Análise da estabilidade dinâmica do processo de fresamento a altas velocidades de corte

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia MecânicaEste trabalho pesquisa a importância relativa dos parâmetros de corte e das características dinâmicas dos sistemas resultantes de diferentes combinações de montagem (ferramentas, porta-ferramentas e eixos-árvores) sobre a estabilidade dinâmica do fresamento de topo a altas velocidades. São analisados os processos de desbaste com fresas de topo reto e topo toroidal, e acabamento com fresas de topo reto e topo esférico. São empregadas fresas de metal-duro inteiriças de metal-duro com microgrãos e também fresas com insertos de metal-duro. Os materiais usinados são a liga de alumínio 7075-T6 e os aços ABNT P20 e H13. São utilizados os centros de usinagem a altas velocidades Hermle C600U e C800U, e também um centro de usinagem Thyssen Hüller Hille NBH-65 ao qual foi adaptado um eixo-árvore com mancais magnéticos ativos IBAG HF200MA-40. As características dinâmicas dos sistemas são determinadas por testes de impacto. As peças são consideradas rígidas. A avaliação da estabilidade é feita a partir dos parâmetros de textura das peças usinadas e da análise dos sinais de pressão sonora, força e deslocamento medidos durante o processo. Também são realizadas simulações computacionais a partir de modelos do processo. Com base nos resultados obtidos, conclui-se que as taxas de remoção de material do processo de desbaste são limitadas pelas vibrações regenerativas. As rotações que permitem as maiores profundidades de corte axial limites são aquelas cujas freqüências de passagem de dentes se aproximam da freqüência natural do modo mais flexível. No acabamento com fresas de topo reto, a maior limitação continua sendo as vibrações regenerativas, entretanto já no início da instabilidade ocorre a perda de contato da fresa com a peça em uma parte significativa do arco usinado. As vibrações que limitam o processo de fresamento de acabamento de topo esférico são as forçadas pela passagem de dentes, sendo os melhores resultados encontrados quando os harmônicos da freqüência de passagem de dentes estão mais distantes da natural do sistema