Otimização Robusta do Fresamento Helicoidal para o Alargamento de Furos em Aluminio 7075

Abstract

O uso da otimização como ferramenta para a obtenção de melhoria em processos de fabricação vem sendo aplicada de diversas formas na literatura. Percebe-se que alguns métodos são mais explorados do que outros como é o caso da otimização robusta. Tem-se que o uso de métodos robustos quando comparados aos não robustos, é pouco difundido visto o menor número de publicações nesse contexto. Adicionalmente pode-se dizer que esse número é ainda menor quando o objeto de estudo apresenta complexidades, tal como o fresamento. A otimização robusta considera as incertezas envolvidas no processo, sendo assim necessário maior conhecimento das variáveis de ruído presentes no processo. Nesse contexto, o objeto de estudo foi definido como sendo o alargamento de furos por fresamento helicoidal, visto a complexidade do processo. O fresamento helicoidal normalmente é utilizado como uma alternativa ao processo de furação convencional, principalmente em materiais difíceis de usinar, podendo ser aplicado em operações de desbaste e acabamento. Muito é discutido sobre as vantagens do fresamento helicoidal na furação, porém há pouca informação sobre os efeitos deste processo em operações de acabamento, tal como o alargamento de furos. Desta forma, o presente trabalho tem por objetivo realizar a otimização robusta do fresamento helicoidal para alargamento de furos em alumínio 7075, considerando como variável de ruído o comprimento em balanço da ferramenta. Para tal, foram consideradas as variáveis de controle avanço axial por dente, avanço tangencial por dente, velocidade de corte e, de acordo com a qualidade do produto, foram avaliadas respostas de acabamento superficial, erro de forma e esforços de corte. A modelagem foi estruturada em cima do projeto de parâmetro robusto por arranjo combinado, visto o desejo de estudar as interações das variáveis de controle com a de ruído, mediando um CCD. Sabendo da existência de correlação, foi então aplicada à análise de componentes principais com intuito de reduzir a dimensionalidade do problema e manter a estrutura de correlação. Estas respostas foram modeladas e então definidas as equações de média e variância, que permitiram as otimizações individuais, biobjetivo e multiobjectivo através do erro quadrático médio ponderado e interseção normal a fronteira. De forma geral, o processo alcança baixos valores de rugosidade, erro de forma e força. Pode-se dizer que o ruído é significativo para as respostas e que está diretamente ligado ao erro de forma, visto que maiores comprimentos em balanço produzem maiores desvios de circularidade. O ponto ótimo escolhido para confirmação da otimização, garante um processo insensível à variação do ruído, alcançando valores em torno de 7 μm e 21 N respectivamente para circularidade, força radial.