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ORCID:  http://orcid.org/0000-0002-0481-3936
Document type: Tese
Access type: Acesso Aberto
Title: Investigação experimental do microfresamento da liga de titânio Ti-6Al-4V
Alternate title (s): Experimental investigation of micromilling of Ti-6Al-4V titanium alloy
Author: Santos, Aline Gonçalves dos
First Advisor: Silva, Márcio Bacci da
First member of the Committee: Guimarães, Gilmar
Second member of the Committee: Fiocchi, Arthur Alves
Third member of the Committee: Souza, Adriano F.
Fourth member of the Committee: Alves, Salete Martins
Summary: A microusiangem tem ganhado maior visibilidade ao longo do tempo, devido às tendências que as indústrias estão apresentando de produzirem peças com pequenas dimensões, sendo a biomedicina uma das principais áreas que demandam componentes cada vez menores. Nesse contexto, o microfresamento de biomateriais se apresenta como um importante processo. Diante disso, o presente trabalho foi desenvolvido com o principal objetivo de investigar experimentalmente o microfresamento da liga de titânio Ti-6Al-4V. Para tanto, foram analisados a temperatura de usinagem, o desgaste de ferramenta, a formação de rebarbas, a qualidade da superfície, a morfologia dos cavados gerados e a influência do avanço na qualidade dos canais microfresados. Além disso, a simulação do processo foi realizada, utilizando o programa AdvantEdgeTM. Para execução dos ensaios experimentais, utilizou-se uma microfresadora CNC e microfresas com diâmetro nominal de 400 µm, de metal duro, tanto revestida com AlCrN, quanto sem revestimento. Termopares tipo-T foram soldados na superfície da peça para medição da temperatura na sua superfície. A evolução do desgaste foi realizada por meio da redução do diâmetro da microfresa. As rebarbas foram quantificadas, utilizando uma metodologia desenvolvida no presente trabalho e a rugosidade foi medida por meio de um perfilômetro. Os resultados mostraram que a temperatura aumenta do lado discordante para o lado concordante e que esta variável se torna maior com o desgaste de ferramenta. A adesão e o microlascamento foram os principais mecanismos de desgaste identificadas. Constatou-se que o ângulo de posição secundário maior auxilia na redução do desgaste de flanco na superfície secundária de folga. As rebarbas foram maiores no lado concordante do canal. Ao empregar a ferramenta sem revestimento, a rugosidade apresentou a tendência de diminuir com o comprimento usinado. Com a ferramenta revestida, não foi constatada mudança no valor da rugosidade com o desgaste de ferramenta. Foram identificados cavacos contínuos e em forma de esfera. Também, foi definido um intervalo de valores para o avanço que proporciona melhor rugosidade ao analisar o Ra, Rq, Rt, Rz, Rsk e Rku, nas condições analisadas, sendo este de 0,20 a 0,30 µm/dente.
Abstract: Micro-Machining has gained greater visibility over time, due to the trends that industries are showing to produce small parts, being biomedicine one of the main areas that demand smaller components. In this context, micromilling of biomaterials is an important process. Therefore, the present work was developed with the main objective of experimentally investigating the micro-milling of the Ti-6Al-4V titanium alloy. For this, the machining temperature, the tool wear, the formation of burrs, the surface quality, the morphology of the chips and the influence of the feed per tooth on the quality of the microchannels were analyzed. In addition, the process simulation was performed using the AdvantEdgeTM program. For the performance of the experimental tests, a four-axis CNC micro-milling machine and a carbide-coated and uncoated carbide with nominal diameter of 400 µm were used. T-type thermocouples were welded to the workpiece surface for maximum temperature measurement during the process. To evaluate the wear by reducing the diameter of the micromill, images have been taken after each test using the Scanning Electron Microscope (SEM). Burrs were quantified using a methodology developed in the present work and roughness was measured by means of a profilometer. The results showed that the temperature increases from the up milling to the down side and that this variable becomes larger with tool wear. Adhesion and microchipping were the main forms of wear identified. The larger minor cutting edge angle was found to help reduce flank wear on the minor clearance surface. The burrs were larger on the down side of the channel. When employing the uncoated tool, the roughness tended to decrease with the machined length. With the coated tool, no change in roughness value was observed with tool wear. Continuous and spheroidals chips were identified. Also, it was defined a range of values for the advance that provides better roughness when analyzing the Ra, Rq, Rt, Rz, Rsk and Rku, under the analyzed conditions, being from 0.20 to 0.30 µm / tooth.
Keywords: Microfresamento
Liga Ti-6Al-4V
Temperatura
Desgaste
Qualidade superficial
Rebarba
Cavaco
Engenharia mecânica
Micromilling
Ti-6Al-4V alloy
Temperature
Wear
Surface quality
Burr
Chip
Area (s) of CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal de Uberlândia
Program: Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica
Quote: SANTOS, Aline Gonçalves dos. Investigação experimental do microfresamento da liga de titânio Ti-6Al-4V. 2020. 135 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, 2020. Disponível em: http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2020.19
Document identifier: http://doi.org/10.14393/ufu.te.2020.19
URI: https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/29023
Date of defense: 11-Feb-2020
Appears in Collections:TESE - Engenharia Mecânica

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