aplicação doe no processo de torneamento
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SUMRIO
LISTA DE ILUSTRAES............................................................................................................... 10
LISTA DE TABELAS........................................................................................................................ 11
1. INTRODUO...................................................................................................................... 12
1.1 DEFINIO DO PROBLEMA E HIPTESES .................................................................... 13
1.2 JUSTIFICATIVA......................................................................................................................... 14
1.3 OBJETIVO GERAL................................................................................................................... 15
1.4 OBJETIVOS ESPECFICOS...................................................................................................... 16
2. FUNDAMENTAO TERICA................................................................................................... 16
2.1 O AO.......................................................................................................................................... 16
2.1.1 Definies e breve histrico................................................................................................ 16
2.1.2 O ao na indstria moderna................................................................................................. 17
2.1.3 Diagrama Fe-C........................................................................................................................ 19
2.1.4 Classificao dos Aos........................................................................................................ 21
2.1.5 Ao 4340.................................................................................................................................. 23
2.1.6 Tmpera e Revenimento do Ao......................................................................................... 24
2.1.7 Rugosidade Superficial......................................................................................................... 26
2.2 TORNEAMENTO........................................................................................................................ 28
2.2.1 Definio e um breve histrico............................................................................................ 28
2.2.2 Grandezas de Corte............................................................................................................... 31
2.2.3 Torneamento de Aos de elevada dureza......................................................................... 33
2.2.4 Torneamento Duro Versus Retificao Cilndrica............................................................ 34
2.3 Ferramentas de Corte............................................................................................................... 37
2.3.1 Definies................................................................................................................................ 37
2.3.2 Materiais para Ferramentas de Corte................................................................................. 39
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2.3.2 Principais Avarias e Desgastes da Ferramenta de Corte............................................... 45
2.4 PROJETOS DE EXPERIMENTOS (DOE)................................................................................ 48
2.4.1 DOE e seis sigma................................................................................................................... 48
2.4.2 Definio de DOE................................................................................................................... 49
2.4.3 Passos necessrios para se fazer um projeto DOE........................................................ 51
2.4.3.1 Definio do Projeto........................................................................................................... 52
2.4.3.2 Seleo da varivel de resposta (sada)........................................................................ 52
2.4.3.3 Escolha dos fatores, nveis e faixas de variao......................................................... 52
2.4.3.4 Seleo de um projeto experimental............................................................................... 53
2.4.3.5 Execuo do experimento................................................................................................. 54
2.4.3.6 Anlise dos dados do DOE............................................................................................... 54
2.4.3.7 Concluses e recomendaes........................................................................................ 55
2.4.4 Projeto experimental fatorial............................................................................................. 55
2.4.4.1 Projetos Fatoriais Completos de Dois Nveis ................................................................ 56
3. METODOLOGIA........................................................................................................................... 59
3.1 TIPOS DE MTODOS, TCNICAS E PROCEDIMENTOS TERICOS................................ 60
3.1.1 Tipo de Mtodo....................................................................................................................... 60
3.1.2 Tipo de Tcnica...................................................................................................................... 60
3.1.3 Tipos de Procedimentos....................................................................................................... 61
3.2 PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL....................................................................................... 61
4. ANLISE E INTERPRETAO DOS RESULTADOS............................................................. 68
4.1 RESULTADOS DO TESTE DE RUGOSIDADE...................................................................... 68
4.2 APLICAO E ANLISE PELO USO DA TABELA ANOVA............................................... 69
4.3 APLICAO E ANLISE DOS GRFICOS DE EFEITOS INDIVIDUAIS........................... 71
4.4 APLICAO E ANLISE DOS GRFICOS DE INTERAO............................................. 73
5 CONCLUSO................................................................................................................................ 74
6. REFERNCIAS............................................................................................................................. 75
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LISTA DE ILUSTRAES
Figura 1 - Minrio de Ferro..................................................................................................... 17
Figura 2 - Fundio do Ferro.................................................................................................. 18Figura 3 - Diagrama de fases ferro-carbeto de ferro.......................................................... 19
Figura 4 - Microestruturas do Ferro, esquerda: ferrita e direita: austenita............... 20
Figura 5Microconstituinte Perlita....................................................................................... 21Figura 6Microconstituinte Martensita................................................................................ 25
Figura 7Microconstituinte Martensita Revenida.............................................................. 25Figura 8- Perfil de Rugosidade............................................................................................... 27Figura 9 - Principais operaes realizadas no torno........................................................... 29Figura 10 - Torno CNC Galaxy 30 ................................................................................................. 30
Figura 11 - Principais Grandezas de Corte .................................................................................. 32
Figura 12 - Torneamento do Ao 4340........................................................................................ 34
Figura 13 - Comparao entre processos de retificao e torneamento........................ 37
Figura 14 - Partes Construtivas de uma Ferramenta .................................................................. 38
Figura 15 - Cunha de Corte da Ferramenta ................................................................................. 39
Figura 16 - Evoluo das Ferramentas de Corte ......................................................................... 41
Figura 17 - Diviso de materiais cermicos para ferramenta ..................................................... 43
Figura 18 - Trinca de Origem mecnica ....................................................................................... 46
Figura 19 - Principais desgastes de uma ferramenta .................................................................. 47
Figura 20 - Modelo de um processo ............................................................................................ 49
Figura 21 - Exemplo de Matriz de Experimentos ........................................................................ 56
Figura 22 - Exemplo de ANOVA obtido atravs do MINITAB........................................... 58
Figura 23 - Exemplo de Grfico de Interao Individual.................................................... 59
Figura 24Corpo de prova fixado na castanha................................................................. 65Figura 25 - Broca furando face externa do corpo de prova............................................... 66Figura 26 - Contra Ponta apoixando a extremidade da pea ............................................ 66
Figura 27 - Material sendo usinado conforme parmetros especificados....................... 67Figura 28- Tabela ANOVA para rugosidade aritmtica...................................................... 70Figura 29 - Tabela ANOVA corrigida para rugosidade aritmtica.................................... 70
Figura 30 - Diagrama de Pareto dos Efeitos Padronizados.............................................. 71Figura 31 - Grfico individual dos fatores sobre a rugosidade aritmtica....................... 72Figura 32 - Grfico do efeito da interao de dois fatores sobre a rugosidade aritmtica..................................................................................................................................................... 73
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1- Classificao dos Aos SAE/AISI........................................................................ 22Tabela 2 - Composio Qumica do Ao ABNT 4340........................................................ 23Tabela 3 - Relao entre fatores, nveis e notao para projeto de dois nveis ............ 63Tabela 4- Combinao de fatores e nveis utilizando a notao para projeto de doisnveis.......................................................................................................................................... 64Tabela 5 - Combinao de fatores e nveis utilizando o valor de cada nvel conforme
sua grandeza............................................................................................................................. 64Tabela 6 - Valores obtidos no teste de rugosidade de cada amostra .............................. 68
Tabela 7 - Valor da Rugosidade Aritmtica de cada amostra ........................................... 69
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1. INTRODUO
O torneamento de materiais endurecidos vem sendo cada vez mais
utilizado ao longo dos tempos, devido ao crescente aumento da demanda de
produo e a necessidade de reduo dos custos de fabricao, oriundos da
exigncia cada vez maior das novas tecnologias empregadas nos processos
industriais.
At a dcada de 70, o torneamento de aos de elevada dureza era
impossvel devido tanto baixa resistncia da ferramenta de corte quanto
falta de preciso e rigidez das mquinas-ferramenta. Com isto, no se
conseguia tornear peas em aos endurecidos, ou mesmo quando se
conseguia no se obtinha a tolerncia desejada. Assim, sempre era necessria
uma operao final de retificao aps a usinagem de desbaste e o tratamento
trmico de tmpera seguido de revenimento.
A retificao conhecida como um dos principais processos utilizados
no acabamento final de peas, pois capaz de garantir tolerncias
dimensionais apertadas e baixa rugosidade superficial. Entretanto, a retificao
apresenta problemas caractersticos que dificultam seu avano de forma mais
acentuada, dentre eles: baixa taxa de remoo, necessidade de
monitoramento, custo elevado e mo de obra especializada.
A indstria de ferramentas de usinagem tem concentrado esforos em
desenvolver novas ferramentas, substratos e revestimentos cada vez mais
adequados s exigncias do mercado, visto o grande nmero de peas obtidas
por este processo. Com o desenvolvimento desses novos materiais para
ferramentas de corte, o processo de torneamento de aos endurecidos tem
estado cada vez mais em evidncia, a ponto de, em alguns casos, substituir o
processo de retificao. Esta mudana traz significativas redues em custos
de ferramental, tempo de set-up e usinagem.
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Paralelo aos acontecimentos na rea da usinagem de materiais, uma
nova metodologia surgiu no mercado mundial na busca pela reduo de
problemas e melhores indicadores de desempenho. Esta metodologia foi
idealizada pelo diretor executivo da empresa Motorola, Bob Galvin em 1987, e
foi chamada Programa de Qualidade Seis Sigmas que tinha como principal
objetivo, diminuir a insatisfao dos clientes com seus produtos e servios.
Juntamente com a disseminao da metodologia Seis Sigmas,
popularizou-se o uso de uma ferramenta que foi criada na dcada de 1920 por
Sir Ronald Fisher e que tem o objetivo de analisar e otimizar processos, o
Design of Experiments (DOE) que em portugus chamado de Delineamento
de Experimentos ou ainda, Projeto de Experimentos. A prova disso est na
afirmao de BONANNI (2005) que diz: O Projeto de Experimentos teve sua
aplicao aumentada nestes ltimos 15 anos, tanto nas indstrias de
manufatura quanto nas de servios [...]. Assim sendo, o DOE e o Seis Sigma
tem andado lado a lado nos ltimos anos, na busca por reduo de falhas.
1.1 DEFINIO DO PROBLEMA E HIPTESES
Como problema a ser estudado definimos a aplicao do DOE como
ferramenta para melhoria contnua na parametrizao do torneamento de aos
de dureza elevada, mais especificamente o ao 4340 temperado.
Como hipteses para este problema, temos que:
H0: O DOE apontar uma combinao de parmetros, que dentro dastolerncias especificadas pelo catlogo de fabricantes de ferramentas de corte,
sero capazes de fornecer um melhor acabamento superficial com diferenas
de desempenho relevantes entre as amostras.
H1: O DOE apontar uma combinao de parmetros, que dentro das
tolerncias especificadas pelo catlogo de fabricantes de ferramentas de corte
sero capazes de fornecer um melhor acabamento superficial com diferenas
de desempenho irrelevantes entre as amostras.
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H2: O DOE no fornecer dados suficientes para que se possa apontar
qual a melhor combinao de parmetros para que se obtenha um melhor
acabamento superficial.
1.2 JUSTIFICATIVA
A pesquisa aqui apresentada ter como finalidade aplicar a ferramenta
de anlise, DOE (Design of Experiments), que est presente na metodologia
Seis Sigma, no processo de torneamento de aos de elevada dureza, a fim de
contribuir para melhoria contnua na parametrizao deste processo.
Nos ltimos anos o processo de torneamento tem sido alvo de estudos
mais aprofundados, especialmente no que diz respeito usinagem de materiais
endurecidos, entende-se como usinagem de materiais endurecidos a usinagem
de materiais temperados com dureza acima de 45 HRc. O presente estudo
utilizar o DOE para realizao de experimentos em busca de uma combinao
de parmetros que podero nos oferecer um melhor acabamento superficial
para o corpo de prova.
O DOE de acordo com Puertas (2003), uma poderosa ferramenta de
anlise, que utilizada para modelar e avaliar a influncia das variveis de um
processo em alguma resposta especfica que possui uma funo desconhecida
neste processo, ou seja, o DOE consiste em fazer experimentos, utilizando
diferentes parmetros das variveis que influenciam na sada do processo, na
busca pelo controle ou eliminao de fator que impede que este processo
chegue ao resultado esperado.
Atravs dessa ferramenta, possvel mensurar as variveis importantes
do processo de torneamento, como por exemplo: velocidades de corte (Vc),
avano (Fn) e profundidade de corte (Ap). E verificar estatisticamente, atravs
de uma combinao fatorial desses parmetros, o quanto cada um desses
parmetros so importantes para esse processo, sempre buscando a melhoria
deste processo do ramo da metal mecnica que ainda carece de estudos.
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Na anlise convencional da influncia destes fatores num processo de
usinagem, geralmente estudada a influncia de cada um deles isoladamente,
o que demanda um grande nmero de ensaios, elevado consumo de material
de usinagem e ferramentas, alm da necessidade de utilizao de muitas horas
mquina, o que em geral, torna os custos com a experimentao muito
elevados.
neste contexto que surge a metodologia de Projetos de Experimentos
(DOE), a qual nos permite estabelecer um relacionamento funcional adequado
entre vida de ferramenta, rugosidade mdia da superfcie usinada e parmetros
de corte, levando-se em considerao a variao dos fatores para construir
modelos de previso para as respostas de interesse.
Segundo Marconces (2001), Com o passar dos anos, a importncia do
processo de torneamento em usinagem evoluiu constantemente, e hoje se
exige cada vez mais, mtodos que otimizam seus processos, visando melhorar
tanto o seu desempenho quanto a qualidade, reduo de custos e o fator
tempo.
Com o intuito de tornar o conhecimento dos efeitos do processo de
torneamentos duros mais explcitos, tanto para empresas quanto para o mundo
acadmico, o presente trabalho apresentar tanto resultados e discusses
relativas ao acabamento superficial da pea, bem como ao desgaste da
ferramenta de corte.
1.3 OBJETIVO GERAL
Estudar a aplicao do DOE no processo de torneamento que utiliza
como matria-prima o ao 4340 no estado endurecido
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1.4 OBJETIVOS ESPECFICOS
a) Avaliar as influencias das variaes dos parmetros de usinagem, como
velocidade de corte, avano de corte e profundidade de corte no
acabamento supercial da pea.
b) Utilizar a tabela ANOVA (Analysis of Variance) para definir os
parmetros e interaes mais importantes
c) Avaliar o desempenho da operao de torneamento, no tocante
rugosidade da superfcie usinada.
2. FUNDAMENTAO TERICA
2.1 O AO
2.1.1 Definies e breve histrico
O ao, que pode ser considerado a mais verstil e a mais importante das
ligas metlicas, tem um histrico muito antigo. A histria nos mostra que o seu
uso datado de milnios antes de Cristo, quando, de modo acidental
provavelmente, conseguiu-se extrair o ferro de seu minrio, e a partir dessemetal, o ao.
Segundo Chiaverini (1990), o ao uma liga ferro- carbono que contem
geralmente entre 0,008% at aproximadamente 2,11% de carbono, o autor
ainda lembra que podem existir alguns elementos residuais, resultantes dos
processos de fabricao. Por sua vez, o ferro fundido, que tambm uma liga
de ferro e carbono, possui teor de carbono entre 2,11% e 6,67%. A principal
diferena entre ambos que o ao, pela suaductilidade, facilmente
http://pt.wikipedia.org/wiki/Ductibilidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ductibilidadehttp://pt.wikipedia.org/wiki/Ductibilidade -
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deformvel porforja,laminao eextruso, enquanto que uma pea em ferro
fundido muito frgil.
O minrio de ferro encontrado na natureza na forma de rochas,
misturado a outros elementos. Na antiguidade o uso do ferro promoveu
grandes mudanas na sociedade. A agricultura se desenvolveu com rapidez
por causa dos novos utenslios fabricados. A confeco de armas mais
modernas viabilizou a expanso territorial de diversos povos, o que mudou a
face da Europa e de parte do mundo.
Figura 1 - Minrio de Ferro
FONTE: FERRO ALLOY.Disponvel em:
No final do sculo XVIII, a Revoluo Industrial iniciada na Inglaterra,
tornaria a produo de ferro ainda mais importante para a humanidade. Nesse
perodo, as comunidades agrria e rural comeavam a perder fora para as
sociedades urbanas e mecanizadas. Porm, a grande mudana s ocorreu em
1856, quando se descobriu como produzir ao. Isso porque o ao mais
resistente que o ferro fundido e pode ser produzido em grandes quantidades,
servindo de matria-prima para muitas indstrias.
2.1.2 O ao na indstria moderna
No atual estgio de desenvolvimento da sociedade, impossvel
imaginar o mundo sem o uso do ao. A produo de ao um forte indicador
http://pt.wikipedia.org/wiki/Forjahttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lamina%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Extrus%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Extrus%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Lamina%C3%A7%C3%A3ohttp://pt.wikipedia.org/wiki/Forja -
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do estgio de desenvolvimento econmico de um pas. Seu consumo cresce
proporcionalmente construo de edifcios, execuo de obras pblicas,
instalao de meios de comunicao e produo de mquinas para a indstria.
O Brasil tem hoje o maior parque industrial de ao da Amrica do Sul;
o maior produtor da Amrica Latina e ocupa o quinto lugar como exportador
lquido de ao e nono como produtor de ao no mundo. O parque siderrgico
brasileiro constitudo de 29 usinas, administradas por onze grupos
empresariais. So eles: Aperam, ArcelorMittal Brasil, CSN, Gerdau,
SINOBRAS, Thyssenkrupp CSA, Usiminas, VSB Tubos, V&M do Brasil, Villares
Metals e Votorantim.
Figura 2 - Fundio do Ferro
FONTE: SINOBRAS (2005)
Segundo o Instituto Ao Brasil (IAB), o ao hoje o produto mais
reciclvel e mais reciclado do mundo. Carros, geladeiras, foges, latas, barras
e arames tornam-se sucatas, que alimentam os fornos das usinas, produzindonovamente ao com a mesma qualidade. Esse um dos fatores que torna o
ao um material atrativo, as propriedades de um ao variam de acordo com sua
composio qumica. Como principais propriedades podemos citar:
Maleabilidade
Durabilidade
Elevada elasticidade (cerca de 3 vezes maior que a do alumnio)
Alta condutividade trmica Resistncia Mecnica
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2.1.3 Diagrama Fe-C
Segundo Chiaverini (1990), o estudo do seu diagrama de equilbrio
imprescindvel para o perfeito conhecimento dos aos. A figura 03 mostra odiagrama da liga binaria Fe-C para teores de carbono at 6,7%. Esse diagrama
geralmente representado at 6,7% de carbono, porque nessa concentrao
se forma o composto intermedirio de carbeto de ferro, ou cementita (FeC). O
autor ainda ressalta que pouco conhecido aps esse teor de carbono, e que
acima de 4% a 4,5% de carbono, essas ligas apresentam pequena ou
nenhuma importncia para a indstria.
Figura 3 - Diagrama de fases ferro-carbeto de ferro
FONTE: CALLISTER (2002)
Neste diagrama podemos ver duas fases, a fase oferro puro (Fe) e a
fase a cementita (Fe3C), ento medida que aumentamos o teor de carbono
no diagrama teremos um aumento no teor de cementita e por uma regra de trs
simples possvel saber o teor de cada uma das fases na microestrutura dos
componentes. Como cada uma das fases tem comportamentos diferentes
quando submetidos a elevadas temperaturas e propriedades mecnicas
diferentes possvel saber quais as propriedades iniciais do material que sersubmetido a um acrscimo de temperatura.
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Primeiramente, devemos entender a alotropia do ferro, isto , a
capacidade do ferro mudar sua estrutura cristalina com a variao de
temperatura. Quando aquecido, o ferro puro apresenta duas mudanas de
estrutura cristalina antes de fundir. temperatura ambiente, a forma estvel,
chamada de ferrita, ou ferro , apresenta uma estrutura cristalina CCC, cubico
centrado. A 912 C, a ferrita se transforma em austenita, tambm chamada de
ferro gama, e apresenta uma estrutura cristalina CFC. A austenita persiste at
1394 C , quando se reverte novamente para uma fase CCC , conhecida como
ferrita , e por fim se funde a 1538 C. Todas essas transformaes podem ser
observadas ao longo do eixo vertical esquerda na Figura 04 .
Figura 4 - Microestruturas do Ferro, esquerda: ferrita e direita:austenita
FONTE : CALLISTER (2002)
Um segundo ponto a se destacar, so as reaes bifsicas presentes
nesse diagrama, as reaes eutticas e eutetides. A reao euttica consiste
na solidificao do liquido para formar duas fases solidas, a austenita e a
cementita, como podemos observar ela ocorre a 1147 C r com 4,3 % de
carbono. J na reao eutetide, a fase slida gama se transforma em ferro
alfa e cementita, e ocorre a uma temperatura de 727 C com teor de carbono
de 0,76 %.
A reao eutetide , segundo Callister (2002), muito importante para otratamento trmicos dos aos. Os aos podem ser classificados conforme essa
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reao como hipoeutetides quando possuem teor de carbono inferior a 0,76%,
eutetides quando possuem esse mesmo teor, e hipereutetides quando
superaram essa quantidade de carbono. A equao est representada a
seguir:
(0,76%pC) (0,022% p C) + Fe3C(6,7% p C) (Eq.1)
Essa reao gera um importante constituinte chamado perlita.
Segundo CHIAVANERI (2002), a perlita uma mistura mecnica de 88,5% de
ferrita e 11,5% de cementita, possui forma laminar de espessura fina, dispostas
alternadamente. As propriedades mecnicas da perlita so intermediarias entre
as da ferrita e da cementita, dependendo porem, do tamanho das partculas de
cementita (CHIAVANERI,2002). Sua resistncia a trao , em media, 740
MPa.
Figura 5 Microconstituinte Perlita
FONTE:CALLISTER(2002)
Partindo da anlise desse diagrama possvel se ter uma ideia geral da
composio dos aos, seus principais constituintes, a fim de prever mudanas
microestruturais realizadas em tratamentos trmicos e atravs disso atingir as
propriedades mecnicas desejadas. Geralmente, o que se busca o aumento
da resistncia mecnica sem prejudicar as demais propriedades.
2.1.4 Classificao dos Aos
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A Sociedade de Engenheiros Automotivos (SAESociety of Automotive
Engineers), o Instituto Americano do Ferro e do Ao) ( AISI American Iron
and Steel Institute) e a Sociedade Americana para Ensaios e Materiais ( ASTM
American Society for Testing and Materials) so responsveis pela
classificao e pela especificao dos aos, e tambm de outras ligas. A
especificao da AISI/SAE para esses aos consiste em um numero com
quatro dgitos, onde os dois primeiros indicam o tipo da liga e os dois ltimos
do a concentrao de carbono.
Tabela 1- Classificao dos Aos SAE/AISI
FONTE: CALLISTER (2002)
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Como j citado anteriormente o teor de carbono tem grande influncia
nas propriedades mecnicas, logo outra forma de classificar os aos podem ser
de acordo com a concentrao de carbono, como: aos de baixo teor de
carbono, aos de meio teor de carbono e aos de alto teor de carbono. Vale
ressaltar que as ligas ferro-carbono podem conter concentraes apreciveis
de outros elementos de liga, adicionados intencionalmente em concentraes
especificas a fim de melhorar as propriedades mecnicas.
2.1.5 Ao 4340
O material utilizado neste trabalho foi o ao 4340, como visto na tabela
2, ligado aos elementos: cromo, nquel e molibdnio, e possui uma
concentrao de carbono de 0,40%. O ao ABNT/AISI 4340 tratado
termicamente exibe uma boa combinao de maleabilidade e resistncia.
So utilizados para componentes mecnicos em geral sob a ao de
tenses dinmicas. Utilizado para a fabricao de peas na indstria
automotiva e na indstria petrolfera e construo naval, esse ao tambm
frequentemente utilizado para fabricar o trem de pouso dos avies, peas de
transmisso de automveis e partes de armas, ou seja, peas que devem lidar
com altas presses e tenso repetitiva. Suas principais aplicaes so: eixos,
engrenagens ,engrenagens planetrias, colunas mangas e cilindros.
Tabela 2 - Composio Qumica do Ao ABNT 4340
FONTE: VILLARES METALS (2003)
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2.1.6 Tmpera e Revenimento do Ao
Muitas vezes, o ao no apresenta as propriedades necessrias para
sua devida aplicao. Quando isso acontece o ao necessita passar por um
tratamento trmico. Segundo BUDYNAS (2011), o tratamento trmico do ao
refere-se a processos controlados por tempo e temperatura que modificam as
propriedades dos materiais como dureza (resistncia mecnica), ductilidade e
tenacidade, podendo ser usado tambm para aliviar tenses residuaiscausadas pelo resfriamento irregular de determinada pea. As operaes mais
comuns de tratamento trmico so: recozimento, tmpera, revenido e
normalizao.
O tratamento trmico que ser utilizado nessa pesquisa a tmpera
seguida de revenimento, esse processo aumenta a dureza do ao. Segundo
CHIAVANERI (1990), a tmpera consiste no resfriamento rpido do ao de
uma temperatura critica em um meio como leo, gua, salmoura ou mesmo ar.
O objetivo da tmpera o aumento do limite de resistncia a trao do ao e
tambm da sua dureza, porem, o aumento da dureza deve-se verificar somente
at uma determinada profundidade.( CHIAVERINI,1990).
O resfriamento brusco que caracteriza a tmpera gera um
microconstituinte chamado martensita. Segundo Callister (2002), a martensita
se forma quando a taxa de resfriamento brusco suficientemente rpida paraprevenir a difuso do carbono, logo os tomos de carbono permanecem como
impurezas intersticiais da martensita, e formam uma soluo slida
supersaturada muito resistente.
Chiaverini (1990) ressalta que a martensita o constituinte mais duro e
frgil dos aos. Como podemos observar na Figura 6, os gros de martensita
assumem a aparncia de agulhas negras, a fase branca na micrografia a
austenita que no se transformou durante o resfriamento rpido.
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Figura 6 Microconstituinte Martensita
FONTE: CALLISTER(2002)
O ao temperado, alm de ser duro to frgil que no pode ser
empregado na maioria das aplicaes, possui ductilidade e tenacidade muito
baixas. Logo o ao deve passar por outro tratamento trmico, o revenimento.
Segundo Callister (2002), o revenimento o aquecimento de um aomartenstico at uma temperatura abaixo da temperatura eutetide por um
perodo de tempo especfico. Este tratamento permite, atravs de processos de
difuso, a formao da martensita revenida.
Figura 7 Microconstituinte Martensita Revenida
FONTE: CALLISTER (2002)
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A microestrutura da martensita revenida, como podemos observar na
Figura 7, consiste em partculas de cementitas extremamente pequenas e
regularmente dispersas em uma matriz continua de ferrita. O revenimento
elimina ou atenua os inconvenientes da tempera, corrige as excessivas dureza
e fragilidade do material, combinando propriedades mecnicas como dureza,
ductilidade e tenacidade, a fim de se obter um material prprio pra determinado
uso.
2.1.7 Rugosidade Superficial
Quando escolhemos utilizar um material para um projeto, escolhemos
com base nas suas caractersticas, afim de que todas as especificaes do
projeto sejam cumpridas. Uma dessas caractersticas o acabamento
superficial.
A exigncia de acabamento de um determinado componente deve estar
prevista em seu projeto, por exemplo: a superfcie de um calibrador deve ser
bem lisa, j a superfcie de um disco de freio deve ser bastante rugosa.
Machado (2000) detalha os seguintes fatores a serem considerados na
determinao do acabamento superficial da pea:
Grau de acoplamento entre componentes, como selos de
mancais, elementos de vedao e moldes para injeo.
Coeficiente de atrito, desgaste e lubrificao.
Resistncia fadiga e corroso . Resistncia eltrica e trmica de contato.
Processamento posterior, como pintura.
Aparncia .
Custo.
O acabamento de uma superfcie usinada a combinao de vriosfatores que podem ser divididos em rugosidade, ondulaes e falhas.
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(Machado,2000).Normalmente, ondulaes e falhas devem ser evitadas na
fabricao de uma superfcie, pois representam erros de fabricao. Enquanto
a rugosidade um parmetro especificado de acordo com a aplicao da
superfcie usinada, ou seja, a rugosidade considerada uma varivel
determinante do acabamento superficial da pea.
Vale ressaltar que a rugosidade um parmetro especificado de acordo
com a aplicao da superfcie usinada. Uma baixa rugosidade essencial em
superfcies de mancais, superfcies que requerem pintura, superfcies que
serviro de escoamento de fluidos e gases, e at de superfcies cujo visual
exige brilho.
A rugosidade de uma superfcie composta de irregularidades finas ou
erros microgeomtricos resultantes dos processos de fabricao. Essas
irregularidades podem ser avaliadas com aparelhos eletrnicos, como o
rugosmetro. Existem vrios parmetros pela qual a rugosidade pode ser
medida, porm para este projeto me limitarei ao Ra, que segundo Machado
(2000) amplamente utilizado para controle de processo na indstria. Segue a
definio abaixo:
Desvio mdio aritmtico (Ra)
a mdia aritmtica dos valores absolutos das ordenadas do perfil
efetivo (medido) em relao linha mdia em um comprimento de
amostragem. A Norma brasileira adota Ra como mtodo de medio.
Figura 8- Perfil de Rugosidade
FONTE: MACHADO
Como todo processo, a rugosidade de uma superfcie depende de vriosparmetros, como mquina-ferramenta, geometria e material da ferramenta, e
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os parmetros de usinagem da pea. Segundo Whitehouse (1997), mtodos
estatsticos aplicados ao resultado da medio da rugosidade de uma
superfcie podem identificar as contribuies relativas de cada um desses
parmetros.
Diniz ainda ressalta que o acabamento da superfcie depende muito da
variao da relao entre o avano e o raio da ponta da ferramenta, essa
relao mostrada atravs da formula:
Ra=
(Eq. 2)
2.2 TORNEAMENTO
2.2.1 Definio e um breve histrico
Quando pensamos em usinagem de materiais logo pensamos em
torneamento, que de acordo com TRENT (2000), a operao de usinagem
mais comumente empregada em trabalhos de corte de material na indstria
moderna. Como operaes de usinagem entendemos aquelas que conferem
forma, dimenses, ou acabamento, ou qualquer combinao dos trs, atravs
da retirada da poro do material irregular, o cavaco (FERRARESI, 1977).
Segundo Ferraresi (1977), a definio de torneamento seria [...]
processo mecnico de usinagem destinado a obteno de superfcies de
revoluo com auxlio de uma ou mais ferramentas monocortantes. Ou seja, a
pea gira em torno de um eixo principal de rotao da mquina e a ferramenta,
destinada a remoo do cavaco por uma nica superfcie de sada,se desloca
simultaneamente numa trajetria coplanar ao eixo.
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Conforme nos lembra Machado (2000), importante ressaltar que toda
operao de usinagem pode ser subdividida em desbaste e acabamento. No
desbaste, a preocupao garantir a elevada taxa de remoo de material, e
j no acabamento, a qualidade da pea prioridade, o sobremetal deixado pela
operao de desbaste removido dando o desejado aspecto final da pea.
Atualmente existem vrios tipos de operaes que podem ser realizadas
no torno, conforme a necessidade do fabricante. A Figura 9 mostra as
principais operaes realizadas no torno, essas operao so:
Torneamento cilndrico externo
Torneamento cilndrico interno Torneamento cnico externo
Torneamento cnico interno
Faceamento
Perfilamento
Sangramento
Recartilhamento
Figura 9 - Principais operaes realizadas no torno
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FONTE: FERRARESI (1977)
Esse processo amplamente usado na indstria atualmente surgiu mais
cedo do que se imagina. Antigas civilizaes, a exemplo dos egpcios, assriose romanos, j utilizavam antigos tornos como um meio fcil de fazer objetos
com formas redondas.
Os Tornos de Vara foram muito utilizados durante a idade mdia e
continuaram a ser utilizados at o sculo 19 por alguns arteses. Nesse
sistema de torno a pea a ser trabalhada era amarrada com uma corda presa
numa vara sobre a cabea do arteso e sua outra extremidade era amarrada a
um pedal. O pedal quando pressionado puxava a corda fazendo a pea girar, a
vara por sua vez fazia o retorno. Por ser fcil de montar esse tipo de torno
permitia que os arteses se deslocassem facilmente para lugares onde
houvesse a matria prima necessria para eles trabalharem.
No final dos anos 70, surgiu o torno CNC (comandos numricos
computadorizados) mquina na qual o processo de usinagem feita com uma
unidade de comando, um computador, interpretando uma linguagem especifica
e usinando a pea conforme as coordenadas inseridas. O uso de um painel
permite que vrios movimentos sejam programados e armazenados permitindo
a rpida troca de programa.
Figura 10 - Torno CNC Galaxy 30
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FONTE: ROMI (2001)
2.2.2 Grandezas de Corte
Levando em considerao a afirmao de Machado (2000) de que as
condies ideais de corte permitem a produo de peas dentro das
especificaes de forma, dimenses e acabamento ao menor custo possvel,
podemos notar que o estudo dos parmetros de corte imprescindvel paraobtermos a superfcie desejada atravs de um movimento relativo apropriado
entre a pea e a ferramenta, escolhida adequadamente.
As grandezas de corte no processo de torneamento so os movimentos
relativos entre a pea e a aresta cortante da ferramenta. Segundo Ferraresi
(1977), podemos encontrar dois tipos de movimentos: os que causam
diretamente a sada do cavaco e aqueles que apesar de serem fundamentais
no tem efeito direto na remoo do cavaco.Entre os movimentos que causam diretamente a sada do cavaco,
tambm chamados de movimentos ativos, Ferraresi (1977) destaca os
principais, citados a seguir:
Movimento de corte: o movimento entre a pea e a ferramenta, o qual
sem movimento de avano origina remoo de cavaco por somente uma
volta;
Movimento de avano: o movimento que juntamente com o movimentode corte, origina a remoo continua de cavaco;
Movimento efetivo de corte: a resultante dos movimentos de corte e de
avano, realizados ao mesmo tempo;
Movimento de profundidade: o movimento entre a pea e a ferramenta
que determina a espessura da camada de material a ser retirada.
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Figura 11 - Principais Grandezas de CorteFONTE: FERRARESI (1977)
Vale citar tambm os movimentos passivos, isto , que no tem
participao direta na remoo do cavaco, mas como nos lembra Diniz (2001),
so de extrema importncia pois tanto os movimentos ativos como passivos
esto associados com o tempo que, somados, resultam no tempo real de
fabricao da pea desejada.
Movimento de ajuste: o movimento de correo entre a pea e a
ferramenta, no qual o desgaste da ferramenta compensado
Movimento de aproximao: o movimento entre a ferramenta e a pea,
no qual a ferramenta aproximada antes do incio da usinagem
Movimento de recuo: o movimento o qual a ferramenta afastadaaps o termino da usinagem
Segundo DINIZ (2001), a velocidade de corte o resultado do
deslocamento da ferramenta diante da pea em funo do tempo, ou seja, a
resultante da rotao da ferramenta em torno da pea. Para processos com
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movimentos de rotao a velocidade de corte calculada atravs da equao
3, representada a seguir:
( Eq. 3 )
Analisando as possibilidades fornecidas pelos autores podemos afirmar
que vrios so os fatores que influenciam no resultado obtido aps a usinagem,
o que torna difcil estudar a influencia de cada um separadamente, pois
demanda um grande nmero de ensaios e elevado consumo de material.
Porm, com a utilizao da ferramenta DOE, buscaremos um relacionamento
funcional entre esses fatores.
2.2.3 Torneamento de Aos de elevada dureza
O torneamento de materiais de alta dureza vem sendo cada vez mais
utilizado ao longo dos tempos, devido ao crescente aumento da demanda de
produo e necessidade de reduo dos custos da fabricao, oriundos da
exigncia cada vez maior das novas tecnologias empregadas nos processos
industriais.
Segundo Machado (2000) convencionou-se chamar de torneamento dealta dureza, a usinagem de materiais temperados com dureza superior a 45
HRc. H poucos anos, materiais que necessitavam ser usinados em sua forma
endurecida, o eram apenas pelo processo de retificao.
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Figura 12 - Torneamento do Ao 4340
FONTE: SANDVIK COROMANT(2001)
No passado, peas de ao que recebiam tratamento trmico para
endurecimento necessitavam ter um sobremetal para serem acabadas pelo
processo de retificao, pois o tratamento trmico de endurecimento dificultava
a usinabilidade, comprometendo a qualidade do acabamento superficial, a
preciso dimensional e a forma.
Hoje, devido ao desenvolvimento de materiais para ferramentas de
elevada dureza e resistncia ao desgaste em altas temperaturas, aliados ao
surgimento de mquinas de maiores rigidez e preciso dimensional em altas
rotaes, possvel a usinagem destes materiais pelo processo de
torneamento. No presente trabalho, dentre os diferentes tipos de ferramentas
existentes que possibilitam o torneamento duro, optou-se pelas pastilhas
cermicas, devido sua elevada dureza a quente e resistncia ao desgaste e
o seu baixo custo quando comparadas com as pastilhas de CBN (cbico de
boro cristalino) ou PCBN(nitreto cbico de boro policristalino).
2.2.4 Torneamento Duro Versus Retificao Cilndrica
Em muitos trabalhos sobre usinagem de materiais endurecidos,
observada uma preocupao crescente da utilizao deste processo em
substituio ao processo de retificao. Muitas so as razes de ser desta
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preocupao, como podemos compreender ao analisarmos as vantagens
citadas a seguir.
Possibilidade de eliminar etapas de fabricao;
Maior produtividade;
Mquina-ferramenta mais simples e de menor custo;
Possibilidade de operaes mltiplas em uma s fixao da pea;
Flexibilizao do processo;
Menor custo das ferramentas de corte;
Superfcies da pea menos afetadas pelo calor.
Para este tipo de torneamento, geralmente so utilizados tornos de alta
rigidez e grande potncia. Na indstria, o torneamento de material endurecido
tem substitudo a retificao, especialmente na produo seriada de peas de
transmisso. A superior flexibilidade do torneamento somente passou a ser
aproveitada, com a utilizao de materiais de corte adequados, como por
exemplo, as cermicas mistas e os nitretos cbicos de boro, juntamente com
mquinas-ferramenta rgidas, e respectivos dispositivos de fixao. Para otorneamento de material endurecido sem corte interrompido, as cermicas
mistas representam uma alternativa econmica para os materiais de corte de
CBN.
Como exemplo disto, podemos citar o torneamento a seco de um pinho de
engrenagem, confeccionado em material 20MnCr5 com dureza na faixa de 60 a
62 HRC, com pastilhas de cermica mista e posteriormente com pastilhas de
CBN. Os custos por aresta das ferramentas cermicas totalizaram apenas 12%
dos custos por gume de corte das ferramentas de CBN. A usinagem pode ser
realizada a seco ou com fluido refrigerante, sem prejudicar a produtividade;
Santos Jr. et al (2001).
Em comparao com a retificao, no torneamento de material endurecido os
custos por pea podem ser reduzidos em mais de 60%. O investimento menor
exigido para um torno, o tempo de usinagem mais curto e a maior flexibilidade
favorecem o torneamento de material endurecido; Kress (2001).
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Segundo Donnangelo et al (2001), pode-se comparar a operao de
retificao e de torneamento de materiais endurecidos, tanto nos quesitos
tcnicos quanto no cenrio de manufatura atual. Em ambos, notamos que os
ganhos do torneamento so significativos. Um exemplo disso foi analisado para
a usinagem de engrenagens de furo liso em material endurecido, no trabalho
acima citado, de autoria de Donnangelo, Giorgetti e Santos (2000).
No aspecto tcnico, quando substitumos as operaes de retificao
pelo torneamento, h um ganho significativo de qualidade, devido ao fato de
realizarem-se todas as operaes sob uma mesma fixao. Todas as
dimenses e os desvios de forma e de posio foram tomados em relao ao
dimetro primitivo da engrenagem e consequentemente, a nveis menores do
que os verificados nas operaes de retificao. Uma vez que todas as
operaes estavam agrupadas em uma mesma mquina, pde-se ter um maior
controle estatstico sobre as variaes de processo introduzidas nas
engrenagens, decorrentes das variaes de mquina.
J no cenrio da manufatura atual existe a necessidade de reaes mais
rpidas s alteraes de produto no mercado e s constantes exigncias de se
possuir processos de usinagem cada vez mais flexveis e que no agridam o
meio ambiente. Podemos verificar na Figura 12, uma comparao entre os
processos de retificao convencional e torneamento de engrenagens de baixo
carbono cementadas a uma dureza de 58 a 62 HRC, no tocante ao tempo de
set-up de mquina, tempo de usinagem e custo do ferramental de fixao para
a usinagem, sendo que em todos os tpicos analisados, observa-se uma
enorme vantagem para o processo de torneamento em relao retificao.
Analisando ambos aspectos, pde-se eliminar uma srie de
inconvenientes decorrentes das operaes de retificao e introduzir novos
projetos na fbrica em um menor tempo e a um custo significativamente menor.
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Figura 13 - Comparao entre processos de retificao e torneamentoadaptado Donnangelo (2001)
2.3 Ferramentas de Corte
2.3.1 Definies
O processo de usinagem baseia-se na remoo de cavaco, utilizando
como ferramenta um material mais duro e mecanicamente resistente que a
pea a ser usinada, chamada de ferramenta de corte.
Segundo Diniz (2001), que se baseou pela terminologia adotada pela
ABNT, as ferramentas de usinagem apresentam as seguintes partesconstrutivas:
Parte de corte: a parte ativa da ferramenta constituda pelas suas
cunhas de corte, fixa sobre um suporte ou cabo de ferramenta.
Cunha de corte: a cunha da ferramenta, formada pela interseco das
superfcies de sada e de folga, mostrada na figura 13;
Superfcie de sada: a superfcie da cunha de corte sobre a qual o
cavaco formado e sobre a qual o cavaco escoa durante a usinagem.
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Superfcie principal de folga: a superfcie da cunha de corte que
contem sua aresta de corte principal de corte e que defronta com a
superfcie em sua usinagem principal;
Superfcie secundaria de folga: a superfcie da cunha de corte que
contem sua aresta de corte secundria e que defronta com a superfcie
em sua usinagem secundria ;
Aresta principal de corte: a aresta da cunha de corte formada pela
interseco das superfcies de sada e de folga principal ;
Aresta secundaria de corte: a aresta da cunha de corte formada pela
interseco das superfcies de sada e de folga secundria;
Ponta de corte: a parte da cunha de corte onde se encontram as
arestas principal e secundria de corte. A ponta de corte pode ser
interseco das arestas, ou a concordncia das duas arestas atravs de
um arredondamento, ou o encontro das duas arestas atravs de um
arredondamento ou chanfro.
Figura 14 - Partes Construtivas de uma Ferramenta
FONTE: DINIZ(2001)
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Figura 15 - Cunha de Corte da Ferramenta
FONTE: DINIZ(2001)
2.3.2 Materiais para Ferramentas de Corte
Os processos de usinagem convencional em geral baseiam-se no corte
de uma pea utilizando-se uma ferramenta de corte. Este corte s possvel
porque a ferramenta possui uma dureza mais elevada do que a pea, ou seja,uma dureza relativa (equao 3 ) positiva e maior que a unidade. Dessa forma,
o constante surgimento de novas ligas, com propriedades mecnicas e durezas
cada vez maiores, cria uma demanda contnua por novos materiais de
ferramenta, com propriedades altura dessas ligas.
(Eq. 3)
A ferramenta de corte necessita ser de um material que possua
algumas propriedades imprescindveis para uma boa usinagem da pea,
Machado (2000) lista algumas delas:
Alta dureza
Tenacidade suficiente para evitar falha por fratura
Alta resistncia ao desgaste abrasivo
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Alta resistncia a compresso
Alta resistncia ao cisalhamento
Boas Propriedades mecnicas e trmicas em temperaturas elevadas
Alta resistncia ao choque trmico Alta resistncia ao impacto
Ser inerte quimicamente
Analisando as propriedades listadas pelo autor, podemos perceber que
essas propriedades no se renem facilmente em um s material, e a escolha
delas depende da aplicao do processo de usinagem. Desde o principio da
usinagem, surgiram vrios materiais aplicados a ferramentas de corte, eles
podem ser agrupados de seguinte maneira:
Aos rpidos
Aos rpidos com cobertura
Metal duro
Metal duro com cobertura
Material cermico
Nitreto brico cubico Diamante
A Figura 14 mostra os materiais para ferramentas existentes atualmente
no mercado. Como se observa, estes materiais esto em ordem crescente de
dureza, e decrescente de tenacidade. Esta ordem tambm representa o avano
tecnolgico dos materiais, de acordo com a cronologia, com algumas
excees.
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Figura 16 - Evoluo das Ferramentas de Corte
FONTE: MACHADO E SILVA (2001)
No contexto histrico, duas categorias de materiais se sobressaem, e
podem ser considerados os mais importantes para usinagem, ainda que no os
mais eficientes ou tecnologicamente desenvolvidos. Estes materiais so os
aos rpidos e os metais duros.
A importncia dos aos rpidos e dos metais duros se deve ao fato de,
na poca de seu desenvolvimento, terem permitido os maiores saltostecnolgicos da histria dos processos de usinagem, tendo ocorrido na ocasio
do desenvolvimento de cada um desses materiais um aumento nas
velocidades de corte de uma ordem de grandeza, comparado com os materiais
de corte ento existentes. Segundo Machado e Silva (1999), o
desenvolvimento dos aos rpidos propiciou aumento das velocidades de corte
de aproximadamente 3m/min para at 35m/min, e o metal duro permitiu que
estas velocidades de corte chegassem na faixa de 300m/min.
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Segundo Diniz (2001), o ao rpido uma ferramenta de alta liga de
tungstnio, molibdnio, cromo, vandio, cobalto e nibio. um material tenaz,
de elevada resistncia ao desgaste e elevada dureza a quente, se comparado
aos aos carbono. Com esse novo material, as velocidades de corte puderam
ser aumentadas em cerca de 10 vezes a velocidade da ferramenta de ao
carbono. Hoje comparados com os materiais das ferramentas atuais, esses
valores so relativamente baixos.
O metal duro fabricado atravs da metalurgia do p, feito de partculas
duras finamente divididas de carbonetos de tungstnio, normalmente em
combinao com outros carbonetos, como carbonetos de titnio, tntalo e
nibio, essas partculas so sintetizadas com um ou mais metais do grupo do
ferro, formando um corpo de alta dureza e resistncia a compresso. A
utilizao do metal duro feita, na maioria das vezes, na forma de pastilhas
soldadas ou fixadas mecanicamente sobre um porta-ferramentas de ao.
A norma ISO 513/1975 classifica os metais duros em 3 grupos,
designados pelas letras P, M e K, tambm designados por um cdigo de cores
(em ordem, azul, amarelo e vermelho). A classificao dentro de um grupo ou
outro feita de acordo com a aplicao do metal duro, uma vez que a
variedade de composies qumicas e processos de fabricao torna difcil a
padronizao baseada em outras caractersticas.
Apesar de ser citado como ferramenta de usinagem desde a dcada de
50, s nos anos 80 comearam a crescer no mercado, depois de
desenvolvimentos no campo das propriedades da cermica. Segundo Diniz
(2001), o material cermico possui algumas propriedades interessantes para
uma ferramenta de usinagem, tais como: dureza a quente e a frio, resistncia
ao desgaste e excelente estabilidade qumica. Porm, este material tambm
possui propriedades que dificultam sua utilizao, que so: baixa condutividade
trmica, que dificulta a transferncia de calor e faz com que a regio de contato
atinja altas temperaturas, e principalmente, baixa tenacidade, que facilita o
trincamento e a quebra da ferramenta. A baixa tenacidade foi a principal razo
que fez com que esse material no fizesse parte do mercado h mais tempo.
O grupo de ferramentas composto por insertos confeccionados base
de materiais cermicos formado por vrias classes de insertos, os quaisesto divididos em dois grandes grupos em funo do material empregado
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como matrizxido de alumnio ou alumina (Al2O3) ou nitreto de silcio (Si3N4),
conforme Figura 15.
Figura 17 - Diviso de materiais cermicos para ferramenta
FONTE: SANDVIK COROMANT (2002)
As cermicas puras so ferramentas constitudas basicamente de finos
gros de Al2O3 com adio de MgO obtidos pela metalurgia do p. Outros
constituintes, como oxido de cromo, titnio e nquel, s vezes, so adicionados
para aumentar a resistncia mecnica(MACHADO,2000). Essas ferramentas
possuem um alto grau de dureza, resistncia ao desgaste e excelente
estabilidade qumica, embora baixa tenacidade.
Na dcada de 80, surgiu mais uma inovao no mercado de
ferramentas, a ferramenta cermica base de Al2O3 reforada com SiC,
denominada whiskers. Esses carbonetos so adicionados em at 20% na
alumina, na forma de cilindros de 0,5 m a 5m de dimetro, e de 10 m a 80
m de comprimento (KOMANDURI, 1989). A finalidade destes cilindros
monocristalinos de carboneto de silcio, dispersos na matriz de alumina,
aumentar a tenacidade fratura e a resistncia ao choque trmico. Segundo
PEREIRA (2006), estas ferramentas possuem cor verde e so indicadas para a
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usinagem a altas velocidades (500m/min), de superligas base de nquel e
cobalto, ferro fundido endurecido e aos temperados.
A cermica mista tambm faz parte do grupo de ferramentas cermicas
base de alumina, segundo Pereira (2006) contm 25 a 40% de carboneto de
titnio (TiC) em volume, com uma segunda fase dispersa na matriz de alumina
(Al2O3+ TiC), conhecida tambm como cermica preta. A adio de TiC
aumenta consideravelmente a dureza e resistncia ao desgaste da ferramenta,
alm de melhorar ligeiramente a tenacidade e condutividade trmica
(MACHADO, 2000).
A presena de TiC e TiN na matriz de alumina, permite que estas
ferramentas sejam empregadas com velocidades de corte mais elevadas e
menor risco de fratura sbita. Alm disso, a cermica mista apresenta uma
dureza a quente superior de outras ferramentas base de alumina, podendo
ser utilizada na usinagem de aos temperados e ferros fundidos de elevada
dureza. So as mais indicadas pelos fabricantes de ferramentas para o
torneamento de aos endurecidos.
Os insertos base de Si3N4 tambm surgiram nos anos 80, so
compostos de cristais de Si3N4, com uma fase Inter granular de SiO2 (cristais
de vidro) e so sintetizados na presena de Al2O3,Y2O3,MgO e outros,
MACHADO (2000). Esse grupo de materiais tem consigo excelentes resultados
na usinagem de ligas de nquel e ferros fundidos. Todavia, devido grande
interao qumica com o ferro a elevadas temperaturas, esse grupo no tem
tido sucesso na usinagem de aos.
O sialon um inserto cermico base de nitreto de silcio
(Si3N4),segundo Pereira (2006) possui excelentes propriedades em termos de
dureza a quente e resistncia ao choque trmico, porm pssimo com
relao estabilidade qumica. Devido a essa caracterstica, principalmente
utilizado na usinagem do ferro fundido em desbaste, onde a dureza a quente, a
resistncia ao choque trmico e a tenacidade so fundamentais e tambm,
onde o cavaco curto no tende a causar difuso na superfcie de sada da
ferramenta.
A tabela 3, nos mostra algumas propriedades relativas dos diversos tipos
de materiais cermicos comparados com o metal duro. Pode-se notar na tabelaque a cermica mista possui uma melhor relao entre dureza a quente e
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estabilidade qumica que a cermica pura, porm a tenacidade desse material
pssima. Segundo Machado (2000), ferramentas de cermica mista so a
primeira recomendao se tratando de acabamento de aos endurecidos,
devido a necessidade tanto de dureza a quente, quanto estabilidade qumica, e
como este tipo de operao de acabamento fino, a tenacidade no to
importante.
Tabela 3 Propriedades relativas dos materiais cermicos
comparados com o metal duro
FONTE: DINIZ (2001)
2.3.2 Principais Avarias e Desgastes da Ferramenta de Corte
O constante atrito e altas temperaturas fazem com que ao decorrer do
tempo as ferramentas de corte se desgastem, e at sofram avarias. Por maior
que seja a dureza e a resistncia ao desgaste da ferramenta de corte, mais
cedo ou mais tarde ela dever ser substituda. Estudar e entender esse
processo pelo qual as ferramentas se desgastam muito importante para nos
possibilitar uma otimizao nos parmetros da usinagem, a fim de prolongar a
vida da aresta de corte.
Conforme nos mostra Machado (2000) podem-se distinguir trs
fenmenos pelos quais uma ferramenta de corte perde a eficcia no processode usinagem: avaria, desgaste e deformao plstica. J Trent (2000) e Wright
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(2000) consideram a plstica apenas um mecanismo de desgaste. Os
fenmenos citados pelos autores causam a mudana da geometria da aresta
de corte, sendo que os dois primeiros, na maioria das vezes, promovem perda
de material, enquanto o ultimo promove o seu deslocamento, sem gerar
perdas.
Segundo Machado (2000), avaria o fenmeno que ocorre de maneira
inesperada e repentina, causado pela quebra, lascamento ou trinca da aresta
de corte. O autor ainda ressalta que a quebra e o lascamento levam a
destruio total ou perda de quantidade considervel de material de forma
repentina e imprevisvel. A quebra mais comum em ferramentas de cermica,
que so objeto de estudo desse trabalho, devido a baixa tenacidade do
material. J o lascamento depende tambm da tenacidade da ferramenta, mas
segundo Santos (2004), podem ocorrer ate mesmo em ferramentas de ao
rpido.
A trinca promove a abertura de uma fenda no corpo da ferramenta de
corte. Diniz (2001) ressalta que as trincas tm duas causas principais: a
variao de temperatura e (ou) variao de esforos mecnicos. Quando as
trincas tem origem trmica, variao de temperatura, elas ocorrem
perpendicularmente aresta de corte, e quando tem origem mecnica, devido
aos esforos, so paralelos aresta, conforme mostra a figura. As principais
causas so geradas geralmente em operaes de corte interrompido, ou por
falta de uso de fluido de corte. Machado (2000) ressalta que devido
fragilidade das cermicas a propagao da trinca imediata, praticamente sem
deformao, logo uma trinca em uma ferramenta cermica pode ser fatal,
promovendo instantaneamente seu lascamento ou quebra.
Figura 18 - Trinca de Origem mecnica
FONTE: SANDVIK COROMANT (2004)
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O desgaste da ferramenta de corte pode ser definido segundo a Norma
ISSO 3685 (1993) como sendo a mudana de sua forma original durante o
corte devido perda gradual de material. No desgaste, diferente da avaria, aperda de material ocorre de maneira continua e progressiva, e em propores
pequenas, s vezes at mesmo em nvel atmico. Esse fenmeno pode
ocasionar alteraes geomtricas na pea e mudana geometria da ferramenta
de corte devido perda de massa. A partir da figura 17, Machado (2000)
podemos identificar as principais formas de desgaste, citadas a seguir:
Desgaste de cratera (rea A) Desgaste de flanco (rea B)
Desgaste de entalhe (reas C e D)
Figura 19 - Principais desgastes de uma ferramenta
FONTE: MACHADO(2000)
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2.4 PROJETOS DE EXPERIMENTOS (DOE)
2.4.1 DOE e seis sigma
A busca pela qualidade, atualmente, se tornou um ponto de muita
reflexo para os que estudam este assunto, pois, no basta desenvolver
produtos que apenas atendam os requisitos tcnicos do cliente, h ainda de se
levar em considerao que os clientes tambm querem um produto com a
garantia de durabilidade. Alm disso, cada produto que apresenta umproblema representa um custo e uma insatisfao por parte do cliente que
pode ser passada a outros possveis compradores e assim criar uma
propaganda negativa da marca relacionada.
Sobre o futuro da qualidade, a AMERICAN SOCIETY FOR QUALITY
(2000) ressalta que a busca da qualidade deve mudar, tornando-se mais
inovadora, flexvel e rpida na implementao das solues eficazes, que
conduzam a resultados nos negcios e reflitam os desejos do consumidor.Considerando a data dessa publicao, podemos dizer que este tempo j
chegou e a prova disso a popularizao de ferramentas e metodologias que
buscam por processos e produtos cada vez mais robustos.
A principal metodologia que representa este novo pensamento o Seis
Sigma que basicamente consiste na reduo das variveis que influenciam o
processo produtivo para consequentemente, diminuir os defeitos e tem se
mostrado a mais poderosa ferramenta na busca por reduo de falhas.
Segundo Camps (2002) o Seis Sigmas representa: [...] uma medida de
desempenho e meta para operao de processos, com uma taxa de 3,4 falhas
por milho de atividades ou oportunidades. Ainda segundo Campos (2002)
as falhas devem ser encaradas como oportunidades de melhoria da satisfao
do cliente, e a partir desta afirmao, podemos ver um dos pilares da
metodologia, o enfoque no aumento da satisfao do cliente.
Esta metodologia no trouxe, exatamente, novidades para o mundo do
empreendedorismo e da qualidade. As ferramentas usadas nesta metodologia
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j eram conhecidas antes da sua existncia, porm, com ela foram reunidas e
aplicadas em etapas visando o fato de ter que produzir com o enfoque na
satisfao do cliente. Destas ferramentas, a mais popular, talvez seja o DOE.
2.4.2 Definio de DOE.
Para entendermos como funciona o DOE, primeiramente temos que
entender como funciona um processo. A Figura 12 ilustra muito bem o conceito
de processo que uma srie de atividades que pega uma entrada, adiciona
um valor a esta e produz uma sada para um cliente YANG (2008, apud
ANJARD, 1999). Na adio de valores para produo da sada de um processo
sempre teremos variveis que sero controlveis e variveis que sero no
controlveis e, em qualquer um dos dois tipos pode haver diferenas do ideal
que produzam uma sada tambm fora do ideal.
Figura 20 - Modelo de um processo
FONTE: MONTGOMERY (1991)
Para o melhor entendimento, tomemos uma ligao telefnica comoexemplo. Neste caso e por uma viso simplificada, a entrada seria os nmeros
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digitados pelo usurio no aparelho telefnico, o processo seria tudo o que
envolve desde a sada do sinal do telefone at a chegada do sinal no telefone
da pessoa contatada e a sada seria a mensagem que se quer passar a pessoa
contatada. E como explicado anteriormente, existem vrias neste processo que
so controlveis, tal como o tipo e a qualidade do aparelho telefnico utilizado
na ligao que pode interferir na qualidade com que a mensagem passada
pelo usurio do telefone, mas tambm existem variveis que so
incontrolveis, como a quantidade de raios que caem prximo as redes de
telefonia e que pode fazer com que o servio torne-se inutilizvel por
determinado tempo.
De fato, quanto mais variveis tiver um determinado processo, mais
difcil ser control-lo. E ter controle sobre um processo significa ter um
processo robusto capaz de responder as falhas de forma rpida e eficaz, sendo
que este conceito no se aplica apenas a processos, pois as variveis fora de
controle podem se originar na prpria concepo do produto, ou seja, no
projeto. Ento, necessrio o uso de tcnicas que ajudem a detectar erros
antes que os produtos sejam lanados ou ento que os processos sejam
testados de forma a obter um mximo rendimento, detectando erros de nos
ajustes das variveis controlveis importantes e evitando que variveis no
controlveis interfiram no resultado final do produto. Uma dessas tcnicas o
DOE que pode ser aplicado tanto na fase de projeto quando no processo
produtivo.
O DOE de acordo com PUERTAS (2003), uma poderosa ferramenta
de anlise, que utilizada para modelar e avaliar a influncia das variveis de
um processo em alguma resposta especfica que possui uma funo
desconhecida neste processo, ou seja, o DOE consiste em fazer
experimentos, utilizando diferentes parmetros das variveis que influenciam
na sada do processo, na busca pelo controle ou eliminao de fator que
impede que este processo chegue ao resultado esperado.
De acordo com Yang (2008) o objetivodo experimento e da anlise de
dados obter a relao de causa e efeito entre a sada e os fatores
experimentais em um processo. Neste conceito, o autor salienta a principal
contribuio do DOE a relao entre causa e efeito que cada parmetro temna sada do processo.
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Para entender esta relao, exemplificaremos atravs de uma receita de
bolo. A qualidade do bolo depende, dentre outras coisas, da dosagem dos
ingredientes, da habilidade do confeiteiro e do mtodo utilizado para o
preparo. Mas, o quanto cada item influi no resultado final do bolo? O quanto
adio ou retirada de fermento influi na sada deste processo? O quanto a
temperatura influi na qualidade do bolo? O quanto experincia do confeiteiro
influi? Se fosse realizado um DOE, poderamos saber, por exemplo, se
adicionar 10g a mais de fermento influi mais na qualidade do bolo do que
adicionar 10g de acar, e com as vrias combinaes possveis, ter a relao
de causa e efeito de cada ingrediente e das diversas variaes possveis do
mtodo.
Portanto, da mesma forma, o DOE pode ser aplicado em um
determinado processo de uma indstria para saber a relao de causa e efeito
entre tudo o que influi no processo, que basicamente podem ser resumidos
no 6M: Matria-prima, Mtodo, Meio Ambiente, Mo-de-Obra, Mquinas e
Medio.
2.4.3 Passos necessrios para se fazer um projeto DOE.
Yang (2008) cita alguns passos que devemos seguir para que se possa
fazer um projeto DOE com resultados confiveis, so eles:
Definio do projeto;
Seleo da varivel de resposta (sada);
Escolha dos fatores, nveis e faixas de variao;
Seleo de um projeto experimental;
Execuo do experimento;
Anlise dos dados do DOE;
Concluses e Recomendaes.
O que temos acima um roteiro de como deve ser feito um projeto DOE.
De fato, seguiremos tambm este roteiro neste trabalho, por isso, importante
conceituar cada situao:
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2.4.3.1 Definio do Projeto.
Antes de comear o projeto preciso definir qual o seu objetivo. Este
no um passo trivial, mas serve para deixar claro o foco do projeto como:reduzir defeitos, melhorar o desempenho, avaliar a resposta de um projeto, etc.
2.4.3.2 Seleo da varivel de resposta (sada).
importante conceituar que cada projeto DOE pode ser representando
matematicamente, a partir da seguinte equao geral:
y= f( x1,x2,x3,...,xn) + (Eq.4)
Ento, teoricamente, todo projeto DOE pode ser representado a partir de
uma equao onde a resposta y resultado da interao entre as variveis
controlveis (x1,x2,x3,...,xn) somada com que representa as interaes entre
variveis no controlveis e possveis erros experimentais e de medio.
Visto que y pode representar diversos fatores de resposta de um produto
ou processo, importante escolher uma resposta que provenha uma
informao til e que seja crucial para a finalidade ao qual o projeto foi criado.
Contudo, nem sempre podemos escolher avaliar aquela resposta considerada
medida-chave para o nosso projeto, por isso deve-se levar em conta tambm
que a varivel de resposta escolhida deve ser contnua e que permita uma
facilidade em obter a medio precisa e correta.
2.4.3.3 Escolha dos fatores, nveis e faixas de variao.
Aps a escolha de qual varivel de resposta ser estudada importante
identificar quais os fatores que influenciariam de maneira significante para aalterao dos valores dessa varivel de resposta. Yang (2008) descreve dois
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tipos de fatores: o fator contnuo e o fator discreto. O fator contnuo aquele
que pode ser representado numericamente como: peso, velocidade,
acelerao, espao e preo; J fatores discretos no so mensurveis e so de
espcie atributiva como: tipo de mquina e tipo de matria prima.
Aps isso, necessrio definir quais os nveis do experimento. Em um
projeto DOE os nveis so os valores ou atributos que se deseja testar no
experimento, sempre considerando que existe mais de um nvel para cada
fator, ou seja, se o fator testado for tipo de matria prima, h de se considerar
que h mais de um tipo de matria-prima, ou ainda, que se quer usar o fator
velocidade no experimento, h de se considerar mais de um nvel de
velocidade a ser testado, que poderia ser 10 m/s e 20 m/s, por exemplo.
Em fatores que so de origem contnua preciso estudar e escolher bem
os nveis de cada fator a serem utilizados no experimento. Se a distncia entre
os nveis for muito acentuada possvel perder dados importantes no resultado
dos experimentos, da mesma forma, isso pode acontecer se a distncia for
muito pequena.
Outro ponto a se observar o tempo e o custo para realizao do
projeto DOE. Quanto mais fatores e nveis escolhidos, maior ser o tempo para
a realizao dos experimentos e os custos envolvidos, podendo-se muitas
vezes se tornar invivel a sua realizao.
2.4.3.4 Seleo de um projeto experimental.
Yang (2008) cita que o tipo de projeto experimental utilizado depende do
nmero de fatores, do nmero de nveis e do total de experimentos que
podemos realizar. Para no estendermo-nos no assunto e nos vrios tipos que
poderiam ser utilizados, apenas falaremos sobre o que ser utilizado neste
trabalho que o experimento fatorial completo que tem uma abrangncia maior
e prover uma quantidade de informaes tambm maior.
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2.4.3.5 Execuo do experimento.
Dentre outros pontos, durante a execuo do experimento necessrio
atentar para o seguinte:
Verificar a confiabilidade do sistema de medio;
Evitar mudanas no planejadas durante a experincia;
Preservar os dados brutos.
Ter registro de todos os acontecimentos;
2.4.3.6 Anlise dos dados do DOE.
A partir dos dados obtidos nos experimentos, mtodos estatsticos sero
utilizados para a sua anlise. Delas, podero ser obtidos os seguintes
resultados:
Identificao de fatores significantes e insignificantes Nem todos os
fatores tero o mesmo efeito sobre a varivel de resposta. Espera-se
encontrar quais os fatores que, mesmo com pouca variao, tem grande
impacto na varivel de sada. No DOE, possvel identifica-los atravs
da anlise de varincia.
Classificao da importncia dos efeitos de cada fator Novamente, a
anlise de varincia ser utilizada.
Modelo matemtico emprico O DOE pode prover um modelo
matemtico emprico relacionando a varivel de sada com os fatores
utilizados nos experimentos, bem como representaes grficas.
Identificao de ajustes timos de nveis dos fatores e nvel timo de
desempenho da sada Usando o modelo matemtico poderemos
encontrar um ajuste dos fatores experimentais ideais que iro alcanar o
melhor resultado possvel para a varivel de resposta.
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2.4.3.7 Concluses e recomendaes.
Aps a anlise dos dados espera-se chegar a concluses que ajudem a
aperfeioar o processo ou produto. Contudo, vale ressaltar que nem sempre o que acontece, pois pode ser que os fatores escolhidos no deem a reposta
esperada e os valores de sada gerados pelo experimento fiquem abaixo da
expectativa. Isso pode ocorrer devido a escolha errada dos fatores e seus
nveis o que leva a ter que refazer todo o projeto DOE.
Caso o resultado obtido for satisfatrio, ser necessrio fazer
experincias de confirmao para ter a certeza de que os valores dos fatores
indicados como timos realmente levam ao valor da varivel de sada indicado,
pois mudanas podem ocorrer desde a coleta dos dados dos experimentos e
estes necessitam ser corrigidos.
2.4.4 Projeto experimental fatorial.
Este tipo de projeto o de maior aplicao na indstria por testar todos
os tipos de combinaes possveis dos nveis dos fatores utilizados (YANG,
2008). Se tivermos dois fatores A e B que tem quantidades de nveis
respectivamente a e b, o nmero de experimentos do projeto ser ab. E
ainda, se quisermos reproduzir o experimento n vezes, teremos o nmero de
experimentos igual a abn.
Retomando o exemplo da receita de bolo, poderamos definir um projeto
experimental fatorial para o estudo dos fatores quantidade de acar (A) equantidade de fermento (B), sendo que para a quantidade de acar temos 2
nveis (a) e para a quantidade de fermento temos 3 nveis (b). Se definirmos
que reproduziremos estes experimentos apenas 1 vez (n) o nmero de
experincias a serem realizadas ser 6 (abn).
Por exemplo, no trabalho de BONANNI (2005) que utilizou o DOE para
estudos de parmetros de soldagem, foi desenvolvida uma matriz experimental
tpica do DOE para mostrar o arranjo experimental utilizado para odesenvolvimento do estudo, mostrada na figura 19:
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Figura 21 - Exemplo de Matriz de Experimentos
FONTE: BONANI (2005)
2.4.4.1 Projetos Fatoriais Completos de Dois Nveis
Este tipo de projeto o mais utilizado quando pensamos em DOEporque leva a projetos fatoriais com o mnimo de experimentos possveislevando a um custo menor. Tambm comumente chamado de projeto 2K
por k representar o nmero de fatores experimentais e 2 o nmero de nveisdo projeto, representando assim a frmula para calculo do nmero deexperimentos necessrios adotando o nmero de replicaes igual a 1,contudo a frmula geral seria:
N=n2k ,onde n=1,2,3.. (Eq. 5)
Como h apenas dois nveis para cada fator, chamamos o valor baixo denvel baixo e o valor alto de nvel alto e ainda, utiliza-se uma notao especficapara cada um deles onde o nvel baixo indicado pelo nmero -1 e o nvel altopelo nmero 1. Isto chamado de codificao de dados e ajuda nainterpretao dos coeficientes de um modelo experimental.
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2.4.4.2 Anlise de Varincia (ANOVA)
Em qualquer processo comum encontrar-se variaes, ou seja, uma
diferena entre o valor real e o valor ideal, mesmo que est seja pequena aoponto de ser desprezvel. Essas variaes podem ser causadas mudanas nosfatores experimentais, por erros de medio ou ainda por fatoresdesconhecidos.
O mtodo de anlise de varincia serve para analisar a variao da sadade um processo em relao a entrada por meio de clculos estatsticos eatravs dela podemos:
Decompor e quantificar a diferena entre o valor real e o ideal entre as
possveis fontes; Identificar as interaes que possuem efeitos sobre a sada e classifica -
las em: significativas e no-significativas
Estatisticamente, a ANOVA basicamente consiste em um teste de
hipteses, que um teste para determinar se existe uma relao linear entre avarivel de resposta y em subconjunto de regresses x1, x2,..., xk. NILO
JR.(2003, apud. MONTGOMERY, 2003).
Esse mtodo tem sido aplicado em diversas reas atualmente a fim de
aperfeioar cada vez mais os processos industriais. Eis aqui alguns exemplos:
TUSSET (2008) utilizou a anlise de varincia para comparar a soldagemMIG robotizada com a soldagem realizada manualmente. Utilizando -se dessemtodo ele pode constatar que houve diferena significativa entre os doismtodos, e para as respostas estudadas, a soldagem MIG robotizada tevedesempenho melhor em todas elas, sendo apenas equiparada com a soldagemMIG manual quando no se utilizado chanfro nas amostras .
Como o foco deste trabalho a aplicao do DOE e no da ANOVA, que
apenas ser utilizada para interpretao dos dados, no forneceremos umpasso a passo para a obteno da tabela, visto que, tambm podemosdesenvolv -la atravs de softwares especializados como o caso doMINITAB.
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Figura 22 - Exemplo de ANOVA obtido atravs do MINITABFONTE: NILO JR. (2003).
Na interpretao da Tabela fornecida pela ANOVA, o primeiro dado
relevante que obtemos a soma dos quadrados (Seq SS) que em teoriaquanto maior for o valor maior variao causada por este fator. Na Figura 13,por exemplo, o fator Regression o dado com maior soma dos quadrados e,
portanto, mais causa variao sobre a sada.
Contudo, em termos de DOE, o fator mais importante fornecido pelatabela ANOVA o valor P de cada fator. Com ele podemos medir se o efeitocausado por cada fator significativo estatisticamente, sendo que o critriomais comumente usado o de 0,05 ou 5%, ou seja, para valores de P acimade 0,05 representa que o fator no possui um efeito significativo e para valores
abaixo de 0,05 representa que o fator possui um efeito significativo sobre asada sendo que quanto menor o valor maior seu efeito. Desta forma, naFigura 15, temos o fator Linear como no significativo e os demais fatores
como efeitos significativos, sendo o maior deles o fator Regression.
A partir dos dados da ANOVA possvel visualizar atravs de grficosde interao o efeito de cada item na resposta estudada.
efeito de cada item na resposta estudada.
A Figura 14 um exemplo desses grficos de interao. Nela podemosver quatro tipos de fatores estudados em um experimento onde a resposta aRecuperao de zinco em um processo de beneficiamento de calamina, onde
4 fatores utilizados dois nveis (Neste exemplo, foi utilizado a notao paraprojetos de dois nveis onde -1 corresponde ao nvel baixo e 1 corresponde aonvel alto) so considerados, so eles: Sulfeto de Sdio, Emulso, Silicato eHexametafosfato. Quanto menor a inclinao da curva menor a variao entreo nvel baixo e nvel alto escolhidos no experimento, e quanto maior ainclinao maior, tambm ser a variao. Neste experimento, o sulfeto desdio tem a menor variao sobr e a resposta estudada, enquanto que ohexametafosfato apresenta a maior variao.
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Figura 23 - Exemplo de Grfico de Interao Individual
No MINITAB ainda possvel plotar mais grficos levando emconsiderao todos os fatores ao mesmo tempo, contudo, o exemplo foiadotado apenas para a compreenso do que podemos fazer a partir da tabelaANOVA.
3. METODOLOGIA
A Metodologia o pensamento e prtica que sero exercidos naabordagem no comeo, meio e fim, de uma forma de realidade dentro de uma
lgica, expondo as concepes. So colees de tcnicas que daro condies
de construir pensamentos em sistemas onde clareie as idias dando potencial
criativo para o investigador, deve-se colocar os mtodos claros de aderir e
elaborar com capacidade de descrever os impasses tericos para o desafio da
prtica.
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3.1 TIPOS DE MTODOS, TCNICAS E PROCEDIMENTOSTERICOS.
3.1.1 Tipo de Mtodo
Ser adotado como mtodo de abordagem o dedutivo que parte de
teorias e leia mais gerais para ocorrncias mais particulares.
Conforme Oliveira, (2002, p. 57) O Mtodo deriva da Metodologia e trata
do conjunto de processos pelos quais se torna possvel conhecer uma
determinada realidade, produzir determinado objeto ou desenvolver certos
procedimentos ou comportamentos.
Conforme Oliveira, (2002, p. 62) O Mtodo Dedutivo procura transformar
enunciados complexos, universais, em particulares. Atravs desse mtodo,
partindo-se de teorias e leis universais, pode-se chegar determinao ou
previso de fenmenos particulares.
3.1.2 Tipo de Tcnica
A tcnica adotada ser a pesquisa bibliogrfica e experimental.
Conforme Oliveira, (2002, p. 58) A tcnica a parte material, a parte
prtica pela qual se desenvolve a habilidade de ensinar, aprender, produzir,
descobrir e inventar.
Conforme Gil, (2002, p. 44) A pesquisa bibliogrfica desenvolvida
principalmente de livros e artigos cientficos.
Conforme Gil, (2002, p. 47) ... Essencialmente, a pesquisa experimental
consiste em determinar um objetivo de estudo, selecionar as variveis que
seriam capazes de influenci-lo, definir as formas de controle e de observao
dos efeitos que a varivel produz no objeto.
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3.1.3 Tipos de Procedimentos
Ser adotado tanto o procedimento monogrfico quanto o estatstico.
Conforme Lakatos, (2007) Procedimentos constituem etapas mais
concretas da investigao, com finalidade mais restrita em termos de
explicao geral dos fenmenos menos abstrato. Pressupem uma atitude
concreta em relao ao fenmeno e esto limitadas a um domnio particular.
Nas cincias sociais os principais mtodos de procedimentos so: histricos,
comparativos, monogrficos ou estudo de caso estatstico, tipolgicos
funcionalista, estruturalista..
Conforme Lakatos, (1992) Criado por Le Play, que o empregou ao
estudar famlias operrias na Europa. Partindo do princpio de que qualquer
caso que se estude em profundidade pode ser considerado representativo de
muitos outros ou at de todos os casos semelhantes, o mtodo monogrfico
consiste no estudo de determinados indivduos, profisses, condies,
instituies, grupos ou comunidades, com a finalidade de obter
generalizaes.
Conforme Lakatos, (1992) ... o mtodo estatstico significa reduo de
fenmenos sociolgicos, polticos, econmicos etc. a termos quantitativos e a
manipulao