Investigação sobre o torneamento de acabamento da liga de alumínio 6262E-T6 utilizando diferentes métodos de aplicação de lubrirrefrigerante

Abstract

O estudo apresenta a influência de diferentes técnicas de aplicação de fluido de corte (em abundância, em quantidade reduzida e em mínima quantidade de lubrificante) no processo de torneamento de acabamento da liga de alumínio 6262E-T6 na combinação de diferentes valores de velocidade de corte (240 e 480 m/min), avanço (0,05 e 0,1 mm/volta) e profundidade de corte (0,6 e 1,2 mm). Para cada meio lubrirrefrigerante aplicado foi realizada uma réplica totalizando seis corpos de prova com oito amostras de 10 mm. Em cada amostra foram adquiridas as componentes ortogonais da força de usinagem (força de corte Fc, força de avanço Ff e força passiva Fp) e o processo foi interrompido sistematicamente para a coleta do cavaco que foi analisado posteriormente. Ao término dos ensaios, os parâmetros de rugosidade média (Ra) e total (Rt) foram medidos em cada amostra, e imagens das superfícies usinadas captadas com o microscópio (ampliações de 50x) foram analisadas. Concluiu-se que não ocorreram variações significativas nas forças (Fc, Ff e Fp) e na geometria do cavaco entre diferentes métodos de lubrirrefrigeração. A geração de cavacos contínuos em forma de fita foi incentivada principalmente pelo aumento na velocidade de corte de 240 para 480 m/min que devido ao aumento do calor gerado tornou o material mais dúctil e a quebra do cavaco mais difícil, favorecendo em diversas situações o emaranhamento contra a peça e a ferramenta. Avaliando os parâmetros de rugosidade, comparativamente aos valores teóricos, usualmente os valores de Ra apresentaram-se próximos ou abaixo e os de Rt acima dos calculados. No entanto, para ambos os parâmetros de rugosidade, a utilização do método com mínima quantidade de lubrificante gerou valores menores em comparação com a quantidade reduzida e em abundância, principalmente para a menor velocidade (240 m/min).

This study presents the influence of different techniques of coolant-lubricant applications (flood coolant, reduced quantity, and minimal quantity lubrication) in the finishing turning process of aluminum alloy 6262E-T6 using different combinations of cutting speed (240 and 480 m/min), feed rate (0,05 and 0,1 mm/rev) and deep of cut (0,6 and 1,2 mm). The experiment was replicated for each coolant-lubricant application, totalizing six specimens with eight samples of 10 mm each. For each sample the machining orthogonal forces components were captured (cutting force Fc, feed force Ff and passive force Fp), and the process was systematically interrupted to collect the chip that was later analyzed. At the end of the machining, the parameters of medium roughness (Ra) and total roughness (Rt) were measured for each sample and the images of the machined surfaces taken with microscope (50x magnification) were analyzed. There were no significant variations of any of the forces (Fc, Ff e Fp) neither of the geometry of the chips among the different coolant-lubricant applications. The generation of continuous chips in ribbon form was mainly due to the increase in the cutting speed from 240 to 480 m/min, which led to an increase in the temperature, resulting in a more ductile material and a chip harder to break, thus favoring the entanglement against the piece and the tool in several situations. Comparing the parameters of roughness to their theoretical values, the results obtained for Ra were usually close or below to the calculated values, while the values for Rt were usually above it. However, for both parameters of roughness, the use of the method with minimal quantity lubrication resulted in smaller values when compared to the other two methods - reduced quantity and flood coolant - especially at the lower speed (240 m/min) setting.