ANÁLISE DA INTEGRIDADE SUPERFICIAL E DAS TENSÕES RESIDUAIS GERADAS NO FRESAMENTO DE AÇO SAE 4340 UTILIZANDO PASTILHAS WIPER

Abstract

The surface quality of a machined component can be related to the cutting tool geometry used in the process. Wiper inserts have a differentiated geometry and stand out mainly for the best surface quality, especially the roughness, and can generate a finish comparable with a grinding operation. By allowing machined components to be submitted to higher feed rates without adversely affecting the finishing, they becomed a solution for manufacturing of parts in a shorter period. However, the aspects of the surface integrity generated on surfaces machined by wiper tools should be taken into account, such as residual stresses because they have a great influence on the useful life of the material, mainly affecting its fatigue resistance, mechanical resistance and stress corrosion cracking resistance. The objective of this work is to study the influence of the cutting tool geometry on the residual stresses and surface integrity of SAE 4340 steel during dry face milling, comparing tools with conventional and wiper cutting geometry, under different cutting parameters. The results showed that there was a tendency to generate tensile residual stresses for the use of conventional geometry inserts. On the other hand, the machined components with wiper inserts generated lesser magnitude of stresses due to the greater plastic deformation generated by this type of tool.

A qualidade superficial de um componente usinado pode ser relacionada com a geometria da ferramenta de corte utilizada no processo. As pastilhas do tipo wiper possuem uma geometria diferenciada e se destacam principalmente pela melhor qualidade superficial, em especial a rugosidade, podendo gerar um acabamento comparável com uma operação de retificação. Por permitirem que os componentes usinados sejam submetidos a maiores velocidades de avanço sem que isso prejudique o acabamento, as pastilhas wiper se tornaram uma solução para fabricação de peças em menor de tempo. Entretanto, os aspectos da integridade superficial gerada nas superfícies usinadas por ferramentas wiper devem ser levados em consideração, como por exemplo, as tensões residuais porque têm grande influência na vida útil do material afetando principalmente resistência a fadiga, resistência mecânica e resistência a corrosão sob tensão. Este trabalho tem o objetivo de estudar a influência da geometria da ferramenta de corte nas tensões residuais e na integridade superficial do aço SAE 4340 durante o fresamento de topo a seco, comparando ferramentas com geometria de corte convencional e wiper, sob diferentes parâmetros de corte. Os resultados mostraram que houve uma tendência a geração de tensões residuais trativas. Contudo, as peças usinadas com pastilhas wiper apresentaram menores magnitudes de tensão devido à maior deformação plástica gerada por esse tipo de ferramenta.