Resumo: A fabricação de moldes e matrizes requer o fresamento de superfícies complexas de aço endurecido. Normalmente, as cavidades profundas destas peças são cortadas utilizando tecnologias de usinagem em altas velocidades e ferramentas com grande relação comprimento/diâmetro. Sendo assim, a fresa tem uma alta tendência de vibrar e danificar a superfície da peça, além de poder sofrer lascamento ou quebra. Este trabalho buscou verificar a vida da ferramenta, as forças de corte e rugosidade da peça no fresamento de topo de uma superfície curva, convexa, de aço ferramenta AISI D6 com dureza de 62 HRC, utilizando uma fresa de topo esférico. O objetivo do trabalho foi encontrar condições que proporcionassem uma boa qualidade de superfície com vida longa da ferramenta de corte. O trabalho foi dividido em três etapas de experimentos. Os resultados da primeira etapa de testes mostraram que na usinagem de superfícies convexas com direção de avanço seguindo uma trajetória circular a rugosidade da peça e os esforços de corte são fortemente influenciados pelo sentido de usinagem, sendo que o corte descendente proporcionou melhor rugosidade e menores esforços radiais. Na segunda etapa de testes, quando se usinou com direção de avanço seguindo uma trajetória linear (passes com coordenada Z constante) utilizando três lead angles diferentes (-16°, 0° e 16°), os menores valores de rugosidade e menores esforços de corte foram obtidos com estratégia ascendente e lead angle de 0°. Na terceira etapa foi avaliada a vida das ferramentas nas condições testadas na segunda etapa. A análise de variância foi realizada para entender melhor os resultados. Os resultados mostram uma estreita relação entre a componente radial da força de usinagem (que provoca flexão da fresa e consequentemente vibração), a rugosidade e a vida da ferramenta. As condições de corte que proporcionaram a menor força radial também geraram melhor rugosidade e maior vida da ferramenta. Adesão seguida de lascamento da aresta de corte foi o principal mecanismo de desgaste verificado Ver menos

Abstract: The manufacture of molds and dies involves the milling of complex surfaces of hardened steel. Typically, the deep cavities of such parts are cut using high-speed machining technologies and tools with a high length/diameter ratio. Thus, the milling cutter has a high tendency to vibrate, which may result in cutting edge chipping and/or breakage, and it may also damage the workpiece surface. This work analyzed the tool life, cutting forces and surface roughness in the ball-end milling of a curved (convex) surface of AISI D6 tool steel with hardness of 62 HRC. The goal was to find conditions that provide a good surface quality with long tool life. The work was divided into three stages of experiments. The results of the first stage showed that when machining convex surfaces with the feed direction following a circular path (upward or downward), the roughness and cutting forces are strongly influenced by the feed direction, and a downward strategy provided the best roughness and the smallest cutting forces. In the second stage of testing, when the feed direction followed a linear path (passes with constant Z coordinate) using three different lead angles (-16°, 0° and 16°), the best roughness and the smallest cutting forces were obtained with an upward strategy and lead angle of 0°. In the third stage we evaluated the tool life under the conditions tested in the second stage. Analysis of variance was used for a better understanding of the results. The results showed a close relationship between radial component of the machining force and surface roughness and tool life. The cutting conditions that provided the smallest radial force also generated the best surface finish and longest tool life. Attrition followed by chipping of the cutting edge was the main wear mechanism
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