usinagem

Páginas: 114 (28336 palavras) Publicado: 12 de junho de 2014
UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA
DE PRODUÇÃO

GEREMIAS SEVERINO

OTIMIZAÇÃO DO TORNEAMENTO VERTICAL DE ANÉIS
DE PISTÃO DE FERRO FUNDIDO CINZENTO
MARTENSÍTICO UTILIZANDO FERRAMENTA DE METAL
DURO COM GEOMETRIA ESPECIAL

Dissertação

submetida

ao

Programa

de

Pós-

Graduação em Engenharia de Produção como parte
dos requisitos paraobtenção do Título de Mestre em
Ciências em Engenharia de Produção.

Orientador: Prof. João Roberto Ferreira, Dr.
Co-orientador: Prof. Anderson Paulo de Paiva, Dr.

Setembro de 2011
Itajubá – MG

UNIVERSIDADE FEDERAL DE ITAJUBÁ
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA
DE PRODUÇÃO

GEREMIAS SEVERINO

OTIMIZAÇÃO DO TORNEAMENTO VERTICAL DE ANÉIS
DE PISTÃO DE FERRO FUNDIDO CINZENTOMARTENSÍTICO UTILIZANDO FERRAMENTA DE METAL
DURO COM GEOMETRIA ESPECIAL

Banca Examinadora:
Prof. Álisson Rocha Machado, PhD. (UFU)
Prof. João Roberto Ferreira, Dr. (UNIFEI)
Prof. Anderson Paulo de Paiva, Dr. (UNIFEI)
Prof. Pedro Paulo Balestrassi, Dr. (UNIFEI)

Setembro de 2011
Itajubá - MG

AGRADECIMENTOS
Agradeço primeiramente a DEUS, por fazer parte da minha vida. Que toda honra,toda glória
seja dada a DEUS.

À minha família, pela educação e pelo exemplo de vida, em especial minha querida Mãe
Rosália.

Aos meus Orientadores, Professores Dr. João Roberto Ferreira e Dr. Anderson Paulo de Paiva
pela motivação, orientação, amizade, paciência e pelas importantes contribuições no
desenvolvimento deste trabalho. Agradeço ambos pela capacidade de me fazer superar osdesafios e obstáculos conciliando a vida profissional e acadêmica.

A empresa Mahle Metal Leve S.A. pelo apoio na realização desta tão sonhada conquista.

A empresa Fecial Indústria e Comércio Ltda. pela ajuda no desenvolvimento deste trabalho.

A todos os Professores do Programa de Mestrado em Engenharia de Produção da UNIFEI,
pela formação e conhecimento adquirido, em especial ao Prof. Dr. PedroPaulo Balestrassi.

A todos os meus amigos, que direta ou indiretamente contribuíram para a realização deste
trabalho.

RESUMO
O processo de usinagem por torneamento vertical duplo do ferro fundido cinzento
martensítico é de grande importância para a indústria automobilística, principalmente no
processo de fabricação de anéis de pistão. O objetivo deste trabalho é demonstrar o processode desenvolvimento de ferramentas de metal duro recobertas com vistas à maximização da
taxa de produção do processo, considerando-se a máxima vida da ferramenta de corte e o
mínimo custo de usinagem por peça. Utilizando-se arranjos fatoriais completos (DOE), foram
testadas duas geometrias diferentes: uma ferramenta com geometria quadrada especial,
formada por duas arestas e duas pontas decorte simultâneas e outra, hexagonal.
Considerando-se que a geometria quadrada especial proporcionou a máxima vida, modelos
quadráticos completos para as respostas de interesse foram construídos utilizando-se um
arranjo composto central (CCD) para o avanço ( f ) e a rotação (n). Aplicando-se o algoritmo
gradiente GRG, os objetivos da otimização propostos foram alcançados com avanço =
0,37mm/rot.,rotação de 265 rpm para a utilização da ferramenta de geometria quadrada
especial. Experimentos de confirmação comprovam a eficiência da abordagem adotada.
Palavras-chave: Torneamento Vertical Duplo; Anéis de Pistão; Ferro Fundido Cinzento
Martensítico; Geometria de Corte Especial; Otimização.

ABSTRACT
The machining process for double vertical turning of martensitic gray cast iron is ofgreat
importance to the automotive industry, mainly in the manufacturing process of piston rings.
The aim of this work is to demonstrate the process of development of coated carbide tools to
maximize the productivity of the process, considering the maximum life of the cutting tool
and the minimum machining cost per part. Using full-factorial Design of Experiments (DOE),
we tested two...
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