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dc.creatorBarcelos, Maurício Belchor
dc.date.accessioned2023-06-02T17:57:28Z
dc.date.available2023-06-02T17:57:28Z
dc.date.issued2022-09-14
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29296
dc.description.abstractCutting 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.languageporpor
dc.publisherUniversidade Federal de Santa Mariapor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectTorneamento convencionalpor
dc.subjectTorneamento de alto avançopor
dc.subjectVida da ferramenta de usinagempor
dc.subjectAcabamento da peçapor
dc.subjectConventional turningeng
dc.subjectPrime turningeng
dc.subjectMachining tool lifeeng
dc.subjectPart finishingeng
dc.titleAvaliação 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 280por
dc.title.alternativeAssessment 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 steeleng
dc.typeDissertaçãopor
dc.description.resumoA 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.advisor1Scheuer, Cristiano José
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3758860836699578por
dc.contributor.advisor-co1Tusset, Felipe
dc.contributor.referee1Silva, Leandro João da
dc.contributor.referee2Gonçalves, Marco Aurélio da Fontoura
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/5767067722586482por
dc.publisher.countryBrasilpor
dc.publisher.departmentEngenharia Mecânicapor
dc.publisher.initialsUFSMpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânicapor
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApor
dc.publisher.unidadeCentro de Tecnologiapor


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