Contribuição ao estudo de furação em diferentes ligas metálicas

Abstract

A medição da temperatura durante a usinagem é uma importante contribuição para determinação do tipo de ferramenta que será utilizada para a execução de um determinado trabalho. O calor gerado durante o processo de usinagem, quando em excesso, pode acelerar os mecanismos de desgaste da ferramenta favorecendo a quebra e dificultando a usinagem. O presente trabalho tem por objetivo principal, efetuar a medição da temperatura de uma broca durante a usinagem das ligas metálicas alumínio AA 2011F, Latão C 360 e aço SAE 1020.Para realização dos estudos foram feitos experimentos com no mínimo uma réplica para cada material. O sensor utilizado para captação dos dados de temperatura foi um termopar tipo k inserido no centro de uma broca intercambiável de metal duro, estando este isolado da influência de fatores externos quantificando somente a temperatura da ferramenta. Foi escolhida a usinagem sem fluido de refrigeração para não haver influência na medição do fenômeno. Além dos dados de temperatura foram coletados também sinais referentes a força axial e momento torsor coletados por um dinamômetro adaptado a um torno mecânico. Os sinais enviados pelo dinamômetro e pelo termopar foram dirigidos a um aquisitor construído com a plataforma Arduino preparada para possibilitar a organização destes dados em uma tabela, afim de se poder analisar estas informações com tratamento estatístico. Através do arranjo criado, foi possível verificar a variação da temperatura e dos esforços de usinagem, em função da alteração dos parâmetros de corte. Com os resultados obtidos foi possível avaliar o comportamento da temperatura na ferramenta e sua taxa de crescimento ao longo do percurso de usinagem, comprovando a eficácia do método proposto. Os resultados preliminares indicaram uma influência maior do avanço para o aumento da temperatura se comparado a rotação.

The measurement of the temperature during machining is an important contribution to determine the type of tool that will be used for the execution of a given work. The heat generated during the machining process, when in excess, can accelerate the wear mechanisms of the tool favoring the breakage and making difficult the machining. The main objective of this work is to measure the temperature of a drill bit during machining of the aluminum alloys AA 2011F, Brass C 360 and SAE 1020 steel. For the accomplishment of the studies, at least one replicate was made for each material. The sensor used to capture the temperature data was a k-type thermocouple inserted in the center of an interchangeable carbide drill bit, which was isolated from the influence of external factors by quantifying only the temperature of the tool. Dry machining was chosen to avoid influencing the measurement of the phenomenon. In addition to the temperature data, signals were also collected referring to the axial force and torque obtained by a dynamometer adapted to a lathe. The signals sent by the dynamometer and the thermocouple were directed to a receiver built with the Arduino platform prepared to enable the organization of these data in a table, in order to be able to analyze this information with statistical treatment. Through the arrangement created, it was possible to verify the variation of the temperature and of the machining efforts, due to the alteration of the cutting parameters. With the obtained results it was possible to evaluate the behavior of the temperature in the tool and its growth rate along the machining path, proving the effectiveness of the proposed method. Preliminary results indicated a greater influence of feedrate for temperature increase compared to rotation.