Avaliação da força de usinagem e do acabamento superficial gerados no torneamento de TI-6AL-4V sob condições de lubrirrefrigeração ambientalmente amigáveis

Abstract

Ti-6Al-4V é uma liga de titânio alfa-beta contendo alumínio e vanádio em sua composição, que possui uma excelente combinação de resistência e tenacidade combinada com excelente resistência à corrosão. Porém, apresenta baixa usinabilidade, principalmente devido à baixa condutividade térmica e alta afinidade química com a ferramenta de corte. Assim, o objetivo deste trabalho é investigar a força de usinagem e a rugosidade da superfície usinada e encontrar os melhores parâmetros de corte para o torneamento do Ti-6Al-4V ao utilizar técnicas de lubrirrefrigeração ambientalmente amigáveis: ar comprimido resfriado e mínima quantidade de lubrificação. Os parâmetros de corte foram combinados para cada condição lubrirrefrigerante usando o projeto de experimentos Box-Behnken de três fatores em três níveis. A análise de variância apontou que a profundidade de corte é o parâmetro que mais influencia a força de usinagem e que o avanço é o parâmetro mais significativo sobre a rugosidade. As otimizações multivariadas resultaram em níveis de velocidade de corte médios combinados com baixos níveis de avanço e profundidade de corte para ambas as condições lubrirrefrigerantes.

Ti-6Al-4V is an alpha-beta titanium alloy containing aluminum and vanadium in its composition, which has an excellent combination of strength and toughness combined with excellent corrosion resistance. However, it has low machinability mainly due to the low thermal conductivity and high chemical affinity with the cutting tool. Thus, this work aims to investigate the machining force and surface roughness and find the best cutting parameters for turning Ti-6Al-4V using environmentally friendly lubricooling techniques: cooled-compressed air and minimum quantity lubrication. The cutting parameters were combined for each lubricooling condition using the 3-factor 3-level Box-Behnken design of experiments. The variance analysis pointed that the depth of cut is the parameter that most influences the machining force and that the feed rate is the most significant parameter on the surface roughness. Multivariate optimizations resulted in a medium cutting speed level combined with low feed rate and depth-of-cut levels for both lubricooling conditions.