INVESTIGAÇÃO EXPERIMENTAL DA VARIAÇÃO DA RUGOSIDADE COM O AUMENTO DAS FORÇAS DE USINAGEM NO TORNEAMENTO

Abstract

In the machining of parts, the project aims to bring that wish to produce the necessity demanded. The computer program "Manufacturing Management System" (SGF) was developed in 2009 with the purpose of integrating the steps of mechanical systems design, manufacturing and machining for dimensional measurement. This research theme aims to add elements to the program in the form of additional variables, specifically to prevent the occurrence of vibration and chatter in external cylindrical turning operation. This dissertation presents an experimental study which performs the monitoring of the components of the machining force, the deflection of the body part during machining, the average surface roughness (Ra) and total surface roughness (Rt) of surface samples of AISI 1020. The optimal cutting parameters are determined by the SGF. The difference between the average and total roughness of the surfaces and the prescribed value is then achieved experimentally verified, considering different cutting depths. It was evaluated whether the program indicated coherent values or if there is the need to add additional information to the same, thereby increasing their effectiveness in optimizing the machining parameters. The results showed that increasing machining forces generates a deterioration in surface roughness, however, the phenomenon is observed in more apparent in measuring the total surface roughness than the measurement of average surface roughness. It was also found that operating factors and/or external machining influence on the value of Rt established in the design, however, cannot be detected in the measurement of surface roughness by measurement parameter Ra.

Na usinagem de peças, o projeto visa a adequação do que se deseja produzir à necessidade demandada. O programa computacional Sistema de Gerenciamento de Fabricação (SGF) foi desenvolvido em 2009 com o propósito de integrar as etapas de projeto de sistemas mecânicos, fabricação por usinagem e medição dimensional. Este tema de pesquisa tem como objetivo acrescentar elementos ao programa na forma de variáveis adicionais, especificamente para evitar a ocorrência de vibrações e chatter na operação de torneamento cilíndrico externo. A presente Dissertação apresenta um estudo experimental que realiza o monitoramento das componentes da força de usinagem, da deflexão do corpo da peça durante a usinagem, da rugosidade média da superfície (Ra) e da rugosidade total (Rt) da superfície de amostras de aço ABNT 1020. Os parâmetros de corte otimizados são determinados pelo SGF. A diferença entre a rugosidade média e total das superfícies prescritas e o valor alcançado experimentalmente são então verificados, considerando-se diferentes profundidades de corte. Avaliou-se se o programa indicou valores coerentes ou se há a necessidade de adicionar informações complementares ao mesmo, aumentando assim a sua eficácia na otimização dos parâmetros de usinagem. Os resultados mostraram que o aumento das forças de usinagem gera uma piora na rugosidade, porém, o fenômeno é observado de maneira mais evidente na medição da rugosidade total da superfície do que na medição da rugosidade média da superfície. Verificou-se também que fatores operacionais e/ou externos à usinagem exercem influência no valor de Rt estabelecido no projeto, porém, podem não serem detectados na medição da rugosidade de superfície pelo parâmetro de medição Ra.