Modelagem e Otimização do Fresamento Helicoidal para Obtenção de Furos na Liga de Titânio Ti-6Al-4V
Fresamento helicoidal; liga de titânio, metodologia de superfície de resposta, Otimização multiobjetivo evolutiva, Ti-6Al-4V
O processo de fresamento helicoidal, tem sido explorado na produção de furos para diversas indústrias, destacando-se as biomédica e aeroespacial. Devido a alta precisão exigida e a dificuldade de usinagem da liga de titânio Ti-6Al-4V, os parâmetros de corte necessitam ser definidos a fim de se obter níveis de qualidade e precisão aceitáveis para tais aplicações. O fresamento helicoidal, quando comparado à furação convencional, é recomendado por apresentar baixos níveis de esforços de corte, melhor qualidade devido à cinemática do processo. Neste trabalho, o principal objetivo foi estudar o fresamento helicoidal para obtenção de furos na liga de titânio Ti-6Al-4V. Para tal, foi utilizado um planejamento Box Behnken Design (BBD), viabilizando a obtenção de modelos de regressão de segunda ordem passíveis de otimização, em função dos parâmetros de corte do fresamento helicoidal, sendo eles, os avanços axial e tangencial por dente e a velocidade de corte. Foram avaliadas as respostas rugosidade média Ra, circularidade (Ront) e taxa de remoção de material (MRR). Os modelos obtidos para as análises de Ra e Ront apresentaram ajustes de 87,99% e 84,92% sucessivamente, corroborando para uma boa proporção de explicação da variabilidade dos dados, possuindo confiabilidade suficiente para uma maior avaliação dos efeitos das variáveis sobre as respostas apresentadas. Por fim, para otimização, foi utilizado o método de otimização multiobjetivo por estimativa adaptativa da geometria (adaptive geometry estimation based MOEA, AGE-MOEA) para determinar um conjunto de soluções Pareto ótimas para a resposta de acabamento e a taxa de remoção de material. De acordo com a otimização, para minimizar a rugosidade e circularidade simultâneamente, faz-se necessário adotar como avanços: fza = 0,71 µm/dente e fzt = 0,06 mm/dente e uma velocidade de corte: vc = 59,16 mm/min, enquanto que para uma maior produtividade, tem-se: fza = 1,20 µm/dente e fzt = 0,07 mm/dente e uma velocidade de corte: vc = 58,51 mm/min. Conforme analisado, através das imagens de microscopia eletrônica de varredura (MEV), foi possível concluir que para os níveis baixos de fza, somada a uma baixa velocidade de corte, observou-se uma qualidade superficial inferior devido ao arraste e adesão de material removido, como consequência da dificuldade de avacuação do cavaco.