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Dissertação de Mestrado
DOI
10.11606/D.18.2011.tde-03062011-091310
Documento
Autor
Nome completo
Claudia Hespanholo Nascimento
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Carlos, 2011
Orientador
Banca examinadora
Coelho, Reginaldo Teixeira (Presidente)
Canto, Rodrigo Bresciani
Sanchez, Luiz Eduardo de Angelo
Título em português
Estudo da distribuição de temperatura na região de formação de cavacos usando método dos elementos finitos
Palavras-chave em português
Formação de cavaco
Método dos elementos finitos
Transferência de calor
Resumo em português
O presente trabalho tem como objetivo comparar um modelo de formação de cavacos obtido pelo Método dos Elementos Finitos (MEF) com resultados experimentais obtidos em processos de fresamento ortogonal. A comparação se concentra na distribuição de temperatura na peça. O trabalho desenvolve um modelo para a formação de cavacos com a distribuição de temperatura na região de corte usando o software ABAQUS. Inicialmente, o modelo desenvolvido utiliza o Método Explícito de solução para a formação de cavacos durante uma interação da aresta da fresa de topo com a peça. Para a simulação da operação completa de fresamento ortogonal de uma peça com a extensão de 80 mm e espessura de 5 mm em aço AISI 4340 endurecido, o método implícito é utilizado. O material da peça é modelado como isotrópico-elasto-plástico segundo a proposta de Johnson-Cook. A comparação é realizada com velocidades de corte de 80, 100 e 150 m/mim e avanço por dente de 0,17 mm/rev para que as influências da velocidade na temperatura possam ser avaliadas. A partir da comparação desses resultados, é possível analisar a eficiência do modelo desenvolvido pelo MEF para simulação de processos de Usinagem em Altas Velocidades de Corte (HSC - High Speed Cutting).
Título em inglês
Study of temperature distribution in the formation of chips using finite element method
Palavras-chave em inglês
Chip formation
Finite element method
Heat transfer
Resumo em inglês
The goal of this study is to compare a model of chip formation obtained by the Finite Element Method (FEM) with experimental results in orthogonal milling process. The comparison focuses on the temperature distribution in the workpiece. The present work develops a model for chip formation with the temperature distribution in the cutting zone using the software ABAQUS. The model starts using the explicit method of solution for the chip formation during one interaction between the insert and the workpiece. To simulate a complete operation of orthogonal milling on a workpiece 80 mm long and 5 mm thick made of AISI 4340 hardened steel, it was used the implicit method. The workpiece material is modeled as an isotropic-elastic-plastic according to the Johnson-Cook proposal. The comparison is made using cutting speeds of 80, 100 and 150 m/min and feed rate of 0.17 mm/rev to check the in uences of cutting speed on the temperature. From the comparison of these results, it is possible to assess the eciency of the model developed by FEM simulation when machining using High Speed Cutting (HSC) conditions.
 
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Data de Publicação
2011-06-06
 
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