Projeto, construção e avaliação de um dinamômetro para a medição das componentes da força de usinagem no torneamento

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Celone, Matteo
• Orientador(a): Melo, Anderson Clayton Alves de
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
• Programa de Pós-Graduação: PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
• País: Brasil
• Palavras-chave em Português: Torneamento; Dinamômetro; Força de usinagem; Instrumentação
• Área do conhecimento CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54704

A usinagem é um processo de manufatura que tem um papel importante na indústria, tendo a operação de torneamento como uma de suas protagonistas. Assim, é importante a realização de estudos que venham a auxiliar na sua compreensão e, consequentemente, na sua otimização. Nesse contexto, o conhecimento das componentes da força de usinagem no torneamento é fundamental na definição dos melhores parâmetros de corte para o aumento da produtividade e a redução dos custos. Para isso, a medição das componentes da força de usinagem através do uso de dinamômetros piezoelétricos tem sido largamente utilizada. Entretanto, tais equipamentos têm um alto valor de aquisição, que muitas vezes se torna proibitivo para muitos laboratórios de pesquisa. Assim, este trabalho apresenta o projeto, a construção e a avaliação de um dinamômetro capaz de medir as componentes da força de usinagem no torneamento de faceamento, com o auxílio de células de carga uniaxiais com transdutores do tipo extensômetro, que normalmente têm um valor de aquisição menor do que as células piezoelétricas. O instrumento proposto foi calibrado estaticamente em uma máquina de ensaio universal de 0 a 1,5 kN e apresentou características metrológicas, como uma linearidade de 99,3%, 98,14% e 94,8% nas direções de corte, de avanço e passiva, respectivamente. Além disso, o uso de uma matriz de calibração reduziu de 44% para 3% o erro de sensibilidade cruzada para o eixo da direção da força de corte. Finalmente, testes de torneamento foram realizados em diferentes condições de corte para se avaliar a funcionalidade do instrumento, nos quais foram obtidas forças de até 252 N, 162 N e 141 N para as forças de corte, avanço e passiva, respectivamente; sendo elas compatíveis com a literatura.