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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40947| Título: | Análise do desempenho de brocas helicoidais com ponteiras intercambiáveis na furação do aço ASTM A572 GR5050 |
| Título(s) alternativo(s): | Performance analysis of twist drills with interchangeable tips in drilling ASTM A572 grade 50 steel |
| Autor(es): | Nascimento, Salatiel Oliveira |
| Orientador(es): | Polli, Milton Luiz |
| Palavras-chave: | Perfuração e broqueamento Usinagem Equipamentos industriais Brocas (Ferramenta) Ferramentas para cortar metais Revestimento em metal Desgaste mecânico Aço Drilling and boring Machining Industrial equipment Bits (Drilling and boring) Metal-cutting tools Metal coating Mechanical wear Steel |
| Data do documento: | 10-Jun-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | NASCIMENTO, Salatiel Oliveira. Análise do desempenho de brocas helicoidais com ponteiras intercambiáveis na furação do aço ASTM A572 GR50. 2026. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2026. |
| Resumo: | A furação representa uma operação fundamental na indústria metal-mecânica, caracterizada pela elevada complexidade dos parâmetros de usinagem e pela sua relevância na obtenção de componentes com alta precisão dimensional. Neste trabalho, avaliou-se o desempenho de brocas helicoidais com ponteiras intercambiáveis constituídas por substrato de metal duro e revestimento PVD de TiAlN, variando-se as geometrias das ferramentas e mantendo-se constante o diâmetro nominal de furação. As ponteiras utilizadas foram os modelos A, B, C e D, sendo os ensaios conduzidos em placas de aço ASTM A572 GR50, com espessura de 20 mm, utilizando um centro de usinagem CNC DOOSAN VERTICAL DNM750LII. Para cada modelo de ponteira, realizaram-se 450 furos, totalizando um conjunto representativo de dados experimentais. A análise de desempenho contemplou a avaliação do desgaste das ponteiras por microscopia eletrônica de varredura, além de medições de diâmetro, circularidade e rugosidade (Ra e Rz). Para o tratamento estatístico dos dados, aplicou-se análise de variância, com o objetivo de verificar a existência de diferenças significativas entre os modelos avaliados. A ponteira modelo C demonstrou o melhor desempenho global, apresentando maior estabilidade do processo, menores valores de rugosidade e menores desvios de circularidade dos furos, associados à geometria autocentrante. A ponteira modelo B apresentou melhoria na precisão dimensional dos furos, em concordância com o esperado para ponteiras de dupla margem, associada à presença da margem de guia, enquanto a ponteira modelo A apresentou maior variabilidade no diâmetro dos furos, relacionada à geometria convencional. Já a ponteira modelo D apresentou maior severidade de desgaste e instabilidade do processo em decorrência da ruptura da quina. A análise estatística confirmou diferenças significativas entre os modelos avaliados, evidenciando a influência direta da geometria das ponteiras na qualidade final da usinagem. |
| Abstract: | Drilling represents a fundamental operation in the metal-mechanical industry, characterized by the high complexity of machining parameters and its relevance in obtaining components with high dimensional accuracy. This study evaluated the performance of helical drills with interchangeable tips manufactured from carbide substrate with PVD TiAlN coating, considering different tool geometries while maintaining a constant nominal drilling diameter. The interchangeable tips evaluated were models A, B, C, and D. The experiments were conducted on ASTM A572 Grade 50 steel plates with a thickness of 20 mm, using a DOOSAN VERTICAL DNM750LII CNC machining center. For each tip model, 450 holes were machined, resulting in a representative experimental dataset. The performance analysis included the evaluation of tip wear through scanning electron microscopy, as well as measurements of hole diameter, circularity, and surface roughness parameters (Ra and Rz). Statistical analysis was performed using analysis of variance (ANOVA) to verify the existence of significant differences among the evaluated tool models. The model C tip exhibited the best overall performance, providing greater process stability, lower surface roughness values, and lower hole circularity deviations, which were associated with its selfcentering geometry. The model B tip showed improved dimensional accuracy of the machined holes, consistent with the expected behavior of double-margin tips due to the presence of a guiding margin, whereas the model A tip presented greater variation in hole diameter, related to its conventional geometry. The model D tip exhibited more severe wear and greater process instability due to corner fracture. Statistical analysis confirmed significant differences among the evaluated models, demonstrating the direct influence of tip geometry on the final machining quality. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40947 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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