Desenvolvimento de sistema para medição de força em operações de microfresamento

Abstract

O conhecimento das forças envolvidas nos processos de usinagem é de fundamental importância para o controle tecnológico destes processos. A intensidade das forças advindas das interações mecânicas da ferramenta com a peça na formação dos cavacos tem impactos em características operacionais, como determinação de dispositivos de fixação, adequação de capacidade dinâmica e de potência de máquina, integridade e longevidade de ferramenta e qualidade de peça. De modo que ser capaz de medir forças em processos de microfresamento pode ser útil tanto para objetivos de pesquisa e desenvolvimento, como também para acompanhamento de processo. Porém, a quantificação dessas forças é dificultada pelas proporções micrométricas do fenômeno de remoção de cavaco. O objetivo deste trabalho é expor as etapas do desenvolvimento de um sistema para realizar medições qualitativas das forças de operações de microfresamento. O trabalho contemplou uma revisão teórica a respeito de microfresamento, forças de microfresamento e sistemas de medição de forças de microusinagem; uma etapa de experimentos exploratórios para avaliar as capacidades de precisão e confiabilidade metrológicas de sensores, onde os sensores piezoelétricos em cápsulas foram selecionados; e uma etapa de experimentos para validação do conceito do Sistema de Medição desenvolvido, através do monitoramento da usinagem de canais com parâmetros velocidade de corte, profundidade de corte e avanço por dente controlados e relacionados entre si. Os resultados foram obtidos através de gráficos dos sinais no domínio do tempo e no domínio da frequência. Contudo, foi evidenciado que o Sistema detém capacidade de detecção dos sinais do fenômeno, desde que haja o devido tratamento dos sinais, uma vez que há incidência gritante de ruídos em outras frequências maiores. Entretanto, ainda carece de maiores detalhamentos e experimentos, utilizando sensores de cristais nobres, servindo de base para o desenvolvimento de um sistema de medição de forças confiável para fins de pesquisa científico-acadêmica.