Estudo da estabilidade da ferramenta no fresamento de matrizes.

Resumo

O fresamento mais e mais vem substituindo o processo de eletroerosão na fabricação de matrizes e moldes para processos de conformação plástica, fundição de metais e injeção de plásticos. O fresamento apresenta diversas vantagens em relação à eletroerosão, dentre elas: menor tempo de ciclo, por não ser necessária a construção do eletrodo, menor dano térmico à superfície usinada, dentre outras. Porém, ele apresenta também alguns inconvenientes. O principal deles é a necessidade de utilização de fresas de pequeno diâmetro para copiar raios pequenos frequentemente presentes nas matrizes. Por outro lado, em cavidades de matrizes mais profundas, necessita-se usar fresas longas. Consequentemente, tem-se o problema da falta de rigidez da ferramenta que possui relação comprimento/diâmetro (L/D) grande. Por isso, em cavidades mais profundas ou em regiões mais profundas das matrizes, o processo de eletroerosão ainda é utilizado. Este trabalho tem o objetivo de avaliar quais são os limites de rigidez da ferramenta. Pretende-se testar fresas de diferentes tipos no fresamento de matrizes de baixa dureza (aço P20 de 30 HRc) e de matrizes de alta dureza (aço D6 com dureza próxima à 60 HRc), utilizando diferentes velocidades de corte e, consequentemente, diferentes frequências de entrada de dente (que é a frequência de maior excitação em um processo de fresamento), com diversos balanços da ferramenta (relação L/D). Pretende-se com isso verificar quais são os limites de balanço da ferramenta em cada situação. Para verificar se uma determinada condição atingiu seu limite de L/D, a estabilidade do processo será avaliada por meio da análise de sinais de força de corte nos domínios do tempo e da frequência e também pela rugosidade gerada na peça. A função resposta em frequência (FRF) das ferramentas em todos os balanços utilizados será levantada a fim de se correlacionar a frequência natural da ferramenta (que usualmente é o elemento de menor rigidez no sistema peça-ferramenta-máquina) com a frequência de entrada de dentes da fresa, a força de corte e as condições de usinagem. Também as condições limites de estabilidade (as mais estáveis e as menos estáveis que ainda propiciem rugosidade da peça compatível com a aplicação) serão experimentadas em testes de vida da ferramenta, para se verificar de que maneira a estabilidade do processo influencia a vida da ferramenta e os seus mecanismos de desgaste. Ao fim do trabalho pretende-se ter construído um método que possibilite ao usuário deste tipo de processo o estabelecimento dos limites da relação L/D em cada condição de corte.