Resumo: A operação de retificação cilíndrica interna de precisão tem sido empregada na fabricação de componentes de responsabilidade na indústria metal-mecânica em geral. As modernas retificadoras CNC aprimoraram este processo no que diz respeito ao posicionamento e à rigidez do sistema máquina-peça-ferramenta, possibilitando a obtenção de peças de elevada precisão com baixos valores de tolerâncias dimensionais. Todavia, tem-se observado nos últimos anos uma crescente conscientização quanto à toxidade dos fluidos de corte empregados na lubrificação e refrigeração da peça. Paralelamente, criou-se nos últimos anos uma rígida legislação, visando evitar uma depredação desenfreada do meio ambiente. Diante de tal conjuntura, as indústrias iniciaram uma busca a métodos alternativos de lubri-refrigeração que empregassem menores quantidades. Dentre todas as técnicas existentes à de Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) vem ganhando cada vez mais destaque. Tal técnica pode ser entendida como um elo de ligação entre os métodos de lubri-refrigeração convencional e a usinagem a seco. Pretende-se ainda avaliar o desempenho de um novo bocal de aspersão de fluido de corte, baseando-se no modelo desenvolvido por Webster , adequado a operação de retificação cilíndrica interna. Logo, tem-se neste trabalho, o intuito de associar estas novas tendências por meio do estudo do comportamento da operação de retificação cilíndrica interna de mergulho a alta velocidade no processo de acabamento de um aço endurecido, utilizando-se a técnica de Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL), o modelo otimizado e ainda o modelo convencional.A análise dos dados que servirão para a avaliação dos métodos de lubri-refrigeração empregados será feita por meio dos valores de rugosidade , desvio de circularidade , micro-estrutura e micro-dureza . Espera-se, com este... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Plunge cylindrical grinding has been widely employed in the manufacture of components by the metal and mechanical industry in general. Modern CNC grinding machines improve this process in terms of the positioning and rigidity of the machine-workpiece-tool system, allowing for the fabrication of high precision workpieces with low dimensional deviations. However, over the last few years, increasing awareness has been shown regarding the toxicity of the cutting fluids employed in the lubrication and cooling of the workpiece. Concomitantly, increasingly strict legislation has been passed in recent years, aiming to prevent inrestrained destruction of the environment. This situation has prompted the industry to seek alternative lubrication and cooling methods that use lower quantities of fluids. Among the existing techniques, the Minimum Quantity Lubrication (MQL) method has gained increasing prominence. This technique can be considered a combination of the conventional cooling and dry grinding methods. An evaluation was made of the performance of a new cutting fluid dispersion nozzle, based on Webster's model, suitable for the plunge cylindrical grinding operation. The purpose of this work is to examine these new trends in a study of the behavior of highrotation plunge cylindrical grinding in the finishing operation of hardened steel, using the MQL technique, the optimized nozzle model, and the conventional model. The lubrication and cooling methods employed here are evaluated based on an analysis of the roughness, circularity deviation, microstructure, and microhardness data. The results of this study le to the conclusion that the optimized lubrication and cooling method provide the best results and that the MQL system in cylindrical grinding produced unsatisfactory results, requiring further studies aimed at solving the problems that were identified. / Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Coorientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Jaime Gilberto Duduch / Banca: Olivio Novaski / Banca: Amauri Hassui / Banca: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Doutor

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / In machining processes, cutting fluids when properly chosen and applied, may reflect benefits for the manufacture of parts and components. The fluid properties are essential so that it facilitates the machining process and reach as close as possible to the cutting edge, lubricating the chip/tool interface. The fluid can be a major problem for the environment and health of the operator. For this reason, several scientific and technological studies are constantly developed to investigate the performance and environmentally friendly alternative to machining operations. This work studies the effect of vegetable oils (sunflower, canola, soybean, corn and babassu) as cutting fluids applied as MQF - minimal amount of fluid in the machining forces for the drilling process of ABNT 1045 carbon steel, compared with application of fluid in abundance (overhead cooling), dry machining and commercial oil LB2000 as MQF, for different cutting conditions. It was studied the effect of cutting speed, feed rate and length of the hole. At lower feed rates the best results were obtained with canola oil followed by sunflower at higher feed rates. / Na usinagem, os fluidos de corte, quando escolhidos e aplicados apropriadamente, poderão refletir em benefícios durante os processos de fabricação. O método de aplicação do fluido selecionado deve permitir que o fluido de corte alcance o mais próximo possível da aresta de corte, lubrificando a interface cavaco/ferramenta. As propriedades do fluido são fundamentais para que ele facilite o processo de usinagem. No entanto, o fluido poderá representar grande problema para o meio ambiente e saúde do operador. Por este motivo, vários estudos de cunho científico e tecnológico são constantemente desenvolvidos para investigar o desempenho e alternativas para operações de usinagem. Uma das alternativas seria a utilização de um fluido menos agressivo ao operador e ao meio ambiente. Este trabalho estuda o efeito dos óleos vegetais (girassol, canola, soja, milho e babaçu) como fluidos de corte aplicados na forma Mínima Quantidade de Fluido (MQF), nas forças de usinagem, torque e vida da ferramenta para o processo de furação do aço ABNT 1045, comparados com aplicação de fluido em abundância (jorro), utilizando-se o óleo sintético VONDER, usinagem a seco e óleo comercial LB2000 na forma MQF, para diferentes condições de corte. Foram variadas a velocidade de corte, o avanço e a profundidade do furo. Para utilização de análise estatística, foram utilizados dois níveis, para cada uma das variáveis de corte, com repetição. Os resultados expressam que o melhor desempenho foi do óleo de canola para avanços menores, e o de girassol para avanços maiores. / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Angela Maria Moraes, Silvia Yuko Eguchi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T08:16:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Capelletti_RaquelVannucci_M.pdf: 647054 bytes, checksum: c35c09b03ca4ad293e07ecb39071b2b4 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Biofilmes são associações de espécies microbianas interdependentes, funcionando de forma complexa e coordenada como mecanismo de colonização de superfícies. Quando indesejavelmente instalados em uma planta industrial, os biofilmes contribuem para a contaminação de muitas áreas de processo, pois representam fontes de liberação e disseminação de microrganismos que podem deteriorar produtos, causando prejuízos financeiros e retrabalho, situação esta que pode ser prevenida e/ou controlada. No entanto, sua remoção representa um desafio, principalmente no que diz respeito à determinação do tipo e da dosagem adequada de biocida para este fim. Freqüentemente, a abordagem para a resolução deste problema é empírica. O presente trabalho teve por objetivo desenvolver um protocolo reprodutível para a formação de biofilmes em laboratório a partir de consórcios microbianos e a avaliação de sua susceptibilidade aos biocidas mais recomendados. Foram utilizados como inóculo microrganismos presentes em fluido de corte proveniente da indústria de usinagem de metais, por ser este um dos principais segmentos industriais sujeitos à formação de biofilmes. A metodologia adotada foi a recomendada para a utilização do dispositivo MBEC¿, um aparato amplamente empregado nas áreas médica e odontológica para o estudo de patógenos isolados, enfocando-se no estudo a influência de variáveis como tipo e concentração do inóculo, tempo e temperatura de incubação para a obtenção do biofilme e tempo de sonicação para desagregação do biofilme. Os resultados obtidos mostraram que o procedimento estabelecido para a obtenção in vitro de biofilmes foi plenamente satisfatório utilizando o inóculo constituído do fluido contaminado, e que tais biofilmes foram eficientemente erradicados na presença de biocidas não-oxidantes em concentrações 12 vezes superiores às normalmente empregadas. A temperatura de 25 ou 35°C e período de 48 h de incubação devem ser empregados para o desenvolvimento do biofilme e, para sua desagregação, recomenda-se efetuar a sonicação por 30 minutos. O isolamento das culturas puras a partir do consórcio microbiano original da amostra de fluido de corte, e o estudo dos biofilmes formados a partir das cepas isoladas não resultou na formação de biofilmes com número suficiente de células aderidas, indicando a ocorrência de seleção de cepas sem grande capacidade de adesão e de cepas fastidiosas e até mesmo não-cultiváveis, que requerem condições especiais de cultivo e que são essenciais para corresponder à flora original da amostra na formação do biofilme / Abstract: Biofilms are complex structures consisting of interdependent microbial species associations acting as surface colonization mechanism. Once undesirably installed at an industrial plant, biofilms contribute to contaminate many process areas, because they represent sources of microbial release and dissemination, which can deteriorate products, causing financial damages and work rebdoing, undesirable situations that can be controlled and/or prevented. However, biofilm removal represents a challenge, mainly referring to biocide type and dosage selection. Frequently, empiric approaches are used to solve this problem. The aim of the present work was to develop an in vitro experimental protocol for biofilm formation employing microbial consortia and to evaluate its susceptibility to recommended biocides. Microrganisms contaminating cutting fluid used in metalworking industry were employed as inoculum, since this is one of the main industrial segments subject to frequent biofilm formation. The adopted methodology was the recommended for the use of the MBEC¿ device thoroughly employed in the medical and dentistry areas for the study of isolated pathogenic microorganisms, and the study of the influence of variables such as inoculum type and concentration, incubation time and temperature for biofilm development, and sonication time for disaggregating the biofilms were focused. The achieved results showed that the established procedure for in vitro biofilm development was fully satisfactory when using the inoculum consisting of contaminated cutting fluid and that these biofilms were efficiently eradicated using non-oxidant biocide concentrations twelve times superior to those usually employed. Incubation temperature of 25 or 35°C and 48 h time period should be employed for biofilm development, while a 30 minute sonication period is recommended for disaggregating the biofilm. The isolation of the microorganisms in consortium, in the same cutting fluid, and their use for biofilm formation resulted in insufficient adhered cell numbers, indicating the occurrence of unadherent cells as well as unculturable strains, which require special culture conditions, and are essential for to reflect the original flora in the biofilm formation / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química

This project is devided to three parts - theoretical overview of cutting farm components, design of cutting farm for specified production cell and the design of chip conveyor for specified cuting machine. Theoretical overview introduces common commercial used components of cutting farm, their properties and using possibilities in particular regarding their applicability at cutting farm design and chip conveyor design. In the second part there is proposal of design of cutting farm for production cell consist of six identical multi-function machinig centers. For produced amount of chips there is proposal of their processing from the begining at cuting proccess up to their leavig production hall as a briquetts in a containers. At last part of this project there is complete design proposal of chip conveyor for mentioned multi-function maching center. Design is built from a basic line diagram up to design of particular components including calculations and analysis.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In machining processes the main functions of cutting fluids (FC) are cooling and lubrication of the tribological system comprised of the workpiece, the chip and the cutting tool. When adequately chosen and correctly applyed they may raise tool lives, reduce machining forces and improve the surface finishing of the workpiece. However, during their use, research has demonstrated that water based cutting fluids (emulsions and solutions) become suceptible to microbiological contamination (by bacterias) that uses nutrients encountered in their composition to grow and reproduce. According to the specialised literature, the metabolic activities of these microorganisms degrade the cutting fluids, altering their chemical and phisycal properties. However, the study of this theme is limited and there is no research work that quantitatively indicates the influence of these contaminants in the machinability parameters. Therefore, the present work has the main objetctive of quantifying three machinability parameters (cutting force, surface roughness and tool life) when turning V304UF stainless steel using two water based cutting fluids (emulsion of vegetable base and semi-syntetic of mineral base). These two cutting fluids were intentionaly contaminated in an induced manner by periodic inoculations up to a mean contamination of 105 UFC/mL. With this procedure it was possible to compare the eficiency of new and contminated cutting fluids during the turning process. The results showed that the contaminated cutting fluids with 105 UFC/mL changed the pH, destabilized the emulsions and caused small changes in the machinability parameters (maching force, surface roughness and tool life), mainly under low cutting speeds and feed rates. Thus, the contamination of the cutting fluids, particularly the vegetable base ones, can promote small influences in important machinability parameters. / Em processos de usinagem as principais funções dos fluidos de corte (FC) são refrigerar e lubrificar o sistema tribológico constituído pela peça, cavaco e ferramenta. Quando escolhidos e aplicados corretamente, eles podem aumentar a vida da ferramenta, diminuir as forças de usinagem e melhorar o acabamento da peça fabricada. No entanto ao longo de sua utilização, pesquisas apontam que os FC s à base de água (emulsões e soluções) tornam-se susceptíveis a contaminação microbiológica (bactérias) que usam nutrientes encontrados em sua composição para crescerem e se reproduzirem. Segundo a literatura especializada, as atividades metabólicas destes microrganismos degradam os FC s, alterando suas propriedades físicas e químicas. Entretanto, o estudo desse assunto é limitado, e não há trabalhos que indicam quantitativamente a influência desses fluidos contaminados nos parâmetros de usinagem. Deste modo, este trabalho teve como principal objetivo quantificar três índices de usinabilidade (forças de usinagem, acabamento superficial e vida da ferramenta) no processo de torneamento do Aço Inoxidável Austenítico V304UF, utilizando dois FC s aquosos (emulsionável de base vegetal e semissintético mineral). Esses FC s foram contaminados de forma induzida através de inoculações periódicas até alcançarem o nível de contaminação média igual a 105 UFC/mL. Deste modo, foi possível comparar a eficiência dos FC s novos com os contaminados no processo de torneamento. Os resultados mostraram que as contaminações dos FC s com 105 UFC/mL, alteraram o pH do meio, desestabilizaram as emulsões e causaram pequenas mudanças nos parâmetros de forças de usinagem, rugosidade e vida da ferramenta, principalmente nas condições com baixa velocidade de corte e taxas de avanço. Assim, para baixas velocidades de corte, os fluidos de corte contaminados, principalmente de base vegetal, podem causar pequenas influências em importantes parâmetros de usinabilidade do processo. / Mestre em Engenharia Mecânica