EFEITO DOS PARÂMETROS DE USINAGEM NA FORÇA DE CORTE E NO ACABAMENTO SUPERFICIAL DE TRÊS AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS. Flávio Namura Macari Escola Politécnica da USP, [email protected] Orientadora: Izabel Fernanda Machado Escola Politécnica da USP, [email protected]
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EFEITO DOS PARÂMETROS DE USINAGEM NA FORÇA DE CORTE E NO ACABAMENTO SUPERFICIAL DE
TRÊS AÇOS INOXIDÁVEIS AUSTENÍTICOS.
Flávio Namura MacariEscola Politécnica da USP, [email protected]
Orientadora:Izabel Fernanda MachadoEscola Politécnica da USP, [email protected]
Aços inoxidáveis: Grande utilização em vários setores industriais, tais como na indústria alimentícia, química e eletrônica.
Objetivo: estudar a relação existente entre os parâmetros de usinagem (avanço, profundidade de corte e velocidade de corte) com a força de corte e o acabamento superficial no processo de torneamento.
Três aços inoxidáveis austeníticos utilizados: AISI 303, AISI 304 e AISI 310
Em geral, os aços inoxidáveis austeníticos são conhecidos por sua baixa usinabilidade: acabamento superficial ruim, altos valores de rugosidade e altas forças de corte são enfrentados durante a usinagem
INTRODUÇÃO
Três aços inoxidáveis austeníticos: AISI 303, AISI 304 e AISI 310.
Todos os materiais foram recebidos solubilizados.
Os corpos de prova tinham 120 mm de comprimento e diâmetro de 1”.
Composição química nominal (em massa) dos aços a serem estudados.
Aço %Cr %Ni %C %Mn %Si %S %P
AISI 303 17,2 8,21 0,05 1,88 0,48 0,2 0,036
AISI 304 18,1 8,54 0,055 1,8 0,58 0,03 0,037
AISI 310 24,2 19,6 0,069 2 0,62 0,019 0,036
MATERIAIS
Os corpos de prova foram torneados em um torno convencional
Os parâmetros de usinagem utilizados foram:
Torneamento
MÉTODOS
Vc
(m/min)
Relação
f/d
f (mm/volta)
d (mm)
22
f/d=1
f=0,104 d=0,1
f=0,327 d=0,3
f/d=0,2
f=0,104 d=0,5
f=0,327 d=1,6
Vc
(m/min)
Relação
f/d
f (mm/volta)
d (mm)
88
f/d=1
f=0,104 d=0,1
f=0,327 d=0,3
f/d=0,2
f=0,104 d=0,5
f=0,327 d=1,6
Força de corte foi avaliada utilizando um dispositivo composto de um porta-ferramentas instrumentado com extensômetros.
Para a aquisição dos dados foi utilizado o sistema ADS 2000 da Linx e um microcomputador para armazenamento e tratamento dos dados.
Força de corte
Foram realizadas medidas de rugosidade (Ra e Rt)
Foram obtidos perfis de rugosidade das superfícies torneadas
As superfícies torneadas também foram observadas por microscopia óptica
Acabamento superficial
RESULTADOS
Força de Corte - Fc
Com velocidade de corte menor, as Fc obtidas foram maiores em todos os casos
O aço AISI 310 apresentou maiores Fc
Fc para AISI 304 com Vc=22m/min
0
200
400
600
800
1000
0 0,1 0,2 0,3 0,4
f (mm/volta)
F.C
. (N
)
f/d=0,2
f/d=1
Pressão Específica de Corte - Ks
Nas relações f/d=1 os valores de Ks são mais altos do que na relação f/d=0,2
Para avanços menores os valores de Ks são maiores
Fc
Ks = ---------
A
Ks para AISI 304 com Vc=22m/mim
0500
100015002000250030003500
0 0,1 0,2 0,3 0,4
f (mm/volta)
Ks
(n/m
m2)
f/d=0,2
f/d=1
Acabamento superficial e Rugosidades
rugosidades obtidas com o f=0,327 são bem mais elevadas do que com f=0,104
Rug. do AISI 303 Vc=88m/min
0
10
20
30
40
0 0,1 0,2 0,3 0,4
f (mm/volta)
Rt
(um
)
f /d=0,2
f/d=1
Measured Profile
-20,0
-15,0
-10,0
-5,0
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0
[mm]
[um
]
aço AISI 303 destaca-se por apresentar características superficiais diferentes
Measured Profile
-6,0
-4,0
-2,0
0,0
2,0
4,0
6,0
8,0
0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
[mm]
[um
]
No caso: f=0,104mm/volta
d=0,1mm
Vc=88m/min
As medidas de Ra e Rt foram um pouco maiores ao utilizar Vc=22m/min do que ao utilizar Vc=88m/min
Ra para AISI 303 com Vc=88m/min
0
2
4
6
8
10
0 0,1 0,2 0,3 0,4
f (mm/volta)
Ra
(um
)
f /d=0,2
f/d=1
Ra para AISI 303 com Vc=22m/min
0
2
4
6
8
10
0 0,1 0,2 0,3 0,4
f (mm/volta)
Ra
(um
)
f /d=0,2
f/d=1
Rt para AISI 303 com Vc=22m/min
0
10
20
30
40
50
0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 0,3 0,35
f (mm/volta)
Rt
(um
)
f/d=0,2
f/d=1
Rt para AISI 303 com Vc=88m/min
0
10
20
30
40
0 0,1 0,2 0,3 0,4
f (mm/volta)
Rt
(um
)
f /d=0,2
f/d=1
AISI 304
Ra=1,08 um
Rt=6,54 um
Fotos de superfícies torneadas utilizando os parâmetros: f=0,104mm/volta d=0,5mm e Vc=88m/min
AISI 310
Ra=1,55 um
Rt=10,75 um
AISI 303
Ra=0,79 um
Rt=5,95 um
AGRADECIMENTOS
À FAPESP pelo apoio financeiro dado a este projeto (Processo 04/12046-6 e Processo 03/05490-4)
Ao LFS - Laboratório de Fenômenos de Superfície
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