64ª Reunião Anual da SBPC

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

INFLUÊNCIA DO TAMANHO DE GRÃO NO PROCESSO MICRO FRESAMENTO DE AÇOS ENDURECIDOS

Josimar da Silva Duque 1 Lincoln Cardoso Brandão 2 Carlos Henrique Lauro 3

1. Aluno graduando em Engenharia Mecânica 2. Prof. Dr./ Orientador - Depto de Engenharia Mecânica 3. Mestrado em Engenharia Mecânica

INTRODUÇÃO:

Recentemente, a produção de componentes industrializados com características complexas vem ganhando importância devido à tendência de miniaturização que determina o avanço dos produtos em vários segmentos da indústria, tal como instrumentos biomédicos, eletrônicos e militares. A maioria desses componentes estão na escala de 1 µm a 1 mm. O microfresamento, considerado como umas das técnicas mais efetivas pode fabricar esses componentes com características complexas com uma abrangência grande de materiais. Contudo, avanços tanto na eficiência quanto na qualidade são limitados pelo entendimento ainda não completo no assunto.

METODOLOGIA:

Foram confeccionados corpos-de-prova de aço AISI H13 e AISI D2 com a variação do tamanho de grão através de tratamentos térmicos distintos nos corpos de prova proporcionando diferentes tamanhos de grão de acordo com o padrão ASTM (American Society for Testing of Materials). O processo de micro fresamento foi realizado com fresas de 0,5 mm acopladas em um cabeçote de ultra precisão e alta rotação. O cabeçote foi fixado em um centro de usinagem vertical controlado por uma unidade de comando de rotação máxima de 50.000 RPM. A aquisição dos dados para análise foi feita por um computador desktop ligado a um amplificador que recebia dados de um dinamômetro KistlerTM 9272 instalado na mesa do centro de usinagem vertical. Por último, foi avaliada a rugosidade superficial dos corpos de prova utilizando-se um rugosímetro marca MitutoyoTM modelo SJ 401, comparando-se a variação da rugosidade em função dos parâmetros de corte e da variação dos tamanhos de grão.

RESULTADOS:

Após os ensaios, foram obtidos os valores das forças nas direções Fx, Fy, Fz e o momento no eixo Mz. Assim, usou-se as forças na direção x e y, para o cálculo a força efetiva de corte para cada condição de usinagem. Dessa forma, foram plotadas curvas dos valores da força de corte para o aço AISI H13 em cada condição, onde se observou que o avanço é a maior variável de influencia na força de corte. Nos resultados da força de corte para o aço AISI D2, observou-se maiores valores de força de corte, o que era esperado, por ser um material com menor usinabilidade do que o aço AISI H13. Além disso, observou-se também, que o avanço foi a variável de maior influência, ou seja, quanto maior o avanço maior a força, mas em relação a velocidade de corte, não pode-se ter uma afirmação da influência, pois a velocidade de corte com mesmo avanço, em um determinado momento, quanto maior a velocidade de corte obteve-se maior força de corte, e em outros momentos aconteceu o contrário. Para a análise da rugosidade, utilizou-se o método de Análise de Variância, onde pode-se observar que para a rugosidade Ra quanto maior o avanço e menor a velocidade de corte, maior será a rugosidade. Por outro lado, para a rugosidade Rz quanto menor o avanço e menor a velocidade de corte, maior será a rugosidade.

CONCLUSÃO:

Para o aço AISI H13, através da análise da força de corte, pode-se afirmar que o avanço teve maior influência na força, enquanto a variação da velocidade de corte não apresentou a mesma influência. Para o aço AISI D2, o avanço foi a variável que apresentou um comportamento mais uniforme, pois quanto maior o avanço maior será a força. A velocidade de corte não apresentou um comportamento característico para análise. A rugosidade em ambos os aços apresenta o mesmo comportamento, para a rugosidade Ra, ou seja, quanto maior o avanço e menor a velocidade de corte e, consequentemente, maior será a rugosidade. E considerando a rugosidade Rz quanto menor o avanço e menor a velocidade de corte, maior será a rugosidade.

Palavras-chave: micro usinagem, rugosidade, força de corte.