Publicação: Fresamento de canais da liga de alumínio aeronáutico
7075-T7
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CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA
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Resumo
Todo projeto de fabricação por usinagem convencional tem como propósito uma peça
acabada com dimensões ideais, cotadas com tolerâncias dimensionais. Quanto mais
estreitas forem estas tolerâncias, maiores serão os tempos e os custos de fabricação. Para
reduzir custos é interessante obter maior precisão e melhor acabamento com um único
processo de usinagem. Sabe-se que o calor gerado no processo de usinagem é dissipado
pelas partes envolvidas no processo (cavaco, ferramenta, peça e ambiente) e a distribuição
da dissipação depende das condições de corte, principalmente da velocidade de corte. A
relação entre o calor gerado e o calor dissipado é conhecida como balanço energético. Se o
calor dissipado pela peça for menor, possivelmente a deformação da peça por dilatação
térmica será igualmente reduzida. O objetivo deste trabalho é avaliar a influência dos
parâmetros de corte (vc, fz, ap), do espaçamento entre os canais e do uso de sistemas lubrirefrigerantes
(MQF, SECO e JORRO), na precisão dimensional, e no acabamento da
superfície, em peças de uma liga de alumínio aeronáutico 7075 - T7 (liga de alumínio-zincomagnésio
tratada termicamente), no processo de fresamento de topo (abertura de canais),
usando ferramentas de metal duro. As baterias de testes foram propostas baseando-se em
técnicas de planejamento experimental e posteriormente foram avaliadas com quadros de
ANOVA com 95% de confiabilidade. A temperatura desenvolvida no fundo dos canais e a
vibração da peça foram capturadas por sensor infravermelho e acelerômetro,
respectivamente. Para tanto, foram utilizadas técnicas de superfícies de resposta e mínimos
quadrados. Os resultados mostraram que dos parâmetros investigados, apenas o fluido de
corte aplicado na condição MQF aumentou a precisão dimensional. A taxa de avanço teve
grande influência negativa no acabamento da superfície dos canais e altas velocidades de
corte reduziram a rugosidade. A temperatura na peça diminuiu com o aumento das
velocidades de avanço. A potência e a vibração do sistema aumentaram proporcionalmente
com o aumento da velocidade e da profundidade de corte.
Abstract
Every single design of manufacturing by conventional machining targets a finish part with
ideal dimensions within acceptable tolerances. The smaller the tolerances the higher the
machining time and the costs involved. In order to reduce costs it is interesting to obtain
higher accuracy and better surface finishing with only one machining process. The heat
generated during machining is dissipated through the parts involved (chip, tool, workpiece
and atmosphere) and the distribution depends on the cutting conditions, mainly on the cutting
speed. The relationship between the heat generated and dissipated is known as energetic
balance. If the heat dissipated through the workpiece is reduced, the thermal expansion will
also be diminished and therefore the dimensional accuracy will be higher. The main objective
of the present work is to evaluate the influence of the cutting parameters (vc, fz, ap), the
distance among the slots opened and the cooling-lubrifying system (MQL, Dry and overhead
flood cooling) on the dimensional accuracy and on the surface roughness of 7075 - T7
aerospace aluminium alloy workpieces (heat treated Al-Zn-Mg alloy) when end milling small
slots with integral cemented carbide tools. The experimental tests carried out following a
Design of Experiment (DOE) and the results were based on Variance Analysis Technique
(ANOVA) with 95% of confidence. The temperature of the bottom surface of the slots and the
workpiece vibration controlled by an infrared sensor and an accelerometer, respectively.
Surface response method and minimum square techniques were used for the optimization
process. The results showed that among the in-put variables only the cutting fluid applied in
the MQL manner improved the dimensional accuracy. The feed rate has had great negative
influence on the surface roughness of the slots and high cutting speeds has reduced it. The
workpiece temperature was diminished when the feed velocity was increased. The power
consumption and vibration of the system increased proportionally with the increase of cutting
speed and deep of cut.
Palavras-chave
Fresamento de topo, Acabamento da superfície, Precisão dimensional, Balanço energético, End milling, Surface finish, Dimensional accuracy, Energetic balance, Fresagem (Trabalhos em metal), Metais - Corte
Citação
SUAREZ, Mauro Paipa. Slots milling of aeronautic aluminum 7075-T7. 2008. 149 f. Dissertação (Mestrado em Engenharias) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2008.