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CONEM 2022
XI Congresso Nacional de Engenharia Mecânica - CONEM 2022
Modelo numérico para o cálculo da força de corte no torneamento do aço superduplex
Submission Author:
Adriane Mougo , RJ
Co-Authors:
Luísa de Amorim Makhoul Gomes , Adriane Mougo, Lívia Nogueira, Fabio da Costa Figueiredo
Presenter: Fábio Campos
doi://10.26678/ABCM.CONEM2022.CON22-0267
Abstract
A utilização de métodos puramente experimentais na usinagem é muito custosa e demorada, o que leva a necessidade do desenvolvimento de modelos teóricos para o cálculo do atrito que traduzam na realidade os fenômenos tribológicos de contato cavaco-ferramenta. Além do custo, quando utilizado em modelos teóricos para o cálculo das forças de usinagem, o atrito é obtido principalmente pela razão das forças tangencial e normal presentes na zona de cisalhamento secundária e considerado uma constante. Mas na prática de usinagem, este atrito pode variar durante o corte e alcançar valores muito acima daqueles apresentados na literatura e obtidos, por exemplo, pelo método de riscamento tradicional. A partir destas considerações, este trabalho tem por objetivo calibrar um modelo mecanístico para o cálculo do atrito dos aços inoxidáveis (316, 410 e superduplex UNS S32760) dentro do limite de calibração dado pela velocidade de rotação da peça (500 rpm e 800 rpm) e avanço da ferrramenta (0,091 mm e 0,199 mm) no processo de torneamento. Com os coeficientes de calibração dos aços 316 e 410 foi possível obter um modelo linear para prever o atrito do superduplex e, assim, utilizar os resultados para calcular a força de corte em um modelo numérico. Para isso, foi calculado o comprimento de contato cavaco-ferramenta a partir do Modelo de Kachanov e Poletika, o comprimento de corte pelo modelo de Waldorf e a espessura do cavaco será medido com o auxílio do MEV. Os resultados mostraram uma boa proximidade dos valores da força de corte experimental com aqueles obtidos pelo modelo numérico, com erro máximo de 12,49% para as condições de corte estabelecidas. Adicionalmente, foi observado o comportamento das tensões normal e tangencial na região de contato cavaco-ferramenta. Foi possível perceber que as tensões tangenciais diminuem com o distanciamento da ponta da ferramenta até o valor final do comprimento de contato utilizado. Para as tensões normais o gráfico mostra que houve um salto entre o primeiro ponto e o segundo devido ao início do processo de corte e depois decresceu até chegar a zero no final do comprimento de contato e houve um aumento posterior devido ao desprendimento do cavaco da superfície de contato.
Keywords
Torneamento, Força de corte, simulação numérica, aço superduplex
