Melhoria do processo de furação de ferro fundido cinzento com brocas helicoidais de metal-duro

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2014.A furação é um dos processos mais utilizados dentre os processos de fabricação com ferramentas de geometria de corte definida. Juntamente com o torneamento, é uma das operações mais importantes, envolvendo aproximadamente 33% de todas as operações de usinagem de metal, em especial a furação com o emprego de brocas helicoidais. Assim como o processo de furação, os componentes fundidos possuem grande importância na indústria em função da sua ampla utilização. Atualmente, nota-se um crescimento acentuado e constante da realização de serviços de usinagem em indústrias de fundição, agregando valor a estes componentes. Como geralmente o processo de furação é realizado nos últimos estágios de fabricação, problemas neste processo encarecem a produção devido às perdas indesejadas. Deste modo, a seleção de condições econômicas de usinagem é fundamental na otimização dos processos de fabricação, em um cenário de mercado cada vez mais competitivo, onde qualquer aprimoramento no sentido de aumentar a produção de um processo de usinagem representa um ganho significativo. Neste trabalho foram avaliados dois processos de furação específicos empregados na fabricação de blocos de ferro fundido cinzento GG 25, empregadas em compressores herméticos de refrigeradores. Foram definidas seis diferentes combinações de parâmetros de corte para cada processo de furação ensaiado, utilizando brocas de metal-duro com pontas intercambiáveis e helicoidais inteiriças. O objetivo do trabalho foi analisar estes dois processos de furação e determinar as melhores condições econômicas de usinagem, do ponto de vista de custo e tempo de fabricação por peça. Como critério de fim de vida das brocas foi definido a qualidade dos furos usinados, através do controle dos erros de circularidade verificados ao longo dos ensaios. Os resultados dos dados de circularidade, econômicos e de vida das ferramentas comprovaram que a variação dos parâmetros de corte influenciou consideravelmente os dados de saída avaliados. Além disso, através da seleção econômica evidenciou-se um ganho na ordem de 10% no tempo e custo de fabricação das brocas com pontas intercambiáveis de metal-duro e um ganho na ordem de 20% no tempo e custo de fabricação das brocas helicoidais inteiriças de metal-duro.Abstract : Drilling is one of the most used machining processes among othersmanufacturing processes with cutting tools geometry defined. Alongwith the turning, drilling is one of the most important operations,involving approximately 33% of all metal cutting operations, speciallythe use of drilling with twist drills. As the drilling process, the castcomponents are very important in industry due to their extensiveapplication. Currently, there is an intense and constant growth ofperformance of machining services in foundry industries, adding valueto these components. Knowing that the drilling process is usuallyperformed in the last stages of manufacture, problems in the processbecome more expensive due to production waste. Thus, determination ofeconomic conditions of machining is critical to improve manufacturingprocesses, facing conditions increasingly competitive markets, in whichany improvement to enhance the production of a machining processrepresents a significant gain. This study appraised two drilling processesused in the manufacture of castings of GG25 gray cast iron, applied inhermetic compressors for refrigerators. It was defined six differentcombinations of machining parameters for each drilling process, usingcarbide drills with indexable insert and solid twist drills. The aim is toanalyze the two processes of drilling and determine the best economicconditions of machining, both minimum cost and maximum productionper piece. The criterion for the end of life of drills set was quality ofdrilled holes, measuring roundness errors found during testing. Theresults of datas of roundness, economics and life of the tools proved thatthe variation of cutting parameters has significantly influenced theoutput datas evaluated. In addition, the economic selection showed again in the order of 10% in time and cost of manufacturing of drills withcarbide indexable insert and a gain in the order of 20% in time and costof manufacturing with solid twist carbide drills