Study of the tapping process of gray iron using different tapping head systems

The internal threading process is a machining process that is not commonly studied, as it mainly involves the use of dynamometers, which implies higher costs, but with the development of the technology of materials, cutting tools and CNC machine there is a need for a better understanding of this process, which implies in cost reduction. There are currently several indexing systems for cutting tools to be used in CNC machines, which when operating in combination with the cutting taps can greatly reduce the magnitude of the machining and torque forces involved in the process. There are few researches comparing the performance of these auxiliary devices to the internal threading process. Thus, the objective of this work is to investigate the behavior of three indexing systems for cutting tools, collet, collet with compensating table and floating head, combined with HSS cutting taps (M6 X 1.0). In order to better evaluate the performance of the systems during the dry-machining process the input conditions were varied: surface treatment of the cutting tap (Ni, TiN and TiCN) and workpiece material (gray cast iron: FC250, FC300 + Mo and FC300 + Mo (RG)). The experiments were carried out and the machining forces (Fx, Fy and Fz) and torque (Mz) were measured through the rotary or stationary dynamometers. It was observed that the surface treatment of cutting taps influenced the output variables more clearly only when using the collet. When machining the different types of gray cast iron no significant differences were observed between the results of the machining forces and torque. In general, the floating head is the cutting tool indexing system that obtained the best results, presenting, in the machining and return stages of the threading process, the lowest values of mean and standard deviation of the output variables. It is possible to say that the floating head of the evaluated systems is the one that most compensates the errors inherent to the process of internal threading with cutting taps.CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e TecnológicoDissertação (Mestrado)O processo de rosqueamento interno é um processo de usinagem que não é comumente estudado, pois envolve principalmente a utilização de dinamômetros, o que implica em maiores custos, mas à medida que a tecnologia dos materiais, ferramentas de corte e acessórios das máquinas CNC evoluem há a necessidade de um melhor entendimento deste processo, o que implica de forma geral em redução de custos. Existem atualmente diversos sistemas de indexação de ferramentas de corte a serem utilizados em máquinas CNC, que quando operando combinados aos machos de corte podem reduzir consideravelmente a magnitude das forças de usinagem e torque envolvidos no processo. Poucas são as pesquisas realizadas comparando o desempenho destes dispositivos auxiliares ao processo de rosqueamento interno. Dessa forma, o objetivo desse trabalho consiste em investigar o comportamento de três sistemas de indexação de ferramentas de corte, mandril fixo, mandril fixo mais mesa compensadora e mandril flutuante, combinados aos machos de corte de aço rápido (M6 X 1,0). Para uma melhor avaliação do desempenho dos sistemas durante o processo de usinagem a seco variou-se as condições de entrada: tratamento superficial do macho de corte (Ni, TiN e TiCN) e material do corpo de prova (ferro fundido cinzento: FC250, FC300+Mo e FC300+Mo(RG)). Foram medidas as forças de usinagem (Fx, Fy e Fz) e torque (Mz) por meio dos dinamômetros rotativo ou estacionário. O tratamento superficial dos machos de corte influenciou de forma mais evidente as variáveis de saída somente quando utilizado o mandril fixo. Quando usinado os diferentes tipos de ferro fundido cinzento não foi observado diferenças significativas entre os resultados das forças de usinagem e torque. De forma geral, o mandril flutuante é o sistema de indexação de ferramenta de corte que obteve os melhores resultados, apresentando, nas etapas de usinagem e retorno do processo de rosqueamento, os menores valores de média e de desvio padrão das variáveis de saída, ou seja, pode-se dizer que o mandril flutuante dentre os sistemas avaliados é o que mais compensa os erros inerentes ao processo de rosqueamento interno com macho de corte