Desenvolvimento de um sistema de monitoramento de corrente elétrica para o estudo da usinabilidade do aço UNS S32760
| dc.creator | Augusto Freitas Vieira Campidelli | |
| dc.date.accessioned | 2021-06-09T16:42:11Z | |
| dc.date.accessioned | 2025-09-09T00:27:55Z | |
| dc.date.available | 2021-06-09T16:42:11Z | |
| dc.date.issued | 2020-04-03 | |
| dc.description.abstract | In the last decades, the use of stainless steels in several engineering fields have increased considerably. Among these alloys, superduplex stainless steels are characterized by their high content of alloying elements and biphasic microstructure composed of similar amounts of austenite and ferrite. These attributes award the superduplex steels with high corrosion resistance and mechanical strength, as well as good ductility. Consequently, the machinability of these steels is considered difficult, which results in significant production costs. Therefore, the investigation of superduplex steels behavior during machining operations is of utmost importance for the development of measures that contribute to an increase in productivity. In the light of these facts, the aim of this work is to study the influence of cutting parameters on the machinability of UNS S32760 superduplex stainless steel. For this purpose, 39 turning tests were performed using different values of cutting speed and feed rate. During the tests, the values of the cutting force components, main spindle current consumption and chip temperature were monitored. For the monitoring and acquisition of the electric current values, a measurement system, composed of a Hall Effect sensor connected to a microcontroller, was developed. The proposed system presented superior performance when compared to a commercial system, being able to monitor the main cutting force indirectly through the values of the main spindle current with a coefficient of determination of 0.92. The results revealed that the feed rate have a greater influence on the cutting force components. The cutting speed influence, on the other hand, proved to be dependent on the feed rate employed, becoming more evident for feed rate values above 0.15 mm/rev. The main spindle current behavior during the turning operation was similar to that observed for the main cutting force, which evidences the correlation between these variables. Regarding the temperature measurement, the cutting speed increase resulted in higher chip temperatures, especially for conditions where high feed rate values were used. Moreover, it was noticed that the chip thickening caused by the feed rate increase led to the measurement of lower temperature values by infrared radiation. | |
| dc.description.sponsorship | CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico | |
| dc.identifier.uri | https://hdl.handle.net/1843/36426 | |
| dc.language | por | |
| dc.publisher | Universidade Federal de Minas Gerais | |
| dc.rights | Acesso Aberto | |
| dc.subject | Engenharia mecânica | |
| dc.subject | Torneamento | |
| dc.subject | Aço inoxidável | |
| dc.subject | Usinagem | |
| dc.subject.other | Torneamento | |
| dc.subject.other | Aço inoxidável superduplex | |
| dc.subject.other | Forças de usinagem | |
| dc.subject.other | Consumo de potência | |
| dc.subject.other | Temperatura do cavaco | |
| dc.title | Desenvolvimento de um sistema de monitoramento de corrente elétrica para o estudo da usinabilidade do aço UNS S32760 | |
| dc.type | Dissertação de mestrado | |
| local.contributor.advisor-co1 | Antônio Augusto Torres Maia | |
| local.contributor.advisor1 | Alexandre Mendes Abrão | |
| local.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/4498255089432603 | |
| local.contributor.referee1 | Marcelo Araújo Câmara | |
| local.contributor.referee1 | Sandro Cardoso Santos | |
| local.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/1344799971049146 | |
| local.description.resumo | Nas últimas décadas, o emprego dos aços inoxidáveis nos diversos campos da engenharia aumentou consideravelmente. Dentre essas ligas, os aços inoxidáveis superduplex são caracterizados por seu elevado teor de elementos de liga e microestrutura bifásica, composta por quantidades semelhantes de austenita e ferrita. Estas características conferem aos aços superduplex elevadas resistências à corrosão e mecânica, além de boa ductilidade. Consequentemente, a usinabilidade desses aços é considerada difícil, o que acarreta em custos de produção significativos. Assim sendo, a investigação do comportamento dos aços superduplex durante as operações de usinagem é de grande importância para o desenvolvimento de medidas que contribuam para um aumento da produtividade. Diante desses fatos, o objetivo deste trabalho é estudar a influência dos parâmetros de corte sobre a usinabilidade do aço inoxidável superduplex UNS S32760. Para isso, 39 ensaios de torneamento foram realizados variando-se os valores de velocidade de corte e avanço. Durante os ensaios, foram monitorados os valores dos componentes da força de usinagem, corrente elétrica do motor principal do torno e temperatura do cavaco produzido. Para o monitoramento e aquisição dos valores de corrente elétrica, um sistema de medição, composto por um sensor de efeito Hall conectado a um microcontrolador, foi desenvolvido. O sistema proposto apresentou desempenho superior quando comparado a um sistema comercial, sendo capaz de monitorar indiretamente a força de corte por meio dos valores de corrente elétrica com um coeficiente de determinação de 0,92. Os resultados revelaram que o avanço é o parâmetro que apresenta maior influência sobre os componentes da força de usinagem. Já a influência da velocidade de corte sobre as forças se mostrou dependente do valor de avanço empregado, tornando-se mais evidente para avanços acima de 0,15 mm/rev. O comportamento apresentado pela corrente elétrica durante o torneamento foi semelhante ao observado para a força de corte, o que evidencia a correlação existente entre estas grandezas. Em relação às medições de temperatura, o aumento da velocidade de corte resultou em maiores temperaturas do cavaco produzido, principalmente para condições onde valores elevados de avanço foram empregados. Além disso, pôde-se perceber que o espessamento do cavaco causado pela elevação do avanço acarretou a medição de menores valores de temperatura por radiação infravermelha. | |
| local.identifier.orcid | https://orcid.org/0000-0003-2746-9426 | |
| local.publisher.country | Brasil | |
| local.publisher.department | ENG - DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA | |
| local.publisher.initials | UFMG | |
| local.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecanica |