Measurement of the cutting temperature in the hard turning of AISI D6 steel assisted by LN2

Autor: Lima Júnior, Edmilson Dantas de
Přispěvatelé: Alves, Salete Martins, Sales, Wisley Falco, Castro, Nicolau Apoena, Melo, Anderson Clayton Alves de
Jazyk: portugalština
Rok vydání: 2020
Předmět:
Zdroj: Repositório Institucional da UFRN
Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)
instacron:UFRN
Popis: Este trabalho teve como principal objetivo investigar a temperatura de corte no torneamento do aço-ferramenta AISI D6 temperado e revenido auxiliado por nitrogênio líquido (LN2). Como ferramentas de corte, foram usados insertos de PCBN full form sem revestimento. O método de medição de temperatura usado foi o termopar ferramenta-peça. Nessa técnica, o contato entre a peça e a ferramenta forma a junção quente do termopar e as outras extremidades, ligadas à peça, à ferramenta e ao instrumento de medição da força eletromotriz, a junção fria. Pelo efeito de Seebeck, desde que essas junções estejam submetidas a temperaturas diferentes, surgirá uma força eletromotriz (fem) no circuito que pode ser associada à temperatura que se deseja medir na junção quente. Para se obter a relação entre a temperatura na junção quente e a fem gerada, foi realizada a calibração do sistema no próprio torno usado nos ensaios de medição da temperatura de corte. Nesse caso, utilizou-se um sistema de aquecimento com chama de oxi-acetileno, para a obtenção de temperaturas próximas a 800 oC, e um outro de resfriamento com aplicação de LN2, para obtenção de temperaturas sub-zero. De modo a minimizar tensões indesejáveis nas junções secundárias do circuito, foi usado o conceito de compensação física com a inserção de um elemento constituído do mesmo material da peça. Os resultados obtidos nos testes de calibração mostraram um comportamento praticamente linear na relação entre temperatura e fem ao longo da faixa de temperaturas usadas na calibração. Foram realizados testes de torneamento cilíndrico em que a velocidade de corte e a condição de lubrirrefrigeração (seco ou LN2) foram variadas. Os dados foram adquiridos a partir de uma plataforma de aquisição desenvolvida com Arduino UNO. Observou-se pouca redução da temperatura de corte com a aplicação da condição criogênica em relação à condição a seco. The present work has the main purpose to investigate the cutting temperature when machining quenched and tempered AISI D6 tool-steel assisted by liquid nitrogen (LN2). Uncoated PCBN inserts were used as cutting tools during turning trials. Tool-work thermocouple was the method used in this investigation. In this technique, the contact between the workpiece and the cutting tool makes the hot junction of the thermocouple and the other extremities connected to the workpiece and the cutting tool makes the cold junction. By the Seebeck effect, as long as these junctions are submitted to different temperatures, an electromotive force will arise in the circuit which can be associated with the hot junction temperature. In order to obtain the relation between the hot junction temperature and the generated electromotive force, it was performed a calibration of the system using a conventional lathe. An oxyacetylene flame and an LN2 delivery system were used to obtain high temperatures (from the environment to 800oC, approximately) and low temperatures (including sub-zero temperatures), respectively. In order to minimize undesirable voltage, it was used the concept of physical compensation, where an element made of the same workpiece material was connected to the circuit. The results obtained through the calibration tests show a practically linear behavior between temperature and electromotive force along with the range of temperature used for calibration. Cylindrical turning trials were performed in which the cutting speed and the cooling condition (dry or LN2) were varied. A platform based on Arduino UNO was developed for data acquisition. It was observed a marginal reduction in the cutting temperature in the cryogenic condition compared to the dry condition.
Databáze: OpenAIRE
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