Otimização Robusta do Torneamento do Aço ABNT 52100 Endurecido

Abstract

Grande parte das estratégias utilizadas para modelar e otimizar a rugosidade em processo de usinagem negligencia os efeitos do desgaste da ferramenta, conduzindo a configurações otimizadas inadequadas. O desgaste se comporta como uma variável incontrolável do processo (ruído) e induz uma variabilidade indesejável no valor médio da rugosidade. Para que o processo de torneamento duro seja aceito e utilizado pela indústria como uma alternativa à retificação cilíndrica, ele deve ser robusto e preciso em seu desempenho. Neste sentido, este trabalho explora uma abordagem híbrida multi-objetivo na otimização do processo de torneamento do aço ABNT 52100 endurecido, em que emprega-se o Projeto de Parâmetro Robusto Multiobjetivo, aliado a Metodologia de Superfície de Resposta, Análise de Componentes Principais, Erro Quadrático Médio Multivariado (EQMM) e o Método da Interseção Normal a Fronteira (NBI). O objetivo desta abordagem é determinar os parâmetros de corte (Vc, f e ap) capazes de minimizar a distância entre um valor real da rugosidade (Ra e Rt) e um valor desejado (alvo), enquanto mantém a variância causada pela variável de ruído (desgaste de flanco) o mais baixo possível. Através da estratégia de otimização adotada, foi possível encontrar configurações ótimas para os parâmetros de corte que promovem rugosidades comparáveis a retificação e com baixa variabilidade. A otimização propôs um setup com Vc = 151,9 m/min, f = 0,077 mm/rev e ap = 0,208 mm. Nesta configuração, os valores médios para Ra e Rt são 0,255 μm e 1,725 μm, respectivamente, e o desvio padrão de Ra e Rt é 0,045 μm e 0,095 μm, respectivamente. Experimentos de confirmação foram realizados, os quais validaram a eficiência da metodologia adotada.