Influência dos parâmetros de corte e condições da ferramenta na formação de rebarbas no processo de fresamento do ferro fundido nodular FE-50007

Abstract

Rebarbas em peças metálicas geradas no processo de usinagem são inconvenientes, pois podem causar acidente no manuseio das peças e ser indesejadas na aplicação final. Remover as rebarbas das bordas das peças a posteriori aumenta o custo de produção. Esta dissertação tem como objetivo reduzir a formação de rebarbas no fresamento de faceamento do ferro fundido nodular FE-50007, avaliando as condições de corte (parâmetros de usinagem, desgaste da ferramenta). Foram utilizados uma fresa de diâmetro 63 mm e insertos de metal duro intercambiáveis. Os ensaios foram devidos em duas etapas. Na primeira etapa, foram avaliadas diferentes geometrias das ferramentas e duas condições: a) o fresamento com rebarbas remanescentes de corte anterior b) peça sem rebarba. Na segunda etapa, foram avaliadas as influências dos parâmetros de usinagem na formação de rebarbas. Nesta etapa foi empregada a melhor condição identificada na etapa inicial. No planejamento dos experimentos, considerou-se a velocidade de corte, o avanço por dente, a profundidade de usinagem e o desgaste de flanco. As rebarbas foram avaliadas quantitativamente, com medida obtida em quatro pontos diferentes da borda saída da peça. Observou-se que altura da rebarba foi menor quando se utilizou a fresa de ângulo deposição primário de 88°. Quando eliminadas as rebarbas remanescentes, percebeu-se que a altura das rebarbas foi menor. O desgaste da ferramenta de corte foi o fator mais significativo no tamanho da rebarba seguido pela interação da velocidade de corte e o desgaste de flanco. A velocidade de corte menor apresentou menor rebarba. O avanço por dente resultou em pequena redução na altura. A profundidade de usinagem não apresentou influência significativa. Através do software estatística MINITAB foram obtidos os valores de interações e dos efeitos principais, juntamente com os intervalos de confiança e erro padrão. Como resultado, o planejamento adotado permitiu a elaboração de um modelo empírico capaz de predizer a altura da rebarba.

Abstract: Burs on metal parts generated during the machining process are inconvenient, as they can cause accidents when handling the parts and are undesirable in the final application. Removing burrs from the edges of the parts a posteriori increases the production cost. This dissertation aims to reduce burr formation in face milling of FE-50007 nodular cast iron, evaluating the cutting conditions (machining parameters, tool wear). A 63 mm diameter milling cutter and indexable carbide inserts were used. The tests were carried out in two stages. In the first stage, different tool geometries and two conditions were evaluated: a) milling with burrs remaining from previous cutting, and b) part without burr. In the second stage, the influences of the machining parameters on burr formation were evaluated. In this stage, the best condition identified in the initial stage was used. In the planning of the experiments, the cutting speed, feed per tooth, machining depth and flank wear were considered. The burrs were evaluated quantitatively, with measurements obtained at four different points on the part's exit edge. It was observed that the burr height was lower when the 88° primary deposition angle milling cutter was used. When the remaining burrs were removed, it was observed that the burr height was lower. The wear of the cutting tool was the most significant factor in the burr size, followed by the interaction of the cutting speed and flank wear. The lower cutting speed resulted in smaller burrs. The feed per tooth resulted in a small reduction in height. The machining depth did not have a significant influence. Through the MINITAB statistical software, the values of interactions and main effects were obtained, together with the confidence intervals and standard error. As a result, the adopted planning allowed the elaboration of an empirical model capable of predicting the burr height.