As mudanças feitas nos materiais utilizados em anéis de assento de válvula para trabalhar em motores que operam com qualquer mistura de gasolina e etanol (Flex) tornou o rebaixamento desses componentes um ponto crítico na produção destes motores. Para resistir aos maiores desgastes e à corrosão decorrentes do uso do etanol, foram criados novos materiais sinterizados. Isso gerou uma diminuição drástica da vida das ferramentas de PCBN utilizadas no rebaixamento desses componentes. Em alguns casos, são observados ainda lascamentos destas ferramentas, impedindo sua reafiação. Este aumento nos custos com ferramentas tornou-se ainda mais crítico nos últimos anos, quando os modelos Flex já representavam 87% da produção nacional de veículos leves. Uma vez que as fraturas observadas nas ferramentas de PCBN ocorrem por excesso de esforço mecânico sobre a ferramenta, objetivou-se a redução dos esforços de corte por meio do estudo e modificação dos parâmetros de corte e preparação do gume das ferramentas sem que a produtividade fosse comprometida. Antes, porém, foram estudadas a composição e microestrutura dos materiais utilizados nestes componentes para motores a gasolina e Flex, para entender o motivo da diferença das forças de corte na usinagem destes materiais. O estudo mostra que os esforços de corte são da ordem de 30% maiores para a usinagem dos anéis para motores Flex, e que o uso de um raio no gume da ferramenta gera menores forças de usinagem frente ao uso tradicional de chanfros. Confirma, ainda, que a velocidade de corte exerce baixa influência sobre os esforços de corte, enquanto os mesmos aumentam exponencialmente com o avanço. A alteração simultânea dos parâmetros de corte e da preparação do gume gera uma redução de até 36% na força resultante de corte sem alterar a produtividade do processo.

A considerable amount of research has focused on machining dynamics due to the impact it lays upon productivity and quality. Models have been developed with an ever-increasing accuracy in order to predict the dynamic behavior of cutting tools under different circumstances. However, workpiece behavior during machining is also a current limiting factor which is dealt with by means of restricting product designers of using features with thin characteristics. For this reason, designed products will be often oversized due to machining technology restrictions related to dimensions of thin walls. The main objective of this work is to investigate the behavior of thin walls during milling in order to identify the challenges imposed by the process. Different strategies are tested and evaluated through force signals, finite element analysis (FEA), analytical models, and analysis of the machined parts. Cantilever walls with varying dimensions are tested and the height-to-thickness (H/t) ratio often found in literature as a guideline is discussed. Waterline, low stock, constant force, and passive damping strategies are evaluated and their applicability, advantages, and restrictions are discussed. The effect of cutting speed on cutting force is investigated from a force and excitation frequency standpoint. A method for prediction of resonance based on a frequency chart is proposed, for which variable speed tests are conducted. This variable speed approach is based on prediction of stable paths as machining progresses by means of the proposed chart. Validation of the frequency chart construction method is presented along with its applicability and restrictions considering a more complex geometry. Results indicate that the frequency chart method can be used to predict and explain the occurrence of instability but limiting factors still lie in implementing and improving the proposed method.