OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DE USINAGEM DE ACABAMENTO NO APLAINAMENTO DA FACE DE CABEÇOTE AUTOMOTIVO DE ALUMÍNIO UTILIZANDO PROJETO DE EXPERIMENTOS BOX-BEHNKEN DESING
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Data
2023-11
Autores
Orientador
Garcia, Rafael Farias
Banca
Izquierdo, Rafael Crespo
Hansen, Betina
Título do periódico
ISSN
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Editor
Resumo
O cabeçote é uma das partes mais desgastadas de um motor de combustão interna. Por conter todas as partes superiores da câmara de combustão, está constantemente sujeito a perturbações térmicas e mecânicas, podendo causar problemas como trincas, crateras, corrosão e empenamento de todo o conjunto, defeitos que podem ser oriundos de fadiga superficial. Neste sentido, o presente trabalho teve como principal objetivo a utilização do projeto de experimentos Box-Behnken Design (BBD) para a determinação da combinação ótima dos parâmetros de entrada variáveis independentes: (RPM) Rotações Por Minuto; (𝑎p) Profundidade de Corte; e (vf) Velocidade de Avanço da Mesa, no processo de aplainamento da face do cabeçote de alumínio de um motor 1.0 com 8 válvulas. Para tanto, as variáveis dependentes deste processo de usinagem de acabamento foram mensuradas pelos parâmetros de rugosidade 𝑅𝑎 e 𝑅𝑧. Para complementar os resultados, foram realizadas análises metalográficas das amostras para caracterização do material usinado. A influência de cada variável de entrada (variável independente) do processo, foi possível identificar através da análise de variância (ANOVA). A metodologia aplicada neste trabalho mostrou-se robusta e eficiente, pois foi possível a determinação da combinação ótima do processo de aplainamento de face de cabeçote de alumínio de um motor 1.0 8 válvulas. Pela combinação ótima do processo (RPM = 431 rpm, vf = 10 mm/min e 𝑎p=0,03 mm) foram encontrados os valores de 𝑅𝑎= 0,267 μm e de 𝑅𝑧= 1,741 μm, níveis de rugosidade melhores do que os encontrados nas 15 amostras iniciais.
The cylinder head is one of the most worn parts of an internal combustion engine. As it contains all the upper parts of the combustion chamber, it is constantly subject to thermal and mechanical disturbances, which can cause problems such as cracks, craters, corrosion and warping of the entire assembly, defects that may arise from surface fatigue. In this sense, the main objective of the present work was to use the Box-Behnken Design (BBD) experimental project to determine the optimal combination of input parameters independent variables: RPM (RPM): Rotations Per Minute; cd (𝑎p): Cutting Depth and fs (vf): Forward Speed in the process of flattening the face of the aluminum cylinder head of a 1.0 with 8-valve engine. To this end, the dependent variables of this finishing machining process were measured by the roughness parameters 𝑅𝑎 and 𝑅𝑧. To complement the results, metallographic analyzes of the samples were carried out to characterize the machined material.The influence of each input variable (independent variable) of the process was possible to identify through analysis of variance (ANOVA ). The methodology applied in this work proved to be robust and efficient, as it was possible to determine the optimal combination of the aluminum cylinder head face planing process of a 1.0 8 valve engine. Due to the optimal combination of the process (RPM = 431 rpm, vf = 10 mm/min and 𝑎p =0.03 mm), values of 𝑅𝑎= 0.267 μm and 𝑅𝑧= 1.741 μm were found, roughness levels better than those found in the 15 initial samples.
The cylinder head is one of the most worn parts of an internal combustion engine. As it contains all the upper parts of the combustion chamber, it is constantly subject to thermal and mechanical disturbances, which can cause problems such as cracks, craters, corrosion and warping of the entire assembly, defects that may arise from surface fatigue. In this sense, the main objective of the present work was to use the Box-Behnken Design (BBD) experimental project to determine the optimal combination of input parameters independent variables: RPM (RPM): Rotations Per Minute; cd (𝑎p): Cutting Depth and fs (vf): Forward Speed in the process of flattening the face of the aluminum cylinder head of a 1.0 with 8-valve engine. To this end, the dependent variables of this finishing machining process were measured by the roughness parameters 𝑅𝑎 and 𝑅𝑧. To complement the results, metallographic analyzes of the samples were carried out to characterize the machined material.The influence of each input variable (independent variable) of the process was possible to identify through analysis of variance (ANOVA ). The methodology applied in this work proved to be robust and efficient, as it was possible to determine the optimal combination of the aluminum cylinder head face planing process of a 1.0 8 valve engine. Due to the optimal combination of the process (RPM = 431 rpm, vf = 10 mm/min and 𝑎p =0.03 mm), values of 𝑅𝑎= 0.267 μm and 𝑅𝑧= 1.741 μm were found, roughness levels better than those found in the 15 initial samples.
Descrição
Palavras-chave
Cabeçote de alumínio; Aplainamento; Acabamento; Box behnken design (BBD); Otimização de processos; Aluminum head; Planing; Finishing; Process optimization
Citação
BECKER, Edu José. OTIMIZAÇÃO DOS PARÂMETROS DE USINAGEM DE ACABAMENTO NO APLAINAMENTO DA FACE DE CABEÇOTE AUTOMOTIVO DE ALUMÍNIO UTILIZANDO PROJETO DE EXPERIMENTOS BOX-BEHNKEN DESING. 2023. Monografia (Graduação em Engenharia Mecânica) – Universidade do Vale do Taquari - Univates, Lajeado, 05 dez. 2023. Disponível em: http://hdl.handle.net/10737/4120.