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COBEF 2023
12th Brazilian Congress on Manufacturing Engineering
Projeto e avaliação de um porta-ferramentas especial para fresamento
Submission Author:
Armando Ítalo Sette Antonialli , SP
Co-Authors:
Edson Bruno Lara Rosa, Mateus Keniti Nakashima Sinzato, João Henrique Schiavon Mota, Armando Ítalo Sette Antonialli
Presenter: Mateus Keniti Nakashima Sinzato
doi://10.26678/ABCM.COBEF2023.COF23-0207
Abstract
Ferramentas comerciais de fresamento geralmente se diferenciam em termos da classe do inserto de usinagem e suas diversas características geométricas, de forma que, raramente, encontra-se uma grande gama de produtos distintos por uma única variável. Adicionalmente, a forma do assento dificulta a intercambiabilidade entre porta-ferramentas e insertos de fabricantes diversos. Assim, o delineamento de experimentos envolvendo a investigação da influência da classe do inserto, do seu ângulo de saída, raio de ponta ou da geometria do quebra-cavaco é frequentemente limitada para poucos níveis dessas variáveis. Neste trabalho, um porta-ferramentas especial para fresamento foi projetado, manufaturado, validado e testado de forma a viabilizar a utilização de insertos customizados que venham a ser preparados com o objetivo de promover uma avaliação mais ampla das mesmas. O dimensionamento para carregamento estático foi realizado a partir do modelo de Kienzle para previsão da força de corte, considerando ainda um fator de concentração de tensão para o cálculo do momento torçor. Um modelo tentativo foi submetido a simulação numérica pelo método dos elementos finitos através do recurso computacional Ansys, considerando elementos tetraédricos e comportamento elástico linear para um aço endurecido. O projeto em questão foi fabricado em aço ferramenta para trabalho a quente tipo H13, temperado e revenido até uma dureza de 45 HRC. O cálculo do coeficiente de segurança resultou em um valor acima de 7, o que significa que a tensão admissível de projeto é significativamente superior àquela concernente às condições de contorno implementadas e, portanto, o porta-ferramentas pode ser utilizado tranquilamente sob parâmetros de usinagem mais agressivos. Os resultados da simulação numérica convergem nesse sentido; a análise modal simulada foi capaz, ainda, de indicar os harmônicos das frequências naturais e, portanto, faixas de rotação potencialmente associadas à vibração excessiva.
Keywords
Usinagem, modelagem, elementos finitos, análise modal
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