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Tipo de documento: Tese
Tipo de acceso: Acesso Aberto
Título: Identificação da formação de aresta postiça de corte no corte ortogonal do aço ABNT 1050 por meio de sinais de vibração e pressão sonora
Título (s) alternativo (s): Identification of built-up edge formation in the orthogonal cutting of aisi 1050 steel through vibration and sound pressure signals
Autor: Fortes, Reinaldo Clemente
Primer orientador: Silva, Márcio Bacci da
Primer coorientador: Guimarães, Gustavo Paulinelli
Primer miembro de la banca: Ventura, Carlos Eiji Hirata
Segundo miembro de la banca: Fabro, Adriano Todorovic
Tercer miembro de la banca: Duarte, Marcus Antônio Viana
Cuarto miembro de la banca: Silva, Rosemar Batista da
Resumen: Este trabalho propôs e validou uma metodologia experimental para a identificação da formação da aresta postiça de corte (APC), fenômeno recorrente na usinagem que compromete a qualidade superficial das peças e a vida útil da ferramenta. A investigação baseou-se na análise de fragmentos aderidos à superfície lisa e à extremidade do cavaco, gerados em ensaios de corte ortogonal no aço ABNT 1050. A abordagem combinou a análise microestrutural dos cavacos com sinais dinâmicos de vibração (eixos Y e Z) e de pressão sonora (PS), permitindo a correlação entre os eventos físicos do processo e a formação ou o desprendimento da APC. Um corpo de prova especial foi projetado para melhor observação do fenômeno, com início de corte suavizado e comprimento útil limitado, favorecendo o controle da geração de cavacos. A análise de microdureza confirmou a formação da APC, registrando aumento de 18% no corpo do cavaco em relação ao material em estado de fornecimento e de até 80% nas regiões com APC. A maioria dos fragmentos apresentou comprimento entre 0,1 mm e 0,4 mm, representando 75% das ocorrências nos ensaios com uma seção transversal e 92% nos ensaios com três seções. A análise espectral dos sinais revelou o fenômeno do silêncio, interpretado como a interrupção momentânea do corte causada pelo desprendimento da APC, perceptível sobretudo no eixo Z. A coincidência entre as posições dos fragmentos e os sinais de silêncio foi, em média, de 65% no eixo Z (com picos de 83%) e de 47% no eixo Y (com picos de 71%). O sinal de NPS não foi eficaz na análise pontual. A Análise de Componentes Principais (PCA) não apresentou resultados satisfatórios para a identificação direta da APC, devido à baixa variabilidade entre os sinais. Em contrapartida, a Transformada Contínua de Wavelet (CWT) demonstrou elevada acurácia, com média de coincidência de 84% no eixo Z, 72% no eixo Y e 80% no NPS. Assim, a metodologia proposta revelou-se eficaz, acessível e promissora para o monitoramento da APC, contribuindo para o avanço do controle de qualidade em processos de usinagem.
Abstract: This study proposed and validated an experimental methodology for identifying the formation of the built-up edge (BUE), a recurrent phenomenon in machining that compromises the surface quality of workpieces and reduces tool life. The investigation was based on the analysis of fragments adhered to the smooth surface and tip of the chip, generated in orthogonal cutting tests on AISI 1050 steel. The approach combined the microstructural analysis of the chips with dynamic vibration signals (Y and Z axes) and sound pressure (SP) signals, allowing the correlation between the physical events of the process and the formation or detachment of the BUE. A special workpiece was designed to enhance the observation of the phenomenon, featuring a smooth cutting entry and a limited effective length to control chip generation. The microhardness analysis confirmed the formation of the BUE, showing an increase of 18% in the chip body compared to the as-received material and up to 80% in the regions containing BUE fragments. Most of the fragments exhibited lengths between 0.1 mm and 0.4 mm, representing 75% of occurrences in the tests with one cross-section and 92% in the tests with three sections. The spectral analysis of the signals revealed the “silence” phenomenon, interpreted as the momentary interruption of cutting caused by the detachment of the BUE, mainly observed in the Z-axis signals. The coincidence between the fragment positions and the silence events averaged 65% in the Z-axis (with peaks of 83%) and 47% in the Y-axis (with peaks of 71%). The SP signal was not effective for pointwise analysis. The Principal Component Analysis (PCA) did not yield satisfactory results for direct BUE identification due to the low variability among the signals. Conversely, the Continuous Wavelet Transform (CWT) demonstrated high accuracy, with an average coincidence of 84% in the Z-axis, 72% in the Y-axis, and 80% in the SP signal. Therefore, the proposed methodology proved to be effective, accessible, and promising for BUE monitoring, contributing to advances in quality control of machining processes.
Palabras clave: Aresta postiça de corte
Built-up edge
Corte ortogonal
Orthogonal cutting
Sinais de vibrações
Vibration signals
Pressão sonora
Sound pressure
Análise de cavacos
Chip analysis
Transformada contínua de Wavelet
Continuous Wavelet Transform
Monitoramento de processos de usinagem.
Machining process monitoring
Área (s) del CNPq: CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO::MAQUINAS DE USINAGEM E CONFORMACAO
Tema: Engenharia mecânica
Wavelets (Matemática)
Usinagem
Metais - Corte
Idioma: por
País: Brasil
Editora: Universidade Federal de Uberlândia
Programa: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Cita: FORTES, Reinaldo Clemente Fortes. Identificação da formação de aresta postiça de corte no corte ortogonal do aço ABNT 1050 por meio de sinais de vibração e pressão sonora. 2025. 154 f. Tese de Doutorado - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2025. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.628
Identificador del documento: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2025.628
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/47492
Fecha de defensa: 29-sep-2025
Objetivos de Desarrollo Sostenible (ODS): ODS::ODS 9. Indústria, Inovação e infraestrutura - Construir infraestrutura resiliente, promover a industrialização inclusiva e sustentável, e fomentar a inovação.
ODS::ODS 12. Consumo e produção responsáveis - Assegurar padrões de produção e de consumo sustentáveis.
Aparece en las colecciones:TESE - Engenharia Mecânica

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