INTRODUÇÃO

A usinagem a altas velocidades é um processo de fabricação com enorme potencial. Não somente por elevar as taxas de remoção de material, mas também por produzir componentes com melhor acabamento superficial, isentos de rebarbas e tensões residuais. Estes resultados são encontrados somente quando o processo é mantido em regiões de estabilidade, livres de vibrações regenerativas.

Existem várias definições sobre usinagem a altas velocidades de corte. Uma delas, empregada na seleção de faixas de velocidades para testes de performance de usinagem conforme norma ANSI/ASME (Hocken, 1991), está relacionada à dinâmica da ferramenta e do cabeçote da máquina. Esta considera que a usinagem a altas velocidades ocorre sempre que a freqüência de passagem de um dente da ferramenta se aproxima de uma fração substancial da freqüência natural do modo de vibração dominante.

As vibrações regenerativas têm como característica a oscilação do sistema em uma ou mais freqüências naturais, sem a interferência de forças externas. A sua principal fonte é um mecanismo de auto-excitação durante a formação do cavaco. Ela ocorre principalmente sob altas taxas de remoção. As conseqüências são a piora na qualidade superficial e dimensional da peça, o desgaste excessivo ou quebra da ferramenta e a limitação da produtividade do processo. A sua presença depende das seguintes variáveis:

• Estrutura da máquina e da peça (rigidez, amortecimento e massa);
• Orientação do modos de vibração do sistema e;
• Condições de corte (material da peça, avanço, velocidade de corte, profundidade de corte radial e axial e número de dentes da fresa).

OBJETIVOS

Este trabalho busca uma maior compreensão dos fenômenos associados à dinâmica do processo de fresamento a altas velocidades e procura determinar condições que conduzam o processo a regiões de estabilidade, permitindo altas taxas de remoção e assegurando elevada precisão dimensional e qualidade superficial às peças usinadas.

PROCEDIMENTOS

As operações de usinagem são influenciadas pela dinâmica da estrutura da máquina-ferramenta e dinâmica do processo de corte. A primeira é analisada usando métodos e teorias conhecidas da dinâmica de estruturas, e é no presente o melhor compreendido dos dois fatores. A dinâmica do processo de corte é muito menos conhecida, uma vez que métodos teóricos e experimentais para seu estudo ainda estão em desenvolvimento e muitas questões ainda não foram esclarecidas.
Aspectos abordados neste trabalho:
- Determinação das características dinâmicas do sistema máquina-ferramenta-peça para diferentes condições de materiais, fixações e estruturas.
- Aplicação de modelos dinâmicos do processo e realização de ensaios para levantamento de cartas de estabilidade.
- Avaliação da influência das forças de usinagem e deflexões de ferramenta sobre a precisão de forma das peças usinadas.