Title

ANÁLISE DA QUALIDADE SUPERFICIAL EM FRESAMENTO A ALTAS VELOCIDADES DE CORTE DE MATERIAL ENDURECIDO

SURFACE QUALITY ANALYSIS IN HIGH SPEED MILLING HARDENED STEEL

Authorship

Santin, Ricardo; Zeilmann, Rodrigo Panosso

Santin, Ricardo

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Zeilmann, Rodrigo Panosso

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DOI

10.5151/5463-5463-0022

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Abstract

A indústria de moldes e matrizes consolida-se por utilizar o fresamento a altas velocidades de corte (HSM – High-Speed-Machining) como um pré-requisito de produtividade na usinagem de materiais endurecidos, principalmente no processo de acabamento. Entretanto, visto que, não há um domínio completo acerca das variáveis que afetam a qualidade superficial, este trabalho relata um estudo sobre a rugosidade e a textura das superfícies obtidas na usinagem do aço AISI H13 com dureza de 52 a 54 HRC. Os ensaios foram realizados utilizando-se uma ferramenta de topo esférico com 6 mm de diâmetro, de metal-duro classe P10/M10 e revestimento TiAlN. Foram utilizadas duas condições de relação comprimento/diâmetro (l/d), 4 e 8. Ademais, o corpo-de- prova foi fixado com uma inclinação de 45°, optando-se pelo corte concordante, horizontal, no sentido de baixo para cima. Durante os ensaios, a rugosidade e a textura foram avaliadas através da variação dos parâmetros de corte, avanço por gume (fz) e profundidade axial de corte (ap). Na análise dos resultados, verificou-se que os menores valores de rugosidade foram obtidos para a condição de l/d = 4 e fz = 0,05 mm. No entanto, para a condição de l/d = 8, o avanço fz = 0,20 mm apresentou o melhor acabamento. A deflexão da ferramenta, causada pela condição de l/d além da inclinação do corpo-de-prova, em regiões de diferente estabilidade de corte, afetaram a qualidade superficial da peça. Além disso, com o aumento da profundidade axial de corte, houve a elevação dos valores de rugosidade para ambas as condições ensaiadas.

Die and molds industries using the High-Speed-Milling as a requisite of productivity in the hardened materials machining, mainly in the finishing process. However, there is not have a complete domain concerning the variables that affect the surface quality. This paper presents a study on the roughness and the texture in High- Speed- Machining (HSM) of hardened steel. The used hardened steel was the AISI H13 with hardness between 52 and 54 HRC. The experiments have carried out using ball nose end mill tool of cemented carbide, of grade P10/M10, with 6 mm of diameter and TiAlN coating. Nevertheless the lenght/diameter relation (l/d), 4 and 8 had been used. The workpiece was fixed in an 45o inclination angle towards the Machining Center's table. A vertical upward milling was chosen in the single direction raster. During the experiments, the roughness and texture had been evaluated through the variation of the cut parameters, feed per tooth (fz) and axial depth of cut (ap). The results show lesser values of roughness for l/d = 4 and fz = 0,05 mm. Nevertheless, for the condition l/d = 8, the fz = 0,20 mm presented the better finishing. The tool deflection, caused for l/d and workpiece inclination, in different cut in stability regions, had affected the surface quality. Moreover, the occurrence of bigger roughness values can be observed to increasing ap for both tested conditions.

Keywords

HSM; Fresamento; Qualidade superficial; Aço AISI H13 temperado.

HSM; Milling; Surface quality; AISI H13 hardened steel.