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http://hdl.handle.net/1843/59362| Type: | Tese |
| Title: | Microfresamento do titânio comercialmente puro com as trajetórias de usinagem convencional e trocoidal |
| Authors: | Anderson Júnior dos Santos |
| First Advisor: | Marcelo Araújo Câmara |
| First Co-advisor: | Juan Carlos Campos Rubio |
| First Referee: | Alexandre Mendes Abrão |
| Second Referee: | Witor Wolf |
| Third Referee: | Pedro Paiva Brito |
| metadata.dc.contributor.referee4: | Marcio Bacci da Silva |
| Abstract: | O titânio comercialmente puro e suas ligas têm sido objeto de crescente pesquisa devido à sua elevada resistência específica, biocompatibilidade e resistência à corrosão. O titânio comercialmente puro ASTM F67 - grau 4 (TC4) é comumente utilizado na fabricação de implantes ortopédicos e dentários. No entanto, é considerado um material de difícil usinabilidade devido à sua baixa condutividade térmica, o que resulta em temperaturas elevadas na zona de corte, prejudicando prematuramente a ferramenta de corte. O objetivo deste trabalho foi analisar a influência dos parâmetros de entrada, avanço por dente (fz), profundidade de usinagem (ap) e diâmetro da ferramenta, assim como as trajetórias de usinagem convencional (TUC) e trocoidal (TPC), na força de usinagem, nos sinais de emissão acústica (EA), na qualidade superficial, na largura e na altura das rebarbas de topo durante o microfresamento do TC4 com microfresas de topo reto de metal duro revestidas com nitreto de titânio alumínio-TiNAl com diâmetros de ϕ 500 e ϕ800 μm. As microfresas foram caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia por energia dispersiva (EDS). Os canais microusinados também foram caracterizados por MEV e perfilometria de contato. A caracterização das microfresas antes dos ensaios de microfresamento revelou evidências de não uniformidade do revestimento de TiNAl na aresta de corte das microfresas. Observou-se que a magnitude dos sinais das forças na direção Fy aumentou ao utilizar a trajetória TUC. No entanto, para as forças na direção Fx e Fz, a intensidade dos sinais aumentou ao empregar a trajetória TPC. Os sinais de EA apresentaram uma tendência de aumento para maiores valores de fz e ap durante o microfresamento com a TUC. Em relação à resposta de rugosidade, observou-se uma melhora na qualidade superficial para valores menores de fz, ap e trajetória TUC. O aumento do fz e ap resultou em maiores rebarbas de topo quando se empregou a trajetória TUC. Nesse contexto, é importante ressaltar que a escolha adequada dos parâmetros de usinagem pode influenciar significativamente a qualidade das peças no microfresamento em TC4. Portanto, os resultados obtidos nesse estudo podem contribuir para o desenvolvimento de técnicas mais eficientes e econômicas de microfresamento em TC4. |
| Abstract: | Commercially pure titanium and its alloys have been growing researched due to their specific strength, biocompatibility, and corrosion resistance. ASTM F67 grade 4 (TC4) commercially pure titanium is commonly used in the manufacturing of orthopedic and dental implants. However, it is considered a difficult-to-machine material due to its low thermal conductivity, which produces high temperatures in the cutting zone, consequently prematurely wearing out the cutting tool. In this context, the aim of this work is to analyze the influence of input parameters, such as tooth feed rate (fz ), machining depth (ap), tool diameter, as well as conventional (TUC) and trochoidal (TPC) machining paths, on machining force, acoustic emission (AE) signals, surface quality, width, and top burr height during the micromilling of TC4 using solid carbide micro end mills coated with titanium aluminum nitride TiNAl with diameters of ϕ 500 and ϕ 800 μm were used. The micro end mills were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). The micro milled slots were characterized by SEM and contact profilometry. The characterization of the micro end mills before micromilling tests showed evidence of non-uniformity of the TiNAl coating on the cutting edge of the micro end mills. It was observed that the magnitude of the force signals in the Fy direction increased when using the TUC path. However, for forces in the Fx and Fz directions, the signal intensity increased when employing the TPC path. The AE signals showed an increasing trend for higher fz and ap values during micromilling with the TUC path. Regarding the surface response, the improvement of surface quality occurred for smaller fz , ap, and TUC path. Increasing fz and ap resulted in larger top burrs when using the TUC path. In this context, it is important to note that the proper selection of machining parameters can significantly influence the quality of parts in micromilling of TC4. Therefore, the results obtained in this study can contribute to the development of more efficient and economical techniques for micromilling of TC4. |
| Subject: | Engenharia mecânica Titanio Usinagem |
| language: | por |
| metadata.dc.publisher.country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Minas Gerais |
| Publisher Initials: | UFMG |
| metadata.dc.publisher.department: | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA |
| metadata.dc.publisher.program: | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica |
| Rights: | Acesso Aberto |
| metadata.dc.rights.uri: | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/pt/ |
| URI: | http://hdl.handle.net/1843/59362 |
| Issue Date: | 25-Aug-2023 |
| Appears in Collections: | Teses de Doutorado |
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