influência do avanço na qualidade superficial e potência

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Congresso de Inovação, Ciência e Tecnologia do IFSP - 2016 INFLUÊNCIA DO AVANÇO NA QUALIDADE SUPERFICIAL E POTÊNCIA CONSUMIDA NO PROCESSO DE TORNEAMENTO VINICIUS N. GOMES 1 , MIKE N. OLIVEIRA 2 , FRANCISCO M. F. A. VARASQUIM 3 1 Estudante de Ensino Médio Integrado em Eletromecânica, Bolsista PIBIFSP IFSP, Câmpus Itapetininga, [email protected]. 2 Estudante de Ensino Médio Integrado em Eletromecânica, Bolsista PIBIFSP, IFSP, Câmpus Itapetininga, [email protected]. 3 Professor Orientador, IFSP, Câmpus Itapetininga, [email protected] Área de conhecimento (Tabela CNPq): Processos de Fabricação, Seleção Econômica 3.05.05.05-4 Apresentado no 7° Congresso de Iniciação Científica e Tecnológica do IFSP 29 de novembro a 02 de dezembro de 2016 - Matão-SP, Brasil RESUMO: O processo de torneamento é realizado para obtenção de perfis que tenham característica circular. Esse processo se diferencia dos demais processos de usinagem pois, a peça gira e a ferramenta de corte executa sua trajetória para a obtenção do perfil desejado. É de suma importância o conhecimento das variáveis do processo para que se possa obter peças de boa qualidade e que atenda às exigências do mercado. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da velocidade de avanço da ferramenta na qualidade superficial final da peça e na potência consumida durante o processo. Os ensaios foram realizados em um torno CNC Veker modelo LVK-175 que possui um módulo CNC Siemens 808D, a medição da potência consumida foi realizada através de um medidor de potência ligado diretamente nas três fases de alimentação do torno e para a medição da rugosidade foi utilizado um Rugosímetro HOMIS modelo TIME TR200. Analisando os resultados notou-se que as rugosidades média e total aumentaram com o aumento do avanço da ferramenta, enquanto a potência não sofreu influência significativa com o aumento do avanço. PALAVRAS-CHAVE: torneamento; alumínio; rugosidade média; rugosidade total; potência consumida; FEED INFLUENCE ON THE SURFACE QUALITY AND CONSUMED POWER IN THE TURNING PROCESS ABSTRACT: The turning process is carried out to obtain profiles having a circular characteristic. In this process, the workpiece rotates and the cutting tool performs a linear path. To obtain parts with better surface quality is necessary to know all the variables that influence the process. This study aimed to know the influence of the tool feed on the final surface quality of the piece and the power consumed during the process. The tests were performed on a CNC lathe Veker model LVK-175 which has a CNC Siemens 808D module. In order to measuring power consumed a power meter directly connected in the three feeding phases of the lathe was used. The roughness measurement was carried out using a rugosimeter HOMIS model TIME TR200. By analyzing the results it was noted that the average roughness and the total roughness increased with increasing tool feed, while the power is not significantly influenced by this. KEYWORDS: turning, aluminum, average roughness, total roughness, power consumption.

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Page 1: influência do avanço na qualidade superficial e potência

Congresso de Inovação, Ciência e Tecnologia do IFSP - 2016

INFLUÊNCIA DO AVANÇO NA QUALIDADE SUPERFICIAL E POTÊNCIA CONSUMIDA

NO PROCESSO DE TORNEAMENTO

VINICIUS N. GOMES1, MIKE N. OLIVEIRA

2, FRANCISCO M. F. A. VARASQUIM

3

1 Estudante de Ensino Médio Integrado em Eletromecânica, Bolsista PIBIFSP IFSP, Câmpus Itapetininga,

[email protected]. 2 Estudante de Ensino Médio Integrado em Eletromecânica, Bolsista PIBIFSP, IFSP, Câmpus Itapetininga,

[email protected]. 3 Professor Orientador, IFSP, Câmpus Itapetininga, [email protected]

Área de conhecimento (Tabela CNPq): Processos de Fabricação, Seleção Econômica – 3.05.05.05-4

Apresentado no

7° Congresso de Iniciação Científica e Tecnológica do IFSP

29 de novembro a 02 de dezembro de 2016 - Matão-SP, Brasil

RESUMO: O processo de torneamento é realizado para obtenção de perfis que tenham característica

circular. Esse processo se diferencia dos demais processos de usinagem pois, a peça gira e a

ferramenta de corte executa sua trajetória para a obtenção do perfil desejado. É de suma importância o

conhecimento das variáveis do processo para que se possa obter peças de boa qualidade e que atenda

às exigências do mercado. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência da velocidade de avanço

da ferramenta na qualidade superficial final da peça e na potência consumida durante o processo. Os

ensaios foram realizados em um torno CNC Veker modelo LVK-175 que possui um módulo CNC

Siemens 808D, a medição da potência consumida foi realizada através de um medidor de potência

ligado diretamente nas três fases de alimentação do torno e para a medição da rugosidade foi utilizado

um Rugosímetro HOMIS modelo TIME TR200. Analisando os resultados notou-se que as rugosidades

média e total aumentaram com o aumento do avanço da ferramenta, enquanto a potência não sofreu

influência significativa com o aumento do avanço.

PALAVRAS-CHAVE: torneamento; alumínio; rugosidade média; rugosidade total; potência

consumida;

FEED INFLUENCE ON THE SURFACE QUALITY AND CONSUMED POWER IN THE

TURNING PROCESS

ABSTRACT: The turning process is carried out to obtain profiles having a circular characteristic. In

this process, the workpiece rotates and the cutting tool performs a linear path. To obtain parts with

better surface quality is necessary to know all the variables that influence the process. This study

aimed to know the influence of the tool feed on the final surface quality of the piece and the power

consumed during the process. The tests were performed on a CNC lathe Veker model LVK-175 which

has a CNC Siemens 808D module. In order to measuring power consumed a power meter directly

connected in the three feeding phases of the lathe was used. The roughness measurement was carried

out using a rugosimeter HOMIS model TIME TR200. By analyzing the results it was noted that the

average roughness and the total roughness increased with increasing tool feed, while the power is not

significantly influenced by this.

KEYWORDS: turning, aluminum, average roughness, total roughness, power consumption.

Page 2: influência do avanço na qualidade superficial e potência

INTRODUÇÃO Devido à legislação cada vez mais rigorosa, os aspectos ambientais têm-se tornado cada vez

mais importantes no processo produtivo, e com isso incentivaram a pesquisa de processos de produção

alternativa que impactam menos no meio ambiente (MONICIT et al. 2005).

Alves e Oliveira (2006) notaram aumento no interesse das indústrias na diminuição do

impacto ambiental e, devido à necessidade de melhoria nos processos de usinagem, muitas indústrias

têm buscado “processos e produtos limpos”.

Apesar da preocupação ambiental, as peças usinadas ainda devem respeitar tolerâncias e

padrões de qualidade para serem comercializadas. Sendo assim, é de grande importância conhecer os

processos de usinagem e suas variáveis de controle com o intuito de mitigar os impactos ambientais

causados pelo processo sem que haja perda de qualidade no mesmo.

Este trabalho tem como objetivos avaliar a influência do avanço na potência consumida do

torno e na qualidade superficial de corpos de prova de alumínio torneados sem lubri-refrigeração.

MATERIAL E MÉTODOS

Os corpos de prova foram confeccionados a partir de uma barra de alumínio comercial (99%

de pureza), com um metro de comprimento e uma polegada de diâmetro. Desta barra foram cortados

segmentos com 60 mm de comprimento, mantendo-se o diâmetro (Figura 1). A segmentação da barra

de alumínio foi feita utilizando-se um torno convencional da marca Magnum Cut.

FIGURA 1. (a) Barra de alumínio, (b) corpo de prova.

Para a realização dos ensaios foi utilizado um torno marca Veker modelo LVK-175 em

conjunto com um módulo CNC da marca Siemens modelo 802D (Figura 2).

FIGURA 2. .Torno CNC marca Veker modelo LVK-175 com módulo Siemens 808D.

Page 3: influência do avanço na qualidade superficial e potência

As ferramentas de metal duro utilizadas para a usinagem foram da marca SECO, modelo

CCGT09T308F-AL, KX, e para cada condição de ensaio foi utilizada uma ferramenta nova. Para a

realização dos ensaios foram fixados os valores de rotação das peças em 3000 rpm e penetração de 1

mm por passe e variou-se o avanço da ferramenta de 200 a 400 mm/min, mantendo-se a proporção de

aumento em 50 mm/min.

Para a aquisição da potência consumida no torneamento foi utilizado um medidor de potência

instalado diretamente nas três fases de alimentação do torno CNC.

As rugosidades foram medidas utilizando-se um rugosímetro da marca HOMIS e modelo

TIME TR200 (Figura 3). As escalas de rugosidades adotadas nos ensaios foram a rugosidade média

(Ra) e a rugosidade total (Rt). Foram efetuadas 4 medições de rugosidade em cada corpo de prova.

FIGURA 3. Rugosímetro marca HOMIS modelo TIME TR200.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

A Fig. 4 apresenta os valores de rugosidade média e total obtidos nos ensaios com a variação

do avanço da ferramenta.

FIGURA 4. Valores médios de Ra e Rt.

Pode-se perceber que tanto a rugosidade média (Ra) quanto a rugosidade total (Rt)

apresentaram a tendência de aumentar com o aumento do avanço. Nota-se que houve um aumento de

43% se forem comparados o menor valor com o maior da Rt. Analisando-se a Ra nota-se que esse

aumento foi de aproximadamente 55%. Isso se deve a maior quantidade de espaço percorrida em um

mesmo tempo, diminuindo a qualidade superficial da peça.

A Fig. 5 apresenta os valores médios de potência consumida obtidos nos ensaios.

0,575 0,600 0,640 0,892 1,080 1,283

4,476

4,548

4,655

5,904 6,178

7,895

0,000

1,000

2,000

3,000

4,000

5,000

6,000

7,000

8,000

9,000

200 250 300 350 400 450

Ru

gosi

dad

e - μ

m

Avanço - mm/min

Ra

Rt

Page 4: influência do avanço na qualidade superficial e potência

FIGURA 5. Valores médios de potência consumida.

Pela análise dos valores obtidos de potência consumida nota-se que a variação do avanço da

ferramenta não gerou algum tipo de tendência e também se nota que, levado em conta os desvios

padrões, a diferença entre os valores não é significativa. Nota-se também que a diferença entre o maior

e menor valor medido é de inferior a 10%.

CONCLUSÕES Com a realização deste trabalho pode-se concluir que:

Os valores de Ra e Rt possuem uma tendência de aumentar com o aumento do avanço da

ferramenta.

O avanço da ferramenta não influenciou de forma significativa a potência consumida na

operação de usinagem.

AGRADECIMENTOS Os autores gostariam de agradecer à Seco Tools pela doação das ferramentas e do porta

ferramentas, ao IFSP pela bolsa e ao IFSP câmpus Itapetininga pelos laboratórios para a execução dos

ensaios.

REFERÊNCIAS ALVES, S. M., OLIVEIRA, J. F. G. Development of new cutting fluid for grinding process

adjusting mechanical performance and environmental impact. Journal Of Materials Processing

Technology, USA, p. 185-189. 2006.

MONICI, R. D.; BIANCHI, E. C.; CATAI, R. E.; AGUIAR P. R. Analysis of the different forms of

application and types of cutting fluid used in plunge cylindrical grinding using conventional and

superabrasive CBN grinding wheels. International Journal of Machine Tools & Manufacture, Vol.

46, p. 122-131, 2005.

1225,75

1292,50 1305,00

1277,00 1278,00

1336,75

1100

1150

1200

1250

1300

1350

1400

200 250 300 350 400 450

Po

tên

cia

Co

nsu

mid

a -

W

Avanço - mm/min