O principal objetivo desse trabalho é investigar os mecanismos de desgaste que ocorrem na usinagem de ferro fundido vermicular no processo de rosqueamento interno com machos de corte de metal duro (M13 X 1,5).

Análises de Vibração no Rosqueamento

Na segunda etapa dos testes (laboratórios) foi analisado o desgaste de todas as ferramentas em um microscópio ótico (metalográfico). Constatou-se que houve pequenos desgastes nas superfícies de folga e saída de todas ferramentas (machos de corte).

Superfície de Saída

Superfície de Folga

Modelo das forças e do torque para o rosqueamento interno com macho de corte em furo cego. A velocidade de corte utilizada foi de 50 m/min e o avanço foi igual ao passo do macho de corte (1,5 mm).

Força X (N) no Rosqueamento Interno (Macho de Corte)

-50

-40

-30

-20-10

0

1020

30

40

50

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5

Tempo (s)

Forç

a X

(N)

Força Y (N) no Rosqueamento Interno (Macho de Corte)

-35

-25

-15

-5

5

15

25

35

45

55

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5

Tempo (s)

Forç

a Y

(N)

Força Z (N) no Rosqueamento Interno (Macho de Corte)

-50

0

50

100

150

200

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5Tempo (s)

Forç

a Z

(N)

Torque (N.m) no Rosqueamento Interno (Macho de Corte)

-2

-1

0

1

2

3

4

5

6

7

8

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5Tempo (s)

Torq

ue (N

.m)

-100

-60

-20

20

60

100

5,8 6,3 6,8 7,3 7,8 8,3

Tempo (s)

Forç

a e

Torq

ue

Força X (N) x 2 Força Y (N) x 2Torque (N.m) x 10 Força Z (N)

Comparação das Forças (X, Y e Z) e do Torque para o rosqueamento em furo passante de 3 mm de espessura. A velocidade de corte foi de 25 m/min e o avanço foi igual ao passo do macho de corte (1,5 mm). As forças em X, Y e Z mediram aproximadamente 80N. O torque aproximou-se de 7,5N.m.

-330

-230

-130

-30

70

170

270

4,5 5 5,5 6 6,5 7 7,5 8 8,5

Tempo (s)

Forç

a (N

) e T

orqu

e (N

.m)

Força X (N) x 4 Força Y (N) x 4 Torque (N.m) x 30 Força Z (N)

Comparação das Forças (X, Y Z) e do Torque para o rosqueamento em furo passante de 14 mm de espessura. A velocidade de corte foi de 25 m/min e o avanço foi igual ao passo do macho de corte (1,5 mm). As forças (X e Y) mediram aproximadamente 120 N. A força Z aproximou-se de 250 N. E o torque ficou próximo de 8 N.m.

Evolução do Torque em função da profundidade de corte e da velocidade de corte; A ferramenta de corte possuía 40% de vida e o avanço programado (Fz) foi de 1,5 mm/revolução. Utilizou-se fluido de corte.

Evolução do Torque em Função da Profundidade de Corte

0

1

2

3

4

5

6

1,5 3 4 5 6 7 8 9 10 12 14

Profundidade de Corte

Torq

ue (N

.m)

Vc = 100 m/min

Vc = 50 m/min

Vc = 25 m/min

Vc = 05 m/min

Investigação do efeito do avanço no rosqueamento interno com machos de corte (Corte e Retorno). Observa-se que os valores das forças de corte na saída da

ferramenta invertem com um avanço de aproximadamente 1,497 mm/rev.

Influência do Avanço (Fz) na Força de Corte

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

1000

1100

1,492 1,493 1,494 1,495 1,496 1,497 1,498 1,499 1,5 1,501 1,502 1,503 1,504 1,505 1,506 1,507 1,508

AVANÇOS (MM/REV) MAIORES E MENORES DO QUE O PASSO DO MACHO (P = 1,500 MM)

Forç

a (R

MS)

em

Z (N

)

Força (RMS) para o Retorno do Macho de Corte; 1223 rpm; Fluido de Corte; Pc = 25 mm.

Força (RMS) para o Corte;

Passo da Ferramenta = 1,5 mm

Investigação do efeito do avanço (Média) no rosqueamento interno com machos de rosquear (Corte e Retorno).

Influência do Avanço (Fz) na Força de Corte (Média)

-500

-300

-100

100

300

500

700

900

1100

AVANÇOS (MM/REV) MAIORES E MENORES DO QUE O PASSO (P = 1,500 MM)

Forç

a (m

édia

) em

Z (N

)

-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0

200

2,8 3,3 3,8 4,3 4,8

-50

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

2,7 3,2 3,7 4,2 4,7 5,2

-270

-220

-170

-120

-70

-20

30

80

130

180

2,2 2,7 3,2 3,7 4,2 4,7 5,2 5,7

-200

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

3,3 3,8 4,3 4,8 5,3

Corte

Influência da Excentricidade do Pré-Furo nas Forças (X e Y) para o rosqueamento em furo cego (25 mm de profundidade de corte). A velocidade de corte foi de 50 m/min e o avanço foi igual ao passo do macho de corte (1,5 mm). Utilizou-se Fluido de Corte.

Influência do Excenticidade nas Forças X e Y

0

100

200

300

400

500

600

700

0 0,04 0,08 0,12 0,16 0,2 0,24 0,28 0,32 0,36 0,4

Variação da Excentricidade

Forç

a X

e Y

(N)

Força em Y (Pico Máximo); 1223 rpm; Fluido de Corte; Pc = 25 mm;

Forças em X (Pico Máximo); 1223 rpm; Fluido de Corte; Pc = 25 mm.

Evolução do Torque e da Força (Z) em função da profundidade do pré-furo. Furou-se com três brocas com diâmetros distintos: 12,0mm, 11,5 mm (recomendado) e 11,0 mm. A ferramenta de corte possuía 40% de vida e o avanço programado (Fz) foi de 1,5 mm/revolução. Utilizou-se fluido de corte. O furo era cego (25 mm de profundidade).

Força (Z) em Função do Pré-Furo

-100

100

300

500

700

900

1100

1300

0 1 2 3 4 5 6Tempo (s)

Forç

a Z

(N.m

)

Força (Z) em Função do Pré-Furo (Diâmetro de 12,0 mm)"

Força (Z) em Função do Pré-Furo (Diâmetro de 11,5 mm)"

Força (Z) em Função do Pré-Furo (Diâmetro de 11,0 mm)"

Torque em Função do Pré-Furo

-4

-2

0

2

4

6

8

10

12

14

4 4.5 5 5.5 6 6.5 7

Tempo (s)

Torq

ue (N

.m)

Torque / Pré-Furo com Diâmetro de 12,0 mm

Torque / Pré-Furo com Diâmetro de 11,5 mm

Torque / Pré-Furo com Diâmetro de 11,0 mm