NFLUÊNCIA DO DESGASTE DE FERRAMENTAS NAS FORÇAS DE USINAGEM NO FRESAMENTO FRONTAL DE AÇO INOXIDÁVEL AUSTENÍTICO

Abstract

Machining is one of the most popular manufacturing processes in the world. Despite this popularity, it is a complex process because of the difficulties in determining the optimal cutting conditions capable of producing parts within shape, size and finish specifications at the lowest possible cost. Thus, the study of tool wear is of great relevance to the industry as it directly impacts on operating costs. Tool wear is directly related mainly to the machining parameters, such as cutting speed, feed and depth of cut, and other variables such as workpiece material. Therefore, optimizing these parameters enables a reduction in the machining cost by providing better performance in tool life. Another way to evaluate tool life is by quantifying machining forces. However, the continuous improvement of materials and the high diversity of machining processes under different cutting parameters make it difficult to determine machining forces. This work aims to analyze how different cutting parameters (cutting speed and feed per tooth rate) and different lubrication conditions impact on tool wear and, consequently, machining forces in 304 austenitic stainless steel. Cutting tool wear was evaluated under the optical microscope, and samples were examined on their microhardness and surface roughness. The results showed that the higher the feed per tooth, the greater the magnitudes of the machining forces and that the tool wear were directly related to the machining force values. In terms of lubrication, the Minimun Quantity Lubrication (MQL) system has resulted in better surface finishing over dry machining. However, plastic deformation at the tip of the inserts were found for milling conditions under the MQL application.

A usinagem é um dos processos de fabricação mais populares do mundo. Apesar dessa popularidade, trata-se de um processo complexo em razão das dificuldades em determinar-se as condições ideais de corte, capazes de produzir peças dentro de especificações de forma, tamanho e acabamento ao menor custo possível. Deste modo, o estudo sobre o desgaste das ferramentas possui grande relevância para a indústria, pois impacta diretamente nos custos de operação. O desgaste de ferramentas está diretamente relacionado principalmente aos parâmetros de usinagem utilizados, tais como, velocidade de corte, avanço e profundidade de corte, além de outras variáveis como o material da peça. Por esta razão, a otimização desses parâmetros possibilita uma redução no custo da usinagem por proporcionar maior vida da ferramenta, ou seja, maior tempo de usinagem. Uma outra maneira de verificar a vida das ferramentas de corte é através da quantificação das forças de usinagem. No entanto, o aprimoramento contínuo dos materiais, a elevada diversidade de processos de usinagem sob diferentes parâmetros de corte dificultam a determinação das forças de usinagem. Este trabalho tem por objetivo analisar como diferentes parâmetros de corte (velocidade corte e avanço por dente) e diferentes condições de lubri-refrigeração impactam no desgaste das ferramentas e, consequentemente, nas forças de usinagem no fresamento de aço inoxidável austenítico 304. A análise dos desgastes das ferramentas de corte foi realizada no microscópio óptico, microdureza e medição da rugosidade. Os resultados mostraram que quanto maior o avanço por dente, maiores as magnitudes das forças de usinagem e que o desgaste da ferramenta está diretamente relacionado com os valores de força de usinagem. Em termos de lubri-refrigeração, o sistema de MQL (Minimun Quantity Lubrication) resultou em vantagens de acabamento em comparação com a usinagem a seco. Entretanto, ocorreu deformação plástica em todas as condições de usinagem com aplicação de MQL.