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Previous issue date: 2014-11-28 / Ag?ncia Nacional do Petr?leo - ANP / O presente trabalho apresenta um estudo do desempenho de ferramentas de a?o-r?pido
no torneamento do a?o ABNT 1020, sob condi??es de resfriamento criog?nico com aspers?o
de nitrog?nio l?quido (LN2) diretamente na regi?o de corte. O objetivo principal foi manter a
temperatura da ferramenta de corte abaixo da temperatura de amolecimento do a?o-r?pido
(normalmente acima de 650?C) e, consequentemente, melhorar o desempenho dessas
ferramentas em velocidades de corte superiores ?quelas normalmente praticadas no corte ?
seco ou com lubrifica??o convencional. Foram realizados ensaios de faceamento r?pido, em
que a ferramenta de corte percorre a face da pe?a ao longo de seu raio a uma rota??o
constante, o que acarreta um aumento progressivo em sua velocidade de corte. P?de-se
verificar que devido ? aplica??o de LN2 a ferramenta de corte conseguiu usinar com
velocidades de corte maiores que na condi??o a seco (SECO). Quando os jatos de LN2 foram
direcionados a superf?cie de sa?da e de folga (SS/SF), tal condi??o apresentou um aumento de
35,00% (em m?dia) na velocidade usinada antes da falha da ferramenta; no entanto quando o
LN2 foi aplicado na superf?cie de folga (SF), a melhoria foi de 24,12% e para a condi??o de
LN2 na superf?cie sa?da (SS) o aumento foi de 20,94%. Com esses resultados foi poss?vel
concluir que a aplica??o de LN2 tendeu a melhorar o desempenho das ferramentas de a?or?pido
testadas, e que essa melhora foi mais pronunciada quando da aplica??o de LN2 nas
superf?cies de folga e de sa?da simultaneamente. J? para vari?vel ponto de falha a an?lise do
intervalo de confian?a, mostrou que, estatisticamente, a um n?vel de confian?a de 95%, n?o
foi poss?vel afirmar que existe diferen?a entre as m?dias populacionais do ?ponto de falha?
para as condi??es de corte (SECO-SF), (SECO-SS), (SS-SF) e (SF-SS/SF). Contudo para as
condi??es (SECO-SS/SF) e (SS-SS/SF) houve diferen?as entre as condi??es quando
comparadas duas a duas. Observou-se tamb?m que a rugosidade m?dia (Ra) tende a cair com a aplica??o de LN2. Houve uma diferen?a significativa quando se compara a condi??o SECO
com as condi??es SF, SS e SS/SF. O mesmo n?o se pode dizer dessas outras situa??es (SSSF),
(SS-SS/SF), (SF-SS/SF), pois, ao n?vel de signific?ncia, considerado, n?o podemos
descartar a hip?tese de se tratarem de ensaios diferentes. Observa-se que, num n?vel de
confian?a de 95%, n?o se pode afirmar que os desgastes de flancos (VB) n?o s?o iguais nas
quatro condi??es de corte testadas. Este resultado j? era esperado, visto que, ap?s a falha da
ferramenta, independente da condi??o de corte, a ferramenta perde material de sua ponta num
valor que ? proporcional ? profundidade de corte usada, a partir deste ponto, praticamente
nada de material ? removido da pe?a. Para finalizar esse estudo o ensaio de torneamento
longitudinal foi realizado inicialmente em car?ter explorat?rio, devido ? quantidade de
ferramentas e material da pe?a, contudo, conseguiu-se obter a condi??o mais favor?vel ao se
usinar um corpo de prova a velocidades de 162m/min quando o LN2 foi aplicado na superf?cie
de folga (SF), e na superf?cie de sa?da (SS) em cada uma dessas condi??es. Esse valor de
velocidade para torneamento longitudinal ? bem elevado, quando s?o utilizadas ferramentas
de a?o-r?pido. Quando se verifica o tempo de vida da ferramenta, foi poss?vel observar um
aumento em mais de 100%, pois, ap?s cortar um trecho de 30mm, a aresta de corte ainda
continuava preservada. / This work presents a study about the performance of HSS cutting tools when turning
an ABNT 1020 steel under cryogenic condition using liquid nitrogen (LN2) applied onto the
cutting region. In this case, the main purpose was to keep the cutting tool temperature below
the softening temperature of the HSS (normally above 650oC) improving the performance of
these cutting tools at cutting speeds upper than that normally used in dry or wet conventional
machining. A series of rapid facing trials was carried out at dry (SECO) and applying LN2 at
three different points on the cutting region [on the rake face (SS), on the flank face (SF) and
on the rake and flank faces simultaneously (SS/SF)]. It could be verified that the use of LN2
the cutting was able to machine cutting speeds higher than at dry condition. When the LN2
was applied onto the rake and flank face simultaneously, the cutting speed showed an increase
of 35% (on average) compared to the dry condition; when the LN2 was applied only onto the
flank face, the improvement was of 24,12% and of 20,94% for the LN2 applied only onto the
rake face. These results showed that the use of LN2 tended to improve the performance of the
trialled HSS cutting tools and this improvement was more effective when the LN2 was applied
onto the rake and flank faces simultaneously. For the variable called ?failure point? (point
where the cutting tool collapsed) a statistical analysis showed no difference among the
conditions (SECO-SF), (SECO-SS), (SS-SF) and (SF-SS/SF). However, it could be observed
statistical differences between the conditions (SECO-SS/SF) and the conditions (SS-SS/SF)
when they are compared two by two. Compared to the dry condition, the results of average
roughness (Ra) showed a tendency to drop when LN2 was applied. Additional longitudinal
turning trials were carried out to verify the performance of the HSS cutting tools assisted by
LN2 at this condition. It was observed an improvement upper to 100%.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufrn.br:123456789/22086 |
| Date | 28 November 2014 |
| Creators | Oliveira, Roberto Fran?a de |
| Contributors | 87652919487, http://lattes.cnpq.br/5242440649066569, Silva, Wanderson Santana da, 94086591634, http://lattes.cnpq.br/9769266691967919, Silva, Fl?vio Jos? da, 88244350415, http://lattes.cnpq.br/2569114755496581, Melo, Anderson Clayton Alves de |
| Publisher | PROGRAMA DE P?S-GRADUA??O EM ENGENHARIA MEC?NICA, UFRN, Brasil |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFRN, instname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte, instacron:UFRN |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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