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Master's Dissertation
DOI
10.11606/D.18.2016.tde-05022016-135542
Document
Author
Full name
Paulo Henrique Campos Bellini
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2005
Supervisor
Committee
Coelho, Reginaldo Teixeira (President)
Ferreira, João Roberto
Oliveira, João Fernando Gomes de
Title in Portuguese
Estudo do desgaste na furação e roscamento de materiais endurecidos
Keywords in Portuguese
Desgaste
Furação
Materiais endurecidos
Roscamento
Abstract in Portuguese
As operações de usinagem compreendem uma parcela significativa do universo da manufatura sendo que atualmente algumas tendências bem definidas, como a usinagem de peças já endurecidas, vêm ganhando espaço no campo da fabricação de moldes e matrizes, em especial, mas também na indústria automotiva e de construção de máquinas. O torneamento e o fresamento de materiais, nesta difícil condição de usinagem, já estão estabelecidos na indústria. Assim, a conversão do processo de produção atual de materiais em estado mole para endurecido só será possível com todas as operações de usinagem incluídas. Devido a isso, a demanda por furação e roscamento de peças endurecidas está em constante crescimento. Essas operações apresentam dificuldades muito maiores do que as de torneamento e fresamento, daí a importância de ferramentas especificamente projetadas para elas. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo estudar o processo de desgaste sofrido pelas ferramentas durante a furação e roscamento de aços AISI D2 e AISI H13 com a utilização de diferentes velocidades de corte. As forças de corte e o torque também serão medidos durante o processo para avaliar seus comportamentos com o aumento da velocidade. Com os resultados obtidos verificou-se que na furação e roscamento de aços endurecidos de baixa usinabilidade, como no caso do aço AISI D2, o desgaste da ferramenta é muito acentuado, podendo tornar o processo inviável economicamente caso não sejam empregadas velocidades de corte extremamente reduzidas. De uma forma geral, a furação e o roscamento do AISI H13 pode ser viável, pois o número de furos/roscas obtidos dentro dos critérios especificados mostrou-se muito superior ao esperado. Os principais mecanismos de desgastes que atuaram nos machos de corte durante o processo de roscamento de ambos os aços (AISI D2 e AISI H13) foram abrasão nas superfícies de folga e adesão nas superfícies de saída de forma acentuada nos três primeiros filetes.
Title in English
Wear study of drilling and tapping in hardened materials
Keywords in English
Drilling
Hardened materials
Tapping
Wear
Abstract in English
The cutting processes compose a huge part of the manufacturing universe and, nowadays, some well-defined trends, like cutting hardened materials, are increasing not only in die molding production but also in automotive and machine industries. The turning and milling processes of materials, in this difficult condition of cutting, are already applied in the mechanical industries. Therefore, the total conversion of the present production process of regular materials into hardened ones can only be reached when all the cutting processes are included. Because of that, the demands of drilling and tapping hardened materials have increased constantly. These operations require tools specifically designed for them, because they have proven themselves to be much more difficult than the turning and milling processes. In that way, this work aimed to study the wear process of drills and taps used to machining the AISI D2 and AISI H13 hardened steels with different cutting speeds. The cutting forces and the torque generated were also acquired during the cutting process to evaluate its behavior with the speed increase. After analyzing the results, a very aggressive tool wear was confirmed in the drilling and tapping process of hardened steels with bad machinability, like the AISI D2 steel, and this can make the process economically unfeasible if an extremely reduced cutting speed is not used. Generally, the drilling and tapping process of the AISI H13 can become economically viable, because the number of holes/threads achieved in accordance with the specified criteria was superior to the expected ones. In the cutting process of both materials (AISI D2 and H13), the main wear mechanism observed on the taps were abrasion, on the clearance surface, and adhesion, on the rake surface. This was severe for the first three threads of the tap.
 
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Publishing Date
2016-02-05
 
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