{"id":22104,"date":"2023-08-05T15:54:58","date_gmt":"2023-08-05T07:54:58","guid":{"rendered":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/?p=22104"},"modified":"2023-08-05T15:54:58","modified_gmt":"2023-08-05T07:54:58","slug":"how-to-calculate-the-surface-roughness-in-ball-end-milling","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.meetyoucarbide.com\/pt\/how-to-calculate-the-surface-roughness-in-ball-end-milling\/","title":{"rendered":"Como Calcular a Rugosidade da Superf\u00edcie no Fresamento Esf\u00e9rico"},"content":{"rendered":"
The surface roughness of a part is a technical requirement that measures the surface processing quality of the part. It significantly impacts the part’s fit, wear resistance, corrosion resistance, and sealing performance. The factors that affect surface roughness mainly include the workpiece material, cutting parameters, machine tool performance, and tool material and geometry parameters.<\/p>\n

Durante o processo de usinagem real, a profundidade de corte, a taxa de avan\u00e7o e a velocidade do fuso s\u00e3o predeterminadas e mantidas constantes durante todo o processo de corte. Portanto, \u00e9 essencial otimizar a combina\u00e7\u00e3o de fatores que afetam a rugosidade da superf\u00edcie para obter o valor ideal da qualidade da superf\u00edcie. Este artigo come\u00e7a com a f\u00f3rmula de c\u00e1lculo da rugosidade da superf\u00edcie e sua rela\u00e7\u00e3o com a espessura do cavaco. Ele explora ainda mais a rela\u00e7\u00e3o entre rugosidade da superf\u00edcie, profundidade de corte e taxa de avan\u00e7o. Al\u00e9m disso, examina o impacto de v\u00e1rios fatores na rugosidade da superf\u00edcie por meio de experimenta\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

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Mecanismo de Gera\u00e7\u00e3o de Rugosidade Superficial<\/h1>\n

Mecanismo de Gera\u00e7\u00e3o de Altura Residual<\/h2>\n

Na usinagem de superf\u00edcies curvas, a altura residual \u00e9 formada principalmente pelo movimento da ferramenta ao longo do caminho da ferramenta e deixando o material na superf\u00edcie da pe\u00e7a de trabalho n\u00e3o removido. Conforme mostrado na Figura 1, os seguintes par\u00e2metros s\u00e3o definidos: P como o ponto de contato da ferramenta, R como o raio da superf\u00edcie curva, \u03b8 como o \u00e2ngulo entre duas linhas de raio e n como o vetor normal no ponto P. A dist\u00e2ncia de passo lateral \u00e9 representado por d, e est\u00e1 intimamente relacionado com a altura residual h. Com base na Figura 2(a), podemos derivar a seguinte rela\u00e7\u00e3o:<\/p>\n

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Na equa\u00e7\u00e3o: r representa o raio da ferramenta e kh representa a curvatura normal da superf\u00edcie de usinagem ao longo da dire\u00e7\u00e3o do avan\u00e7o de corte.<\/p>\n

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Ao usar o m\u00e9todo de plano seccional para gerar caminhos de ferramenta, calcular a curvatura normal (kh) pode ser um desafio. Na usinagem pr\u00e1tica, uma aproxima\u00e7\u00e3o \u00e9 freq\u00fcentemente usada, onde um plano aproxima a superf\u00edcie entre dois caminhos de ferramentas adjacentes, conforme mostrado na Figura 2(b). A dist\u00e2ncia de passagem \u00e9 considerada a dist\u00e2ncia normal entre os planos seccionais. Neste caso, a altura residual (h) pode ser descrita pela seguinte equa\u00e7\u00e3o:<\/p>\n

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1.2 C\u00e1lculo da Rugosidade da Superf\u00edcie<\/h2>\n

Devido \u00e0 presen\u00e7a de altura residual, a superf\u00edcie da pe\u00e7a ap\u00f3s a usinagem mec\u00e2nica ter\u00e1 muitos picos e vales irregulares. Essa forma geom\u00e9trica microsc\u00f3pica \u00e9 conhecida como rugosidade da superf\u00edcie, conforme mostra a Figura 3. O par\u00e2metro Ra \u00e9 definido como a rugosidade da superf\u00edcie, que \u00e9 dada por:<\/p>\n

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Na equa\u00e7\u00e3o, L representa o comprimento da amostragem.<\/p>\n

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Zooming in on Figure 3, we obtain Figure 4. When h’ is less than Y et, we can deduce:<\/p>\n

\"\"6<\/p>\n

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When h” is greater than Y et, we can deduce:<\/p>\n

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Na equa\u00e7\u00e3o, E representa a \u00e1rea da regi\u00e3o. Como y_a precisa garantir que a \u00e1rea acima e abaixo da linha central seja igual, ou seja,<\/p>\n

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In equation (6), p’ and p” are weighting factors. p is closely related to the chip thickness h. After a series of derivations, we can obtain<\/p>\n

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a express\u00e3o da \u00e1rea de amostragem \u00e9 a seguinte<\/p>\n

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Na express\u00e3o:<\/p>\n

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Substituindo as equa\u00e7\u00f5es (4) e (5) na equa\u00e7\u00e3o (8), obtemos:<\/p>\n

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Depois de substituir a equa\u00e7\u00e3o (7) na equa\u00e7\u00e3o (9) e simplificar por meio de c\u00e1lculos, a rela\u00e7\u00e3o entre a \u00e1rea de amostragem da rugosidade da superf\u00edcie e a espessura do cavaco \u00e9 obtida da seguinte forma:<\/p>\n

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De acordo com a equa\u00e7\u00e3o acima, pode-se ver que existe uma rela\u00e7\u00e3o muito simples entre a rugosidade da superf\u00edcie e a espessura do cavaco. Ao fresar com uma fresa de ponta esf\u00e9rica, o avan\u00e7o por dente \u00e9 constante, enquanto a espessura do cavaco varia continuamente com base na profundidade de corte e taxa de avan\u00e7o.<\/p>\n

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Dados Experimentais e An\u00e1lise<\/h1>\n

Condi\u00e7\u00f5es experimentais<\/h2>\n

Sob condi\u00e7\u00f5es de corte de estado estacion\u00e1rio, variando a profundidade de corte e taxa de avan\u00e7o, os valores de rugosidade da superf\u00edcie s\u00e3o medidos para diferentes combina\u00e7\u00f5es de par\u00e2metros. A microtopografia das superf\u00edcies usinadas \u00e9 observada usando um perfil\u00f4metro tridimensional, e a influ\u00eancia dos par\u00e2metros de corte na rugosidade da superf\u00edcie \u00e9 analisada.<\/p>\n

A experi\u00eancia \u00e9 realizada na pe\u00e7a de borda mostrada na Figura 5, usando uma m\u00e1quina de centro de usinagem de precis\u00e3o FANUC. O material da pe\u00e7a \u00e9 a\u00e7o 45#, e uma fresa de a\u00e7o de alta velocidade com um di\u00e2metro de 12,5 mm \u00e9 selecionada como ferramenta de corte. A velocidade do fuso \u00e9 ajustada em 800 r\/min, e a profundidade de corte varia de 1mm a 6mm. Diferentes taxas de avan\u00e7o s\u00e3o usadas para cortar em profundidades de 1 mm, 2 mm, 4 mm e 6 mm, conforme ilustrado na Figura 6.<\/p>\n

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Medi\u00e7\u00e3o de dados<\/h2>\n

Depois de concluir a usinagem da pe\u00e7a, os pontos de medi\u00e7\u00e3o s\u00e3o selecionados na se\u00e7\u00e3o curva da pe\u00e7a mostrada na Figura 5. Para cada conjunto de condi\u00e7\u00f5es experimentais, os dados nesses pontos de medi\u00e7\u00e3o s\u00e3o medidos duas vezes e o valor m\u00e9dio \u00e9 considerado o valor experimental . Os dados experimentais s\u00e3o apresentados na Tabela 1<\/p>\n

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An\u00e1lise de dados<\/h2>\n

A partir dos dados experimentais, pode-se observar que ao usinar a pe\u00e7a com fresa esf\u00e9rica e mantendo o avan\u00e7o constante, a rugosidade da superf\u00edcie aumenta com o aumento da profundidade de corte (ver Figura 7). Em profundidades de corte mais baixas, os valores de rugosidade da superf\u00edcie s\u00e3o menores, mas profundidades de corte excessivamente pequenas resultam em tempos de corte mais longos e menor efici\u00eancia de processamento.<\/p>\n

Embora haja certa diferen\u00e7a entre os valores experimentais e os valores te\u00f3ricos neste estudo, eles s\u00e3o relativamente pr\u00f3ximos. Assim, a f\u00f3rmula de c\u00e1lculo fornecida neste estudo pode ser adotada. Para a pe\u00e7a selecionada neste estudo, a rugosidade ideal da superf\u00edcie \u00e9 alcan\u00e7ada quando a profundidade de corte \u00e9 de 2mm e a taxa de avan\u00e7o \u00e9 de 700mm\/min.<\/p>\n

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\"rugosidade\"<\/p>\n

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3conclus\u00e3o<\/h1>\n

O estudo investigou a influ\u00eancia de v\u00e1rios par\u00e2metros de usinagem na rugosidade da superf\u00edcie durante o processo de fresamento da pe\u00e7a. O impacto te\u00f3rico da rugosidade da superf\u00edcie na qualidade da superf\u00edcie da pe\u00e7a de trabalho foi explorado e uma f\u00f3rmula de c\u00e1lculo te\u00f3rico para a rugosidade da superf\u00edcie foi derivada com base em seu mecanismo de gera\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Usando o m\u00e9todo de usinagem experimental e diferentes combina\u00e7\u00f5es de dados de par\u00e2metros, a rugosidade da superf\u00edcie das pe\u00e7as usinadas foi medida usando um perfil\u00f4metro tridimensional. Os valores te\u00f3ricos calculados a partir da f\u00f3rmula foram ent\u00e3o comparados com os valores experimentais.<\/p>\n

A pesquisa demonstrou que tanto a f\u00f3rmula de c\u00e1lculo quanto o m\u00e9todo de usinagem s\u00e3o vi\u00e1veis e eficazes na previs\u00e3o e controle da rugosidade da superf\u00edcie durante o processo de fresamento.<\/p><\/div>\n

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