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http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40441| Título: | Desenvolvimento experimental de atenuadores passivos magnéticos para redução de chatter no fresamento frontal de placas de aço |
| Título(s) alternativo(s): | Experimental development of passive magnetic attenuators to reduce chatter in face milling of steel plates |
| Autor(es): | Bortolanza, João Fábio |
| Orientador(es): | Polli, Milton Luiz |
| Palavras-chave: | Fresagem (Trabalhos em metal) Vibração Fresadoras Amortecimento (Mecânica) Aspereza de superfície Milling (Metal-work) Vibration Milling machinery Damping (Mechanics) Surface roughness |
| Data do documento: | 27-Mar-2026 |
| Editor: | Universidade Tecnológica Federal do Paraná |
| Câmpus: | Curitiba |
| Citação: | BORTOLANZA, João Fábio. Desenvolvimento experimental de atenuadores passivos magnéticos para redução de chatter no fresamento frontal de placas de aço. 2026. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica e de Materiais) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2026. |
| Resumo: | O chatter é um tipo de vibração autoexcitada que tem afetado há bastante tempo o setor de manufatura em função de inúmeras consequências indesejáveis tais como a vibração excessiva entre a ferramenta e a peça, alto ruído, baixa qualidade do acabamento da superfície e deterioração da vida útil da máquina e da ferramenta, diminuindo a confiabilidade e a segurança da operação de usinagem. Assim, o chatter tem sido um tema recorrente na pesquisa acadêmica e industrial e inúmeros métodos para sua atenuação foram desenvolvidos. Neste trabalho, desenvolveu-se um tipo de atenuador passivo magnético baseado em um absorvedor dinâmico de vibração (ADV) com amortecedor de correntes parasitas (ACP). Os principais parâmetros de projeto e montagem destes atenuadores foram descritos, analisados e comparados experimentalmente em relação à capacidade de atenuação do chatter durante a usinagem de placas de aço, com o objetivo de auxiliar o projeto, a fabricação e a aplicação deste tipo de dispositivo. Para esse fim, fabricaram-se cerca de trinta configurações diferentes de atenuadores e foram realizadas análises experimentais de FRF (Função Resposta em Frequência) em cada uma delas, gerando os gráficos da magnitude da receptância da vibração para avaliação da correlação dos parâmetros de projeto e montagem destes dispositivos com sua capacidade de redução do chatter. Para a validação dos resultados, realizaram-se operações de fresamento frontal, monitoradas por microfone, de placas sem o atenuador e de placas com atenuadores, gerando-se os gráficos do espectrograma e da FFT (Fast Fourier Transform) do sinal de áudio, além da análise visual de acabamento e da análise de rugosidade das peças usinadas. Como resultados, os atenuadores proporcionaram uma significativa melhora no aspecto visual e no acabamento das placas e reduções entre 56 e 63% dos níveis de rugosidade da superfície. Além disso, reduções significativas do chatter foram observadas nos espectrogramas e nas FFT’s gerados para as placas fresadas com os atenuadores. |
| Abstract: | Chatter is a type of self-excited vibration that has long affected the manufacturing sector due to numerous undesirable consequences such as excessive vibration between the tool and the workpiece, high noise, poor surface finish quality, and deterioration of machine and tool life, reducing the reliability and safety of machining operations. Therefore, chatter has been a recurring theme in academic and industrial research, and numerous methods for its attenuation have been developed. In this work, a type of passive magnetic attenuator based on a dynamic vibration absorber (DVA) with Eddy Current Damper (ECD) was developed. The main design and assembly parameters of these attenuators were described, analyzed, and experimentally compared in relation to the chatter attenuation capacity during machining of thin-walled steel parts, with the aim of assisting in the design, manufacture, and application of this type of device. To this end, approximately thirty different attenuator configurations were manufactured, and FRF experimental analyses (Frequency Response Function) were performed on each of them, generating vibration receptance magnitude graphs to evaluate the correlation between the design and assembly parameters of these devices and their chatter reduction capacity. To validate the results, face milling operations, monitored by microphone, were performed on plates without the attenuator and on plates with attenuators, generating spectrogram graphs and FFT (Fast Fourier Transform) from the audio signal, in addition to visual analysis of the finish and roughness analysis of the machined parts. As a result, the attenuators provided a significant improvement in the visual aspect and finish of the plates and reductions between 56 and 63% in surface roughness levels. In addition, significant chatter reductions were observed in the spectrograms and FFTs generated for the plates milled with the attenuators. |
| URI: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/40441 |
| Aparece nas coleções: | CT - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica e de Materiais |
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