Obtenção de diagrama de lóbulos de estabilidade durante o processo de fresamento por meio da análise modal operacional.
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Date
2023
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Abstract
O diagrama de lóbulos de estabilidade (SLD, do inglês: Stability Lobes Diagram) é uma
importante ferramenta para orientar as operações de processos de usinagem, quanto às
condições para se evitar a presença de vibrações regenerativas (chatter) durante o processo de
formação do cavaco. O diagrama é obtido através do estudo da relação entre as condições de
corte e parâmetros dinâmicos do sistema. Como resultado prático tem-se a mitigação dos efeitos
negativos das vibrações de chatter. Pela interpretação do gráfico gerado é possível a definição
das condições de corte que oferecem a maior estabilidade dinâmica, ou seja, onde pode ocorrer
a maior taxa de remoção de material sem que se saia da zona de estabilidade do sistema durante
o corte, o que garante uma melhor qualidade superficial da peça e o aumento da vida da
ferramenta. Tradicionalmente, os parâmetros modais da ferramenta são extraídos pela análise
modal experimental (EMA, do inglês: Experimental Modal Analysis), utilizando os sinais de
entrada (força) e saída (aceleração) do sistema (Input-Output), obtidos com a máquina
ferramenta em regime não operacional, através do teste de impacto. Neste trabalho o diagrama
de estabilidade foi obtido através dos parâmetros estimados pela análise modal operacional
(OMA, do inglês: Operational Modal Analysis), que tem como premissa a utilização somente
do sinal de saída do sistema (Output Only) com a máquina ferramenta em regime operacional.
Neste caso, os dados são obtidos através de acelerômetros fixados nas partes estáticas da
máquina ferramenta, processados e submetido à técnica baseada na Decomposição no Domínio
da Frequência (FDD, do inglês: Frequency Domain Decomposition) para a extração dos
parâmetros modais que serão utilizados na obtenção do diagrama de lóbulos de estabilidade.
Neste trabalho são demonstradas as vantagem e limitações de cada método, comparando os
diagramas obtidos para cada caso, onde foi possível observar que o SLD via OMA se mostrou
mais realista para a identificação de condições de estabilidade comparado ao EMA.
Description
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. Departamento de Engenharia Mecânica, Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto.
Keywords
Chatter
Citation
COUTO, Alison de Andrade. Obtenção de diagrama de lóbulos de estabilidade durante o processo de fresamento por meio da análise modal operacional. 2023. 79 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Escola de Minas, Universidade Federal de Ouro Preto, Ouro Preto, 2023.