid is one of the most discussed topics of the metal-mechanical industry. The high cost of fluids, ecological problems in the work environment and the destination of wastes, as well the health of workers, have encouraged the removal or restriction of the use of cutting fluids. The research of the drilling process seeks to adapt cutting conditions and circumstances to perform machining without cutting fluid. Thus, this paper reports a study of the lack’s effects of cutting fluids in high-speed-steel tools HSS M2, in machining of steel AISI P20. For the development of tests were used twist drills DIN 338, with two edges, uncoated. The drills had mainly the mechanisms of abrasion and adhesion. The absence of the cutting fluid became the process quite severe, subjecting the tools to high thermal solicitations. Key words: drilling, dry machining, wear mechanisms.Na atualidade, a usinagem sem fluido de corte constitui um dos tópicos mais debatidos da indústria metal-mecânica. O elevado custo dos fluidos, problemas ecológicos ligados ao ambiente de trabalho e à destinação de resíduos, assim como a saúde dos trabalhadores, têm estimulado a eliminação ou restrição do uso de fluidos lubri-refrigerantes. As pesquisas do processo de furação buscam adaptar condições de corte e situações específicas para realização de usinagem sem fluido de corte. Dessa forma, este trabalho relata um estudo dos efeitos da ausência do uso de fluidos de corte em ferramentas de aço-rápido HSS M2, na usinagem do aço AISI P20. Para o desenvolvimento dos ensaios foram utilizadas brocas helicoidais DIN 338, com dois gumes, sem revestimento. As brocas apresentaram principalmente os mecanismos de abrasão e adesão. A ausência do fluido de corte tornou o processo bastante severo, submetendo as ferramentas a elevadas solicitações térmicas. Palavras-chave: furação, usinagem a seco, mecanismos de desgaste

Efeito de diferentes condições de aplicação de fluídos lubri-refrigerantes no desgaste de brocas de aço-rápido

Manufacturing industries are constantly searching for ways to improve the manufacturing processes and reduce costs. In machining processes, drilling is one of the most frequent operations and is one that involves severe cutting conditions. Thus, many companies still use high-speedsteel (HSS) tools to drill materials of difficult machinability, because these tools have low cost. Furthermore, the abundant application of cutting fluid is still widely practiced, despite the harmful effects that cutting fluid can cause to the environment and to the health of the machine operator. However, the world-wide trend for reduction or elimination of machining cutting fluids is also motivated by the desire to reduce total manufacturing cost. This work presents a study on the wear behavior of M2 high-speedsteel drill under different cutting fluid conditions for deephole drilling. The material used was DIN 1.2711 steel with hardness between 38 and 43 HRc. Under abundant emulsion application, the 8 mm diameter drill machined 0.64 m. Using MQL (Minimal Quantify of Lubricant), the tool machined 0.72 mm. However, with compressed air, the tool machined only 0.40 m. For all tests conditions, the abrasion marks and material adhesion were observed. Key words: DIN 1.2711 steel, wear mechanism/type, MQL, dry cutting.As indústrias de manufatura buscam constantemente a melhoria nos processos de fabricação e a redução de seus custos. Nos processos de usinagem, a furação é uma das operações mais utilizadas e que envolve condições severas de corte. Porém, devido ao baixo custo das ferramentas de aço-rápido (HSS), parte das empresas ainda utiliza este tipo de broca na furação de aços classificados como de difícil usinabilidade. Além disso, a aplicação de fluido lubri-refrigerante em abundância ainda é largamente utilizada, apesar dos efeitos danosos que o fluido pode causar ao ambiente e à saúde do operador da máquina. Porém, há uma tendência mundial para a redução ou eliminação do uso de fluidos na usinagem também motivada pela parcela significativa do mesmo sobre o custo total da fabricação. Dessa forma, este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento de desgaste de brocas de aço-rápido M2 sob diferentes métodos de aplicação de fluidos lubri-refrigerantes na usinagem profunda (cinco vezes o diâmetro da broca) do aço DIN 1.2711 com dureza entre 38 e 43 HRC. Sob condições de aplicação de fluido em abundância, a broca, de diâmetro 8 mm usinou 0,64 m. Já na aplicação de MQF (Mínima Quantidade de Fluido), a ferramenta usinou 0,72 m. No entanto, na usinagem com aplicação de ar comprimido, a broca usinou 0,40 m. Para todas as condições ensaiadas foram observadas marcas de abrasão nos gumes das brocas e adesão de material. Palavras-chave: aço DIN 1.2711, mecanismo/tipo de desgaste, MQF, usinagem com ar comprimido

Efeito de diferentes condições de aplicação de fluídos lubri-refrigerantes no desgaste de brocas de aço-rápido

Manufacturing industries are constantly searching for ways to improve the manufacturing processes and reduce costs. In machining processes, drilling is one of the most frequent operations and is one that involves severe cutting conditions. Thus, many companies still use high-speedsteel (HSS) tools to drill materials of difficult machinability, because these tools have low cost. Furthermore, the abundant application of cutting fluid is still widely practiced, despite the harmful effects that cutting fluid can cause to the environment and to the health of the machine operator. However, the world-wide trend for reduction or elimination of machining cutting fluids is also motivated by the desire to reduce total manufacturing cost. This work presents a study on the wear behavior of M2 high-speedsteel drill under different cutting fluid conditions for deephole drilling. The material used was DIN 1.2711 steel with hardness between 38 and 43 HRc. Under abundant emulsion application, the 8 mm diameter drill machined 0.64 m. Using MQL (Minimal Quantify of Lubricant), the tool machined 0.72 mm. However, with compressed air, the tool machined only 0.40 m. For all tests conditions, the abrasion marks and material adhesion were observed. Key words: DIN 1.2711 steel, wear mechanism/type, MQL, dry cutting.As indústrias de manufatura buscam constantemente a melhoria nos processos de fabricação e a redução de seus custos. Nos processos de usinagem, a furação é uma das operações mais utilizadas e que envolve condições severas de corte. Porém, devido ao baixo custo das ferramentas de aço-rápido (HSS), parte das empresas ainda utiliza este tipo de broca na furação de aços classificados como de difícil usinabilidade. Além disso, a aplicação de fluido lubri-refrigerante em abundância ainda é largamente utilizada, apesar dos efeitos danosos que o fluido pode causar ao ambiente e à saúde do operador da máquina. Porém, há uma tendência mundial para a redução ou eliminação do uso de fluidos na usinagem também motivada pela parcela significativa do mesmo sobre o custo total da fabricação. Dessa forma, este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento de desgaste de brocas de aço-rápido M2 sob diferentes métodos de aplicação de fluidos lubri-refrigerantes na usinagem profunda (cinco vezes o diâmetro da broca) do aço DIN 1.2711 com dureza entre 38 e 43 HRC. Sob condições de aplicação de fluido em abundância, a broca, de diâmetro 8 mm usinou 0,64 m. Já na aplicação de MQF (Mínima Quantidade de Fluido), a ferramenta usinou 0,72 m. No entanto, na usinagem com aplicação de ar comprimido, a broca usinou 0,40 m. Para todas as condições ensaiadas foram observadas marcas de abrasão nos gumes das brocas e adesão de material. Palavras-chave: aço DIN 1.2711, mecanismo/tipo de desgaste, MQF, usinagem com ar comprimido

Integridade superficial resultante de diferentes processos de usinagem

Among the factors that influence the performance of mechanical components, stand the material and surface conditions. During the machining process, the surface generated can be altered, which have influence on the properties of the material. Due to the variety of machining processes, it is necessary to evaluate the different processes in order to select the most appropriate for each manufacturing operation. Thus, the goal of this work was to evaluate the influence of different processes in the integrity of the generated surface using two conventional processes: drilling and milling, and one unconventional: electrical discharge machining (EDM). In drilling and milling tests were used carbide tools, and in EDM was used a copper electrode. The machined material was ABNT 1045 steel. The results showed bigger changes in the surface generated by the EDM process than those caused by the conventional processes. Key words: drilling, milling, EDM, properties of materials, process selection.Dentre os fatores que exercem influência sobre o desempenho dos componentes mecânicos, destacam-se o material utilizado e as condições da superfície. Durante o processo de usinagem, a superfície gerada pode sofrer alterações, as quais têm influência sobre as propriedades do material. Devido à variedade de processos de usinagem, é fundamental a avaliação dos diferentes processos, de modo a selecionar o mais adequado para cada operação de fabricação. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência de diferentes processos sobre a integridade da superfície gerada, utilizando dois processos convencionais: furação e fresamento, e um não-convencional: a eletroerosão. Na realização dos ensaios de furação e fresamento foram utilizadas ferramentas inteiriças de metalduro, e na usinagem por eletroerosão foi utilizado um eletrodo de cobre. O material usinado foi o aço ABNT 1045. Os resultados encontrados demonstraram maiores alterações na superfície gerada pelo processo de eletroerosão do que as provocadas pelos processos convencionais. Palavras-chave: furação, fresamento, EDM, propriedades dos materiais, seleção de processos

Estudo na Formação de Cavaco na Furação a Seco do Aço AISI P20 Endurecido

A adequação dos processos de usinagem com o intuito de eliminar a utilização de fluidos lubrirrefrigerantes na usinagem é complexa, principalmente nas operações de furação, devido às particularidades que caracterizam este processo. Com a retirada do meio lubrirrefrigerante, ocorre um aumento do atrito entre a broca, a peça e o cavaco, e consequentemente uma maior quantidade de calor é gerada pelo processo. Sendo assim, para a viabilização da furação a seco, é necessário avaliar a interface de contato entre a ferramenta e a peça, de forma a identificar as alterações geradas pela ausência do fluido lubrirrefrigerante. Durante a realização de testes a seco utilizando brocas de metal-duro, na furação de aço endurecido, foram observados problemas no escoamento do cavaco gerado pelo processo, causando o entupimento dos canais das brocas, e a consequente quebra prematura das mesmas. Para investigar estes problemas, foi realizada uma análise microscópica em uma broca quebrada alojada no interior do furo. Realizando o embutimento em resina de um cilindro contendo a parede do furo e a broca, foi viabilizado o corte do conjunto de forma a avaliar o contato entre a peça e a ferramenta em diferentes profundidades do furo. Por meiodesta análise foi verificada a ocorrência de corte do material pelas guias da broca, sendo este mecanismo prejudicial ao processo, pois estes elementos da ferramenta não são projetados para realizar o corte principal do material. A partir destes resultados, a estratégia de usinagem empregada no processo foi modificada, o que proporcionou uma melhora significativa no escoamento do cavaco e o cessamento das quebras de ferramentas