Vida útil de ferramentas no torneamento longitudinal de aço ASTM 4140 temperado e cromado - Varela, Éverton Celestino (My University, 2021)
The production of hydraulic cylindres Applied in the automobile industry, has as its main components the manufacture of machined rods. As they are safety items, and in need of meeting specific mechanical properties, most of these items are produced with hardened steels, in addition to undergoing a chrome plating process in order to increase surface hardness and ensure corrosion resistance. Thus, the necessity of the evolution of the machining processes to remove hardened material, as low machinability directly affects the production costs of these componentes, making them expensive and often impraticable. The objective of this work is to contribute to themain study of machining of tempered and chromed ASTM 4140 steel, through longitudinal turning using cutting tools. Two cutting tools were tested, the first being Carbide and the second ceramic, in order to obtain the best performance in therms of tool life and production time, in addition to identifying the wear measurement criteria ranging from 0.2 mm for carbide tool to 0.3 mm for ceramic tool were observed in all tests. The best results were obtained when machining with the ceramic tool. The ceramic tool had a 36,3% longer tool life na 82% increase in the number of parts compared to the Carbide tool. Machining time using ceramic inserts reduced 49,56%. The total production costs calculated for the best result of the tests with the ceramic tool are lower than for the best result obtained with the carbide tool, as long as the tool cost does not exceed 2.11 times the tool cost. Keeping this cost ratio within this proportionality range, the ceramic insert was indicated for application in the production process. [resumo fornecido pelo autor]
A produção de cilindros hidráulicos aplicados na indústria automobilística tem como um dos seus principais componentes a fabricação de hastes usinadas. Por serem itens de segurança e com necessidade de atenderem propriedades mecânicas específicas, grande parte desses itens são produzidos com aços endurecidos, além de sofrerem processo de cromagem afim de aumentar dureza superficial e garantir resistência a corrosão. Assim, gerou-se a necessidade de evolução dos processos de usinagem para remoção de material endurecido, pois a baixa usinabilidade afeta diretamente os custos de produção destes componentes, tornando-os caros e muitas vezes inviáveis. O objetivo deste trabalho é contribuir para o estudo da usinagem de aço ASTM 4140 temperado e cromado, por meio do torneamento longitudinal utilizando ferramentas de corte. Foram testadas duas ferramentas de corte, sendo a primeira de Metal Duro e a segunda de cerâmica, com o propósito de obter o melhor desempenho em termos de vida da ferramenta e tempo de produção, além de identificar os mecanismos de desgaste envolvidos nas operações. Como limitador do teste, foram utilizados critérios de medição de desgaste máximo variando entre 0,2 mm para ferramenta de Metal Duro e 0,3 mm para ferramenta de cerâmica. A vida útil em minutos foi monitorada e analisada com a finalidade de encontrar as melhores possibilidades para a operação de usinagem. Os mecanismos de desgaste foram observados em todos os testes. A ferramenta de cerâmica apresentou vida útil 36,3% maior e aumento de 82% na quantidade de peças, em comparação com a ferramenta de Metal duro. O tempo de usinagem utilizando inserto de cerâmica reduziu 49,56%. Os custos totais de produção calculados para o melhor resultado dos testes com a ferramenta de cerâmica são menores do que para o melhor resultado obtido com a ferramenta de metal duro, desde que o custo da ferramenta não exceda 2,11 vezes o custo da ferramenta. Mantendo essa relação de custo dentro desta faixa de proporcionalidade, o inserto de cerâmica foi indicado para aplicação no processo produtivo. [resumo fornecido pelo autor]
Keywords: Engenharia mecânica; Usinagem; Torneamento; Aço; Metais duros; Cerâmica