Maquinação da liga de titânio Ti6A14V

Abstract

As ligas de titânio têm inúmeras aplicações na indústria aeroespacial, aeronáutica, petroquímica e médica. Contudo, a maquinação destas ligas apresenta diversas dificuldades relacionadas com as suas propriedades físicas, em particular no fabrico de paredes finas. Este estudo analisa a influência da geometria de ferramentas na precisão dimensional e acabamento superficial de peças fresadas na liga de titânio Ti6A14V, neste caso peças de paredes finas. Para o efeito considerou-se um conjunto de 12 ferramentas com geometrias diferentes, onde se variou o número de arestas de corte, o raio de canto, o ângulo de hélice, o espaçamento entre arestas de corte e os ângulos de ataque e saída da aresta de corte. A qualidade das peças maquinadas foi verificada através da precisão dimensional e da qualidade superficial destas. Foram realizadas operações de desbaste, semi-acabamento e acabamento para as várias ferramentas, todas sujeitas a análise dos esforços na árvore e do ruído provocado pelas maquinações. Verificou-se que a utilização de fresas com maior número de arestas de corte provoca maior ruído e requer maior binário durante a maquinação da liga de titânio e que a utilização de ferramentas com raios de canto maiores permite reduzir o ruído e os esforços, além de melhorar o acabamento superficial. Um ângulo de hélice maior provoca maiores esforços no eixo dos zz’s, e a utilização de fresas com espaçamento variável entre arestas de corte provoca menor ruído, traduzindo-se num maior rigor dimensional e num melhor acabamento superficial. Foi percetível a influência do ângulo de ataque e de saída da aresta de corte durante a maquinação.

Titanium alloys have numerous applications in aerospacial, aeronautic, petrochemistry and medical industry. However, the machinery of these alloys shows several difficulties related to its physical properties, especially at the making of thin walls. This study analysis the influence of tools geometry on dimensional precision and superficial finishing on milled pieces on titanium alloy Ti6Al4V involving low thickened pieces. For the study was considered a setting of twelve tools, all of them with different geometries, in which the number of cutting edges , corner radius, helices angle, space between cutting edges, attack angles and exiting cutting edges angle were a variable. The quality of all tested pieces was verified through dimensional precision and superficial quality. Roughing, semi-finishing and finishing were the operations made on all tools, both under analysis of the efforts made on spindle and the noise provoked by the machinery. The use of mills with a bigger number of cutting edges provokes a louder noise and have the need for a bigger torque during the machining of titanium alloy and that the usage of tools with bigger corner radius allows to reduce the noise and the efforts, as well as improve the superficial finishing. A bigger helices angle gives rise to bigger efforts on zz`s axis and the usage of mills with variable space between cutting edges stimulates a lower noise therefore increasing dimension precision and better superficial finishing. It was noticeable the influence of attack and exiting angles of cutting edge during machining.