Vida da ferramenta de corte

Por forma a determinar a curva de vida da ferramenta, usando a Equação 1, foram adquiridos dados que permitissem essa determinação, como mostra a Tabela 20. O tempo até ser atingido um VB=0,2 mm foi medido em cada passagem da ferramenta na peça, sendo o tempo total a soma do tempo de cada passagem. Os dados recolhidos são referentes a todos os parâmetros de corte utilizados nos ensaios longos.

Tabela 20 – Tempo de vida da ferramenta usada nos ensaios, para todos os parâmetros de corte usados.

Ferramenta Vc [m/min] f [mm/rot] ap [mm] VB [mm] Lubrificação T [min] S15 30 0,1 0,5 0,2 Seco 14,75 MQL 19,87 0,3 Seco 3,25 90 0,1 0,5 Seco 8,60 1 2,04

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Recorrendo aos dados da Tabela 20, foi realizada a curva de vida da ferramenta de corte utilizada. A Figura 55 mostra essa mesma curva, em escala logarítmica, para o intervalo de velocidades de corte utilizadas nos ensaios experimentais.

Figura 55 – Representação da vida da ferramenta de corte para maquinagem a seco.

Através da determinação dos tempos de vida pela Equação 1, e da sua representação gráfica em função da velocidade de corte, é possível mostrar, recorrendo à Figura 55, que a velocidade de corte tem uma influência significativa nesse mesmo tempo, reduzindo-o à medida que a velocidade aumenta, para a gama de velocidades experimentadas. Se para uma Vc=20 m/min é expectável um tempo de vida de 17 min, para Vc=150 m/min esse tempo reduz-se significativamente para 7 min aproximadamente, para a maquinagem a seco.

Recorrendo ainda à Tabela 20, e partindo da Equação 1, chega-se à determinação das constantes da equação de Taylor para os parâmetros de teste ensaiados na presente dissertação, obtendo-se a Equação 5 que mostra a vida útil da ferramenta de corte para a maquinagem a seco:

𝑇 × 𝑉_𝑐0,4911 = 78,3686 (5)

Com a Figura 55 e a Equação 5 é apenas possível determinar, de uma forma precisa, a vida útil da ferramenta de corte para os casos em que o avanço e a profundidade de corte seja 0,1 mm/rot e 0,5 mm, respetivamente. Perante isto, a Figura 56 mostra uma comparação do tempo de vida obtido para todas as condições de corte utilizadas nos ensaios de corte longos.

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a)

b)

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d)

Figura 56 – Comparação do tempo de vida para: a) diferentes velocidades de corte (30 e 90 m/min), b)

diferentes avanços (0,1 e 0,3 mm/rot), c) diferentes profundidades de corte (0,5 e 1 mm), d) seco e com MQL.

Da análise da Figura 56 retira-se que a variação da velocidade de corte, do avanço, da profundidade de corte e do tipo de lubrificação, alteram o tempo de vida da ferramenta de corte. O tempo máximo obtido verificou-se com o recurso a lubrificação por MQL, aumentando em cerca de 35% o tempo de vida em comparação com o uso dos mesmos parâmetros de corte sem lubrificação. Já o mínimo do tempo de vida verificou-se para o ensaio com a maior profundidade de corte (1 mm), a seco. O aumento do tempo de vida da ferramenta com MQL remete para outro dos possíveis benefícios do uso de maquinagem sustentável na maquinagem das ligas de titânio, para além da diminuição das forças de corte e da rugosidade superficial.

4.2.2 Medição da rugosidade e acabamento superficial

Nesta secção são apresentados os resultados da rugosidade superficial obtida nos ensaios de corte longos. Sendo que na secção 4.1.3 foi analisada a evolução da rugosidade superficial para os diferentes parâmetros de corte, neste tópico é realçada a rugosidade em função do desgaste na face de saída da ferramenta de corte.

A Figura 57 mostra a evolução da Ra em função do VB, para a Vc=30 m/min e Vc=90 m/min. É visível através da figura que a Ra não varia de forma linear com o aumento do desgaste na face de saída da ferramenta de corte. Inicialmente, quando se usa uma pastilha nova, a Ra para Vc=30 m/min e Vc=90 m/min toma valores experimentais mais elevados, sendo que quando atinge um VB=0,07 mm, aproximadamente, o valor da rugosidade tende a diminuir até cerca de VB=0,13 mm, voltando depois a aumentar à medida que o desgaste da pastilha aumenta.

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Figura 57 – Evolução da Ra em função do VB para Vc=30 m/min e Vc=90 m/min, f=0,1 mm/rot e ap=0,5

mm, a seco.

A Figura 58 mostra a evolução da Rt em função do VB, para a Vc=30 m/min e Vc=90 m/min. Tal como acontece para a Ra, a Rt percorre uma evolução semelhante. Para as duas velocidades de corte testadas, 30 e 90 m/min, os resultados são semelhantes, sendo que os valores mínimos de Rt se obtêm para VB=0,12 mm, aproximadamente, e os valores máximos na fase inicial do corte.

Figura 58 - Evolução da Rt em função do VB para Vc=30 m/min e Vc=90 m/min, f=0,1 mm/rot e ap=0,5

mm, a seco.

O ensaio de corte longo com Vc=30 m/min, f=0,3 mm/rot e ap=0,5 mm, merece também destaque pela alta rugosidade superficial apresentada. A Figura 59 mostra o aspeto final do provete para este parâmetro de corte.

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Figura 59 - Aspeto final do provete para Vc=30 m/min, f=0,3 mm/rot e ap=0,5 mm.

Pela visualização da Figura 59 é percetível o mau acabamento, e consequente alta rugosidade superficial do provete para o f=0,3 mm/rot. Dado o aspeto final, foi decidido não avaliar o valor real da rugosidade, uma vez que este poderia por em causa o bom funcionamento do rugosímetro, nomeadamente da agulha de apalpação. No entanto, recorrendo às equações teóricas 2 e 3, estima-se que o valor da Rt=28,13 µm e Ra=7,03 µm. Isto permite-nos, experimentalmente, concluir que elevados avanços têm influência direta na alta rugosidade superficial.

Nos ensaios longos é ainda percetível o efeito que a evacuação da apara pode ter na rugosidade. A Figura 60 permite visualizar o aspeto final do provete depois de evacuada a apara, onde é possível verificar a ocorrência de pequenos riscos que influenciarão a rugosidade e precisão dimensional. Prevê-se que estes riscos sejam responsáveis pelos picos de Rt obtidos em alguns ensaios experimentais, como é o caso da maquinagem com Vc=60 m/min, ap=0,5 mm e f=0,05 mm/rot, como mostra a Figura 47. O MQL tem também neste aspeto uma importância acrescida, uma vez que ajuda à evacuação da apara, e assim minimiza o efeito desta na rugosidade obtida.

Capítulo 5

Conclusões

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