Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T20:25:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeixeiraFilho_Fernando_D.pdf: 16227324 bytes, checksum: 1e8eaf8a048f169a1964f67a6dd9bcce (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: O aço inoxidável endurecível por precipitação apresenta elevada resistência mecânica e à oxidação, tendo amplo campo de aplicações, em especial, na indústria aeronáutica. O presente trabalho avaliou a influência da utilização de fluido de corte no fresamento do aço inoxidável endurecível por precipitação 15-5PH (UNS S 15500), utilizando ferramenta de metal duro recoberta com TiAIN, nas operações de desbaste e acabamento. Foram realizados ensaios de desbaste e de acabamento, variando-se a classe da ferramenta de metal duro (M20-M40 e M30M40), a velocidade de corte (100 e 120 m/min nos ensaios de acabamento e 120 e 140 m/min nos ensaios de desbaste), as condições de lubrificação/refrigeração (sem fluido, aplicação de emulsão interna e externamente à ferramenta) e a concentração do fluido de corte na emulsão (7% e 12%). Finalmente, foram realizados ensaios adicionais, para efeito comparativo, com aplicação de fluido de corte integral em mínima quantidade de fluido (35 ml/h) e também em baixa vazão (250 ml/min). Foram medidos o desgaste e a vida da ferramenta, a potência consumida e a rugosidade da peça. A análise dos resultados permitiu concluir que a usinagem sem fluido de corte apresentou maior vida da ferramenta, quando comparada com a condição com emulsão, tanto para desbaste quanto para acabamento. A aplicação de mínima quantidade de fluido proporcionou uma vida maior que na condição sem fluido. A utilização de fluido integral causa uma diminuição na potência consumida, mesmo que a vazão deste fluido seja mínima como a que se tem quando se usa a técnica MQF. Mas a principal contribuição do trabalho é que a condição com baixa vazão de óleo integral apresentou a maior vida de ferramenta dentre todas as condições de refrigeração/lubrificação testadas, demonstrando que houve o efeito lubrificante do fluido, com redução da potência consumida / Abstract: The preciptation hardenable stainsless steel presents high mechanical strength and corrosion resistance, having a wide application field, specially in the aerospace industry. The present work evaluated the influence of cutting fluids in the 15-5PH stainless steel milling, using carbide tools, TiAIN coated. Experiments were carried out for roughing and finishing operations, varying the carbide tool c1ass (M20-M40 and M30-M40), the cutting speed (100 and 120 m/min for finishing operation and 120 and 140 m/min for roughing operation), the lubri-cooling conditions (without cutting fluid, internal and external emulsion application) and the emulsion concentration (7% and 12%). Finally, additional experiments were carried out, for comparison effects, with neat oil application with minimum quantity of fluid (35 ml/h) and also with low flow rate (250 ml/min). Tool wear, tool life, power consumption and workpiece roughness were measured. The analysis of the results allowed to conc1ude that the machining without cutting fluid gave longer tool life than with emulsion application, both in roughing and finishing conditions. The minimum quantity of fluid utilization led to a longer tool life than the dry condition. The use of neat oil led to a decrease of the power consumption, even with the minimum amount contained in the MQF technique. But the main contribution of this work is that the experiments with application of neat oil with low flow rate presented longer tool life than the other lubrication/refrigeration conditions experimented, showing that lubrication effect occurred when neat oil was used, with consequent reduction of power consumption / Doutorado / Engenharia de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Hardened steel is usually machined under dry condition. Application of an overhead flood cooling generally leads to premature tool failure because the heat generated that helps the shearing process needed to form the chips is reduced by its cooling action. This work proposes to study the application of MQF (Minimum Quantity of Cutting Fluid) when turning the heat treated hardened AISI D6 steel with PCBN (Polycrystalline Cubic Boron Nitride) tools and compare with the dry machining. The spray of a vegetable based cutting fluid was applied between the workpiece and the flank face of the tool. Overhead direction of the MQF and between the secondary flank face of the tool and the workpiece were also tested. Tool wear (VB), surface roughness (Ra, Rz e Rq) and cutting forces (Fx, Fy e Fz) were considered the output variables and the results were compared to those obtained when cutting in dry condition. The influence of the input parameters: cutting speed and feed rate, as well as their interactions were statistically analyzed. Considering the tool wear and the surface roughness, the application of the cutting fluid by the MQF technique in the direction between the flank face and the workpiece showed better results than the dry condition when employing the lowest feed rate of 0.05 mm/rev, regardless the cutting speed used. This cutting fluid application technique also presented good results when the cutting speed of 310 m/min was tested, regardless the feed rate employed. Therefore, this cutting speed should be recommended for high production in turning of AISI D6 steel with the MQF technique. The application of MQF through other directions (overhead and between the secondary flank face and the workpiece) also showed competitive results. / Aços temperados são geralmente usinados na condição a seco. A aplicação de uma refrigeração geralmente conduz a uma falha prematura da ferramenta porque o calor gerado durante o processo, que ajuda o cisalhamento, é reduzido pela ação refrigerante do fluido de corte. Este trabalho propõe estudar a aplicação do método de MQF (Minima Quantidade de Fluido) ao tornear o aço tratado termicamente, classe AISI D6, utilizando ferramenta de PCBN (Nitreto Cúbico de Boro Policristalino) e comparar com a condição a seco. A pulverização de um fluido de corte de base vegetal foi aplicada entre a peça de trabalho e a superfície de folga da ferramenta. A direção sobre-cabeça e entre a superfície de folga secundária e a peça também foram testadas em algumas condições de corte. O desgaste da ferramenta (VB), a rugosidade superficial (Ra, Rz e Rq) e as forças de usinagem (Fx, Fy e Fz) foram utilizadas como parâmetros de saída e seus resultados foram comparados com os resultados obtidos nos testes na condição a seco. As influências dos parâmetros de entrada: velocidade de corte e avanço, bem como suas interações, nas variáveis de saída (desgaste da ferramenta, rugosidade superficial e forças de usinagem) foram analisados através de métodos estatísticos. Considerando o desgaste da ferramenta e a rugosidade superficial da peça, a aplicação do fluido de corte pela técnica MQF na direção da superfície de folga principal apresentou melhores resultados que a condição a seco, quando se utilizou o menor avanço testado de 0,05 mm/rev, independente da velocidade de corte. Esta técnica também apresentou bons resultados quando a velocidade de corte de 310 m/min foi testada, independente do avanço. Assim, esta velocidade de corte deve ser recomendada para uma boa produção no torneamento do Aço AISI D6 com a técnica MQF. A aplicação do MQF nas outras direções (sobrecabeça e na superfície de folga secundária) também mostrou resultados competitivos. / Mestre em Engenharia Mecânica