Influência dos sistemas de lubri-refrigeração MQL e MQL-criogênico no processo de roscamento do aço inoxidável AISI 304L

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Seixas, Emerson da Silva
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Tecnológica Federal do Paraná
Curitiba
Brasil
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais
UTFPR
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30147
Resumo: Companies in the metal-mechanic sector are looking for new technological solutions to optimize machining processes to remain competitive and promote green manufacturing. Due to this, solutions to increase productivity and efficiency in machining processes must be continuously developed. The threading process becomes one of the most difficult to perform when dealing with austenitic stainless steels, due to the chip formation and chip flow in the cutting zone. This work analyzes the influence of MQL and CO2 cryogenic cooling systems on external turning threading by applying radial, modified flank, and incremental infeed methods on 304L stainless steel, and using PVD coated M-class carbide inserts (TiC, Al2O3 TiN) GC 1020. For this purpose, the morphology of the chips obtained was verified, the resulting chip ratio was compared, tool wear was analyzed through the scanning electron microscope (SEM), and the microhardness of the flanks of the threads was obtained for each method and system used. With the progression of the tests, it was observed that the radial method was the one that presented the lowest chip ratio and the highest tool wear for both cooling systems. The use of modified flank and incremental methods resulted in better chip formation with similar morphologies, regardless of the applied cooling system. For all the machining conditions tested, there was wear of the tooltip and flank, in addition to adhesion of the workpiece material on the flank and face of the tool. The best results were obtained with the incremental infeed method using the MQL-cryogenic system, which provided a higher chip ratio, longer tool life, and better quality of the machined parts, in addition to reduction of the resulting microhardness on the flanks of the threads when compared to other methods and systems analyzed.
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This work analyzes the influence of MQL and CO2 cryogenic cooling systems on external turning threading by applying radial, modified flank, and incremental infeed methods on 304L stainless steel, and using PVD coated M-class carbide inserts (TiC, Al2O3 TiN) GC 1020. For this purpose, the morphology of the chips obtained was verified, the resulting chip ratio was compared, tool wear was analyzed through the scanning electron microscope (SEM), and the microhardness of the flanks of the threads was obtained for each method and system used. With the progression of the tests, it was observed that the radial method was the one that presented the lowest chip ratio and the highest tool wear for both cooling systems. The use of modified flank and incremental methods resulted in better chip formation with similar morphologies, regardless of the applied cooling system. For all the machining conditions tested, there was wear of the tooltip and flank, in addition to adhesion of the workpiece material on the flank and face of the tool. The best results were obtained with the incremental infeed method using the MQL-cryogenic system, which provided a higher chip ratio, longer tool life, and better quality of the machined parts, in addition to reduction of the resulting microhardness on the flanks of the threads when compared to other methods and systems analyzed.As empresas do setor metal-mecânico buscam novas soluções tecnológicas para otimizar processos de usinagem a fim de se manterem competitivas e promover uma manufatura verde. Devido a isso, soluções para o aumento de produtividade e eficiência nos processos de usinagem devem ser continuamente desenvolvidas. O processo de roscamento se torna um dos mais difíceis de se realizar quando se trata de aços inoxidáveis austeníticos, devido à formação e fluxo do cavaco na zona de corte. Este trabalho analisa a influência dos sistemas de lubri-refrigeração MQL e criogênico com CO2 no roscamento por torneamento externo aplicando os métodos de penetração radial, flanco modificado e incremental no aço inoxidável 304L, e utilizando insertos de metal duro classe M com revestimento PVD (TiC, Al2O3 TiN) GC 1020. Para tal foi verificada a morfologia dos cavacos obtidos, comparado o grau de recalque resultante, analisados os desgastes das ferramentas através do microscópio eletrônico de varredura (MEV), e avaliadas as microdurezas dos flancos das roscas obtidas para cada método e sistema utilizado. Com a progressão dos testes observouse que o método radial foi o que apresentou maior grau de recalque e desgaste da ferramenta em ambos os sistemas lubri-refrigerantes. O emprego dos métodos de flanco modificado e incremental resultou em melhor formação do cavaco com morfologias semelhantes, independentemente do sistema lubri-refrigerante aplicado.Em todas as condições de usinagem testadas ocorreu desgaste da ponta da ferramenta e de flanco, além de adesão de material da peça sobre o flanco e a face da ferramenta. Os melhores resultados foram obtidos com método de penetração incremental utilizando o sistema MQL-criogênico, sendo que este proporcionou menor grau de recalque, maior vida da ferramenta, melhor qualidade das peças usinadas, além de reduzir a microdureza resultante nos flancos dos filetes das roscas quando comparado aos demais métodos e sistemas analisados.Universidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaBrasilPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de MateriaisUTFPRPolli, Milton Luizhttps://orcid.org/0000-0003-2936-6738http://lattes.cnpq.br/3005966147961108Xavier, Fabio Antoniohttps://orcid.org/0000-0003-0943-6460http://lattes.cnpq.br/5972471462669372Polli, Milton Luizhttps://orcid.org/0000-0003-2936-6738http://lattes.cnpq.br/3005966147961108Beltrão, Paulo André de Camargohttps://orcid.org/0000-0002-9209-8003http://lattes.cnpq.br/0030041965419286Seixas, Emerson da Silva2022-11-22T21:16:54Z2022-11-22T21:16:54Z2022-09-13info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfSEIXAS, Emerson da Silva. Influência dos sistemas de lubri-refrigeração MQL e MQL-criogênico no processo de roscamento do aço inoxidável aisi 304L. 2022. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2022.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/30147porhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPR2022-11-23T06:07:31Zoai:repositorio.utfpr.edu.br:1/30147Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestriut@utfpr.edu.br || sibi@utfpr.edu.bropendoar:2022-11-23T06:07:31Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false
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