DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS ROBUSTOS PARA OTIMIZAÇÃO DA RUGOSIDADE Ra NO FRESAMENTO DE TOPO DO AÇO ABNT 1045

Transcrição

1 7º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO 7 th BRAZILIAN CONGRESS ON MANUFACTURING ENGINEERING 0 a 4 de mao de 013 Penedo, Itataa RJ - Brasl May 0 th to 4 th, 013 Penedo, Itataa RJ Brazl DETERMINAÇÃO DE PARÂMETROS ROBUSTOS PARA OTIMIZAÇÃO DA RUGOSIDADE Ra NO FRESAMENTO DE TOPO DO AÇO ABNT 1045 Tarcíso Gonçalves de Brto, engtarc.gb@g.com.br 1 João Roberto Ferrera, jorofe@unfe.edu.br 1, Anderson Paulo de Pava, andersonppava@unfe.edu.br José Henrque de Fretas Gomes, ze_henrquefg@yahoo.com.br Paulo Henrque da Slva Campos, paulohcamposs@hotmal.com Rogéro Santana Peruch, rogeroperuch@yahoo.com.br 1 Insttuto de Engenhara Mecânca, Unversdade Federal de Itajubá, Itajubá, Mnas Geras, Brasl Insttuto de Engenhara de Produção e Gestão, Unversdade Federal de Itajubá, Itajubá, Mnas Geras, Brasl Resumo: A ndústra metal mecânca é caracterzada pela elevada qualdade em seus compon entes, sendo a usnagem responsável por uma parcela consderável de busca por melhoras em seus produtos. Na fabrcação de peças para o setor, o emprego do aço ABNT 1045 destaca-se pelas suas boas propredades mecâncas e baxo custo. No entanto, as superfíces das peças apresentam rregulardades quando observadas em detalhes, sendo estas rregulardades provocadas por sulcos ou marcas dexadas pela ferramenta. Sendo assm, este trabalho enfoca a aplcação de um método expermental para determnar as condções ótmas da rugosdade superfcal Ra no fresamento de topo do aço ABNT Para sso, desenvolveu-se um modelo matemátco utlzando o projeto de parâmetros robustos (Robust Parameter Desgn RPD), através de um arranjo combnado que consderou quatro varáves de controle e três varáves de ruído. As varáves de controle analsadas foram o avanço por dente, profunddade de corte, velocdade de corte e largura de corte. As varáves de ruído ncluíram o desgaste de flanco da ferramenta, concentraçã o do fludo de corte e vazão do fludo de corte. A partr da modelagem dual do processo, a otmzação fo baseada na mnmzação do erro quadrátco médo. Os resultados mostraram que o método utlzado fo efcente para a estmatva dos parâmetros robustos da rugosdade Ra, otmzada com um valor médo de 0,81 m e varânca de 0,005 m. Palavras-chave: Fresamento de topo, Projeto robusto, Metodologa de Superfíce de Resposta, Arranjo combnado, Otmzação. 1. INTRODUÇÃO O fresamento é um processo que se dferenca das demas operações de usnagem prncpalmente por apresentar as mas varadas formas e geometras possíves de serem geradas (Dnz et al., 008). No entanto, um aspecto crítco para o processo dz respeto aos dversos tpos de desgas te e avaras das ferramentas de corte, que consequentemente dmnuem sua vda útl, além de possuírem nfluênca dreta sobre os custos e o acabamento da peça usnada (Sandvk, 011; Davm, 008; Teles, 007; Ferrares, 1970). Na medda em que o desgaste das ferramentas se caracterza como uma varável de dfícl controle, a busca por condções de fresamento que propcem um melhor acabamento superfcal e uma melhor ntegrdade da superfíce usnada tem sdo o alvo dos trabalhos de város pesqusadores (Kopac and Krajnk, 007; Reddy and Rao, 005; Ghan et al., 004). Em relação às demas varáves do processo, o uso de fludos de corte em operações de fresamento também tem sdo estudado com grande ntensdade. Os fludos de corte atuam na refrgeração do cavaco, ferramenta e peça, sobretudo quando o processo opera em altas velocdades de corte. Outras vantagens da utlzação dos fludos de corte ncluem a lubrfcação da regão usnada, a redução da força de corte, a melhora da vda da ferramenta, do acabamento superfcal e da precsão dmensonal da peça, e a proteção da superfíce usnada devdo à quebra e transporte dos cavacos (Tawakol et al., 010; Machado et al., 009; Dnz et al., 008; Trent and Wrght, 000). Entretanto, o emprego dos fludos de corte pode estar sujeto a varações ncontroladas em sua concentração e vazão de operação, o que, de certa forma, pode acabar nfluencando a qualdade fnal do produto usnado. Portanto, consderando que os resultados do processo de fresamento, mutas vezes representados pelo acabamento superfcal, podem ser afetados por varações nerentes às ferramentas e ao fludo de corte, torna-se de grande relevânca que a operação seja confgurada para responder com o mínmo de sensbldade a tas varações. Ne sse contexto, este Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013

2 7º C ON GR E SS O B R A SI L EI R O D E EN G EN H A R I A D E F A B R I C A Ç Ã O 0 a 4 d e M a o d e P en e d o, I ta t a a - R J trabalho tem como objetvo a determnação de parâmetros robustos para a otmzação da rugosdade Ra no fresamento de topo do aço ABNT Dado que o aço ABNT 1045 é vsto como um materal relevante para a ndústra metal mecânca (possu boas propredades mecâncas e baxo custo) deseja-se obter um ajuste ótmo para as varáves de controle de modo que a rugosdade méda seja a menor possível e apresente o mínmo de varabldade em relação às nconsstêncas observadas nas ferramentas e no fludo de corte. Sendo assm, a otmzação robusta fo desenvolvda através da mnmzação do erro quadrátco médo construído para a rugosdade Ra, sendo as equações de méda e varânca desenvolvdas a partr de um arranjo combnado projetado para expermentos com quatro varáves de controle (avanço por dente, profunddade de corte, velocdade de corte e largura de corte) e três ruídos (desgaste de flanco da ferramenta, concentração do fludo de corte e vazão do fludo de corte). A estratéga utlzada para a modelagem e otmzação do fresamento de topo consderado neste trabalho é apresentada em maores detalhes na seção segunte.. PROJETO DE PARÂMETROS ROBUS TOS O projeto de parâmetros robustos (Robust Parameter Desgn RPD), segundo Montgomery (005), é uma abordagem para a análse e melhora de processos cujo foco é a determnação dos níves das varáves de controle vsando os seguntes objetvos: (1) garantr que a méda das respostas do processo se estabeleça em um nível desejado (alvo) e () garantr que a varabldade em torno dos valores alvo seja a menor possível. Quanto às técncas utlzadas para a modelagem e análse dos dados, Montgomery (005) afrma que a Metodologa de Superfíce de Resposta tem se mostrado como uma estratéga efcente para a abordagem RPD e, nesse sentdo, o método de análse é desenvolvdo a partr de um dos seguntes arranjos expermentas: os arranjos cruzados ou os arranjos combnados. Para o presente trabalho, a estratéga expermental fo baseada em um arranjo combnado. Os arranjos combnados são defndos como o sequencamento de expermentos nos quas as varáves de ruído, para fns de expermentação, são tratadas como varáves de controle e, dessa forma, varáves de controle e ruídos são combnadas em u m únco arranjo expermental. Com sso, a partr das nformações coletadas nos expermentos, torna-se possível a construção de um modelo de superfíce de resposta que relacona as varáves de controle, os ruídos e suas respectvas nterações. A Eq. (1) descreve o modelo de segunda ordem desenvolvdo a partr de um arranjo combnado. k 1 k 1 j r 1 y( x, z) x x x x z x z (1) 0 onde: y Resposta de nteresse x Varáves de controle z Varáves de ruído β 0, β, β, β j,, j Coefcentes a serem estmados k Número de varáves de controle r Número de varáves de ruído Erro expermental j j k r 1 j1 Na Eq. (1), os coefcentes β 0, β, β, β j, e j são estmados através do Método dos Mínmos Quadrados Ordnáros (Ordnary Least Squares OLS). Uma vez que o modelo de superfíce de resposta representado pela Eq. (1) fo estabelecdo, a equação para a méda da resposta y pode ser extraída dretamente do modelo combnado. Para sso, utlza-se o segunte crtéro: j j k k y) f ( ) 0 x x 1 1 j ( x x x () j j O modelo de varânca é desenvolvdo utlzando o prncípo da propagação de erro, através da segunte dervação: r y( x, z) ( y) z 1 z (3) Para a Eq. (3), Montgomery (005) sugere adotar 1 e a varável corresponde ao erro resdual (MS) do Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013 z modelo de superfíce de resposta descrto na Eq. (1). Uma observação mportante sobre as Eqs. () e (3) é que os modelos de méda e varânca descrevem a resposta y apenas como função das varáves de controle x, possbltando, assm, que o processo seja confgurado para que a varabldade transmtda pelas varáves de ruído seja a menor possível. Com o desenvolvmento das equações de méda e varânca, a otmzação dual do processo pode ser conduzda empregando-se as dversas técncas de otmzação de múltplos objetvos dsponíves na lteratura. Neste trabalho, utlzou-se o conceto do erro quadrátco médo (EQM), que é apresentado por Köksoy (006) como a soma da varânca com a dferença quadrátca entre a méda da resposta e o seu valor alvo. Sendo assm, a mnmzação do erro

3 7º C ON GR E SS O B R A SI L EI R O D E EN G EN H A R I A D E F A B R I C A Ç Ã O 0 a 4 d e M a o d e P en e d o, I ta t a a - R J quadrátco médo garante, então, que o valor médo da resposta se estabeleça o mas próxmo possível do seu alvo, apresentando ao mesmo tempo o mínmo de varabldade. Tal otmzação é obtda a partr da segunte formulação: T Mnmzar EQM( y) ( y) Ty ( y) (4) Sujeto a : x x onde: EQM (y) Erro quadrátco médo da resposta y (y) Modelo para a méda da resposta y T Alvo da resposta y y ( y) Modelo para a varânca da resposta y T x x Restrção esférca para o espaço expermental α,88 Vale destacar que o conceto do erro quadrátco médo tem sdo empregado para a otmzação robusta de dferentes processos de fabrcação, como pode ser observado em Pava et al. (01) e Gomes et al. (01). Para a determnação dos parâmetros robustos otmzados, resolve-se o problema defndo pela Eq. (4) através do emprego de algortmos de otmzação. O algortmo Gradente Reduzdo Generalzado (GRG) (Rao, 1996) fo utlzado neste trabalho para este propósto. 3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL Para a coleta dos dados, expermentos de fresamento de topo do aço ABNT 1045 foram planejados através de um arranjo combnado. Dessa forma, um arranjo composto central (central composte desgn CCD) fo crado para sete varáves, sendo quatro delas as varáves de controle e três as varáves de ruído. Consderando que os níves extremos das varáves de ruído (pontos axas) foram desconsderados, conforme recomendado por Montgomery (005), e adotando 10 expermentos para os pontos centras, o arranjo combnado fcou então composto por 8 expermentos. A Tab. 1 e a Tab. apresentam as varáves de controle e os ruídos do processo, juntamente com os seus respectvos níves de operação. Tabela 1. Varáves de controle e seus níves. Parâmetros de fresamento Undade Notação Níves -, ,88 Avanço por dente mm/dente fz 0,01 0,10 0,15 0,0 0,9 Profunddade de corte mm ap 0,064 0,750 1,15 1,500,186 Velocdade de corte m/mn Vc Largura de corte mm ae 1,6 15,00 16,50 18,00 0,74 Tabela. Varáves de ruído e seus níves. Ruídos Undade Notação Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013 Níves Desgaste de flanco da ferramenta mm VB 0,00 0,15 0,30 Concentração do fludo de corte % C Vazão do fludo de corte l/mn Q Quanto aos equpamentos utlzados, os expermentos foram conduzdos em um centro de usnagem CNC da marca Fadal, com 15 kw de potênca e rotação máxma de rpm. O materal usnado fo o aço ABNT 1045, forjado em blocos de dmensões 100 x 100 x 300 mm e com dureza méda de 180 HB. A ferramenta utlzada se consttuu de uma fresa de topo códgo R390-05A5-11M, com dâmetro de 5 mm, ângulo de posção r = 90º, haste clíndrca, passo méd o com 3 nsertos e fxação mecânca por pnça. Os nsertos foram de metal d uro ISO P5, códgo R390-11T308M- PM GC 105 (Sandvk-Coromant), revestdos com ntreto de ttâno (TN). Como fludo de corte, empregou -se o óleo sntétco Qumatc MEII. As Fgs. 1 e lustram, respectvamente, o processo de usnagem consderado e a ferramenta de corte.

4 7º C ON GR E SS O B R A SI L EI R O D E EN G EN H A R I A D E F A B R I C A Ç Ã O 0 a 4 d e M a o d e P en e d o, I ta t a a - R J Fgura 1. Fresamento de topo do aço ABNT Fgura. Ferramenta de corte (fresa de topo). A avalação do desgaste da ferramenta fo realzada através de um mcroscópo estereoscópco modelo Magnfcaton, com aumento de 40x e com uma câmera dgtal acoplada para aqusção de magens. O crtéro adotado para o fm de vda da ferramenta fo o desgaste de flanco VB max = 0,30 mm, conforme lustra a Fg. 3. Após o fresamento do bloco de aço ABNT 1045 (sentdo concordante) utlzando os parâmetros defndos pelo arranjo expermental, a rugosdade méda Ra fo medda na superfíce usnada através de um rugosímetro portátl Mtutoyo SJ-01 M/P (Fg. 4). A medção de Ra ocorreu em três pontos do bloco, sendo um no centro e um em cada extremdade, a fm de se consderar o valor médo das leturas. Com sso, após a execução e medção de todos os expermentos, fo construída a matrz expermental (Tab. 3), utlzada como fonte de dados para a modelagem e otmzação do processo. Em função da grande quantdade de dados, optou-se por apresentar neste trabalho somente parte da matrz de expermentos. (a) (b) Fgura 3. Avalação do desgaste da ferramenta: (a) ferramenta nova; (b) ferramenta desgastada (fm de vda). Fgura 4. Medção da rugosdade Ra na superfíce usnada. Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013

5 7º C ON GR E SS O B R A SI L EI R O D E EN G EN H A R I A D E F A B R I C A Ç Ã O 0 a 4 d e M a o d e P en e d o, I ta t a a - R J Tabela 3. Matrz expermental. Teste Varáves de controle codfcadas Ruídos codfcados Ra (m) fz ap Vc ae VB C Q , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,100 66, * , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , ,430 Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013

6 7º C ON GR E SS O B R A SI L EI R O D E EN G EN H A R I A D E F A B R I C A Ç Ã O 0 a 4 d e M a o d e P en e d o, I ta t a a - R J 4. RES ULTADOS E DISCUSSÃO A Eq. (5) apresenta o modelo de superfíce de resposta do arranjo combnado escrto em termos das varáves de controle e ruído consderadas neste trabalho. Ra( x, z) fz ap Vc ae fz fzae ap Vc ap ae Vc ae VB C Q fzvb fzq ap VB ap C ap Q VcVB VcC VcQ aevb aec aeq ap 31 1 Vc 33 ae fzap fzc fzvc (5) Na equação anteror, as varáves fz, ap, Vc e ae são expressas em sua forma codfcada. Os coefcentes do modelo foram estmados utlzando o Método dos Mínmos Quadrados Ordnáros (OLS) através do software estatístco Mntab. Sendo assm, chegou-se à segunte expressão: Ra( x, z) 0,689 0,898 fz 0,041ap 0,066Vc 0,004ae 0,493 fz 0,096ap 0,010Vc 0,064ae 0,074 fzap 0,087 fzvc 0,030 fzae 0,039ap Vc 0,018ap ae 0,043Vc ae 0,10VB 0,00C 0,005Q 0,048 fzvb 0,086 fzc 0,04 fzq 0,013ap VB 0,073ap C 0,01ap Q 0,00VcVB 0,034VcC 0,041VcQ 0,05aeVB 0,013aeC 0,05aeQ (6) Incalmente, os coefcentes estmados para a Eq. (5) proporconaram um ajuste do modelo (R adj.) correspondente a 70,08%. Dessa forma, vsando aumentar a capacdade de representação dos dados, o modelo fo corrgdo utlzando a ponderação pelo nverso do quadrado dos resíduos (1/e ). Após a correção, foram obtdos os valores apresentados pela Eq. (6), sendo o novo ajuste gual a 99,9%. Com a construção do modelo para o arranjo combnado, as equações de méda e varânca da rugosdade Ra foram extraídas utlzando as Eqs. () e (3). Tal procedmento gerou os seguntes resultados: ( Ra) 0,689 0,898 fz 0,041ap 0,066Vc 0,004ae 0,493fz 0,096ap 0,010Vc 0,074 fzap 0,087 fzvc 0,030 fzae 0,039ap Vc 0,018ap ae 0,043Vc ae 0,064ae (7) ( Ra) 0,010 0,010 fz 0,00ap 0,004Vc 0,011ae 0,011fz 0,006ap 0,003Vc 0,004ae (8) 0,013fzap 0,004 fzvc 0,005 fzae 0,006ap Vc 0,001ap ae 0,001Vc ae De acordo com o que fo dscutdo na seção, os modelos de méda e varânca desenvolvdos através de um arranjo combnado são escrtos como função apenas das varáves de controle, embora as varáves de ruído sejam testadas em dferentes níves durante os expermentos. No entanto, dado que a dervação da equação de varânca leva em consderação os efetos provocados pelas varáves de ruído, o ajuste das varáves de controle para se ter o mínmo de varabldade garante a robustez do processo em relação a estes efetos. As Fgs. 5 e 6 mostram as superfíces de resposta para a méda e varânca da rugosdade Ra, construídas a partr das Eqs. (7) e (8). Como pode ser observado, todos os gráfcos representados apresentam um ponto de curvatura no qual exste um valor mínmo para a méda e a varânca de Ra. (a) (b) Fgura 5. Superfíces de res posta para a méda de Ra: (a) nteração entre avanço por dente e velocdade de corte; (b) nteração entre profunddade de corte e largura de corte. Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013

7 7º C ON GR E SS O B R A SI L EI R O D E EN G EN H A R I A D E F A B R I C A Ç Ã O 0 a 4 d e M a o d e P en e d o, I ta t a a - R J (a) (b) Fgura 6. Superfíces de res posta para a varânca de Ra: (a) nteração entre avanço por dente e velocdade de corte; (b) nteração entre largura de corte e profunddade de corte. Uma vez que as equações de méda e varânca foram estabelecdas, partu-se para a otmzação do processo através da mn mzação do erro quadrátco médo. No entanto, para a construção da formu lação apresentada pela Eq. (4), tornase necessáro que o valor alvo da rugosdade seja especfcado. A fxação deste valor fo então baseada na otmzação ndvdual do valor médo de Ra, com a mnmzação da Eq. (7). Assm, adotou -se como alvo de Ra o valor de 0,3 m e a formulação do problema fo escrta como: Mnmzar EQM( Ra) ( Ra) 0,3 Sujeto a : fz ap Vc ae 4,0 ( Ra) (9) onde: EQM (Ra) Erro quadrátco médo para a rugosdade Ra (Ra) Modelo para a méda de Ra, descrto na Eq. (7) ( y) Modelo para a varânca de Ra, descrto na Eq. (8) A determnação dos parâmetros robustos para o fresamento de topo do aço ABNT 1045 fo então obtda com o emprego do algortmo GRG na formulação anteror. Para sso, utlzou-se o suplemento Solver do Mcrosoft Excel, após o problema de otmzação ser devdamente programado na planlha do software. A Tab. 4 apresenta os resultados ótmos. Tabela 4. Parâmetros robustos ótmos para o fresamento de topo do aço ABNT Varáves de controle fz ap Vc ae (Ra) (Ra) EQM(Ra) Resultado ótmo 0,11 1, ,39 0,81 0,005 0,008 Undade mm/dente mm m/mn mm m m - Os parâmetros robustos determnados para o fresamento do aço ABNT 1045 caracterzam o ponto de ótmo como uma condção satsfatóra para o processo, na medda em que o resultado esperado para a méda da rugosdade Ra se mostra como um valor baxo em relação às meddas observadas nos expermentos. Além dsso, a varabldade de 0,005 m se traduz em um desvo-padrão de 0,073 m, também consderado um valor satsfatóro em comparação às meddas expermentas. Para os casos nos quas se tornar necessáro ajustar o processo atrbundo ponderações dferentes entre a méda e a varânca de Ra, a Tab. 5 e a Fg. 7 apresentam a frontera de Pareto construída para este problema. Dessa forma, chegase a um conjunto de parâmetros robustos otmzados nos quas o processo pode ser confgurado, de modo a se ter o melhor resultado para as respostas em dferentes cenáros. Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013

8 7º C ON GR E SS O B R A SI L EI R O D E EN G EN H A R I A D E F A B R I C A Ç Ã O 0 a 4 d e M a o d e P en e d o, I ta t a a - R J Peso (Ra) Tabela 5. Parâmetros robustos determnados pela frontera de Pareto. Peso (Ra) fz ap Vc ae (Ra) (Ra) (mm/dente) (mm) (m/mn) (mm) (m) (m ) 0,90 0,10 0,10 1, ,58 0,48 0,01 0,80 0,0 0,10 1, ,43 0,60 0,009 0,70 0,30 0,10 1, ,37 0,68 0,007 0,60 0,40 0,10 1, ,37 0,75 0,006 0,50 0,50 0,11 1, ,39 0,81 0,005 0,40 0,60 0,11 1, ,43 0,89 0,005 0,30 0,70 0,11 1, ,49 0,99 0,004 0,0 0,80 0,11 1, ,58 0,315 0,003 0,10 0,90 0,11 1, ,71 0,347 0,00 5. CONCLUS ÕES Fgura 7. Frontera de Pareto. O presente trabalho apresentou a determnação dos parâmetros robustos para a rugosdade Ra no processo de fresamento de topo do aço ABNT 1045, vsando à mnmzação dos efetos das varáves que são dfclmente controladas e que neste estudo foram representadas pelo desgaste de flanco da ferramenta, pela concentração e pela vazão do fludo de corte. Dessa forma, buscou-se a otmzação através da mnmzação do erro quadrátco médo, calculado a partr dos modelos de méda e varânca estabelecdos para Ra. O modelo de superfíce de resposta desenvolvdo para o arranjo combnado fo capaz de representar adequadamente as condções operaconas do processo, na medda em que seu ajuste ncal fo de 70,08%, chegando a 99,9% após o procedmento de correção. As superfíces de resposta construídas dentfcaram regões nas quas a méda e a varânca da rugosdade Ra apresentaram valores mínmos e onde o método de otmzação empregado fo capaz de localzar um ponto de ótmo satsfatóro. Sendo assm, a condção robusta para a otmzação da méda e varânca de Ra ocorre quando o fresamento do aço ABNT 1045 é confgurado com as seguntes varáves de controle: fz = 0,11 mm/dente; ap = 1,65 mm; Vc = 310 m/mn e ae = 17,39 mm. Nessa condção, a rugosdade apresenta um valor médo de 0,81 m com varânca de 0,005 m (desvo-padrão de 0,073 m). Após a defnção do ponto de ótmo anteror, estabeleceu-se através da construção da frontera de Pareto um conjunto de parâmetros robustos otmzados, útes para a confguração do processo quando houver a necessdade de tratar as característcas duas de Ra com dferentes graus de mportânca. Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013

9 7º C ON GR E SS O B R A SI L EI R O D E EN G EN H A R I A D E F A B R I C A Ç Ã O 0 a 4 d e M a o d e P en e d o, I ta t a a - R J 6. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem o apoo da FAPEMIG, CAPES e CNPq para a realzação deste trabalho. 7. REFERÊNCIAS Davm, J.P., 008, Machnng: Fundamentals and Recent Advances, Ed. Sprnger, London, 375p. Dnz, A.E., Marcondes, F.C., Coppn, N.L., 008, Tecnologa da usnagem dos materas, Artlber Edtora, São Paulo, 6 p. Ferrares, D., 1970, Fundamentos da usnagem dos metas, Ed. Edgard Blücher, São Paulo, 751p. Ghan, J.A., Choudhury, I.A., Hassan, H.H., 004, Applcaton of Taguch method n the optmzaton of end mllng parameters, Journal of Materals Processng Technology, Vol. 145, No. 1, pp Gomes, J.H.F., Campos, P.H.S., Lopes, L.G.D., Costa, S.C., Pava, A.P., 01, Otmzação robusta da dlução e da largura do cordão na soldagem com arame tubular para aplcações de revestmento do aço carbono ABNT 100 com aço noxdável ABNT 316L, Anas do VII Congresso Naconal de Engenhara Mecânca (CONEM), São Luís (MA), Brasl. Köksoy, O., 006, Multresponse robust desgn: Mean square error (MSE) crteron, Appled Mathematcs and Computaton, Vol. 175, No., pp Kopac, J. and Krajnk, P., 007, Robust desgn of flank mllng parameters based on grey-taguch method, Journal of Materals Processng Technology, Vol. 191, No. 1-3, pp Machado, A.R., Coelho, R.T., Abrão, A.M, Slva, M.B., 009, Teora da Usnagem dos Materas, Ed. Edgard Blücher, São Paulo, 384 p. Montgomery, D.C., 005, Desgn and Analyss of Experments, Ed. John Wley, New York, 643 p. Pava, A.P., Campos, P.H., Ferrera, J.R., Lopes, L.G.D., Pava, E.J. and Balestrass, P.P., 01, A multvarate robust parameter desgn approach for optmzaton of AISI 5100 hardened steel turnng wth wper mxed ceramc tool, Internatonal Journal of Refractory Metals and Hard Materals, Vol. 30, No. 1, pp Rao, S.S., 1996, Engneerng optmzaton: theory and practce, Ed. John Wley & Sons, New Jersey, 903 p. Reddy, N.S.K. and Rao, P.V., 005, A genetc algorthmc approach for optmzaton of surface roughness predcton model n dry mllng, Machnng Scence and Technology, Vol. 9, No. 1, pp Sandvk Coromant, 011, Manual técnco de usnagem, Sandvken, Suéca. Tawakol, T., Hadad, M.J., Sadegh, M.H., 010, Influence of ol mst parameters on mnmum quantty lubrcaton MQL grndng process, Internatonal Journal of Machne Tools & Manufacture, Vol. 50, No. 6, pp Teles, J.M., 007, Torneamento de ferro funddo nodular ferrtzado com nóbo utlzando ferramentas de metal duro, Dssertação (Mestrado em Engenhara Mecânca), Insttuto de Engenhara Mecânca, Unversdade Federal de Itajubá, Itajubá, 106 p. Trent, E.M. and Wrght, P.K., 000, Metal cuttng, Ed. Butterworth-Henemann, Boston, USA, 446p. 8. DIREITOS AUTORAIS Os autores são os úncos responsáves pelo conteúdo do materal mpresso ncluído neste trabalho. Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013

10 7º CONGRESSO BRASILEIRO DE ENGENHARIA DE FABRICAÇÃO 7 th BRAZILIAN CONGRESS ON MANUFACTURING ENGINEERING 0 a 4 de mao de 013 Penedo, Itataa RJ - Brasl May 0 th to 4 th, 013 Penedo, Itataa RJ Brazl ROBUST PARAMETER DESIGN FOR THE OPTIMIZATION OF Ra ROUGHNESS IN THE AISI 1045 STEEL TOP MILLING Tarcíso Gonçalves de Brto, engtarc.gb@g.com.br 1 João Roberto Ferrera, jorofe@unfe.edu.br 1, Anderson Paulo de Pava, andersonppava@unfe.edu.br José Henrque de Fretas Gomes, ze_henrquefg@yahoo.com.br Paulo Henrque da Slva Campos, paulohcamposs@hotmal.com Rogéro Santana Peruch, rogeroperuch@yahoo.com.br 1 Insttuto de Engenhara Mecânca, Unversdade Federal de Itajubá, Itajubá, Mnas Geras, Brasl Insttuto de Engenhara de Produção e Gestão, Unversdade Federal de Itajubá, Itajubá, Mnas Geras, Brasl Abstract. The metalworkng ndustry s characterzed by hgh qualty components, wth the machnng beng responsble by a consderable part n searchng for mprovements n ther products. In the manufacture of parts for the ndustry, the use of AISI 1045 stands out for ts good mechancal propertes and lo w cost. However, the parts surfaces have rregulartes when observed n detal, whch are caused by rregulartes or grooves marks left by the machnng tool. Thus, ths work focuses on the applcaton of an expermental method to determne the optmum c ondtons of Ra surface roughness n the AISI 1045 steel top mllng. For ths purpose, we developed a mathematcal model usng the robust parameter desgn (RPD), through a combned array desgn that consdered four control varables and three nose varables. The control varables analyzed were the feed rate, depth of cut, cuttng speed and cuttng wdth. The nose varables ncluded the tool flank wear, cuttng flud concentraton and flow rate of cuttng flud. From the dual process modelng, the optmzaton was based on mnmzng the mean square error. The results showed that the employed method was effcent to estmate robust parameters of the Ra roughness, whch was optmzed wth a mean value of 0.81 m and varance of m. Keywords: Top mllng, Robust desgn, Response Surface Methodology, Combned array desgn, Optmzaton. Assocação Braslera de Engenhara e Cêncas Mecâncas 013