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Type: DISSERTAÇÃO
Degree Level: Mestrado
Title: Uma contribuição à melhoria do processo de fresamento em 5 eixos de pás de turbinas hidráulicas
Title Alternative: A contribution to the improvement of the milling process in 5 axis for blades of hydraulic turbines
Author: Lacerda, Rafael Segantin, 1979-
Advisor: Diniz, Anselmo Eduardo, 1959-
Abstract: Resumo: A fabricação de pás de turbinas hidráulicas representa uma das atividades mais importantes no processo de fabricação do rotor de uma usina hidrelétrica e corresponde a uma parcela considerável do custo de produção do mesmo. Devido às características geométricas e requisitos hidráulicos destes componentes, as operações de fresamento em cinco eixos são altamente solicitadas e se destacam pela versatilidade e rapidez que proporcionam para o processo produtivo. Todavia, o fresamento de pás de turbinas hidráulicas apresenta alguns pontos críticos relacionados com a qualidade superficial, qualidade dimensional e os custos da operação de usinagem. A taxa de remoção de material, a variação das condições de fresamento diretamente relacionada com os parâmetros de corte e a necessidade de se reduzir os ciclos de produção são itens que fazem o estudo detalhado desta operação ter importância fundamental para a utilização das modernas tecnologias de usinagem. O objetivo deste trabalho é identificar as condições de corte mais adequadas para o processo de fresamento em cinco eixos de pás de turbinas hidráulicas. Para isto, o processo de fabricação foi monitorado e ensaios foram realizados para comparação entre diferentes estratégias de fresamento e parâmetros de corte. Durante estes ensaios observaram-se os parâmetros elétricos do motor da máquina e também a coloração dos cavacos, para estabelecer uma relação entre estes parâmetros e o real desgaste sofrido pela ferramenta, a fim de se ter um método direto e prático para definição de seu fim de vida. As principais conclusões deste trabalho são que a variável de entrada mais influente na vida da ferramenta dentre as testadas foi a estratégia de corte (concordante ou concordante / discordante) e para estas ferramentas, o desgaste de flanco (VB) foi o principal determinante para o fim de vida da aresta de corte. Em adicional, a observação da potência consumida e da coloração do cavaco realizada pelo operador, mostrou-se adequada para determinar o momento de troca da ferramenta neste tipo de fresamento em desbaste. Palavras chave: fresamento em cinco eixos, pás, turbinas hidráulicas e desgaste de flanco

Abstract: The manufacturing process of blades for hydraulic turbines is one of the most important activities to fabricate a runner for a hydraulic power plant and is responsible for a considerable portion of the production cost thereof. Due to the geometric characteristics and hydraulic requirements in these components, the milling operations in five axis is highly appreciated and offer the versatility and speed for the production process. However, the milling process for blades of hydraulic turbines present some critical issues related to the surface quality, dimensional quality and machining costs. The rate of material removal, the variation of milling conditions directly related with cutting parameters and the need to reduce production cycles are items that make a detailed study of this operation has high importance on the application of the most modern machining technologies. The objective of this work is to identify the most suitable cutting conditions for five axis milling in blades of hydraulic turbines. For this, the manufacturing process was monitored and tests were performed in order to compare different milling strategies and cutting parameters. During these tests was observed the electrical parameters of the machine motor and also the colors of the chips to establish a relationship between these parameters and the actual wear suffered by the tool in order to have a derictly and practical method to define the end of the tool life. The main conclusions are that the most influential variable in the tool life among those tested was the cutting strategy (Up Milling or Up Milling / Down Milling) and for these tools, the main determinant for the end of life is the flank wear (VB) of the cutting edge. In additional, the observation of the power consumption and the colors of the chips performed by the operator, with the goal of determining the exactly time to exchange the tool was adequate for this type of rough milling. Keywords: five axis milling, blades, hydraulic turbines and flank wear
Subject: Fresamento
Turbinas hidraúlicas
Editor: [s.n.]
Date Issue: 2014
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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