Avaliação do acabamento gerado por fresamento em chapas de MDF a partir de diferentes combinações de parâmetros de corte

Abstract

O fresamento é um processo de fabricação por usinagem muito utilizado na indústria de móveis com obtenção de acabamento superficial de qualidade. Isso faz com que haja uma busca contínua por otimização visando melhorias na qualidade da peça fresada, redução do tempo de usinagem e diminuição dos desgastes das ferramentas de corte. Esta necessidade de um melhor acabamento se deve à importância visual da peça e também à qualidade requerida nos processos posteriores de montagem. Apesar disso, existem poucos trabalhos específicos tratando do processo de fresamento em MDF (medium density fiberboard) utilizando máquinas com comando numérico. Assim, realizou-se uma avaliação experimental do acabamento gerado por fresamento frontal em chapas de MDF com revestimento melamínico e 15 mm de espessura em uma fresadora CNC utilizando quatro fresas cilíndricas helicoidais de metal duro com 8 mm de diâmetro (com ângulo de hélice 10° e 30°; com duas e três arestas de corte). Foram variados o sentido de corte (concordante e discordante), a rotação (12000 e 18000 rpm), a velocidade de avanço (2,7 e 5,4 m/min) e a profundidade de corte axial (8 e 16 mm). Na avaliação quantitativa do acabamento, foram determinadas as rugosidades médias (aritmética e parcial) de cada amostra com o auxílio de um rugosímetro portátil; na qualitativa, foram realizadas análises do corte nas bordas do revestimento melamínico das amostras a partir de um microscópio digital. Com base nos resultados encontrados, concluiu-se que os parâmetros que resultaram em baixos valores de rugosidade e a inexistência de lascamentos no revestimento do MDF foram: fresa com três arestas e ângulo de hélice 10° no corte discordante utilizando rotação de 12000 rpm e velocidade de avanço de 2,7 m/min em apenas um passe com 16 mm de profundidade.

Milling is a machining process that is widely used in the furniture industry with a superior surface finish. This causes a continuous search for optimization aiming at improvements in the quality of the milled part, reduction of machining time and reduction of the cutting tool wear. This need for a better finish is due to the visual importance of the part and also to the quality required in the subsequent assembly processes. Despite this, there are few specific studies focus on MDF (Medium Density Fiberboard) milling process using Computerized Numerical Control (CNC) machines. Thus, an experimental evaluation of the finish generated by frontal milling of MDF sheets with melamine coating and 15 mm thickness was carried out on a CNC mill using four cylindrical helical carbide cutters with 8 mm diameter (with a helix angle of 10° and 30°, with two and three cutting edges). The cutting direction (concordant and discordant), rotation (12000 and 18000 rpm), feed rate (2.7 and 5.4 m/min) and axial depth of cut (8 and 16 mm) were varied. In the quantitative evaluation of the finishing, the roughness average (arithmetic and partial) of each sample was determined by a portable roughness tester; in qualitative analysis, the cut edges of the melamine coating of the samples were analyzed by digital microscope. Based on the results, it was concluded that the parameters resulting in low roughness values and the absence of chipping in the MDF coating were: three-edged cutter and 10° propeller angle in the discordant cut using 12000 rpm rotation and feed rate of 2.7 m/min in only one pass with 16 mm of depth.