Título

OTIMIZAÇÃO DO PROCESSO DE FRESAMENTO E ANÁLISE DE TENSÕES RESIDUAIS NA LIGA Ti6Al4V

OPTIMIZATION OF FACE AND DIVE MILLING PROCESSES USING INTERCHANGEABLE INSERTS ON Ti6Al4V

Autoria

Osmar Roberto Bagnato; Bruno de Cristo; Miqueias Vieira; Matheus Vellon Alves; Roosevelt Droppa Júnior

DOI

10.5151/1516-392X-24655

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Resumo

Este trabalho apresenta um estudo do desgaste de insertos e tensões residuais em diferentes estratégias de entrada de ferramenta no fresamento da liga Ti-6Al-4V. Esta liga possui propriedades mecânicas que a torna ideal para aplicações onde é necessária uma ótima relação resistência-peso. O objetivo é reduzir o desgaste dos insertos no processo de fresamento e analisar as tensões residuais na usinagem da liga Ti-6Al-4V. A integridade superficial do material após a usinagem deve ser conhecida já que esta liga é utilizada em aplicações criticas. Quatro estratégias de entrada foram estudadas, sendo que no faceamento foi utilizada a entrada por rolagem e a frontal reta e no fresamento de cavidade foi utilizado mergulho reto e em rampa. Em todos os ensaios foram utilizados os mesmos parâmetros de usinagem. As tensões residuais foram medidas por difração de raios-X (Luz Sincrotron), pelo método sin²?, utilizando um difratômetro de raios-X instalado no LNLS. No faceamento a estratégia por rolagem mostrou uma importante redução do desgaste e uma pequena redução da tensão residual quando comparada com a estratégia frontal reta. No fresamento de cavidades a estratégia de mergulho reto mostrou um inesperado aumento do desgaste e uma significativa redução da tensão residual quando comparada com o mergulho em rampa. Todas as tensões residuais encontradas foram compressivas. As tensões residuais encontradas em todos os experimentos se mostraram favoráveis a aplicações sujeitas à fadiga.

 

This work presents a study of the inserts wear and residual stresses at different tool entry strategies in milling of Ti6Al4V alloy. This alloy has mechanical properties that make it ideal for applications where great strength to weight ratio is needed, like in aerospace industry. However, there is still a great difficulty in manufacturing this alloy, which increases production costs. In order for the application of this alloy to be competitive it is necessary to have a strong optimization of the machining process. The aim of this work is to reduce inserts wear in titanium milling process and analyze the residual stresses in machining of Ti6Al4V alloy. The surface integrity of the material after machining should be analyzed because this alloy is used in critical applications. Previous work proved that it is possible to obtain better results in terms of the amount of material removed and optimizing machining times entry strategies in face milling and diving in pocket milling in different materials and it is known that the machining process influences the residual stresses of the processed surface. Four tool entry strategies were studied. On face milling, the straight and roll-in entry was used and on pocket milling straight plunge and ramp dive. All experiments considered the same machining parameters (feed, cutting speed and depth of cut). The surface residual stresses were measured by X-ray diffraction (Synchrotron Radiation) by sin ² ?, using an X-ray diffractometer installed at LNLS. On face milling the roll-in strategy showed a significant reduction in flank wear and a small reduction in residual stress if compared with the straight entry strategy. Pocket milling straight plunge strategy showed an unexpected increase in flank wear and a significant reduction of residual stress when compared with the ramp strategy. All superficial residual stresses found in the experiments were compressive. It is concluded that the roll-in strategy provides insert consumption reduction, and straight plunge strategy showed no improvement regarding of wear. Residual stresses found in all experiments were beneficial to the application when subjected to fatigue.

Palavras-chave

Usinagem; Titânio; Desgaste; Tensão residual

Machining; Milling; Wear; Titanium; Residual Stress; Synchrotron