MÉTODO DE AVALIAÇÃO DE DESGASTE DE FERRAMENTA DE CORTE EM PROCESSO DE TORNEAMENTO ATRAVÉS DA MEDIÇÃO INDIRETA DAS FORÇAS DE CORTE

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1 7º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO 7 th BRAZILIAN CONGRESS ON MANUFACTURING ENGINEERING 20 a 24 de maio de 2013 Penedo, Itatiaia RJ - Brasil May 20 th to 24 th, 2013 Penedo, Itatiaia RJ Brazil MÉTODO DE AVALIAÇÃO DE DESGASTE DE FERRAMENTA DE CORTE EM PROCESSO DE TORNEAMENTO ATRAVÉS DA MEDIÇÃO INDIRETA DAS FORÇAS DE CORTE Msc. José Carlos de Camargo 1, jccamargo@uesc.br Dr. Dany Sanchez Dominguez 1, dany@labbi.uesc.br Dr. Álisson Rocha Machado 2, alissonm@mecanica.ufu.br Dr. Danilo Maciel Barquete 1, danilo@uesc.br Msc. Leonardo Iusuti Medeiros 1, limedeiros@uesc.br 1 UESC-Universidade Estadual de Santa Cruz - DCET, Campus Soane Nazaré de Andrade, km 16, Rodovia Jorge Amado, CEP: Ilhéus/BA - Brasil 2 UFU-Universidade Federal de Uberlândia LEPU/FEMEC, Av. João Naves De Ávila, 2121, CEP Uberlândia/MG Brasil Resumo: Neste trabalho foi desenvolvido um modelo matemático e computacional de desgaste de ferramenta na usinagem de um aço ABNT D6 temperado, utilizando ferramenta de corte de PCBN. Este modelo foi obtido através de técnicas de planejamento experimental e estatística. O trabalho experimental consistiu na usinagem (torneamento com altas velocidades de corte) do aço ABNT D6, temperado (60 HRC) com ferramenta ultradura de PCBN (Nitreto Cúbico de Boro Policristalino). Para construir o modelo de desgaste em função dos parâmetros de corte foram consideradas diferentes respostas experimentais: rugosidade, componentes da força de corte e desgaste. Cada uma destas respostas foi avaliada segundo sua significância estatística. As simulações foram feitas no software Statistica e no software Matlab. Através do método estatístico de planejamento de experimentos: regressão múltipla, foi possível analisar os desgastes para diversas condições experimentais, compará-los e estabelecer um modelo matemático para estimar o desgaste em função dos parâmetros de corte e da resposta experimental componentes da força de corte e força resultante de corte. O modelo matemático também permitiu estimar as condições ideais de corte, ou seja, menor desgaste, maior avanço e maior velocidade de corte. Palavras-chave: Modelo de desgaste, aço ABNT D6, ferramenta PCBN, modelagem de experimentos 1. INTRODUÇÃO Os aços ferramenta para trabalhos a frio vêm ganhando espaço em diversas aplicações práticas de engenharia, principalmente em componentes que necessitam de elevada resistência ao desgaste e tenacidade, que conciliem adequadas propriedades mecânicas e metalúrgicas, e que possuam boa resistência à corrosão (Santos, et al., 2007) e (Chiaverini, 1986). Estes aços se destinam à fabricação de ferramentas utilizadas no processamento a frio de outros aços, ferros fundidos e metais não ferrosos, em operações diversificadas como corte, dobramento, estampagem, cunhagem, extrusão, trefilação de aços, trabalhos em madeira, prensagem de pós-metálicos e materiais cerâmicos, moagem de pigmentos de tintas, perfurações de rochas e corte de papel, entre outras aplicações (Villares Metals). Uma das principais características desses aços é a susceptibilidade ao tratamento térmico de têmpera. Uma das operações possíveis de usinagem dos aços ferramenta temperados é o torneamento. A remoção de cavacos em materiais com dureza superior a 45 HRC é designada torneamento duro. Há poucos anos, materiais que necessitavam ser usinados em sua forma endurecida e para atender exigências de acabamento superficial e dimensional, eram tradicionalmente usinados através de processos abrasivos, tal como a retificação. Recentes melhorias na tecnologia das máquinas ferramentas (especificamente a rigidez e a precisão de posicionamento) e o advento de ferramentas cerâmicas de corte, como as de PCBN, tornaram possíveis usinagens de acabamento em aços endurecidos, utilizando-se ferramentas com aresta definida de corte. Um dos principais motivos pelo qual a retificação vinha sendo utilizada nos processos de acabamento deve-se ao fato da tecnologia de fabricação de rebolos cerâmicos ser conhecida e dominada desde os anos 70. Ferramentas para usinagem com aresta de corte definida, que eram fabricadas com material cerâmico, apresentavam, até um passado recente, problemas de fragilidade e, consequentemente, de vida útil, o que inviabilizava o seu emprego. Para a maioria das aplicações a retificação apresenta uma taxa de remoção de material inferior aos processos de usinagem com aresta definida de corte. A usinagem desses aços já beneficiados (com elevada dureza) demanda processos e ferramentas especiais, sendo frequentemente designados materiais de complexa usinabilidade.

2 Desta forma, sempre que possível, é desejável que o processo de retificação seja substituído pelo torneamento duro ou hard machining. As vantagens apresentadas pelo torneamento duro são muito atrativas para as empresas, porém estas ainda hesitam em substituir um processo bem conhecido e dominado (retificação), por um processo ainda não consolidado. A necessidade de informações sobre a influência e a correlação entre os parâmetros de usinagem como velocidade de corte, avanço, profundidade de corte e geometria da ferramenta de corte no desgaste da ferramenta foi a motivação para a realização deste trabalho. No contexto atual em que os aços ferramenta para trabalho a frio são amplamente utilizados, desenvolver tecnologia para a sua usinagem torna-se fator relevante, para a geração de conhecimento e como diferencial competitivo. Neste trabalho foram estudadas as características e estratégia de usinabilidade do aço ferramenta para trabalho a frio tipo D6. O desempenho destas ferramentas foi avaliado em termos de evolução do desgaste em relação aos parâmetros de corte, de força, de potência de corte e também em função da qualidade da peça usinada, através de análises de topografia de superfície (medições de rugosidade). A usinagem (torneamento) foi realizada utilizando-se de parâmetros de corte recomendados pelo fabricante da ferramenta de corte para assegurar que a vida útil da ferramenta seja corretamente avaliada por meio deste modelo experimental proposto. Este modelo de previsão considera a variação simultânea dos parâmetros de usinagem e permite estabelecer um relacionamento funcional entre vida de ferramenta; rugosidade, força e parâmetros de corte. Esta abordagem de cunho estatístico consiste em planejar experimentos capazes de gerar dados apropriados para uma análise eficaz, o que resulta em conclusões válidas e objetivas (Montgomery, et al., 2003). Este trabalho tem por objetivo estudar o desgaste de ferramentas de corte de PCBN em processos de usinagem de torneamento de aços ABNT D6 (Villares Metals) previamente endurecido. Na Fig. 1, apresentamos os principais aspectos econômicos da tribologia considerando os principais mecanismos de perdas e sua importância relativa. Devido ao grande percentual de perdas o mecanismo de desgaste é o mais considerado neste trabalho. Dentre os seis principais mecanismos de desgaste, o desgaste abrasivo é o mais significativo na usinagem de aços com alta fração volumétrica de carbonetos duros, como o ABNT D6 (VC 131), com ferramentas de PCBN. Figura 1: Aspectos econômicos da tribologia mecanismos de desgaste e causas de perdas (ilustração adaptada do livro (Rabinowicz, 1995 p. 6) e do livro (Santos, et al., 2007 p. 155) 2. MATERIAIS E MÉTODOS O trabalho experimental consistiu na usinagem (torneamento com altas velocidades de corte) de barras de aço ABNT D6 (VC 131) temperado (60 HRC) com ferramentas ultra duras de PCBN (Nitreto Cúbico de Boro Policristalino). A previsão de desgaste das ferramentas foi feita por meio de um modelo matemático e uma estimativa dos erros inerentes ao mesmo. A simulação foi feita no software Statistica e no software Matlab. Para isto foi construído um modelo de desgaste de ferramentas baseado em técnicas estatísticas e de planejamento de experimentos em função aos parâmetros de corte, força, potência e rugosidade. A seguir este modelo foi utilizado para determinar as condições ótimas de usinagem para maior vida útil da ferramenta de corte. Por fim foram construídas rotinas computacionais para simulação de vida útil de ferramenta de corte, cálculo de matéria prima, cálculo da potência de corte e identificação dos mecanismos de desgaste da ferramenta de corte no processo de usinagem. Este trabalho também fornece subsídios aos fabricantes de ferramentas de corte durante o processo de desenvolvimento de novos produtos. Os resultados deste trabalho fornecem informações à realização de testes de usinagem auxiliando as empresas do ramo, no dimensionamento de matérias primas, seleção de máquinas adequadas aos parâmetros de usinagem estabelecidos além de propor condições ótimas de usinagem. Inicialmente foram feitos alguns pré-testes de usinagem para se definir quais seriam os parâmetros de corte a serem utilizados, de acordo com as indicações do fabricante da pastilha de PCBN para corte de aço ABNT D6. A partir desta etapa os parâmetros definidos para os testes definitivos foram: velocidades de corte = 160 a 340 m/min., avanço =

3 0,05 a 0,25 mm/volta e profundidade de corte = 0,05 mm (constante). A média foi 250 m/min. e médio foi 0,15 mm/volta Planejamento Experimental Este trabalho utiliza o método estatístico de planejamento de experimentos (regressão múltipla) para fazer a análise de significância dos fatores envolvidos além da interação entre eles. O planejamento experimental foi desenvolvido no software Statistica. O objetivo foi construir um modelo que represente o efeito de dois fatores de entrada ( velocidade de corte e avanço) nas respostas do sistema. A Fig.2 mostra as respostas que foram avaliadas: componentes da força de corte ( ; e ), desgaste e rugosidade ( ; e ). Figura 2: Parâmetros de entrada e saída da regressão múltipla Critérios de Seleção de Matéria Prima e Ferramenta de Corte A seleção da matéria prima e da ferramenta de corte depende dos seguintes parâmetros: Dureza e característica de composição da matéria prima Tipo de ferramenta e sua geometria (ângulo de inclinação, raio da ponta, etc.) Condições de corte: avanço, profundidade de corte e velocidade de corte. A Fig.3 mostra o efeito dos diferentes parâmetros no desgaste da ferramenta de corte. Figura 3: Efeitos dos diferentes parâmetros no desgaste de ferramenta (adaptado de (Adesta, et al., 2010)) 2.3. Matéria Prima Para estudo do desgaste de ferramenta em torneamento duro uma das características importantes do material a ser selecionado é a dureza (após beneficiamento). Observando a Tab. 1 nota-se que a material ABNT D6 (VC 131) possui um dos mais elevados percentuais de carbono dentre os aços ferramenta para trabalho a frio, com faixa de dureza Rockwell recomendada de 56 a 62 HRC. Isto justificou a seleção deste material para este trabalho.

4 Tabela 1: Composição química de aços para trabalhos a frio Máquina Ferramenta e Ferramenta de Corte A usinagem do material beneficiado foi realizada em um Torno CNC Romi linha Multiplic modelo 35 D. As principais características técnicas estão contidas na Tab. 2: Tabela 2: Características técnicas torno CNC Romi 35D. Especificações técnicas Valores Especificações técnicas Valores Altura de pontas 255 mm Faixa de velocidades 2 a 2000 rpm Distância entre pontas 1.5m Avanço rápido longitudinal (eixo Z ) 10 m/min. Diâmetro admissível sobre o barramento 520 mm Potência Motor principal CA 15 cv / 11 KW Curso transversal do carro (eixo X) 280 mm Potência total instalada 20 kva Curso longitudinal do carro (eixo Z) 1.5m Na Tab. 3 observa-se que quanto maior a relação entre a condutividade térmica e o coeficiente de expansão térmica, maior será a resistência da ferramenta a altas temperaturas. As ferramentas de PCBN possuem a segunda maior relação (100 / 4,9 = 20,4) contra apenas (15 / 8 = 1,9) da cerâmica mista, menores somente do que os diamantes (natural 900 / 3,15 = 285,7 e policristalino 560 / 3,8 = 147,4). Estas ferramentas são indicadas para usinagem a altas velocidades de corte, que envolvem altas temperaturas e de materiais com elevada dureza (acima de 55 HRC). Esta característica respaldou a seleção da ferramenta de PCBN, geometria SNGA S0103A 7015 (fabricada pela (Sandvik Coromant, 2011), classe CB 7015 de CBN com cobertura PVD, ligante de cerâmica para torneamento contínuo e cortes levemente interrompidos em aços endurecidos). O suporte para este tipo de pastilha foi DSSN L 2525 M12 (fabricada pela (Sandvik Coromant, 2011)). Tabela 3: Algumas características mecânicas e propriedades físicas dos materiais para ferramenta (adaptado de (Santos, et al., 2007 p. 126)) Propriedades Aço Metal Nitreto Cerâmica Cerâmica Whisker Diamante rápido DuroM de Branca mista reforçada PCBN natural M2 20 Silício PCD Cond. Térmica (W/m C) Coef. Expansão Térmica 12 5,5 8,5 8 6,4 3,2 4,9 1,5-4,8 3,8 (x ) Razão Condut. Térmica/Coef. Exp. Térmica 3,08 15,5 0,94-1,1 1,5 2,25 5,0 7,2 20,4 187, ,4

5 2.5. Método de Estimativa de Desgaste de Ferramenta de Corte Com o objetivo de estudar o desgaste de ferramenta de corte PCBN na usinagem do aço ABNT D6 (VC 131) beneficiado, através da técnica de planejamento de experimentos, foram aplicadas algumas técnicas de estimativa destes desgastes (Fig. 4). Figura 4: Métodos de estimativa de medições de desgaste (adaptado de (Adesta, et al., 2010)) Nos testes experimentais foram avaliados: desgaste (microscópio-ótico Olympus modelo LG-PS2), rugosidade (rugosímetro Mitutoyo SJ-201) e as componentes da força de corte (dinamômetro Kistler), porém neste trabalho foram analisados os efeitos das componentes da força de corte no desgaste da ferramenta. A matéria prima utilizada para os testes (ABNT D6) possuía dureza 57 HRC, diâmetro inicial ; comprimento = 400 mm. Não foi utilizado fluido refrigerante (usinagem a seco). O parâmetro de usinagem para estimar o desgaste foi o comprimento de corte (manteve-se constante e igual a 250 mm para todos os parâmetros de cortes verificados). 3. RESULTADOS E DISCUSSÕES Nesta sessão serão apresentados os resultados e discutida a análise estatística dos mesmos Análise Estatística dos Resultados da Usinagem de Aços Beneficiados Os resultados foram discutidos sob uma visão estatística. Uma vez construído o modelo, os dados foram analisados levando-se em conta os fenômenos de usinagem correlacionados aos efeitos observados. Neste trabalho analisou-se a correlação entre o desgaste e as componentes da força de corte e a resultante. Nos experimentos foram analisados os fatores ( e ), as componentes da força de corte ( ; e ), o desvio padrão de cada uma dessas componentes, o valor da resultante da força de corte (f res.) e desgaste obtidos. Os valores das forças de corte foram obtidos através da leitura do dinamômetro Kistler, no comprimento de 17 mm e leituras a cada 0,001mm. Foram feitas, portanto medidas de cada uma das componentes de corte e calcularam-se os valores médios bem como o desvio padrão de cada uma das leituras. Para a análise estatística dos dados experimentais utilizou-se a análise de variância (ANOVA) com intervalo de confiança de 95% e nível de significância Pvalue igual a 5%. A Tab. 4 mostra os cálculos do nível de significância das respostas avaliadas, além de também nos fornecer o nível de significância das interações lineares (L) e quadráticas (Q) dos fatores ( e ).

6 Tabela 4: Nível de significância das respostas. Teste de Significância do Modelo Ensaio 2 Pvalue (nível de probabilidade) R² Vc (L) Vc (Q) f (L) f (Q) Vc * f Fx (N) 0,3218 0,4652 0,9399 0,1268 0,9548 0,4213 Fy (N) 0,0995 0,4647 0,0330 0,0545 0,2493 0,6694 Fz (N) 0,0485 0,5749 0,6166 0,0899 0,4434 0,5571 F res. (N) 0,0301 0,3823 0,0331 0,0152 0,3621 0,7471 Respostas Desgaste (mm) 0,0000 0,3018 0,0000 0,0176 0,0051 0,9475 Na Tab. 4 observa-se que a resposta desgaste (medida diretamente na ferramenta de corte através do microscópio ótico) apresenta três interações significativas (Pvalue<0,05) (Montgomery, et al., 2003) e um grau de correlação ( ) superior a 90% (0,9475). Observa-se também que cada uma das componentes de corte possuem poucas interações significativas, porém a força resultante (F res ) possui três interações significativas além de um grau de correlação ( ) alto, porém não significativo (0,7471). Devido a este alto grau de significância e correlação, foi construído um modelo considerando a resposta Desgaste, porém neste estudo será feito uma correlação entre o desgaste e a resultante das forças de corte. É possível representar o desgaste da ferramenta de corte que ocorre durante a usinagem de material beneficiado através da superfície de resposta representada na Fig. 5 (modelo completo) e identificada na Eq. (1). Pode-se observar que o desgaste diminui com o aumento do avanço ( ) e diminuição da velocidade de corte ( ). (1) Superfície de resposta Figura 5: Superfície de resposta para o modelo completo de desgaste. Para simplificar o modelo foram eliminados os fatores não significativos (o fator foi o único não significativo a ser excluído) e o modelo de desgaste pode ser representado pela Eq. (2) (modelo reduzido). (2) O modelo completo apresenta coeficiente de correlação igual a 0,9475, mostrando que ele representa bem o comportamento do processo. Por este modelo observa-se que efeito linear (L) do fator, a interação entre os fatores e fator e o efeito quadrático e linear de são significativos. Dentre estes fatores significativos o efeito quadrático de é o maior e nota-se que o este coeficiente é muito superior ao de. Observa-se na Fig. 6 que o desgaste diminui quando há um aumento de. Pela Fig. 7 observa-se que o desgaste aumenta quando se aumenta a. O desgaste será máximo quando a for aproximadamente 330 m/min. Já para o fator (Fig. 6) fica evidente que existe uma tendência, porém

7 inversamente proporcional, ou seja, há uma redução do desgaste enquanto o fator quanto for aproximadamente 0,25 mm/rot. aumenta. O desgaste será mínimo Figura 6: Influência do f no desgaste. Figura 7: Influência da Vc no desgaste. A análise sobreposta destes dois comportamentos nos possibilita calcular um ponto ótimo, que no caso específico, significa menor desgaste, maior avanço ( ) e maior velocidade de corte ( ). Existem vários métodos de cálculo para este ponto ótimo entre eles o método da derivada e o método calculado pelo software Statistica. Este software utiliza o método Saddlepoint (Montgomery, et al., 2003); (Calado, et al., 2003) e os valores calculados estão representados na Tab. 5. Tabela 5: Pontos críticos calculados pelo método Saddlepoint Valores criticos; Variável: Desgaste 2 (mm) Solução: Válor ótimo: Método Saddlepoint 0, Mínimo Valores Máximo Fatores Observado Criticos Observado V c (m/min) 160, , ,0000 f (mm/rot) 0,0500 0,2680 0,2500 Por este método os valores ótimos foram: = 0,2680 mm/rot.; = 341,63 m/min. e desgaste = 0,2026 mm. Estudos semelhantes realizados por (Siqueira, et al., 2007) e (Mendes, et al., 2007) fizeram simulações estatísticas com materiais beneficiados e também observaram influência mais significativa no fator avanço ( ). Esta maior influência do avanço ( ) se explica pelo tempo que a ferramenta fica exposta a altas temperaturas. Nos avanços maiores o tempo de corte é menor (foi estabelecido um comprimento único de corte de 300 mm para todos os experimentos) e a exposição a estas altas temperaturas é consequentemente menor. Um dos empecilhos para se medir o desgaste através do método direto por microscópio ótico consiste na necessidade de retirada da pastilha para se dimensionar o mesmo. Neste trabalho foi feito um estudo que relaciona o desgaste com as componentes da força de corte e da resultante. A grande vantagem deste método indireto de avaliação é que as componentes da força de corte podem ser dimensionadas através de um dinamômetro instalado na máquina. A desvantagem consiste no pequeno grau de correlação obtido nas avaliações. Foram feitas diversas simulações de tendências e a aproximação polinomial foi a mais significativa. Dentre os parâmetros simulados, a força resultante f res. foi a que teve maior correlação, porém baixa (R² = 0,2979). Conforme Tab. 5, o valor ótimo de desgaste calculado foi 0,2026 mm. A Tab. 6 contém os valores das componentes de corte calculados segundo as equações polinomiais obtidos em função do valor ótimo de desgaste. Tabela 6: Equações polinomiais de estimativa das forças de corte em função do desgaste ótimo Parâmetro Equação Polinomial R² F x F x = -326,27 desg ,94 desg. - 9,1999 0,1319 F y F y = -96,42 desg ,06 desg ,62 0,2516 F z F z = -773,7 desg ,56 desg. - 1,8336 0,1745 F res. F res. = -411,24 desg. 2-17,018 desg ,95 0,2979 Valores estimados de forças em função do desgaste (no ponto ótimo) 8,19 N 82,03 N 26,09 N 89,62 N

8 As Fig. 8 e Fig. 9 mostram os gráficos da correlação entre as componentes f y e f z em função do desgaste. A Fig. 10 mostra o gráfico da correlação entre a força resultante de corte (f res.) e o desgaste. Também expressa a equação polinomial de cálculo e o grau de correlação (R² = 0,2979) Figura 8: Componente f y em função do desgaste Figura 9: Componente f z em função do desgaste Figura 10: Força resultante de corte (f res. ) em função do desgaste

9 3.2. Avaliação dos Mecanismos de Desgaste na Ferramenta de Corte O objetivo da análise das ferramentas de corte feita no MEV foi verificar a presença dos mecanismos de desgastes descritos na Fig. 1. Figura 11: Vc = 250 m/min. e f = 0,15 mm/rot. (ampliação 180x). Figura 12: Vc = 250 m/min. e f = 0,15 mm/rot. (ampliação 500x). Nas Fig. 11 e Fig. 12 notam-se, nitidamente marcas de abrasão, (riscos paralelos, similares a unhas de gato arranhando as superfícies). Isto se deve, como previsto, ao elevado teor de elementos formadores de carbonetos duros, presentes na microestrutura do aço endurecido. Também nestas duas figuras a observação da parte superior da pastilha indica que também ocorreu o desgaste adesivo, principalmente em condições extremas de velocidade de corte, onde a difusão é mais atuante, devido principalmente às elevadas temperaturas na interface cavaco-ferramenta (para o aço estudado, com acima de 150 m/min., esta temperatura pode ultrapassar graus Celsius, (Santos, et al., 2007 p. 82)). Entretanto, dificilmente tem-se um único mecanismo de desgaste atuando isoladamente; nas condições de corte, um pode predominar sobre o outro, mas certamente os dois são importantes. O desgaste abrasivo ocorre em todas as condições de corte, enquanto o adesivo é mais influente naquelas condições onde há menores velocidades (principalmente) e também nos elevados avanços. A adesão também deixa essa camada de material aderido, mas como ocorreu a difusão (fenômeno termicamente ativado, ou seja, é mais influente quanto maiores forem as temperaturas na interface) ocorre uma união íntima (como na soldagem). Existem, portanto, evidências de que ocorreram, no mínimo, dois mecanismos de desgaste atuantes (abrasivo e adesivo). 4. CONCLUSÃO Os resultados deste trabalho demonstram que o modelo de desgaste combinado com algoritmo do software Statistica para cálculo do ponto ótimo permitem o estabelecimento de uma nova abordagem para a modelagem do desgaste de ferramenta de corte em processo de usinagem de torneamento duro. Diante das condições de corte estabelecidas, a minimização da resposta desgaste, em função dos parâmetros avanço, profundidade e velocidade de corte, foi obtida quando dois desses parâmetros atingiram seus valores experimentais máximos ( e ), significando maior produtividade para o processo, mediante uma taxa de desgaste menor. Estas conclusões não devem ser extrapoladas diretamente para outros tipos de materiais e ferramentas, apenas pode-se garantir a validade para a amplitude dos níveis e materiais adotados neste estudo. Entretanto, os resultados poderiam ser extrapolados após um pequeno número de experimentos. Adicionalmente, pode-se recomendar a adequação da metodologia proposta para outros processos de usinagem. Conclui-se que o modelo construído é representativo e as simulações produziram respostas com erro inferior a 2,56% (modelo completo) e 3,64 % (modelo reduzido) em relação aos valores individuais observados. Não se pode dizer o mesmo quando se estima o desgaste através do parâmetro forças de corte (Tab. 6) (estimativa polinomial), porém conforme Tab. 4, a resultante das forças de corte apresentou significância em três interações pelo método ANOVA além de possuir um grau de correlação de 0,7471. Sua utilização poderá ser significativa se for levado em conta a facilidade de medição e a rapidez de resposta. 5. AGRADECIMENTOS Os autores deste trabalho agradecem a UESC e FAPESB pelo apoio financeiro. Agradecem à equipe do LEPU/UFU pelo uso da infraestrutura. Agradecem a Villares Metals pela cessão da matéria prima dos testes e a Sandvik Coromant pelo fornecimento das pastilhas de PCBN e suporte.

10 6. REFERÊNCIAS Adesta, Erry Yulian T., Muataz Al Hazza, Muhammad Rizza, Delvis Agusman, e Rosehan. European Journal of Scientific Research. Tool Life Estimation Model Based on Simulated Flank Wear during High Speed Hard Turning, 2010: Calado, Verônica, e Douglas C. Montgomery. Planejamento de Experimentos usando o Statistica. Rio de Janeiro: E- papers Serviços Editoriais, Chiaverini, Vicente. Tecnologia Mecânica - 2ª edição. São Paulo: MacGraw-Hill, Mendes, Ronã Rinston Amaury, Anderson Paulo de Paiva, e João Roberto Ferreira. Estudo de Minimização do Custo de Usinagem por Torneamento de um aço SAE/ABNT utilizando-se Metodologia de Superfície de Resposta, Abr de Montgomery, Douglas C., e George C. Runger. Estatística Aplicada e Probabilidade para Engenheiros. 2. Tradução: Verônica Calado. Rio de Janeiro, RJ: LTC, Rabinowicz, Ernest. Friction and Wear of Materials. New York: John Wiley & Sons, Inc., Sandvik Coromant (acesso em 11 de Set de 2011). Santos, Sandro Cardoso, e Wisley Falco Sales. Aspectos Tribológicos da Usinagem dos Materiais. São Paulo: Artliber, Siqueira, Ildeu Lúcio, Helder Barbieri Lacerda, Roberto Araújo Piacesi, Walter Seppe Jr, e Flavio Adriano Santos Oliveira. 17 Simpósio do Programa de Pós Graduação em Engenharia Mecânica-FEMEC. Estudo da usinagem das sedes de válvulas de admissão de motores de combustão interna, 2007: 12. Villares Metals. s.d. (acesso em 09 de Set de 2011). 7. DIREITOS AUTORAIS Os autores são os únicos responsáveis pelo conteúdo do material impresso incluídos no seu trabalho. METHOD OF EVALUATION OF CUTTING TOOL WEAR IN HARD TURNING OVER THE INDIRECT MESASUREMENT OF CUTTING FORCES Msc. José Carlos de Camargo 1, jccamargo@uesc.br Dr. Dany Sanchez Dominguez 1, dany@labbi.uesc.br Dr. Álisson Rocha Machado 2, alissonm@mecanica.ufu.br Dr. Danilo Maciel Barquete 1, danilo@uesc.br Msc. Leonardo Iusuti Medeiros 1, limedeiros@uesc.br 1 UESC-Universidade Estadual de Santa Cruz - DCET, Campus Soane Nazaré de Andrade, km 16, Rodovia Jorge Amado, CEP: Ilhéus/BA - Brasil 2 UFU-Universidade Federal de Uberlândia LEPU/FEMEC, Av. João Naves De Ávila, 2121, CEP Uberlândia/MG Brasil Abstract: In this work a tool wear model was developed for machining hardened AISI D6 steels using PCBN cutting tools. The mathematical model and computational techniques were obtained by experimental design and statistics. The experimental work consisted in machining (turning at high cutting speeds) ABNT D6 steel, hardened (60 HRC) with PCBN ultrahard tool (Polycrystalline Cubic Boron Nitride). Different experimental responses were considered to build the wear model as a function of cutting parameters: roughness, components cutting force and wear. Each of these responses were evaluated according to their statistical significance. The simulations were made using the softwares Statistica and Matlab. Through the statistical method of experimental design: multiple regression, it was possible to analyze wear for many experimental conditions, to compare them and to establish a mathematical model to predict wear rate as function of components cutting force and resultant cutting force. The model also allows to estimate the optimal cutting conditions for less wear, higher feed and higher cutting speed. Keywords: Wear model, steel ABNT D6, tool PCBN, experiment modeling.