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B. Engenharias - 1. Engenharia - 9. Engenharia Mecânica

CARACTERIZAÇÃO DOS EFEITOS DE PARÂMETROS DE TORNEAMENTO VARIÁVEIS SOBRE AÇO SAE 1045 ATRAVÉS DE ANÁLISE TOPOGRÁFICA

 

Eder Henrique Peruch Rotea 1
Giovane Azevedo 1
Geralda Cristina Durães de Godoy 1
Gustavo Gamaliel Alves de Souza 2
Bruno Romão Pedroli Candido  1
(1. Universidade Federal de Minas Gerais; 2. Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais)
INTRODUÇÃO:

A rugosidade superficial consiste em erosões microscópicas deixadas pelos processos de usinagem. Devido aos avanços tecnológicos, torna-se cada vez mais importante um controle dos parâmetros de corte a fim de minimizar problemas ligados a atrito, ajuste e tolerâncias que podem prejudicar o desempenho e diminuir a vida útil de uma peça. A análise topográfica é importante, pois ajuda para determinar se a peça pode apresentar falha por fadiga e fornece um parâmetro qualitativo do desempenho da ferramenta. O trabalho consiste na análise topográfica de amostras de aço SAE 1045 usinadas em torno mecânico, com três diferentes tipos de ferramentas e variando-se a velocidade de corte, objetivando analisar as variações do grau de acabamento das superfícies usinadas com cada combinação de parâmetros. Tal análise busca encontrar formas de otimização do processo de usinagem., com o intuito de melhorar o grau de acabamento superficial,ou rugosidade, obtido com cada tipo de ferramenta de corte, tendo em vista que o acabamento superficial é um dos principais fatores de influência sobre o processo de falha por fadiga de um material. Baseando-se nos resultados obtidos foram determinados então os mais adequados parâmetros de usinagem para cada tipo de ferramenta, de modo a otimizar a produção e até minimizar os custos envolvidos na própria, com também na futura substituição das peças, visto que um acabamento superficial de alto grau de qualidade pode aumentar a vida útil das mesmas.

METODOLOGIA:

O material utilizado na usinagem das amostras foi aço SAE 1045, em forma cilíndrica de 20,0 mm comprimento, 12,8 mm de raio com um rebaixo de 10 mm de comprimento e 11 mm de raio, que seria a área submetida aos testes. Foram usados no processo três tipos de ferramentas de corte: bits de aço rápido com 10 por cento de carbono, pastilhas de carboneto de W sinterizado e pastilhas de carboneto de W sinterizado com revestimento de nitreto de Ti; e três velocidades de corte: 314, 510 e 800 rpm. As velocidades foram selecionadas de acordo com as especificações da máquina utilizada.O processo de usinagem utilizado foi o torneamento, sendo que as amostras, em um total de vinte e sete, foram separadas em grupos de três cada, e cada grupo usinado com uma combinação de parâmetros, velocidade e ferramenta de corte, determinada, sendo o avanço mantido constante em 0,1 mm por rotação. Após usinadas as amostras foram submetidas a uma análise topográfica para gerar a superfície das peças e determinar o valor de Sa, que  é o método mais usado para indicação de rugosidade e portanto todas as considerações sobre os resultados foram feitas com base nesse parâmetro.

RESULTADOS:

Foram obtidas as superfícies das amostras analisadas, cada uma típica da combinação de parâmetros utilizada no processo de usinagem e o valor de Sa. Para as peças torneadas com bits de aço rápido com 10 por cento de Co os valores de Sa foram de cerca de 9,4 μm à 334 rpm, 8,8 μm à 510 rpm e 6,4 μm à 800 rpm. Para as peças torneadas com pastilhas de carboneto de W sinterizado esses valores foram de cerca de 7,5 , 4,6 e 4,3 μm à 334, 510 e 800 rpm respectivamente enquanto para as peças torneadas com pastilhas de carboneto de W sinterizado com revestimento de nitreto de Ti foram em torno de 4,5 μm à 334 rpm, 4,8 μm à 510 rpm e 4,4 μm à 800 rpm.

CONCLUSÕES:
Concluiu-se, como esperado, que o melhor acabamento superficial para o material utilizado normalmente decorre do aumento da velocidade, independente da ferramenta de corte utilizada. A ferramenta de carboneto de W sinterizado com revestimento de Ti apresentou um melhor desempenho para todas as velocidades de corte, em comparação com o desempenho apresentado pelas demais ferramentas, sendo que o desempenho mais fraco foi obtido utilizando-se bits de aço rápido com 10 por cento de Co. As peças usinadas com pastilhas de carboneto de W sinterizado com revestimento de Ti mostraram todas um acabamento superficial semelhante. Os dados obtidos também sugerem que para velocidades de corte mais altas a diferença do grau de acabamento superficial tende a diminuir e em contrapartida, essa diferença tende a sofrer um aumento para velocidades de corte mais baixas.
 
Palavras-chave: Rugosidade; Torneamento; Superfícies.
Anais da 58ª Reunião Anual da SBPC - Florianópolis, SC - Julho/2006