Análise por elementos finitos das tensões atuantes no inserto de corte aplicado em diferentes posições

dc.contributor.advisor1Ventura, Carlos Eiji Hirata
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/1689198421096127
dc.contributor.authorMacedo, Giselle Silva
dc.date.accessioned2025-09-11T13:35:50Z
dc.date.issued2025-07-15
dc.description.abstractMachining processes, especially turning, are widely applied in the metalworking industry due to their efficiency in shaping components with high dimensional accuracy and surface quality. In this context, the performance of the cutting tool plays a crucial role in the quality of the operation, being influenced by factors such as the tool's positioning relative to the workpiece. Structural analyses through computational simulations, such as Finite Element Analysis (FEA), have proven to be valuable tools for understanding and predicting the mechanical behavior of components under different operating conditions. This study aimed to analyze, through FEA-based simulations, the stress distribution acting on a cemented carbide cutting insert subjected to different vertical positions in relation to the geometric center of the workpiece during the longitudinal turning process. Five distinct tool height configurations were investigated: two positions below center, two above, and one neutral position aligned with the center of the part, in order to assess the thermomechanical impacts on stress distribution within the insert. The results showed that deviations from the neutral position—both above and below—lead to increased stress concentrations, particularly near the cutting edge, favoring wear and potential localized failures. The neutral position exhibited more homogeneous stress distribution and better thermal dissipation, indicating superior structural performance. The analyses confirmed that even small variations in tool height significantly affect the mechanical and thermal behavior of the system, and that FEA is a valuable resource for predictive diagnostics in machining. Limitations of the study include simplifications in the model, such as the absence of chip breaker and coating. Nonetheless, the findings offer technical support for practical decisions in the manufacturing environment, such as the strategic reuse of inserts and precise tool holder calibration.eng
dc.description.resumoO processo de usinagem, especialmente o torneamento, é amplamente utilizado na indústria metalmecânica devido à sua eficiência na conformação de peças com precisão dimensional e bom acabamento superficial. Dentro desse contexto, o desempenho da ferramenta de corte exerce papel fundamental na qualidade do processo, sendo influenciado por variáveis como a posição da ferramenta em relação à peça. Análises estruturais por simulação computacional, como o Método dos Elementos Finitos (MEF), têm se mostrado ferramentas valiosas para entender e prever o comportamento mecânico de componentes sob diferentes condições operacionais. Neste trabalho, buscou-se analisar, por meio das simulações baseadas no MEF, as tensões atuantes em um inserto de corte de metal duro submetido a diferentes posicionamentos verticais em relação ao centro geométrico da peça durante o processo de torneamento longitudinal. O estudo considerou cinco configurações distintas de altura da ferramenta: duas posições abaixo do centro, duas acima e uma posição neutra, alinhada ao centro geométrico da peça, a fim de avaliar os impactos termomecânicos sobre a distribuição de tensões do inserto. Os resultados indicaram que desvios da posição neutra, tanto acima quanto abaixo do centro, acarretam aumento nas concentrações de tensão, especialmente na região da aresta de corte, favorecendo a ocorrência de desgaste e possíveis falhas localizadas. A posição neutra demonstrou comportamento mais homogêneo e favorável à dissipação térmica, evidenciando melhor desempenho estrutural. As análises confirmam que a variação da altura da ferramenta, mesmo que sutil, influencia significativamente o comportamento mecânico e térmico do sistema, e que o uso do MEF é uma ferramenta útil para diagnósticos preditivos na usinagem. Como limitações, destacam–se as simplificações adotadas na modelagem, como a ausência de quebra–cavacos e revestimento. Os achados oferecem suporte técnico para decisões práticas no ambiente fabril, como o reaproveitamento estratégico de pastilhas e a calibração de porta–ferramentas.
dc.identifier.citationMACEDO, Giselle Silva. Análise por elementos finitos das tensões atuantes no inserto de corte aplicado em diferentes posições. 2025. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2025. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/22739.por
dc.identifier.urihttps://hdl.handle.net/20.500.14289/22739
dc.language.isopor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlos
dc.publisher.addressCampus São Carlos
dc.publisher.courseEngenharia Mecânica - EMec
dc.publisher.initialsUFSCar
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilen
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/
dc.subjectTorneamento
dc.subjectFerramenta de corte
dc.subjectElementos finitos
dc.subjectReaproveitamento de pastilhas
dc.subjectComportamento termomecânico
dc.subjectTurningeng
dc.subjectCutting tooleng
dc.subjectFinite element analysiseng
dc.subjectInsert reuseeng
dc.subjectThermomechanical behavioreng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
dc.titleAnálise por elementos finitos das tensões atuantes no inserto de corte aplicado em diferentes posições
dc.title.alternativeFinite element analysis of stresses acting on the cutting insert applied in different positionseng
dc.typeTCC

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