dc.creator | Barcelos, Maurício Belchor | |
dc.date.accessioned | 2023-06-02T17:57:28Z | |
dc.date.available | 2023-06-02T17:57:28Z | |
dc.date.issued | 2022-09-14 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29296 | |
dc.description.abstract | Cutting tool life has a significant impact on the final costs of the machined product.
Thus, it is essential that criteria be established to define the end of its useful life, in order to
mitigate the effects of wear and damage on the geometric quality of the manufactured part
and on the machine integrity, and to enhance its use. This need is even more pronounced in
the case of machining operations of materials with a high density of geometric irregularities,
such as those previously processed by thermal cutting operations, where the rate of tool wear
is accelerated. This work comparatively evaluates the tool life and wear mechanisms in
conventional and prime turning of ABNT NBR 6655 grade LN280 steel bushings, previously
profiled by thermal plasma cutting. Machinability tests were performed using class P carbide
tools in trigonal geometries for the conventional tool, and rhombic for the prime turning tool.
Both tools consist of a triplex coating based on TiCN+Al2O3+TiN deposited on the flank,
and duplex coating based on TiCN+Al2O3+TiN applied on the exit surface. To evaluate the
performance of both tools, a standard value of cutting depth was set (1.5 mm) and varied in
three levels the cutting speed (140, 160 and 200 m/min) and feed (0.2; 0.3 and 0.4 mm/rev,
for conventional; and 0.5; 0.75 and 0.82 mm/rev for prime turning). The end-of-life criterion
of the cutting tool was established according to the ISO 3685 standard (VB = 0.6 mm). The
performance of the tools was fundamentally evaluated by the comparative analysis between
the its wear rates and the finish of the machined part. Wear was determined by measuring
the extent of damage on the tool flank using microscopy techniques; while finish was
determined by average roughness measurements using a contact surface roughness meter. In
order to support the discussion of the machinability test results, the cross sections and surface
of the bushings after heat cutting were characterized metallographically using optical
microscopy, and by microhardness and residual stress measurements. The results of the
preliminary characterization of the bushing show that thermal cutting promotes changes in
the microstructure, microhardness and residual stress profile of the cutting edge. The results
of the machinability tests reveal that the high feed tool presents better wear performance
(longer life). Evaluation of the machined surfaces finish reveals that, isolating the effect of
the adopted tool geometry and feed, the average roughness grows at the same rate with the
wear of the conventional and high feed tool. The wear mechanisms are the same in
conventional and prime turning tools: abrasive on the flank surface, and adhesive on the exit
surface. Therefore, the superiority of prime over conventional turning is proven, for the
machining conditions evaluated here. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Torneamento convencional | por |
dc.subject | Torneamento de alto avanço | por |
dc.subject | Vida da ferramenta de usinagem | por |
dc.subject | Acabamento da peça | por |
dc.subject | Conventional turning | eng |
dc.subject | Prime turning | eng |
dc.subject | Machining tool life | eng |
dc.subject | Part finishing | eng |
dc.title | Avaliação da vida da ferramenta e mecanismos de desgaste no torneamento convencional e de alto avanço da zona termicamente afetada pelo corte térmico prévio no aço ABNT NBR 6655 grau LN 280 | por |
dc.title.alternative | Assessment of tool life and wear mechanisms in conventional and prime turning of the thermally affected zone by previous thermal cutting in ABNT NBR 6655 grau LN 280 steel | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | A vida de ferramenta de corte possui um impacto significativo nos custos finais do produto
usinado. Assim, é fundamental que sejam estabelecidos critérios para definir o término da sua vida
útil, de modo a mitigar os efeitos do seu desgaste e avarias sobre a qualidade geométrica da peça
manufaturada e sobre a integridade da máquina ferramenta, e potencializar o seu uso. Essa
necessidade é ainda mais marcante no caso das operações de usinagem em materiais com uma alta
densidade de irregularidades geométricas, como aqueles processados previamente por operações
de corte térmico, onde a taxa de desgaste da ferramenta é acelerada. Neste sentido, neste trabalho
é avaliada, de maneira comparativa, a vida da ferramenta e os mecanismos de desgaste no
torneamento convencional e de alto avanço de buchas de aço ABNT NBR 6655 grau LN280,
perfiladas previamente por corte térmico a plasma. Os ensaios de usinabilidade foram realizados
empregando ferramentas de metal duro classe P nas geometrias trigonal para a ferramenta
convencional, e rômbico para a ferramenta de alto avanço. Ambas as ferramentas são constituídas
por revestimento tríplex a base de TiCN+Al2O3+TiN depositados sobre o flanco, e duplex a base
de TiCN+Al2O3 aplicados sobre a superfície de saída. Para a avaliação do desempenho de ambas
as ferramentas, fixou-se um valor padrão de profundidade de corte (1,5 mm) e foram variadas em
três níveis a velocidade de corte (140, 160 e 200 m/min) e o avanço (0,2; 0,3 e 0,4 mm/rev, para o
torneamento convencional, e 0,5; 0,75 e 0,82 mm/rev para o torneamento de alto avanço). O
critério de fim de vida da ferramenta de corte foi estabelecido segundo indicação da norma ISO
3685 (VB = 0,6 mm). O desempenho das ferramentas foi avaliado fundamentalmente pela análise
comparativa entre as taxas de desgaste das ferramentas e acabamento da peça usinada. O desgaste
foi determinado pela medição da extensão da avaria promovida no flanco da ferramenta utilizando
técnicas de microscopia, ao passo que o acabamento foi determinado por medidas de rugosidade
média utilizando um rugosímetro com contato. De forma a apoiar a discussão dos resultados do
ensaio de usinabilidade, as seções transversal e superfície das buchas após corte término foram
caracterizadas metalograficamente utilizando microscopia óptica, e por medidas de microdureza e
de tensão residual. Os resultados da caracterização preliminar da bucha, mostram que o corte
térmico promove modificações na microestrutura da aresta de corte, e no perfil de microdureza e
de tensão residual desta. Os resultados dos ensaios de usinabilidade revelam que a ferramenta de
alto avanço apresenta melhor desempenho ao desgaste (maior vida). A avaliação do acabamento
das superficies usinadas revela que, isolando-se o efeito da geometria da ferramenta e avanço
adotados, a rugosidade média cresce à uma mesma taxa com o desgaste da ferramenta
convencional e de alto avanço. Os mecanismos de desgaste são os mesmos nas ferramentas
convencionais e de alto avanço: abrasivo na superfície de folga (flanco), e adesivo na superfície
de saída. Dessa forma, fica comprovada a superioridade do torneamento de alto avanço em relação
ao convencional, para as condições de usinagem aqui avaliadas. | por |
dc.contributor.advisor1 | Scheuer, Cristiano José | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/3758860836699578 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Tusset, Felipe | |
dc.contributor.referee1 | Silva, Leandro João da | |
dc.contributor.referee2 | Gonçalves, Marco Aurélio da Fontoura | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5767067722586482 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Mecânica | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |