Orientador: Celso Kazuyuki Morooka / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T20:08:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_JoseRicardoPelaquim_M.pdf: 6979997 bytes, checksum: cb7b7cacbcb91fb76e57ca2cad3585fc (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Uma série de trabalhos desenvolvidos com o uso do conceito de Sistemas Inteligentes Distribuídos, criando agentes de raciocínio fornecido por especialistas em diversas áreas do Petróleo, implementadas em um shell específico (Kards), tem vislumbrado um grande potencial do uso desta tecnologia no ramo do Petróleo. Na seleção de brocas para a perfuração de poços de Petróleo, o objetivo é alcançar um mínimo custo métrico, sendo a seleção na prática realizada através de poços de correlação e na própria experiência do engenheiro de perfuração. O uso de métodos analíticos geralmente necessitam de informações expendiosas além de ser uma tarefa árdua devido a complexibilidade do problema. Nesta dissertação é apresentado um método de preservação do conhecimento especializado no processo de seleção de brocas tricônicas através de redes neurais, lógica nebulosa e ferramentas disponíveis no Sistema Kards. Este trabalho serviu de base para arquitetar um Sistema Inteligente para o auxílio de seleção de brocas tricônicas, sendo útil também em termos de treinamento de novos engenheiros / Abstract: A series of works developed using the concept of Distributed Intelligent Systems, creating agents of reasoning provided by experts in several areas of Petroleum, structured in a specific shell (Kards), has glimpsed a great potencial of this technology in Petroleum sector. ln the bit selection to drill oil well, the objective is to obtain a minimum metric cost, being the selection in practice realized using correlation wells and in drilling engineers experience. The use of analytical methods usually needs extensive informations and moreover it is hard job owing to complexity of the problem. ln the thesis is presented a method of preservations of specialized knowledge jn triconics drills selection process using neural nets, fuzzy logic and available tools in the Kards System. This work was a base to construct an lntelligent System for the assistance of triconics drills selection, being also useful to fit to training of engineers / Mestrado / Mestre em Engenharia de Petróleo

A preparação das arestas de corte é um processo que tem chamado a atenção na indústria de fabricação e recondicionamento de ferramentas em função dos benefícios que tem trazido especialmente na vida útil da ferramenta. Este processo dá um grande diferencial competitivo àqueles que detém o conhecimento de como aplicá-lo e por isso é mantido como um segredo industrial. No que se refere a brocas helicoidais a escassez de informações é ainda maior, em função da alta complexidade da ferramenta e do processo. O presente trabalho traz os resultados da influência da preparação das arestas de corte (alteração da microgeometria) de brocas helicoidais no processo de furação do aço SAE 4144M temperado e revenido com 38 HRC. O processo manual de escovamento foi utilizado para preparar as ferramentas com arestas arredondadas e o processo manual de limagem para as ferramentas com arestas chanfradas. Foram medidas várias características das peças usinadas tais como: diâmetro, circularidade, desvio de posição, rugosidade dos furos obtidos, dureza, microdureza dos corpos-de-prova, força de avanço e torque do processo de furação, avaliação do tipo e forma dos cavacos gerados no processo. Os resultados mostraram que o processo de preparação de arestas aumenta a resistência da ferramenta ao desgaste e consequentemente aumenta sensivelmente sua vida, especialmente as de arestas arredondadas. Além disso, exerce influência na integridade superficial do furo obtido (circularidade e rugosidade) e na microdureza da região próxima à parede do furo obtido. Não houve diferença significativa no torque entre as geometrias analisadas, porém a força de avanço foi menor para a ferramenta apenas afiada sem preparação de aresta. / The cutting edge preparation is a process which has drawn attention from the tool’s manufacturing and refurbishing industry due to specialization to its benefits specially to tool useful life. This process results in a major competitive advantage to those who have the knowledge of its application and, for this reason, it is kept as a trade secret. As far as the twist drills are concerned, the scarcity of information is even greater, due to the high complexity of the tool and process itself. This dissertation presents the results of the influence of the preparation of the twist drills cutting edges microgeometry alteration in steel drilling process SAE 4144M quenched and tempered steel with 38 HRC. The manual brushing process was used to prepare tools with rounded edges and manual filing process was used to prepare tools with chamfered edges. Several features from the machined parts were measured, such as diameter, roundness, position deviation, roughness of the obtained holes, hardness and microhardness of specimens, feed force and torque of the drilling process, assessment of type and shape of the chips from the process. The results showed that the edges preparation process increases the wear resistance of the tool and thereby increases its useful life significantly, especially for tools with rounded edges. In addition, it influences the surface integrity of the obtained hole (circularity and roughness) and the hardness of the region near the wall of the obtained hole. There was no significant difference in torque between the analyzed geometries, however the thrust force was lower for the sharpened tool without any edge preparation.

Os processos de furação são largamente utilizados na indústria metal mecânica, envolvendo grande complexidade para profundidades maiores que cinco vezes o diâmetro. Para estes casos é necessário o emprego de máquinas, ferramentas especiais e fluidos lubri-refrigerantes pressurizados, com propriedades que atendam as solicitações severas do corte e auxiliem no transporte e remoção dos cavacos durante o processo. Esta complexidade aumenta os custos do processo, o impacto ambiental e os riscos a saúde do operador. O propósito deste estudo é analisar o processo de furação profunda com broca helicoidal de metal-duro revestida, em profundidades de até 24 vezes o diâmetro, no aço SAE 4144M, forjado e temperado com 39 HRC de dureza, utilizando o sistema lubri-refrigerante de Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL). O estudo compara os processos com sistemas lubri-refrigerante convencional e sistema MQL, com a análise da influência no desgaste das brocas, revestidas com TiAlN e AlCrN-based. O sistema lubri-refrigerante convencional ou jorro de óleo, utiliza fluido integral de base mineral pressurizado a 50 bar, enquanto o sistema MQL utiliza fluido lubri-refrigerante sintético a 10 bar de pressão. A formulação dos experimentos é dada por “design of experiment” (DOE), considerando as variáveis: velocidade de corte, avanço, temperatura da peça e a forma do cavaco. Constatou-se que o desgaste da broca utilizando MQL, foi menor do que no processo convencional, devido ao fato da temperatura de corte ser maior, porém estável. Com a escolha adequada dos parâmetros de corte através do método, o revestimento AlCrN-based apresentou menor desgaste e adesão, devido a resistência em usinagens com altas temperaturas. / The drilling processes are widely used in the metalworking industry and involve high complexity when happen in depths more than five times the diameter. For these cases it is necessary to use special machines and tools, and pressurized fluids to enhance chip removal, with cooling and lubricating properties that meet stringent requirements. This complexity adds costs to the process, Increases the environmental impact and the health risks for the operator. The purpose of this study is to evaluate the deep hole drilling process (up to 24 diameters) using a twist drill coated (carbide system), the material is SAE 4144M steel forged and tempered hardness of 39 HRC, using system Minimum Quantity Lubrication (MQL). The study compares conventional processes and MQL, with the analysis of the influence on the wear of drills coated with TiAlN and AlCrN-based. The conventional coolant uses mineral based oil integral pressurized to 50 bar, while the MQL system, using synthetic oil at 10 bar pressure. The formulation of the experiments is given by “design of experiment” (DOE), considering the variables: cutting speed, feed rate wear, temperature of the work piece and chip form. It was found that the life of the drill in MQL process was higher than that in the conventional process, due to the fact that the temperature of the cut is, more stable, although higher. With the appropriate choice of cutting parameters by the method, the AlCrN-based coating showed less wear and adhesion due to resistant to high temperatures.

O processo convencional de furação é um dos processos de usinagem empregado em larga escala, normalmente utilizado em operações com menor responsabilidade na qualidade superficial dos furos usinados, atingindo perfis de rugosidade na ordem de 6,3 Ra. Para processos mais refinados, que atinjam 0,8 Ra, por exemplo, opta-se por processos de alargamento, mandrilamento, entre outros, que são mais onerosos em relação aos custos com ferramentas de corte e, principalmente, o tempo de operação. Na tentativa de reduzir o tempo de usinagem melhorando a qualidade dos furos obtidos nestes processos, fabricantes de ferramentas vêm desenvolvendo e aprimorando geometrias capazes de conjugar as operações de furação com operações de alargamento, obtendo resultados expressivos do ponto de vista de produtividade. As brocas alargadoras, entre outras características, são fabricadas com maior número de gumes de corte, chegando a oito de acordo com o diâmetro da ferramenta. Os canais principais têm a função de desbaste e alta remoção de cavaco, enquanto os outros canais atuam de forma a reduzir a rugosidade, removendo pouco material e proporcionando maior estabilidade para a ferramenta durante a usinagem. O objetivo desse trabalho é estudar o comportamento do processo de usinagem por brocas alargadoras de quatro e seis cortes na obtenção de furos com valores máximos de rugosidade até 0,8 Ra no material ferro fundido GG30, comparando os resultados com o processo de alargamento convencional. Os resultados preliminares demonstraram que, utilizando as brocas alargadoras, consegue-se redução superior a 30% no tempo de usinagem, quando comparado ao processo convencional de alargamento, mantendo valores de rugosidade na ordem de 0,8 Ra, unindo a velocidade de um processo convencional de furação com a qualidade superficial dos furos obtidos nos processos convencionais de alargamento. / The conventional drilling process is the most used among all machining processes. It is usually applied for holes with lower quality surface requirement, with roughness around 6.3 Ra. Higher quality drilling process, with 0,8 Ra, use other drilling process such as, reaming, boring, among others. These processes are more expensive because of the cost of cutting tools and especially because of the operational time. Aiming to reducing the machining time and improve the holes surface quality, tool manufacturers have been developing and improving geometries able to combine the drilling operations with reaming operations, optimizing the productivity. The drill reamers, among other characteristics, are manufactured with the highest number of cutting edges, usually with eight edges based on tool’s diameter. The main channel have high trimming functions and high chip removal, while the other channel reduce the surface roughness, removing less material and providing greater tools stability during the machining process. The aim of this paper is to study the behavior of the machining process through drill reamers with four and six cutting edges, taken into consideration holes with roughness up to o,8 Ra in the material cast iron GG30, comparing this performance with conventional reamers’ process. The preliminary results has indicated that by using drill reamers, over 30% of the machining time can be reduced comparing to conventional reamers’ process, keeping roughness values around 0,8Ra, merging the speed of conventional drilling’ process with the surface quality of the holes obtained in conventional reamers’ processes.