Estudo do acabamento superficial do processo de fresamento da liga de titânio Ti-6AI-4V por meio da aplicação do planejamento fatorial na geração das funções de predição das rugosidades 2D e 3D

Abstract

Resumo: O objetivo desse trabalho é o estudo da usinagem de superfícies de acabamento da liga Ti-6Al-4V, por meio de fresamento com fresa topo em centro de usinagem Romi D600, comando Sinumerik 828D. Os ensaios de usinagem foram divididos em 40 testes conforme um planejamento experimental: 20 ensaios de usinagem sem a utilização de lubrificação e 20 ensaios utilizando o lubrificante Superfluido 3. Para o primeiro grupo a seco, foram 10 ensaios com uma réplica, totalizando 20 ensaios, sendo que o mesmo critério se aplica para o segundo grupo com lubrificação. As peças foram usinadas em velocidades de corte variadas a fim de se estabelecer os parâmetros de entrada do planejamento experimental. Foi utilizada a ferramenta de metal duro BDMT110304ER-JT PR1535, da empresa Kyocera, ideal para usinagem de titânio em processo de acabamento. Uma das metodologias de análise aplicada foi o planejamento fatorial 23 a fim de se obter a predição da rugosidade média em 2D Ra, rugosidade total Rt e rugosidade Rq, e depois a predição das rugosidades em 3D, com os parâmetros: Sq, SsK, SKu, Sp, Sv, Sz e Sa. Foram propostas as variáveis independentes, velocidade de corte (Vc), avanço por dente (fz) e profundidade de corte (ap) e como variáveis dependentes as rugosidades 2D e 3D citadas. A partir da medição de todos os parâmetros de rugosidade mencionados, foram tabulados e inseridos em software específico de estatística. A partir disto, foram levantados como resultado do planejamento fatorial, os diagramas de Pareto e superfícies de respostas. Como conclusão observou-se que o parâmetro de maior influência no acabamento superficial é o avanço f, mas quando ocorreram as interações com outros parâmetros em casos específicos, houve outras influências importantes dos parâmetros de corte ap e Vc nos resultados. Observou-se também que o fluido de corte possibilitou melhores resultados nos valores da rugosidade tanto naqueles relacionados à rugosidade 2D como na 3D.

Abstract: The objective of this work is to study the machining of finishing surfaces of aerospace titanium material, Ti-6Al-4V, by means of end milling in a Romi D600 machining center, Sinumerik 828D command. The machining tests were divided into 40 tests according to an experimental planning: 20 machining tests without the use of lubrication and 20 tests using the Superfluido 3 lubricant. For the first dry group, there will be 10 tests plus 10 replicates, totaling 20 tests, the same criterion applies to the second group with lubrication. The parts will be machined at varying cutting speeds in order to establish the input parameters in the table. Carbide tool BDMT110304ER-JT PR1535, from Kyocera company, will be used, ideal for machining titanium in the finishing process. One of the analysis methodologies to be applied will be 23 factorial design in order to obtain the prediction of the mean roughness in 2D Ra, the total roughness Rt and the roughness Rq, and then the prediction of the roughness in 3D, the parameters: Sq, SsK, SKu, Sp, Sv, Sz and Sa. Independent variables will be proposed, such as cutting speed (Vc), feed per tooth (fz) and cutting depth (ap) and dependent variables, such as: the 2D and 3D roughnesses mentioned. From the measurement of all roughness parameters mentioned, they will be tabulated and entered into specific statistical software. From this, as a result of the factorial planning, Pareto diagrams, comparative graphs inherent to the input variables and roughness will be raised. In conclusion, it was observed that the parameter with the greatest influence on the surface finish is the feed f, but when interactions with other parameters occurred in specific cases, there were other important influences of the cutting parameters ap and Vc on the results. It was also observed that the cutting fluid provided better results in the roughness values both those related to 2D and 3D roughness.