Predição da energia e integridade superficial na usinagem da superliga de níquel inconel 718 utilizando um modelo de corte ortogonal que considera o estado de tensão

Abstract

A superliga à base de níquel é amplamente utilizada nas indústrias aeroespaciais e automotivas devido à sua elevada resistência mecânica e estabilidade térmica. No entanto, a usinagem de ligas à base de níquel é de difícil execução, resultando em baixo tempo de vida da ferramenta, degradação da integridade superficial da peça usinada e elevado consumo de energia. Nesse sentido, se faz importante a integridade das peças utilizando o Inconel 718 garantindo a qualidade das peças. Para isso, um modelo de corte ortogonal, considerando uma lei constitutiva que incorpora o estado de tensão, deformação e os efeitos da temperatura, foi desenvolvido e utilizado para investigar a influência de diversos parâmetros do processo de usinagem, tais como velocidade de corte, material da ferramenta, ângulo de saída, raio da aresta de corte e espessura do cavaco, sobre os resultados do processo. O modelo proposto introduz explicitamente o estado de tensão e o parâmetro de Lode, permitindo capturar a influência direta do estado de tensões sobre a tensão de escoamento e a evolução do dano. O modelo de corte foi simulado no software Abaqus utilizando métodos de elementos finitos com solucionadores implícitos e explícitos, a fim de prever forças de corte, morfologia do cavaco, temperaturas de corte, tensões residuais e consumo de energia. O modelo apresenta boa predição para forças de corte, temperatura de corte, taxa de compressão do cavaco e representar qualitativamente os perfis de tensão residual.