Avaliação do desempenho de uma ferramenta de PCBN no torneamento do aço endurecido AISI D2 em corte contínuo e interrompido

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dc.contributor.advisorSantos, Sandro Cardoso
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6898188197618037
dc.contributor.authorDias, Ernane Felipe
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/8764757438369649
dc.contributor.refereeSantos, Sandro Cardoso
dc.contributor.refereeSilva, Gilmar Cordeiro da
dc.contributor.refereeSilva, Wagner Sade e Sandro da Costa
dc.date.accessioned2026-06-23T23:23:31Z
dc.date.available2026-06-23T23:23:31Z
dc.date.issued2024-03-25
dc.description.abstractImportantes avanços tecnológicos na indústria de fabricação mecânica têm cada vez mais gerado bons resultados com o torneamento de materiais endurecidos, utilizando ferramentas de nitreto cúbico de boro policristalino (PCBN), principalmente em substituição aos processos abrasivos. A capacidade de atender aos requisitos do projeto sem a necessidade de múltiplos processos reflete em redução de custos e aumento da produtividade. Os aços ferramenta desempenham papéis variados e essenciais em diversas aplicações industriais, como matrizes e punções para conformação e corte. Melhorias no desempenho das ferramentas de corte são cruciais para resistir as condições tribológicas severas do processo de torneamento de materiais endurecidos. Neste contexto, esse trabalho tem por objetivo avaliar o desempenho de uma ferramenta de PCBN no torneamento do aço AISI D2 temperado e revenido, tanto em condições de corte contínuo quanto em corte interrompido, na operação de acabamento com usinagem a seco. Avaliou-se a rugosidade superficial nos parâmetros (Ra, Rt e Rz), os desgastes apresentados pela ferramenta, seus mecanismos e análise morfológica dos cavacos. Foram realizados ensaios com diferentes velocidades de corte (60, 130, 200 e 240 m/min), mantendo um avanço constante de 0,15 mm/rev e uma profundidade de corte de 0,2 mm. Os resultados indicaram que os desgastes mais evidentes foram cratera e flanco no corte contínuo, enquanto no corte interrompido houve a presença de lascamentos e falha catastrófica. Os mecanismos de desgaste, tais como adesão (attrition), abrasão e difusão foram observados com destaque. Além disso, os testes apontaram que o aumento do desgaste de flanco não necessariamente implicou em um aumento na rugosidade superficial, e que o mecanismo de desgaste se modificou com o aumento da velocidade de corte. Na condição de corte contínuo a ferramenta obteve desempenho mais satisfatório, com destaque nas velocidades de corte maiores (130, 200 e 240 m/min). Já no corte interrompido, há predominância de falha catastrófica principalmente nas faixas de 60 e 130 m/min e um desempenho melhor à 200 m/min dentro das faixas avaliadas.
dc.description.abstractotherThe continuous technological advancements in the mechanical manufacturing industry have increasingly yielded significant results in the turning of hardened materials, employing polycrystalline cubic boron nitride (PCBN) tools, particularly as a substitute for abrasive processes. The ability to meet project requirements without the need for multiple processes reflects cost reduction and increased productivity. Tool steels play varied and essential roles in various industrial applications, such as dies and punches for forming and cutting. Improving the performance of cutting tools is crucial to withstand the severe tribological conditions of turning hardened materials. In this context, this study aims to evaluate the performance of a PCBN tool in turning hardened and tempered AISI D2 steel, both under continuous and interrupted cutting conditions, in finishing operations using dry machining. Surface roughness parameters (Ra, Rt, and Rz), tool wear, wear mechanisms, and morphological analysis of chips were evaluated. Tests were conducted at different cutting speeds (60, 130, 200, and 240 m/min), maintaining a constant feed rate of 0.15 mm/rev and a cutting depth of 0.2 mm. The results indicated that the most prominent wear was crater and flank wear in continuous cutting, while interrupted cutting exhibited chip formation and catastrophic failure. Wear mechanisms, such as adhesion (attrition), abrasion, and diffusion, were prominently observed. Furthermore, the tests revealed that an increase in flank wear did not necessarily result in increased surface roughness and that the wear mechanism changed with increased cutting speed. In continuous cutting conditions, the tool achieved more satisfactory performance, especially at higher cutting speeds (130, 200, and 240 m/min). In interrupted cutting, there was a predominance of catastrophic failure, especially at 60 and 130 m/min, with better performance at 200 m/min within the evaluated ranges.
dc.identifier.urihttps://repositorio.cefetmg.br//handle/123456789/2765
dc.language.isopt
dc.publisherCentro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais
dc.publisher.countryBrasil
dc.publisher.initialsCEFET-MG
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
dc.subjectTorneamento
dc.subjectFerramentas de corte de metal - Materiais
dc.subjectDesgaste mecânico
dc.subjectAço – Processo a frio
dc.subjectRugosidade da superfície
dc.titleAvaliação do desempenho de uma ferramenta de PCBN no torneamento do aço endurecido AISI D2 em corte contínuo e interrompido
dc.typeDissertação

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