Efeito de escala e espessura mínima de corte no microfresamento

• Ano de defesa: 2017
• Autor(a) principal: Oliveira, Fernando Brandão de
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: chip compliance changing rate; efeito de escala; energia específica de corte; espessura mínima de corte; microfresamento de topo; micromilling; minimum chip thickness; size effect; specific cutting energy; tamanho de grão da peça; taxa de variação da flexibilidade; workpiece grain size
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18145/tde-24102023-153033/

Esta tese determina a influência da fase e do tamanho de grão da peça no efeito de escala, espessura mínima de corte, rugosidade e rebarba da peça ao produzir canais retos por microfresamento de topo. Além disso, propõe-se método para determinar a espessura mínima de corte baseado na taxa de variação da flexibilidade do cavaco. Os ensaios foram conduzidos em um centro de microusinagem CNC Kern Pyramid Nano, variando o avanço por dente em 0,25; 0,5; 0,75; 1; 1,25; 2; 3 e 4 μm. Os aços COS AR 60 como recebido perlítico-ferrítico (tamanho de grão de 11 μm) e ferrítico com grãos ultrafinos (tamanho de 0,7 μm) foram empregados nos testes. Microfresas Sandvik R216.32-00830-AI08G 1620 de carbeto de tungstênio de duas arestas, revestidas de TiAlN, diâmetro de 800 m e raio de aresta de 1,9 μm foram aplicadas no corte sem fluido, com velocidade de corte, profundidade e penetração de trabalho de 60 m/min, 160 μm e 800 μm, respectivamente. Foram consideradas três observações para cada condição de corte sem a influência do desgaste da ferramenta para aplicação da Análise de Variância. Os resultados indicam que a redução do tamanho de grão em 94% e a fase ferrítica diminuíram a espessura mínima de corte em 34%, antecipando a formação plena do cavaco, e reduziram a rugosidade da peça em até 60% para avanços por dente próximos ao valor do raio de aresta da ferramenta, mas não foram significativos no efeito de escala e na formação de rebarba. Por outro lado, o aumento do avanço em 16 vezes diminuiu a energia específica de corte e o tamanho da rebarba em 92% e 86%, respectivamente. O método da taxa de variação da flexibilidade, aplicado durante a fase inicial de formação do cavaco, sinaliza ser indicado para determinar a espessura mínima de corte, pois concordou com a análise do cavaco e da topografia microfresada, bem como com a literatura científica. A não significância da microestrutura ultrafina na energia específica e no tamanho de rebarba indica que pode haver tamanho de grão ótimo a ser buscado para aplicações em microcorte. Estes achados podem ser úteis em operações de acabamento, onde se visa especificar avanços e materiais da peça que equalizem o acabamento do produto microusinado com o efeito de escala e a formação de rebarba, dentre outras variáveis tecnológicas, como tempo de usinagem e produtividade.