desgaste de brocas de aço-rápido após ensaios de longa e curta

BIC-UCS
XXI ENCONTRO DE JOVENS PESQUISADORES
III MOSTRA ACADÊMICA DE INOVAÇÃO E TECNOLOGIA
DESGASTE DE BROCAS DE AÇO-RÁPIDO APÓS ENSAIOS DE CURTA E LONGA DURAÇÃO
Monitor: Jhonatan Liposki/Matheus Eduardo de Oliveira
Orientador: Prof. Dr. Eng. Mec. Rodrigo Panosso Zeilmann
Projeto: Dry Drilling II
Financiador: PIBITI/CNPq
A vida útil de ferramentas de corte está associada às severidades presentes nos processos de usinagem. No caso da furação, as particularidades do processo fazem
com que as severidades mecânicas e térmicas sejam elevadas, beneficiando o desgaste. Essa condição fica ainda mais severa com as tendências de redução ou
eliminação de fluídos de corte na usinagem, impactando diretamente na vida de ferramenta. O desgaste da ferramenta está fortemente ligado ao material a ser
usinado, as características da própria ferramenta e dos parâmetros de corte utilizados. Por outro lado, ensaios laboratoriais de vida de ferramenta tendem a serem
longos, e muitas vezes, em decorrência das condições de fabricação do ferramental utilizado, apresentam grande variabilidade de resultados, além de estarem
fortemente restritos ao sistema no qual foram aplicados (máquina, peça, ferramenta, fluído, etc.).
INTRODUÇÃO
OBJETIVO
Furação
RESULTADOS
Estudo do desgaste das brocas de Aço-Rápido, com
O processo de usinagem por furação é a operação
diâmetro de 6 mm, usinando um corpo de prova de aço
mais utilizada na área metal mecânica, e consiste em
AISI
obter furos através da remoção do material sob forma de
parâmetros de avanço e velocidade.
P20
cavaco, realizado por brocas de geometria definida.
sem
lubrirefrigeração,
com
Avanço variável
Nova
diferentes
METODOLOGIA
Severidade térmica
1 mm
1 mm
Ensaios de furação realizado na Universidade de
Severidade mecânica
Profundidade máxima atingida 24 mm
Caxias do Sul.
Remoção de material
Velocidade variável
Corpos-de-prova selecionados
interna à peça
Nova
Ferramentas
Concentração de calor na
Norma DIN 338, do fabricante Irwin.
Desgaste
Furação a seco;
Profundidade máxima do furo
Sem recuo;
Profundidade máxima atingida 24 mm
Comparativo ensaios de curta e longa duração
10000
- Abrasão
Foram realizados utilizando uma variável e um
Arrancamento das partículas
do material.
Cavaco
parâmetro fixo (avanço e velocidade) em cada ensaio e
depois alterando os mesmos
1000
- Adesão
Velocidade de Corte
vc [m/min]
Avanço por rotação
f [mm/rot]
1
10
Variando de 0,03 a
0,08
2
Variando de 10 a 25
0,03
Aderência entre o material
da peça e as asperezas
superficiais da ferramenta.
Aumento a cada faixa de 4,8 mm para avanço
- Difusão
constante e 3,6 mm para velocidade constante.
Temperaturas mais elevadas;
Aço
Fe
Mobilidade das moléculas;
C
Co
Aumento do avanço por faixa: 0,01 mm/gume
Aumento da velocidade por faixa: 3 m/min
Transferência das moléculas
TiC – WC
(TaC /NbC)
Ferramenta
Co – WC - MK
Dissolução do WC no: Fe3W3C;
(FeW)6C; (FeW)23C6
Profundidade máxima do furo 28,8 mm.
10
Desgaste
broca.
Equipamentos
1
Ensaio de longa duração é simulada situações reais de
uso, exigindo mais tempo e dinheiro para chegar aos
resultados.
mesma, a confiança nesses testes é consideravelmente
A vida para ensaios de longa duração com emulsão
foi de 30 a 45 superior em comparação ao ensaio de
As vidas para a condição em curta duração foi inferior
ao observado para ao ensaio de longa de duração, em
torno de 50% (ensaio a seco) e 4000% (ensaio com
emulsão).
BIBLIOGRAFIA
Tempo
situações extremas de uso, acelerando o fim da vida da
seco, de longa duração.
Não foi observado nenhuma relação constante entre
os ensaios de curta e longa duração.
2
Ensaio acelerado é onde a ferramenta é colocada a
47% menor, respectivamente, em relação aos ensaios a
O principal mecanismo de desgaste observado para
as ferramentas foi o desgaste por abrasão, e o principal
tipo observado foi o desgaste de flanco.
120x80x30mm
Avaliação de desgastes e critérios para fim da vida da
3
Ensaios com fz e vc, apresentaram uma vida 52% e
CONCLUSÕES
Análise
Gráfico Representativo de
Desgaste
24
Corpo de prova
Ocorre em altas temperaturas;
Presença de oxigênio.
26,4
curta duração, com variação do fz e vc.
Aço AISI P20, dureza 35-35 HRc,
- Oxidação
930
51
100
1
Condição
1280
Velocidade
Variável
Parâmetros
909
Avanço
Variável
Mecanismos de Desgaste
Profundidade [mm]
28,8mm
EE19 Etapa
I(emulsão)
Que são classificados em:
L/D de fixação: 12x o diâmetro
EE13( a seco)
mecânicas são suscetíveis a algum tipo de desgaste.
Condições de usinagem
1 mm
EE13(emulsão)
Todo material exposto as severidades térmicas e
1 mm
EE03(emulsão)
Difícil remoção do cavaco
alta.
Fim de vida
Brocas de Aço-Rápido (HSS), com diâmetro de 6 mm.
região de corte
de uma parte à outra.
Fim de vida
Estereoscópio trinocular de
medição universal Entex TNE-10B
Financiador
Centro de usinagem Dyna Myte,
rotação máxima de 3000 rpm,
potência de 7,5 kW
Parceiro
Henrique, K. L. A., “Dedini, G. F., Ensaios Acelerados e
Modelos de Vida.” X Congresso Interno de Iniciação Científica
da Unicamp. São Paulo, 2002.
Teixeira, R. C., Schroeter, B. R., Weingaertner, L. W.,
“Influência do tipo de fluído de corte no comportamento da
temperatura nas brocas DIN338.”
Realização
Contato
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(54) 3218 2168