Avaliação do incremento de medições na estimação de parâmetros modais para análise do diagrama de estabilidade no processo de fresamento.

Abstract

De forma geral, conhecer os limites de estabilidade dinâmica de uma máquina-ferramenta é um grande desafio, tanto para o aumento da taxa de remoção do material e consequente aumento da produtividade, quanto para preservação do conjunto, de maneira a evitar o colapso das ferramentas de corte e elementos da máquina-ferramenta. O chatter, ou vibrações regenerativas, é um dos grandes limitantes dos processos de usinagem, pois o aumento da quantidade de material retirado pode levar a uma instabilidade que antecede à quebra da ferramenta. Sendo assim, o controle das vibrações no processo de usinagem tem se mostrado um método eficiente para aumento da produtividade. Desta forma, surge a necessidade de estabelecer limites entre a estabilidade e instabilidade do processo, que podem ser conhecidos através do diagrama de lóbulos de estabilidade. Observou-se que, na literatura, tais diagramas são construídos a partir de uma Função de Resposta em Frequência (FRF), a FRF de ponto. Entretanto, é sabido que modelos modais são melhores estimados com a distribuição espacial das medições. Portanto, o presente trabalho avalia a influência do incremento de medições FRF’s na estimação de parâmetros modais para análise de estabilidade no fresamento. A obtenção das FRF’s se dá por meio do ensaio modal e a extração dos parâmetros modais é efetuada pelo método Rational Fraction Polynomial (RFP). De posse dos parâmetros dinâmicos, dos parâmetros da ferramenta e material a ser usinado, calcula-se o diagrama de estabilidade. Com base em cinco medições realizadas no eixo X e outras cinco realizadas no eixo Y, elabora-se um cálculo a fim de encontrar a média espacial dos parâmetros globais do conjunto, a saber, a frequência natural e o fator de amortecimento e então avaliar os diferentes diagramas de estabilidades encontrados. Os resultados principais indicam que existe uma diferença na representação do diagrama de estabilidade com a variação da quantidade de FRFs. Entretanto tais diferenças precisam ser validadas em ensaios experimentais de fresamento.