Análise da integridade superficial e dos parâmetros de corte no processo de torneamento da liga Ti-6Al-4V : usando planejamento de experimentos e um sistema de controle de temperatura por resfriamento de vapor
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Data de Publicação: | 2023 |
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Resumo: | Este estudo investigou a rugosidade (variável de saída) durante o torneamento longitudinal, com fluido de corte pressurizado, da liga de Ti-6Al-4V usando técnicas de design de experimentos (DOE). A velocidade de corte (vc), avanço (f), profundidade de corte (a), temperatura do fluido de corte (T) e raio de ponta da ferramenta (R) são variáveis de entrada, cada uma com três níveis diferentes e a rugosidade como parâmetros de saída. Dentre os aspectos favoráveis desta pesquisa, tem-se a implementação de um sistema de refrigeração acoplado a um torno CNC, cuja finalidade é controlar a temperatura do fluido de corte, com o intuito de aumentar a vida útil da ferramenta. Nesse caso, medindo-se a rugosidade e calculando a incerteza, é possível estudar a influência dos parâmetros de entrada e suas interações no acabamento de cada corpo de prova. Portanto, aplicando essas duas técnicas, analisa-se o modelo matemático que melhor descreve a rugosidade por meio dos parâmetros significativos como a velocidade de corte e avanço. O valor da rugosidade Ra obtido pelo modelo quadrático está mais próximo do valor real, onde se obtém um erro percentual médio absoluto de 6,9%. Já para a rugosidade Rz, o modelo linear é mais satisfatório com erro percentual médio absoluto de 3,8%. Todos os modelos desenvolvidos neste estudo alcançaram confiabilidade superior a 95%. |
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A velocidade de corte (vc), avanço (f), profundidade de corte (a), temperatura do fluido de corte (T) e raio de ponta da ferramenta (R) são variáveis de entrada, cada uma com três níveis diferentes e a rugosidade como parâmetros de saída. Dentre os aspectos favoráveis desta pesquisa, tem-se a implementação de um sistema de refrigeração acoplado a um torno CNC, cuja finalidade é controlar a temperatura do fluido de corte, com o intuito de aumentar a vida útil da ferramenta. Nesse caso, medindo-se a rugosidade e calculando a incerteza, é possível estudar a influência dos parâmetros de entrada e suas interações no acabamento de cada corpo de prova. Portanto, aplicando essas duas técnicas, analisa-se o modelo matemático que melhor descreve a rugosidade por meio dos parâmetros significativos como a velocidade de corte e avanço. O valor da rugosidade Ra obtido pelo modelo quadrático está mais próximo do valor real, onde se obtém um erro percentual médio absoluto de 6,9%. Já para a rugosidade Rz, o modelo linear é mais satisfatório com erro percentual médio absoluto de 3,8%. Todos os modelos desenvolvidos neste estudo alcançaram confiabilidade superior a 95%.CAPESThis study investigated the roughness (output variable) during longitudinal lathing with pressurized cutting fluid, of a Ti-6Al-4V alloy using design of experiments (DOE) techniques. Cutting speed (vc), feed rate (f), cut depth (a), cutting fluid temperature (T), and tool tip radius (R) were input variables, each with three different levels. Surface roughness was the output variable. Among the favorable aspects of this study was the implementation of a cooling system coupled to a CNC lathe, whose purpose was to control the temperature of the cutting fluid to increase tool life. In this case, by measuring the roughness and calculating the uncertainty, it was possible to study the influence of the input parameters and their interactions on the finishing of each test specimen. By applying these two techniques, the mathematical model that best describes the roughness through the significant parameters, such as cutting speed and feed rate, was analyzed. The roughness value Ra, obtained by the quadratic model, is closest to the real value, with an average absolute percentage error of 6.9%. For the roughness Rz, the linear model is more satisfactory, with a mean absolute error of 3.8%. All models developed in this study achieved reliability greater than 95%.porUniversidade Federal de PernambucoPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AeroespacialUFPEBrasilAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessEngenharia aeroespacialLiga Ti-6Al-4VDesign de experimentosSistema de refrigeraçãoRugosidade superficialTorneamento CNCAnálise da integridade superficial e dos parâmetros de corte no processo de torneamento da liga Ti-6Al-4V : usando planejamento de experimentos e um sistema de controle de temperatura por resfriamento de vaporinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesismestradoreponame:Repositório Institucional da UFPEinstname:Universidade Federal de Pernambuco (UFPE)instacron:UFPEORIGINALDISSERTAÇÃO Luis Henrique da Costa Araujo.pdfDISSERTAÇÃO Luis Henrique da Costa Araujo.pdfapplication/pdf1785040https://repositorio.ufpe.br/bitstream/123456789/56171/4/DISSERTA%c3%87%c3%83O%20Luis%20Henrique%20da%20Costa%20Araujo.pdf93144cd67d626d9a042e8c6824b8f107MD54CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; 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