Otimização Robusta do Fresamento Helicoidal em Altas Velocidades do Aço ABNT H13 Endurecido
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Data de Publicação: | 2019 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) |
Texto Completo: | https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1902 |
Resumo: | O fresamento helicoidal é uma alternativa à furação convencional que, aplicado à indústria de moldes e matrizes, tem grande impacto na competitividade da mesma por garantir níveis altos de qualidade superficial e geométrica, cruciais a essa indústria. Excelente qualidade superficial e a possibilidade de usinar furos com apenas uma ferramenta são algumas das vantagens deste processo. Em relação à usinagem de materiais endurecidos, sua baixa usinabilidade é outro aspecto que compromete a competitividade do segmento de moldes e outros que utilizem destes materiais. Frente aos desafios da usinagem dura, a presente pesquisa objetiva a otimização robusta multi-objetivo do fresamento helicoidal do aço ABNT H13 endurecido (55 HRC) em altas velocidades, de modo a alcançar níveis competitivos de qualidade superficial e aumentar a produtividade do processo de fresamento helicoidal. Foram utilizados o planejamento de experimentos, o projeto de parâmetro robusto com foco no arranjo cruzado, a metodologia de superfície de resposta e o método de restrição normal normalizado melhorado na condução dos experimentos, análise, modelagem e otimização de respostas de interesse. As respostas avaliadas no trabalho foram: a rugosidade média Ra, a rugosidade máxima Rz, a circularidade total Ront, a cilindricidade total Cylt e a taxa de remoção de material MRR. As variáveis de controle utilizadas foram o avanço axial por dente fza, o avanço tangencial por dente fzt e a velocidade de corte vc. Para o projeto de parâmetro robusto foram consideradas como variáveis de ruído o comprimento em balanço da ferramenta lto e a altura medida no furo lb. O efeito das variáveis de controle nas respostas do processo foi discutido, as respostas foram modeladas em função da sua média e relação sinal/ruído, foram realizadas otimizações robustas bi-objetivo e multi-objetivo entre as respostas de qualidade e produtividade, encontradas as soluções Pareto ótimas filtradas e plotadas para exploração do trade-off entres as respostas. Ensaios de confirmação foram conduzidos de modo a avaliar a robustez da solução ótima escolhida em relação às duas variáveis de ruído. De modo geral, o estudo atestou a possibilidade de aumentar a produtividade do fresamento helicoidal, mantendo a qualidade dos furos. Comprovou-se a robustez da circularidade total em relação às duas variáveis de ruído e, confirmou-se para a circularidade total que a média dos ensaios de confirmação é igual à obtida pelo modelo de média. |
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2019-02-122019-03-21T20:21:12Z2019-03-21T20:21:12ZALVIM, Aline Cunha. Otimização Robusta do Fresamento Helicoidal em Altas Velocidades do Aço ABNT H13 Endurecido. 2019. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Produção) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2019.https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/1902O fresamento helicoidal é uma alternativa à furação convencional que, aplicado à indústria de moldes e matrizes, tem grande impacto na competitividade da mesma por garantir níveis altos de qualidade superficial e geométrica, cruciais a essa indústria. Excelente qualidade superficial e a possibilidade de usinar furos com apenas uma ferramenta são algumas das vantagens deste processo. Em relação à usinagem de materiais endurecidos, sua baixa usinabilidade é outro aspecto que compromete a competitividade do segmento de moldes e outros que utilizem destes materiais. Frente aos desafios da usinagem dura, a presente pesquisa objetiva a otimização robusta multi-objetivo do fresamento helicoidal do aço ABNT H13 endurecido (55 HRC) em altas velocidades, de modo a alcançar níveis competitivos de qualidade superficial e aumentar a produtividade do processo de fresamento helicoidal. Foram utilizados o planejamento de experimentos, o projeto de parâmetro robusto com foco no arranjo cruzado, a metodologia de superfície de resposta e o método de restrição normal normalizado melhorado na condução dos experimentos, análise, modelagem e otimização de respostas de interesse. As respostas avaliadas no trabalho foram: a rugosidade média Ra, a rugosidade máxima Rz, a circularidade total Ront, a cilindricidade total Cylt e a taxa de remoção de material MRR. As variáveis de controle utilizadas foram o avanço axial por dente fza, o avanço tangencial por dente fzt e a velocidade de corte vc. Para o projeto de parâmetro robusto foram consideradas como variáveis de ruído o comprimento em balanço da ferramenta lto e a altura medida no furo lb. O efeito das variáveis de controle nas respostas do processo foi discutido, as respostas foram modeladas em função da sua média e relação sinal/ruído, foram realizadas otimizações robustas bi-objetivo e multi-objetivo entre as respostas de qualidade e produtividade, encontradas as soluções Pareto ótimas filtradas e plotadas para exploração do trade-off entres as respostas. Ensaios de confirmação foram conduzidos de modo a avaliar a robustez da solução ótima escolhida em relação às duas variáveis de ruído. De modo geral, o estudo atestou a possibilidade de aumentar a produtividade do fresamento helicoidal, mantendo a qualidade dos furos. Comprovou-se a robustez da circularidade total em relação às duas variáveis de ruído e, confirmou-se para a circularidade total que a média dos ensaios de confirmação é igual à obtida pelo modelo de média.Otimização Robusta do Fresamento Helicoidal em Altas Velocidades do Aço ABNT H13 Endurecidoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisItajubáUniversidade Federal de Itajubá113 p.fresamento helicoidalaço ABNT H13 endurecidometodologia de superfície de respostaprojeto de parâmetro robustométodo de restrição normal normalizado melhoradohelical millingAISI H13 hardened steelresponse surface methodologyrobust parameter designenhanced normalized normal constraint methodFERREIRA, João RobertoPEREIRA, Robson Bruno DutraEngenharia de ProduçãoEngenharia de ProduçãoALVIM, Aline CunhaPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia de ProduçãoIEPG - Instituto de Engenharia de Produção e Gestãoporreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEIinfo:eu-repo/semantics/openAccessORIGINALdissertacao_2019023.pdfdissertacao_2019023.pdfapplication/pdf3295246https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1902/1/dissertacao_2019023.pdf8984bfd892592cf7e2c7b3450584db12MD51LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/1902/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52123456789/19022024-02-19 09:35:22.823oai:repositorio.unifei.edu.br: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Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442024-02-19T12:35:22Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false |
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