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Inicio Ciência & Tecnologia dos Materiais Comportamento termo mecânico no micro-torneamento ortogonal do aço AISI 1045 (...
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Vol. 25. Núm. 1.
Páginas 57-66 (enero - junio 2013)
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Comportamento termo mecânico no micro-torneamento ortogonal do aço AISI 1045 (Ck45 - DIN): Simulação via elementos finitos e validação experimental
Thermomechanical behavior in orthogonal micro-turning of AISI 1045 steel (Ck45 - DIN): Finite element method simulation and experimental validation
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C. Maranhãoa, Leonardo R. Silvab,
Autor para correspondencia
lrsilva@deii.cefetmg.br

Autor para correspondencia.
, J. Paulo Davima
a University of Aveiro, Campus Santiago, Department of Mechanical Engineering, Aveiro, 3810-193, Portugal
b Federal Center for Technological Education of Minas Gerais - CEFET/MG, Department of Materials Engineering, Av. Amazonas, 5253, Belo Horizonte, 30.480-000, Brazil
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Resumo

Devido à flexibilidade do método de elementos finitos, os processos de usinagem podem ser modelados de forma abrangente. Com o seu uso, é fácil efetuar análises detalhadas que dificilmente seriam obtidas nos métodos de medição experimentais. Este artigo apresenta simulação FEM (Finite Element Method) com validação experimental no micro-torneamento ortogonal do aço AISI 1045 (Ck45 - DIN). Simulações de usinagem utilizando o software de FEM AdvantEdge® foram aplicadas para prever as forças de corte e de avanço, tensões de von Mises, tensão máxima de corte, deformação plástica, taxa de deformação e a distribuição de temperatura de corte. O trabalho visa avaliar a evolução das variáveis citadas em função da velocidade de avanço utilizando ferramentas de metal duro sem revestimento. O corte ortogonal foi validado comparando as forças de corte obtidas experimentalmente com os resultados simulados. Também foi realizada uma previsão da temperatura de corte, deformação plástica e taxa de deformação plástica durante a micro-usinagem. Os resultados experimentais e simulados mostraram valores muito próximos no que se refere a força de corte.

Palavras-chave:
aço AISI 1045
método de elementos finitos
simulação de usinagem
força de corte
temperatura de corte
micro-usinagem.
Abstract

Because of the flexibility of the finite element method, machining processes can be modeled in a comprehensive manner. With its use, it is easy to perform detailed analyses that hardly would be obtained in methods of experimental measurement. This article presents FEM (Finite Element Method) simulation with experimental validation in orthogonal micro-turning of AISI 1045 steel (Ck45-DIN). Machining simulation using FEM AdvantEdge® were applied to predict cutting and thrust forces, von Mises stress, maximum stress cutting, plastic deformation, deformation rate and cutting temperature distribution. The work aims to evaluate the evolution of these variables as a function of feed rate using uncoated carbide tools. The orthogonal cutting was validated by comparing the cutting forces obtained experimentally with simulated results. Was also held a prediction of cutting temperature, plastic deformation and deformation rate during the micro-machining. Experimental and simulated results showed similar values concerning the cutting force.

Keywords:
AISI 1045
finite element method
machining simulation
cutting temperature
cutting force
micro-machining.
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