Modelação de forças em fresagem helicoidal

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Mecânica

O processo de corte de fresagem helicoidal é um dos processos mais utilizados na indústria a nível mundial, exigindo o seu constante estudo e desenvolvimento, motivados pela necessidade de otimizar o processo de corte de acordo com a escolha dos parâmetros utilizados. A criação de modelos matemáticos tem sido tema de vários estudos apresentados por diversos investigadores que, por um lado, procuram compreender os aspetos físicos implícitos no processo e, por outro lado, relacioná-los com os parâmetros de corte com o objetivo de otimizar todo o processo. A divulgação destes estudos tem permitido o avanço tecnológico nos processos de corte, o que levou à continuidade da investigação nesta área. Nesta dissertação é apresentado um modelo matemático para a simulação das forças de corte utilizando o processo de fresagem helicoidal com fresas frontais de geometria cilíndrica e com raio de ponta. Com a modelação apresentada é possível obter-se a geometria da aresta de corte, a posição de um ponto genérico situado na aresta de corte e a espessura instantânea de corte da apara. Variáveis estas, utilizadas na simulação dos incrementos das forças axiais, radiais e tangenciais presentes na fresagem helicoidal. A identificação dos coeficientes de corte para o Aço Ck45 foi realizada recorrendo a estudos anteriores e para o alumínio Al7075-T651 através de trabalho experimental. A justificação do modelo analítico foi realizada através de uma metodologia experimental recorrendo a um centro de maquinagem CNC para efetuar os ensaios de corte no Aço Ck45 e no alumínio Al7075-T651. Para a aquisição de dados e tratamento dos mesmos, utilizaram-se os programas LabVIEW e MATLAB, respetivamente. Devido aos coeficientes de corte considerados, os valores das forças apresentam diferenças. No entanto, a modelação apresenta semelhanças físicas, no que diz respeito à forma das curvas das forças de corte, comprovando a veracidade do modelo.