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Abstract:
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A furação com brocas helicoidais é um dos processos de usinagem mais empregados pela indústria metal-mecânica, sendo que as operações de furação podem representar mais de 50% do total das operações de usinagem. Assim, novos métodos que auxiliem no planejamento deste processo, bem como o desenvolvimento de novas brocas e máquinas-ferramentas que tornem a furação mais eficiente, adquirem grande importância. A modelagem e simulação de fenômenos que ocorrem durante a usinagem, como por exemplo das forças de usinagem, apresenta uma crescente relevância. Entretanto, a modelagem das forças na furação com brocas helicoidais é limitada pela dificuldade de visualizar o que ocorre na região central do furo. Além disso, a complexidade da modelagem das forças no âmbito do gume transversal de brocas helicoidais é aumentada pelas alterações das propriedades mecânicas ocorridas na região central de furos, causadas pelas elevadas taxas de deformação e que afetam as forças de usinagem. Neste contexto, é proposta neste trabalho uma metodologia para analisar o material na região central do furo, de forma que possam ser verificadas as alterações de dureza, entre outras, bem como a influência destas sobre a resistência do material e, consequentemente, sobre as forças de usinagem. A metodologia consiste na obtenção de raízes de cavaco na região do gume transversal de brocas helicoidais através do emprego de um dispositivo de interrupção súbita (QSD) desenvolvido para este fim. Este dispositivo mostrou-se funcional e com boas características de reprodutibilidade, permitindo a preservação das raízes de cavaco para o posterior estudo das mesmas. A partir dos corpos de prova obtidos através de ensaios de furação e com o emprego do QSD desenvolvido, foi efetuado o corte transversal das raízes dos cavacos e realizaram-se análises metalográficas e medições de dureza Vickers nesta região. Desta forma torna-se possível avaliar a deformação e o encruamento provocados no material usinado para diferentes condições de usinagem. Como material para os corpos de prova foi utilizado o aço ABNT 1045, devido à sua ampla utilização na indústria metal-mecânica, e na realização dos experimentos foram empregados três tipos de brocas helicoidais com diferentes afiações (Standard, Tipo A e Tipo C), duas velocidades de avanço (0,1 e 0,4 mm) e duas velocidades de corte (30 e 69 m/min). A partir das análises realizadas sobre as raízes dos cavacos, foi verificado um aumento significativo da dureza do material na região central do furo para todas as condições de usinagem. Os resultados das medições de dureza das raízes dos cavacos apresentaram, entretanto, desvios padrões elevados, de forma que não foram possíveis conclusões acerca das diferenças individuais entre os efeitos provocados por cada condição de usinagem testada no experimento. A metodologia proposta para a análise de raízes de cavaco deverá permitir uma melhoria nos modelos de forças através da adoção de coeficientes de correção nos quais sejam consideradas as alterações de propriedades mecânicas do material em função das condições de usinagem e geometria da broca.<br>
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