Estudo comparativo da vida útil das ferramentas e acabamento superficial para diferentes ferramentas de fresagem

• Autor(a) principal: Pereira, Daniel António Barros
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Científico de Acesso Aberto de Portugal (Repositórios Cientìficos)
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10198/14931
• topic: Vida útil das ferramentas; Ferramentas de fresagem; Domínio/Área Científica::Engenharia e Tecnologia::Engenharia Mecânica

Na indústria, um dos principais objetivos é conseguir uma produção a baixo custo, com um tempo de fabrico o mais curto possível e uma ótima qualidade de produto. Para isso, a indústria recorre às máquinas de comando numérico (CNC), conseguindo assim minimizar o tempo de maquinagem e obter uma elevada precisão. Estas máquinas, CNC, podem ser aplicadas a diferentes processos de maquinagem, nomeadamente, torneamento, fresagem, furação, entre outros. Sendo o mais utilizado a fresagem, devido à sua versatilidade. Por norma, este processo é utilizado para maquinar materiais metálicos, como é o caso do aço e dos ferros fundidos. Para melhorar estes tipos de processos de maquinagem, é necessário realizar estudos que mostrem qual a influência dos diferentes parâmetros no processo e que, concomitantemente, permitam escolher corretamente as ferramentas de corte mais adequadas para as operações de maquinagem. Neste trabalho estudou-se o efeito de quatro parâmetros do processo de fresagem (o tipo de pastilha, a velocidade de corte, o avanço e a penetração axial) na rugosidade superficial, no desgaste das pastilhas e na taxa de produção durante a maquinagem de um ferro fundido branco (de dureza 370 HB). Para esta análise foram usados dois métodos de otimização: o método de Taguchi e a análise relacional de Grey. Com o método de Taguchi foi possível determinar a matriz dos ensaios experimentais efetuados neste trabalho (L18) e, posteriormente, determinar a combinação ótima de parâmetros para cada um dos elementos de controlo (rugosidade, desgaste das ferramentas e taxa de produção) individualmente, bem como, a influência dos parâmetros nesses elementos de controlo. A análise relacional de Grey foi utilizada para determinar a combinação ótima de parâmetros para o conjunto dos elementos de controlo. O critério de paragem de paragem dos ensaios experimentais foi efetuado de acordo com a norma ISO 8688-1, e ocorreu quando as pastilhas atingissem um desgaste igual ou superior a 0.2 [mm]. Para cada paragem do ensaio foi medido o desgaste das pastilhas e a rugosidade superficial da peça. No final dos 18 ensaios experimentais, foi realizado um tratamento estatístico dos dados através da análise de variância (ANOVA), com o intuito de determinar a influência dos parâmetros na vida útil das ferramentas de corte, na rugosidade superficial da peça e na taxa de produção. O valor máximo de vida útil foi 222 [min], o valor mínimo da média da rugosidade foi 0,31 [μm] e o valor máximo da taxa de produção foi de 4,584 [cm3/min]. Recorrendo à análise de variância foi possível verificar que os parâmetros que mais influenciaram para a vida útil, rugosidade e taxa de produção. Para o primeiro caso, para a vida útil, o parâmetro que mais influenciou foi o avanço, com 41,32 %, enquanto para a rugosidade o que mais influenciou foi o tipo de pastilhas, com o valor de 90,85 %. No último caso, na taxa de produção, existem três parâmetros que influenciam da mesma forma, a velocidade de corte, o avanço e a penetração axial com 33,33 %. O segundo método usado foi a análise relacional de Grey que permitiu determinar a melhor combinação de parâmetros. Para realizar esta escolha foi necessário decidir, numa gama de 0 a 1, a importância que é dada à vida útil, à rugosidade superficial e à taxa de produção, sendo que para este estudo os três casos foram-lhes atribuídos 0,5. A melhor combinação obtida com este método foi: Pastilha 2, velocidade de corte igual a 150 [m/min], avanço igual a 0,1 [mm/dente] e a penetração axial de 0,3 [mm].