Estudo da influência dos parâmetros de usinagem nas tensões residuais geradas na peça torneada de aço inoxidável AISI 420C

Abstract

Atualmente há uma busca por produção sem desperdícios e, além disso, com custo reduzido. Em algumas situações, as tensões residuais geradas em processos de usinagem por fatores térmicos e/ou mecânicos podem comprometer o desempenho do produto final. Dessa forma, o conhecimento das tensões residuais geradas em função dos parâmetros envolvidos no processo torna-se importante, motivando assim o presente trabalho. Foi feito um estudo do torneamento em aço inoxidável martensítico AISI 420C considerando como variáveis independentes de entrada duas profundidades de corte, dois avanços, duas durezas do material e a presença ou não de meio lubrirrefrigerante. Em adição, foram medidas, como variáveis dependentes de saída, as componentes ortogonais da força de usinagem (passiva, corte e avanço) via sistema de aquisição de sinais, as rugosidades média e total via rugosímetro portátil e as tensões residuais em certas situações via difratômetro de raios-X. Com isso foi feito um estudo de modo a se analisar a presença ou não de correlação das variáveis independentes e/ou dependentes com as tensões residuais geradas na peça. Foi possível verificar que, mantendo os mesmos parâmetros de usinagem, a tensão residual aumentou para as amostras endurecidas. O mesmo não se pôde afirmar para as forças de usinagem que tem influência principalmente pelo aumento do avanço. Além disso, verificou-se que com o aumento do avanço, aumentaram tanto a rugosidade média como a total.

Currently there is a search for producing with no waste and, in addition, with reduced cost. In some situations, residual stresses generated in machining process by thermal and/or mechanical factors performance can compromise the final product. Thus, the knowledge of the residual stresses generated in function of the parameters involved in the process becomes important, thus motivating the present work. So was done a study of machining process with martensitic stainless steel AISI 420C considering like input independent variables: two depths of cut, two feed rates, two material hardnesses, and the presence or absence of cutting fluid. In addition, the output dependent variables were measured: the orthogonal components of the machining force (passive force, cutting force and feed force) via signal acquisition system, the average and total roughness via portable rugosimeter, and the residual stresses in certain situations via X-ray diffractometer. So was made a study in order to analyze the presence or absence of correlation of the independent and/or dependent variables with the residual stresses generated in the workpiece. It was possible to verify that, keeping the same parameters of machining, the residual stress in the hardened samples increased. Could not be seen the same for the machining forces that are influenced mainly by the increase of the feed rate. Furthermore, it was found that with the rise of the feed rate, increased the average and the total roughness.