Please use this identifier to cite or link to this item: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27398
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: efeito escala e integridade superficial no microfresamento da liga de níquel inconel 718
Alternate title (s): Size effect and surface integrity on Inconel 718 nickel alloy micromilling
Author: de Oliveira, Déborah
First Advisor: Silva, Marcio Bacci
First member of the Committee: Silva Júnior, Washington Martins
Second member of the Committee: Amorin, Fred Lacerda
Third member of the Committee: Silva, Rosemar Batista
Fourth member of the Committee: Rodrigues, Alessandro Roger
Summary: Microusinagem é um processo definido por suas pequenas dimensões, no entanto, não pode ser tratado como uma simples redução do processo macro, uma vez que o raio de aresta da ferramenta chega a ser maior do que a espessura mínima de corte para ocorrer formação de cavaco, gerando o chamado efeito escala. Este efeito faz com que as energias específicas sejam elevadas e exista grande influência da microestrutura do material. Em relação ao material, o Inconel 718 é uma superliga refratária conhecida por suas boas propriedades termomecânicas, porém baixa usinabilidade. Isso se agrava na microusinagem devido às elevadas taxas de desgaste da microfresa e à dificuldade em gerar cavacos. Assim, este trabalho teve como objetivo geral estudar a microusinagem da liga Inconel 718, através de ensaios experimentais de microfresamento variando: velocidade de corte, avanço por dente, profundidade de corte e aplicação de fluido de corte. Como variáveis de saída foram selecionadas: qualidade da superfície usinada, rugosidade Ra, altura das rebarbas, desgaste da microfresa, sinais de acústica e vibrações, forças de corte e cavacos. Complementarmente foram realizadas análises estatísticas e simulação computacional. Dentre os principais resultados destacam-se: o aumento de 1 000% no comprimento usinado até o fim de vida, utilizando fluido de corte em comparação com ensaios a seco, para vc=25,1 m/min e vc=75,4 m/min. A obtenção de canais sem presença de rebarbas de fundo e sem material aderido, na presença de fluido de corte. A determinação da espessura mínima do cavaco igual a 5,0 µm, condição mínima recomendada para o corte, abaixo desse valor a qualidade do canal se deteriora e são geradas forças no sentido oposto do corte, devido ao elevado plowing. Para usinagem com avanços por dente elevados a rebarba diminui com o aumento do avanço por dente, efeito contrario foi obtido para a rugosidade Ra. Por fim o microfresamento de Inconel 718 gera três formas de cavacos: helicoidal, formado na aresta principal de corte, cavaco em fita, formado na aresta secundária de corte e cavaco esferoidal do tipo dendritico, que são pequenos cavacos com elevada energia que oxidam formando esferas.
Abstract: Micromachining is a process defined by its small dimensions, however it can not be considered a simple reduction of the macro process, since the tool cutting edge radius is even greater than the minimum chip thickness, generating the so-called size effect. This effect causes the process specific energies to be high and therefore there is a great influence of the material microstructure. Regarding the material, Inconel 718 is a refractory superalloy known for its good thermomechanical properties, but low machinability, which is worsened in micromachining, mainly due to the high wear rates of the micromill and the difficulty in generating chips. The objective of this work was to study the machinability of Inconel 718, through micromilling tests varying the cutting speed, the feed per tooth, the depth of cut and the application of cutting fluid. The following outputs were selected for evaluation: surface quality, Ra roughness, burr height, micromill wear, acoustic and vibration signals, cutting forces and chips. In addition, statistical analyzes and computer simulations were performed. The main results include: the 1000% increase in the machined length for tool-life when applying cutting fluid for vc = 25.1 m/min and 75.4 m/min and 500% for vc = 50.3 m/min. It was verified that in the presence of fluid there is no formation of bottom burrs and practically no material adhered in the machined slot. It was concluded that the minimum chip thickness is 5.0 µm, below this value the slot quality deteriorates and forces are generated in the opposite direction of the cut due to the high plowing. For machining with high feeds per tooth values, it was observed that the burr decreases when increasing the feed per tooth, the opposite effect was obtained for roughness Ra. Inconel 718 micromilling generates three main types of chips: helical, formed on the main cutting edge, tape-like, formed on the secondary cutting edge, and dendritic type spheroidal chip which are small, high-energy chips that oxidize to form spheres.
Keywords: Microusinagem
Micromachining
Microfresamento
Micromilling
Efeito escala
Size effect
Integridade superficial
Surface integrity
Inconel 718
Inconel 718
Area (s) of CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: DE OLIVEIRA, Déborah. Efeito Escala e Integridade Superficial no Microfresamento da Liga de Níquel Inconel 718. 2019. 154 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica), Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2019. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2313
Document identifier: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2313
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/27398
Date of defense: 25-Sep-2019
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