Estudo da influência do material do porta-ferramenta sobre temperaturas de usinagem no torneamento

• Main Author: Kaminise, Almir Kazuo
• Other Authors: Guimarães, Gilmar
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Uberlândia 2016
• Subjects: Usinagem; Temperatura na interface; Termopar ferramenta-peça; Calibração; Porta-ferramenta; Machining; The interface temperature; Tool-workpiece thermocouple; Calibration; Toolholder; CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
• Online Access: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/14725

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior === The main objective of this work is the experimental investigation of the effect that the material of the toolholder has on the temperature at tool-chip interface and on the surface temperatures of the cutting tool and toolholder. The study was conducted in dry turning of gray iron with uncoated cemented carbide inserts, using the same cutting parameters. Five toolholders had been confectioned in materials having different thermal conductivity, these being: copper, brass, aluminum, stainless steel and titanium alloy. The toolholders are identical and have the constructive aspects obtained from a commercial toolholder for turning that material. The temperature at the tool-chip interface was measured using the toolworkpiece thermocouple method and the surface temperatures in the tools and the toolholders, by conventional type T thermocouples. The system was modified in order to develop an experimental procedure for the physical compensating of the secondary and parasites thermoelectric signals (emf). Also, modifications was carried out in a conventional tailstock for use in driving the emf signal between the workpiece and a stationary conductor, but without significantly altering the stiffness of the system. The tailstock was electric insulated and a mercury bearing was mounted inside it and their internal connections were turned in reference junctions at room temperature because on otherwise it could act as secondary junctions. The calibration of the tool-workpiece thermocouple was developed in the same experimental apparatus using the modifications implemented in this system. Besides the results obtained with the investigation of the effects of the toolholder material on the surface temperatures of the tool and the tool holder and on the tool-chip interface temperature, this research also presents contributions to the use and performance of the tool-workpiece thermocouple method. === O objetivo principal deste trabalho é a investigação experimental do efeito que o material do porta-ferramenta exerce sobre a temperatura na interface ferramenta/cavaco e sobre as temperaturas superficiais da ferramenta de corte e do próprio porta-ferramenta. O estudo foi desenvolvido com a operação de torneamento cilíndrico externo de ferro fundido cinzento, a seco, com insertos de metal duro, em parâmetros de corte fixos. Cinco portas-ferramentas foram confeccionados em materiais com condutividades térmicas diferentes, sendo esses: cobre, latão, alumínio, aço inoxidável e liga de titânio. Os portas-ferramentas são geometricamente idênticos e têm as características construtivas de um porta-ferramenta comercial próprio ao torneamento daquele material. Mediu-se a temperatura na interface ferramenta/cavaco usando o método do termopar ferramenta-peça e as temperaturas superficiais na ferramenta e nos suportes, por meio de termopares convencionais do tipo T. O sistema termopar ferramenta-peça foi modificado no sentido de se desenvolver um procedimento experimental para a compensação física de forças eletromotrizes secundárias e parasitas. Destaca-se a execução de modificações em uma contra ponta rotativa convencional para o seu uso na condução do sinal da força eletromotriz entre a peça e um condutor estacionário sem, contudo, alterar significativamente a sua rigidez na fixação da peça. Nessas modificações, aplicou-se uma isolação elétrica permanente, implantou-se um mancal de mercúrio no seu interior e promoveu-se mudanças nas suas conexões internas, que poderiam agir como junções secundárias, transformando-as em junções de referência à temperatura ambiente. A calibração do sistema termopar ferramenta-peça foi desenvolvida sobre o próprio aparato experimental usando as modificações implantadas nesse sistema. Os resultados obtidos no trabalho mostram que os materiais usados nos suportes influenciam nas temperaturas superficiais da ferramenta e do porta-ferramenta, porém, que tais materiais não tem efeito significativo sobre as temperaturas da interface ferramenta/cavaco. Além disso, o trabalho apresenta, também, contribuições ao uso e calibração do método do termopar ferramenta-peça. === Doutor em Engenharia Mecânica