INFLUENCIAS DAS CONDIÇÕES DE USINAGEM NA INTEGRIDADE SUPERFICIAL DO AÇO INOXIDÁVEL AERONÁUTICO 15-5PH.

Documentos relacionados
SEM-0534 Processos de Fabricação Mecânica. Aula 2. Professor Alessandro Roger Rodrigues

SEM-0534 Processos de Fabricação Mecânica. Aula 6. Professor Alessandro Roger Rodrigues

TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO ASPECTOS DE PROCESSOS DE USINAGEM

Concurso Público para Cargos Técnico-Administrativos em Educação UNIFEI 30/08/2009

ESTUDOS DO TEMPO DE VIDA DE FRESAS DE TOPO INTERCAMBIAVÉIS DE METAL DURO NO FACEAMENTO DE AÇO INOXIDÁVEL 15-5 PH

RELAÇÕES ENTRE PARÂMETROS DE CORTE E ACABAMENTO SUPERFICIAL NA LIGA DE ALUMINIO 7050

Departamento de Engenharia Mecânica Graduação em Engenharia Aeronáutica

Torneamento de aço endurecido com superfícies interrompidas usando ferramentas de CBN

Processos Mecânicos de Fabricação. Profª Dra. Danielle Bond. Processos Mecânicos de Fabricação. Processos Mecânicos de Fabricação

ESTUDO DO DESGASTE EM FERRAMENTA DE METAL DURO NO TORNEAMENTO DOS AÇOS ABNT 1045, 4140 E 4340.

TOOLS NEWS B228Z. Fresas de topo de cerâmica CERAMIC. Alta produtividade na usinagem de ligas resistentes ao calor à base de níquel.

Processos Mecânicos de Fabricação. Profª Dra. Danielle Bond. Processos Mecânicos de Fabricação. Processos Mecânicos de Fabricação

PROGRAMA DE DISCIPLINA

Prof. Danielle Bond. Processos Mecânicos de Fabricação. Profª Dra. Danielle Bond. Processos Mecânicos de Fabricação. Processos Mecânicos de Fabricação

Ementa: Graduação em Engenharia Mecânica. Curso sobre Tecnologia da Usinagem

Processos Mecânicos de Fabricação. Conceitos introdutórios sobre usinagem dos metais

ANÁLISE QUALITATIVA PARA O ESTUDO DA INFLUÊNCIA DA VIBRAÇÃO NO DESGASTE DA FERRAMENTA DE CORTE EM UM PROCESSO DE FRESAMENTO FRONTAL

AULA 28 PROCESSO DE FRESAMENTO: FRESAS

DETERIORAÇÃO DAS FERRAMENTAS DE CORTE REF.: ISO Tool life testing in milling

ESTUDO DA INFLUÊNCIA DOS PARÂMETROS DE USINAGEM NO ACABAMENTO SUPERFICIAL E NA TOLERÂNCIA GEOMÉTRICA DE PEÇAS TORNEADAS

Capítulo 4. Procedimento Experimental Apresentação

ANÁLISE DOS ESFORÇOS E RUGOSIDADE QUANDO ALTERADOS AVANÇO E VELOCIDADE DE CORTE NO FRESAMENTO FRONTAL DO AÇO SAE 8640

CoroMill 390 Fresas de topo com pastilhas tamanho 07 Classe GC1130 para aços

FEPI. Fresamento. Surgiu em , Page 1 Tecnologia Mecânica II

Edleusom Saraiva da Silva José Hilton Ferreira da Silva

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE DE AVANÇO NO DESGASTE DA ARESTA DE UMA FERRAMENTA DE CORTE

Método para ensaios de avaliação de usinabilidade de materiais metálicos utilizando torno CNC e torno convencional (mecânico)

Geraldo Alves Colaco (UFPB ) Ithyara Dheylle Machado de Medeiros (UFPB )

Autor(es) GUILHERME GORGULHO. Orientador(es) ANDRÉ DE LIMA. Apoio Financeiro FAPIC/UNIMEP. 1. Introdução

APLICAÇÃO DE DOIS FLUIDOS DE CORTE SOLÚVEIS NO PROCESSO DE FURAÇÃO EM FERRO FUNDIDO CINZENTO

DESVIOS MACROGEOMÉTRICOS. Forma, orientação, posição e batimento (NBR 6409)

2 MATERIAL E MÉTODOS

MODELO NUMÉRICO EXPERIMENTAL DA RUGOSIDADE NO FRESAMENTO FRONTAL DE ACABAMENTO DO AÇO AISI 4140 ENDURECIDO

PRECISÃO E ERROS DE USINAGEM

DETERMINAÇÃO DA EQUAÇÃO DE TAYLOR EXPANDIDA ATRAVÉS DAS TÉCNICAS DE ANÁLISE DIMENSIONAL E DE OTIMIZAÇÃO DE ENSAIOS

Sistema modular Coromant EH

Junho /8 CFRP. Novas Soluções para a Usinagem de Materiais Compósitos

informações técnicas

AULA 29 PROCESSO DE FRESAMENTO: OPERAÇÕES DE CORTE

INFLUÊNCIA DO TRATAMENTO TÉRMICO NA USINABILIDADE DE AÇOS PARA MOLDES DE INJEÇÃO DE PLÁSTICO

A INFLUÊNCIA DA VELOCIDADE DE AVANÇO NA TEXTURA SUPERFICIAL DE COMPONENTES USINADOS

TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO GEOMETRIA DA FERRAMENTA

Aula Processos de usinagem de roscas -

PROCESSOS DE USINAGEM I

ANÁLISE DO PROCESSO DE FRESAMENTO DO AÇO AISI D6 ENDURECIDO UTILIZANDO MÍNIMA QUANTIDADE DE LUBRIFICANTE. A. Felipe, A. J. Souza

Nova Série SED 7 para uma excelente usinagem de Materiais de Difícil Usinabilidade

Metrologia Professor: Leonardo Leódido

SEM-0534 Processos de Fabricação Mecânica. Aula 5 Processo de Torneamento. Professor: Alessandro Roger Rodrigues

EM535 USINAGEM DOS MATERIAIS 1 O. SEMESTRE DE Teste 2

PMR3507 Fábrica digital

RESISTÊNCIA À FADIGA DE CONTATO DE FERROS FUNDIDOS EM SUPERFÍCIES FRESADAS

INFLUÊNCIA DAS CONDIÇÕES DE USINAGEM NA RUGOSIDADE DE PEÇAS DE AÇO FRESADAS COM FRESAS DE TOPO DE METAL DURO E CORONITE

SISTEMA FERRAMENTA NA MÃO

INFLUÊNCIA DO RAIO DE PONTA DAS FERRAMENTAS DE CORTE NA RUGOSIDADE SUPERFICIAL DE PEÇAS DE POLÍMEROS USINADOS POR TORNEAMENTO RESUMO

ÍNDICE. Square 6 Double Octomill Turbo 10 Fresas de Disco R Quattromill

FMAX. Fresa de alto avanço para acabamento de alta eficiência e precisão. TOOLS NEWS. Fresa de alto avanço para acabamento de ligas de alumínio

USINAGEM USINAGEM. Prof. M.Sc.: Anael Krelling

UNIJUI - Universidade Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul

Mecanismo de Formação: O cavaco é formado continuamente, devido a ductilidade do material e a alta velocidade de corte;

Análise da Temperatura de Usinagem no Corte Ortogonal de Alumínio

ESTUDO DA RUGOSIDADE SUPERFICIAL NO TORNEAMENTO DO AÇO AISI 8640 COM FERRAMENTAS ALISADORA E CONVENCIONAL

PARTE 7: EFEITOS DE ENTALHE E DE TENSÕES RESIDUAIS. Fadiga dos Materiais Metálicos - Prof. Carlos Baptista EEL

UNIVERSIDADE SALGADO DE OLIVEIRA Campus RECIFE. Curso: Engenharia de Produção Disciplina: Materiais para Produção Industrial

SEM 0534 Processos de Fabricação Mecânica USINAGEM DE MATERIAIS AERONÁUTICOS MATERIAIS METÁLICOS ALUMÍNIO, NÍQUEL, TITÂNIO (E SUAS LIGAS)

Disponível em 13 diferentes formatos Nas Principais Geometrias

PROGRAMA DE DISCIPLINA

INFLUÊNCIA DO TRATAMENTO TÉRMICO NA USINABILIDADE DE AÇOS INOXIDÁVEIS PARA MOLDES DE INJEÇÃO DE PLÁSTICO

Mini pastilha positiva com 6 arestas de corte 6NKU 04

EMENTA: Processos de fabricação

AVALIAÇÃO DE DIFERENTES ESTRATÉGIAS DE ENTRADA DA FERRAMENTA NO FRESAMENTO DA LIGA Ti-6Al-4V

INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIA E TECNOLOGIA SÃO PAULO Campus Presidente Epitácio

Pastilhas RTM(H)X 10 & 12 mm e Fresas para Materiais de Difícil Usinabilidade

Insertos Econômicos com 8 Arestas de Corte. Reduz o Custo no Desbaste de Canto

TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO FUNDAMENTOS DA USINAGEM: FORMAÇÃO DE CAVACOS, TIPOS E FORMAS DE CAVACOS

NOTAS DE AULAS (Práticas de Oficina)

SEPDS/SEPDM TOOLS NEWS

FRESAMENTO TOROIDAL DO AÇO ABNT/SAE H13 ENDURECIDO

Processos de Usinagem. Aula Forças, pressão específica e potência de corte -

Efeitos dos parâmetros de corte na qualidade de peças usinadas pelo processo de torneamento

METALURGIA FÍSICA TECNOLOGIA DA CONFORMAÇÃO PLÁSTICA. Tecnologia em Materiais Prof. Luis Fernando Maffeis Martins

Teoria e Prática da Usinagem

Análise de vibração livre de ferramentas para usinagem em alta velocidade

Processos de geometria definida: Brochamento

AULA 1 ESTADO DE SUPERFÍCIE. Professores

Nova tecnologia em fresamento Soluções em Fresamento

Quebra-Cavacos F30 F50 SN-29. Geometria A11. Robusta. Vivo. Aumento da espessura do chanfro (arestas de corte estáveis)

Prof. Danielle Bond USINAGEM USINAGEM USINAGEM. Movimentos e Grandezas nos Processos de Usinagem

Avaliaç?o Da Circularidade Na Eletroerosão A Fio Do Aço Aisi P20

TECNOLOGIA DE CONTROLE NUMÉRICO DESGASTE DE FERRAMENTAS

TOOLS NEWS B218Z. Acabamento de sede de válvulas com fixação hidráulica. Produto novo HVF. Redução significativa de tempo e custos!

ANÁLISE DA INFLUÊNCIA DAS VARIÁVEIS DE PROCESSO NO DESEMPENHO DA CERÂMICA NÃO-ÓXIDA SI 3 N 4 NO FRESAMENTO FRONTAL DE FERRO FUNDIDO CINZENTO

Manufatura Assistida por Computador (SEM-0350)

A NOVA GERAÇÃO MINIMASTER

ENG Processos Discretos de Produção. Movimentos e parâmetros de corte. Heraldo Amorim

PMR-3101 INTRODUÇÃO A MANUFATURA MECÂNICA Aula 5: Propriedades mecânicas: FRATURA E FADIGA

Conceitos CoroMill POR POR

AVALIAÇÃO DO COMPORTAMENTO DA INTEGRIDADE SUPERFICIAL EM PEÇAS SUBMETIDAS A PROCESSOS DE USINAGEM EM CONDIÇÕES OTIMIZADAS

Influência das Condições de Corte na Usinagem Interna e Externa de Geometrias 2 ½ D

Fadiga Um metal rompe-se por fadiga quando submetido a tensões cíclicas.

Transcrição:

INFLUENCIAS DAS CONDIÇÕES DE USINAGEM NA INTEGRIDADE SUPERFICIAL DO AÇO INOXIDÁVEL AERONÁUTICO 15-5PH. Luis Antonio Pereira, lap@fem.unicamp.br¹ Amauri Hassui, ahassui@fem.unicamp.br¹ Aristides Magri, arimagri@fem.unicamp.br¹ ¹UNICAMP, Laboratório de Usinagem dos Materiais, Departamento de Engenharia de Manufatura e de Materiais da Faculdade de Engenharia Mecânica da Universidade Estadual de Campinas, Rua Mendeleyev 200, CEP: 13083-860, Campinas, SP, Brasil. Resumo: O processo de fresamento consiste em operação na qual a peça a ser usinada é alimentada contra uma ferramenta cilíndrica rotativa com várias arestas de corte. No processo de usinagem o momento do corte pode ser definido como crítico, pois neste momento as variações de temperatura e força resultam em danos nas superfícies das peças, podendo comprometer o desempenho da peça. Com isso, vários estudos buscam alternativas que visam explicar as ocorrências de falhas das peças, esse campo é conhecido também como Integridade Superficial. Sendo assim este trabalho tem por objetivo avaliar as influências das condições de usinagem na integridade de superficial do aço inoxidável 15-5PH. Para isso foram feitos ensaios de fresamento utilizando fresa de facear com pastilhas redondas, geometria neutra e positiva, novas e em fim de vida. O fresamento foi o discordante, com dois níveis de avanço por dente (fz = 0,15 e 0,25 mm/dente) e dois de velocidade de corte (v c = 170 e 195 m/min). Posteriormente foi avaliada a rugosidade 3D, dureza e microscopia eletrônica da superfície e subsuperfície. Os resultados possibilitaram avaliar a influência das condições de usinagem na integridade da superfície gerada. Palavras-chave: usinagem, fresamento, aço inoxidável 15-5 PH, rugosidade 3D, integridade superficial 1 - INTRODUÇÃO. O fresamento é um dos processos de usinagem mais empregados na indústria atual, devido a aspectos como alta taxa de remoção de material e produção de formas com boa precisão dimensional e geométrica, além de ser um processo de elevada flexibilidade, podendo ser utilizado na fabricação de superfícies planas, contornos, ranhuras e cavidades, entre outras [Marcelino et al., 2004]. No processo de usinagem o corte pode ser definido como crítico, pois neste momento as variações de temperatura e força resultam em danos nas superfícies das peças, podendo comprometer o desempenho em trabalho da peça. Com isso, vários estudos buscam alternativas que visam explicar as ocorrências de falhas das peças, esse campo é conhecido também como Integridade Superficial. Integridade da superfície é a soma dos elementos que descrevem todas as condições existentes sobre a superfície de uma peça acabada. A superfície gerada pelo processo de usinagem, seja ele torneamento, fresamento ou outro processo de remoção de material sofre diversos mecanismos tais 5901

como: deformação plástica, ruptura, recuperação elástica, geração de calor, vibração, tensões residuais, reações químicas, etc. A ação de todos esses mecanismos (em conjunto ou não) pode ter efeitos diferentes na nova superfície. As superfícies usinadas possuem características subdividas em diferentes níveis, rugosidade, ondulações, marcas de avanço e falhas. Assim, o termo integridade superficial é usado para descrever a qualidade de uma superfície e, portanto, engloba um grande número de alterações sofridas por ela [MACHADO et al., 2009]. 2- PROCEDIMENTOS EXPERIMENTAIS O material utilizado neste trabalho foi a liga de aço inoxidável martensítico endurecível por precipitação UNS S15500 (15-5PH), solubilizado (condição A conforme norma SAE-AMS5862), com uma dureza de 286 392 Vickers [HV]. Este aço apresenta como principais elementos de liga em sua composição o cromo (15% em massa) e o níquel (5% em massa), o que lhe dá o código 15-5, além de poder passar pelo tratamento térmico de endurecimento por precipitação, o que lhe dá o código PH. [AK STEEL 2014]. A tabela 01, demonstra a composição química do aço inoxidável martensítico 15-5PH. [Bernardelli, at al 2006] Os equipamentos utilizados foram um centro de usinagem vertical marca Mori Seiki modelo SV-40 do Departamento de Engenharia de Fabricação da Faculdade de Engenharia Mecânica da UNICAMP, e um microscópio Óptico Noephot 32 do (DEMA) e Microscópio OLS4100 do Núcleo de Manufatura Avançada na EESC-USP. Os ensaios foram realizados com ferramentas e insertos fornecidos pela empresa Sandvik Coromant. Fresa: de topo Sandvik código R300-25T12-10L, com diâmetro de 25 mm, geometria neutra, fixação roscada no cone 392.140T-40 12 058 (figura 1), com 2 insertos intercambiáveis redondos, indicada para altos avanços e condição de semi-acabamento. Figura 1. Fresa de Topo Código Sandvik R300-25t12-10l 5902

Insertos: de metal duro, redondos, códigos Sandvik R300-1032, sendo testadas duas classes e duas geometrias diferentes, novas e em fim de vida, conforme apresentado na figura 2. Figura 2. Características dos insertos de metal duro utilizados no trabalho Para a realização dos ensaios foi utilizado o fresamento discordante, com dois níveis de avanço por dente (f z = 0,15 e 0,25 mm/dente) e dois de velocidade de corte (v c = 170 e 195 m/min), totalizando 14 condições. Utilizando ferramentas novas e em fim de vida. Todos os ensaios realizados utilizaram fluido de corte miscível em água com base de óleo mineral Blaser B-Cool 655 com concentração média de 7%. A figura 3, ilustra a montagem experimental. Figura 3. Montagem experimental. 5903

3 RESULTADOS E DISCUSSÕES Com os valores obtidos da rugosidade 3D, foi possível avaliar os parâmetros de resposta obtidos. [CLEITON, 2013] Comenta que os parâmetros de amplitude "S", são diferentes do parâmetro de amplitude "R", pois considera o relevo de toda a área registrada pelo microscópio 3D. O parâmetro de amplitude "S" indica desvios significativos nas características de textura, sendo aplicado na análise de superfícies usinadas. As figuras 4a e 4b, apresentam os valores obtidos da rugosidade, utilizando ferramentas novas e fim de vidas. Figura 4a. Ferramentas novas. Figura 4b. Ferramentas em fim de vida. No ensaio de usinagem foi possível visualizar os defeitos gerados pela ferramenta, utilizando ferramentas novas e em fim de vida. Nessa primeira análise podese observar que ocorreu repasse da ferramenta como apresentado na figura 5a. Esse fenômeno decorre do fato de que f z >r e. Na figura 5b, ocorreu repasse da ferramenta e vibração. [Diniz et al. 2008; Sandvik, 2011], comenta que no fresamento discordante é propício o excessivo atrito, na entrada do dente, com consequente deformação plástica nessa região da peça. No início da operação de cada dente, a componente da força de usinagem perpendicular ao avanço tende a afastar a ferramenta da peça enquanto que, no fim da operação de um dente, a aresta cortante puxa a peça para o sentido inverso. Essa alternância da componente de força de usinagem produz vibrações indesejáveis, que prejudicam o acabamento superficial e a tolerância da peça fresada. [Diniz et al. 2008] descreve também que a fixação e/ou a rigidez deficiente da peça podem gerar vibrações que são produzidas na superfície da peça. 5904

Figura 5a. Imagem do Neophot32 Ferramenta nova. Figura 5b. Imagem do Neophot32 Ferramenta fim de vida. A figura 6 traz 04 exemplos de topografia 3D, nas imagens geradas pode-se avaliar a topografia das superfícies fresadas, utilizando ferramentas novas e em fim de vida. As regiões em vermelho são os picos mais altos chamados de Skewness (Ssk) e as regiões em azul são os vales mais profundos chamados de Kurtosis (Sku). Figura 06a - Ensaio 1 M-MM 2040 (Nova) Vc=170m/min e Fz= 0.15 m/dente Figura 06b - Ensaio 08 M-MM 2040 (Fim de vida) Vc=170m/min e Fz= 0.15 m/dente Figura 06c - Ensaio 07 E-MM S30T (Nova) Vc=195m/min e Fz= 0.25 m/dente Figura 06d - Ensaio 14 E-MM S30T (Fim de vida) Vc=195m/min e Fz= 0.25 m/dente 5905

4- CONCLUSÃO Foi possível verificar as alterações decorrentes no processo de fresamento, utilizando fresa de facear com pastilhas redondas, geometria neutra e positiva, novas e em fim de vida. As ferramentas novas e fim de vida tiveram os valores da rugosidade Sa bem próximas, devido ao desbalanceamento causado pelo sistema fixação e ferramenta, ocasionando vibrações e prejudicando a superfície usinada. O repasse da ferramenta gerados na integridade superficial é decorrente de quando f z >r e. A ferramenta fim de vida causa aumento dos parâmetros da rugosidade, bem como nas propriedades térmicas e mecânicas do material. Para os parâmetros de rugosidade, skewness e kurtosis, foi possível evidenciar os efeitos distintos dos parâmetros de usinagem no acabamento superficial, onde a força de avanço influencia diretamente na superfície usinada. A deflexão da ferramenta que se encontra em balanço no fresamento pode causar variações na usinagem e prejudicando assim o acabamento superficial. 5- REFERÊNCIAS Assis, C.L.F - Microfresamento de aços com grãos ultrafinos Tese (Doutorado) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e Área de Concentração em Manufatura - Escola de Engenharia de São Carlos da Universidade de São Paulo, 2013. AK STEEL, Stainless steel, 2014 Disponível em < http://www.aksteel.com/markets_products/stainless> Acesso em 11 de junho de 2014. Bernardelli, E.A.; Reisdofer; D.B.; Borges, P.C. - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR) - Efeito da temperatura no tratamento concomitante de nitretação e envelhecimento a plasma do aço inoxidável martensítico 15-5 PH, 2006. (17 CIBEMAT) Suyama, D.I, Efeitos do fresamento com alta velocidade de corte na integridade superficial de aços ferriticos com grãos ultrafinos UNESP-Ilha Solteira 2010. Dissertação de Mestrado. Diniz, A.D.; Marcondes, F.C.; Coppini, N.L. Tecnologia da usinagem dos materiais. 6st Ed. São Paulo: Artliber, 2008. Marcelino, A. P.; Domingos, D. C.; Campos D. V.; Schroeter R. B. Medição e simulação dos esforços de usinagem no fresamento de topo reto de ligas de alumínio tratável termicamente 6061. In: Congresso Estudantil De Engenharia Mecânica - Creem, 11., 2004, Nova Friburgo. Anais... Nova Friburgo: Instituto Politécnico da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, 2004. 5906

Machado, A. R. et al. Formação de cavacos. In: Teoria da usinagem dos materiais. São Paulo: Edgard Blücher, 2009. p. 41-76.v Sandvik Coromant, Tool Wear. In. Modern Metal Cutting. 1st English ed. Suíça: Tofters Tryckery AB, 2011. 5907