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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Uma contribuição ao estudo da espessura mínima de usinagem
Title Alternative: A contribution to the study of the minimum uncut chip thickness
Author: Silva, Tatiany Mafra da, 1987-
Advisor: Diniz, Anselmo Eduardo, 1959-
Abstract: Resumo: A necessidade de produtos miniaturizados faz com que os processos de fabricação acompanhem essa evolução, o que exige o desenvolvimento de processos de microusinagem. Assim, há uma importância de se conhecer os fenômenos e as características deste tipo de processo. Na usinagem convencional, assume-se que a aresta de corte da ferramenta é perfeitamente afiada (raio de aresta igual a zero), pois, sendo a espessura de corte bem maior que o raio de aresta, este não influencia na formação do cavaco. Porém, em processos de microusinagem mecânica, o raio deve ser levado em consideração e vai influenciar na formação do cavaco em razão de sua pequena espessura. Assim, o objetivo deste trabalho é contribuir com os estudos de microusinagem mecânica por meio da obtenção experimental da espessura mínima de corte (hmín ¿ espessura mínima possível de ser usinada com um determinado raio de aresta) em operações de macrousinagem em um aço AISI H13, nos estados sem têmpera e endurecido por têmpera e revenimento, com durezas aproximadas de 25 e 60 HRc, respectivamente. Para isso, utilizaram-se dois métodos de obtenção: cortes interrompido e contínuo. Primeiramente, correlacionando a usinagem em corte ortogonal à mecânica do contato, necessitando com isso compreender como as tensões ocorrem no interior do material na região de corte, juntamente com os critérios de escoamento e de ruptura do material. Já no segundo método, aplicam-se as fases semelhantes ao centelhamento do processo de retificação, porém em um processo de torneamento ortogonal, relacionando a recuperação elástica à hmín. Adotou-se um planejamento fatorial completo nos experimentos das duas fases deste trabalho, com o intuito de analisar os efeitos de três variáveis: raio de aresta, velocidade de corte e dureza do material da peça, cada um em dois níveis. Observou-se que a espessura mínima de corte não é exclusiva somente do raio de aresta da ferramenta, mas também dependente de uma série de fatores, tais como: material da peça e pelo sistema mecânico do teste que seja capaz de conseguir atingir as tensões necessárias para que haja cisalhamento do material, sem que se deforme elasticamente. Além disso, os métodos utilizados foram capazes de obter os valores da hmín sem se utilizar de um processo de microusinagem mecânica. E ao se comparar os valores da hmín obtidas no corte interrompido e contínuo, percebeu-se que os valores foram menores para este último. O que mostra que a hipótese parece ser bem aceitável: de que para um sistema mais rígido, as forças impostas na máquina, para conseguir vencer a tensão de ruptura do material foram menores, e consequentemente, geraram hmín menores. Assim, a compreensão dos fenômenos que ocorrem durante o corte permite o conhecimento da espessura mínima de corte e, ao se encontrar esta, pode se dizer que realmente está ocorrendo o cisalhamento do material

Abstract: The need for miniaturized products makes the manufacturing processes follow this evolution, which requires the development of micromachining processes. Thus, there it is necessary to know the phenomena and characteristics of this process. In conventional machining, it is assumed that the cutting edge of the tool is perfectly sharp (edge radius equal to zero) and, consequently, the chip thickness is much larger than the edge radius. Therefore the edge radius does not influence chip formation. However, in mechanical micromachining processes, the radius must be considered and will influence chip formation due to the small chip thickness. Thus, the objective of this work is to contribute to the mechanical micromachining studies by experimentally obtaining the minimum uncut chip thickness (hmin - minimum value of chip thickness still possible to be cut with a given cutting edge) in conventional machining process, using an AISI H13 steel, with and without quenching and tempering, with approximate hardnesses of 25 and 60 HRc, respectively. For this, two methods of obtaining hmin were used: interrupted and continuous cutting. First, by correlating orthogonal cutting machining with contact mechanics, it is necessary to understand how stresses occur inside the material in the cutting region, together with the material yield and rupture criteria. In the second method: the similar phases to the spark out of the grinding process are applied, but in an orthogonal turning process, relating the elastic recovery to the hmin. A complete factorial design was adopted in the experiments of the two phases of this work, in order to analyze the effects of three variables: edge radius, cutting speed and hardness. It was observed that the minimum uncut chip thickness is not only exclusive to the edge radius, but also depends on a series of factors, such as: workpiece material and by a mechanical system that is capable of reaching the stresses necessary for material shear without elastic deformation. In addition, the methods used were able to obtain the values of the hmin without using a mechanical micromachining process. And when comparing the hmin values obtained in the interrupted and continuous cut, it was noticed that the values were lower for the latter. Which shows that the hypothesis seems to be quite acceptable: that for a more rigid system, the forces imposed on the machine, in order to overcome the rupture stress of the material were lower, and consequently, generated smaller values hmin. Thus, understanding the phenomena that occur during cutting allows the knowledge of the minimum uncut chip thickness. And when this is found, it can be said that the shear of the material is occurring
Subject: Aço
Usinagem
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: SILVA, Tatiany Mafra da. Uma contribuição ao estudo da espessura mínima de usinagem. 2020. 1 recurso online ( 152 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2020
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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