Influência dos parâmetros de usinagem no torneamento de materiais endurecidos para trabalho a frio e a quente por meio do estudo da formação de cavacos

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MetadadosDescriçãoIdioma
Autor(es): dc.contributorGonçalves, Janaina Fracaro de Souza-
Autor(es): dc.contributorGonçalves, Janaina Fracaro de Souza-
Autor(es): dc.contributorLombardi Neto, Amadeu-
Autor(es): dc.contributorSousa, José Aécio Gomes de-
Autor(es): dc.creatorMaciel, Lucas Alves Simonetto-
Data de aceite: dc.date.accessioned2025-08-29T13:18:58Z-
Data de disponibilização: dc.date.available2025-08-29T13:18:58Z-
Data de envio: dc.date.issued2025-08-22-
Data de envio: dc.date.issued2025-08-22-
Data de envio: dc.date.issued2025-06-11-
Fonte completa do material: dc.identifierhttp://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/37978-
Fonte: dc.identifier.urihttp://educapes.capes.gov.br/handle/capes/1111082-
Descrição: dc.descriptionThe Industrial Revolution marked a significant advancement in manufacturing, increasing the demand for consumer goods and requiring the use of processes such as forming and injection. These processes demand specialized tools, such as molds and dies, manufactured from hardened steels due to the severe operating conditions and the high cost of tooling. Class D steels are used for cold work applications, while H-series steels are intended for hot work, such as molds for aluminum die casting, which are subjected to cyclic thermal variations, erosion, corrosion, and soldering. The production of these components involves hard machining, characterized by material removal using defined geometry tools in alloys with hardness between 45–70 HRC. The analysis of chip formation helps to understand cutting mechanisms and tool wear. This work continues studies started under the Rota 2030 program and aims to compare chip formation and cutting forces in turning of different hardened steels with varying cutting parameters. The materials analyzed were TENAX300IM, VHSUPER, V-D2, and VC-131, with cutting speed varied at three levels: low, medium, and high, while feed rate and depth of cut were kept constant. A dynamometer adapted to a conventional lathe was used to measure cutting forces, and a Quick-Stop device adapted to a CNC lathe was employed to obtain frozen chips. Visual analysis of chip morphology was conducted, along with optical microscopy, SEM, and EDS techniques on tool tips and chip roots obtained under each cutting condition. It was observed that the plasticity of the work materials can influence chip shape, although results generally aligned with the literature. Cutting forces were low, around 100 N, consistent with a light finishing process, but with high variability. No significant reduction in cutting force was observed with increased speed. Cold work materials caused more tool wear, while hot work materials showed greater adhesion, especially of chromium-iron. Material spreading increased with cutting speed. No major deformations were observed at the chip-tool interface, but variations in the primary, secondary, and tertiary shear zones were consistent with normal machining. At high cutting speeds, two occurrences of tool fragments in the chips were detected, indicating failure under conditions exceeding the manufacturer's recommended speed.-
Descrição: dc.descriptionUniversidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)-
Descrição: dc.descriptionA Revolução Industrial marcou um avanço significativo na manufatura, aumentando a demanda por bens de consumo e exigindo o emprego de processos como conformação e injeção. Tais processos requerem ferramentas especializadas, como moldes e matrizes, produzidas com aços endurecidos devido às severas condições operacionais e ao elevado custo dos ferramentais. Aços da classe D são empregados em operações a frio, enquanto os da série H são destinados a aplicações a quente, como moldes para fundição sob pressão de alumínio, que enfrentam variações térmicas cíclicas, erosão, corrosão e solda. A fabricação desses componentes envolve usinagem dura, caracterizada pela remoção de material com ferramentas de geometria definida em ligas com dureza entre 45–70 HRC. A análise da formação de cavacos permite compreender os mecanismos de corte e o desgaste de ferramentas. Este trabalho dá continuidade a estudos iniciados no programa Rota 2030 e visa comparar a formação de cavacos e forças geradas no torneamento de diferentes aços endurecidos com variação de parâmetros de corte. Os materiais em análise foram o TENAX300IM, VHSUPER, V-D2 e VC-131, com variação da velocidade de corte em 3 níveis: baixo, médio e alto, mantendo-se fixo o avanço e profundidade de corte. Foi utilizado um dinamômetro adaptado em um torno convencional para captação das forças de corte e um dispositivo Quick-Stop adaptado em um torno CNC para a obtenção dos cavacos aderidos à superfície usinada das peças. Para os estudos foram feitas análises visuais nas formas dos cavacos e utilizado técnicas de microscopia óptica, MEV e EDS nas pontas da ferramenta e raiz dos cavacos, obtidos em cada condição de corte para cada material. Observou-se que a plasticidade dos materiais usinados podem interferir na forma dos cavacos, mas que em geral são condizentes com o descrito na literatura. As forças de corte foram baixas, próximas a 100 N, condizentes com um processo de acabamento leve, porém com variabilidade elevada. Não foi possível observar uma queda significativa na força de corte com o aumento da velocidade. Os materiais de trabalho a frio promoveram um maior desgaste na ferramenta, enquanto que os de trabalho a quente tiveram uma maior aderência, principalmente de ferro cromo. Foi observado também um espalhamento do material aderido com o aumento da velocidade de corte. Não foi possível verificar grandes deformações na interface cavaco-ferramenta, porém foi possível ver variações nas regiões de cisalhamento primária, secundária e terciária, que estavam de acordo com um processo normal de usinagem. Foi identificado nas velocidades de corte alta, com duas ocorrências, a presença de fragmentos da ferramenta no cavaco, indicando uma falha em condições de velocidade de corte acima do recomendado pelo fabricante.-
Formato: dc.formatapplication/pdf-
Idioma: dc.languagept_BR-
Publicador: dc.publisherUniversidade Tecnológica Federal do Paraná-
Publicador: dc.publisherLondrina-
Publicador: dc.publisherBrasil-
Publicador: dc.publisherEngenharia Mecânica-
Publicador: dc.publisherUTFPR-
Direitos: dc.rightsopenAccess-
Direitos: dc.rightsAttribution 4.0 International-
Direitos: dc.rightshttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/-
Palavras-chave: dc.subjectUsinagem-
Palavras-chave: dc.subjectFerramentas-
Palavras-chave: dc.subjectForça (Mecânica)-
Palavras-chave: dc.subjectDesgaste mecânico-
Palavras-chave: dc.subjectTorneamento-
Palavras-chave: dc.subjectMachining-
Palavras-chave: dc.subjectTools-
Palavras-chave: dc.subjectPower (Mechanics)-
Palavras-chave: dc.subjectMechanical wear-
Palavras-chave: dc.subjectLathing-
Palavras-chave: dc.subjectCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA-
Título: dc.titleInfluência dos parâmetros de usinagem no torneamento de materiais endurecidos para trabalho a frio e a quente por meio do estudo da formação de cavacos-
Título: dc.titleInfluence of machining parameters in hard turning of materials for cold and hot work through the study of chip formation-
Tipo de arquivo: dc.typelivro digital-
Aparece nas coleções:Repositorio Institucional da UTFPR - RIUT

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