Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Jaime Gilberto Duduch / 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 / Resumo: O sucesso da cerâmica estrutural na maioria das aplicações depende não somente das propriedades do material e do projeto da peça, mas também da qualidade do produto usinado. Um dos fatores citados como obstáculo à ampla utilização das cerâmicas é a falta de confiabilidade dos componentes de cerâmica, em função da grande dispersão dos valores de resistência mecânica provocada por defeitos que podem ter origem no processo de retificação. A retificação de cerâmica, assim como na indústria de processamento metal-mecânica, é realizada normalmente com abundância de fluidos de corte. A utilização destes fluidos refrigerantes resulta em problemas ecológicos, fisiológicos e econômicos. Desde a última década, a opinião pública, o mercado, as leis e regulamentos têm pressionado as indústrias para considerar os riscos ambientais na manufatura. Com o propósito de avaliar alternativas ao método convencional de lubri-refrigeração, foi estudada a viabilidade da técnica de refrigeração otimizada, onde o fluido de corte é aplicado à mesma velocidade periférica do rebolo, penetrando na região de corte com menos turbulência. Também foi analisada a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL), na qual o grande volume de fluido de corte é substituído por um jato de ar contendo uma quantidade ínfima de lubrificante. Os métodos foram comparados através da análise de desempenho durante o processo de retificação (forças de corte, emissão acústica, energia de retificação) e pela caracterização dos corpos de prova (rugosidade, danos subsuperficiais) e do rebolo (relação G). A profundidade de corte e o efeito do "spark-out" também formaram parte do escopo deste trabalho. Os resultados obtidos mostraram que a profundidade de corte exerce grande influência durante o processo... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The success of structural ceramics in most applications depends not only on the materials properties and component design, but also the quality of machined products. One factor usually mentioned as a barrier to the wide use of ceramics is the lack of reliability of ceramic components, because the variability on the mechanical strength caused by defects that can be impaired in the grinding process. The grinding of ceramics, as much as with steel grinding is performed generally with excess of cutting fluids (coolants). The use of coolants results in serious ecological, physiological and economic issues. Since last decade the public opinion, the market, the laws and regulations have pushed the industries to consider the environmental risks in the manufacturing process. Then, in order to evaluate alternatives to the conventional method of cooling and lubrication, it was studied the viability of the optimized technique, where the cutting fluid is applied to the same peripherical speed of the wheel, penetrating in the cutting zone with less turbulence. Also, it was verified the technique of Minimum Quantity of Fluid (MQF), where a large amount of cutting fluid is replaced by an air compressed flow containing a small quantity of lubricant. The methods were compared through performance analysis during the grinding process (cutting forces, acoustic emission and specific grinding energy) and by characterization of specimens (roughness, subsurface damage) and wheel (G ratio). The depth of cut and the effect of "spark-out" were part of the scope of this work too. The results obtained showed that the depth of cut has great influence during the process and in the characterization of ceramics, while "spark-out" does not seem to be so significant. Another conclusion is that MQF is not viable in ceramics grinding with the working conditions proposed. The results obtained... (Complete abstract, click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Luiz Eduardo de Ângelo Sanchez / Banca: Eraldo Jannone da Silva / Resumo: A questão ambiental é uma das principais agendas de discussão nas estratégias empresariais que visam atender mercados cada vez mais exigentes e interessados em empresas que protegem o meio ambiente. Na indústria mecânica, os fluidos de corte aparecem como uns dos principais agentes poluidores nos processos de usinagem, o que requer cuidados especiais para o seu gerenciamento ambiental. Inicialmente as pesquisas para aperfeiçoamento de fluidos de corte e métodos de aplicação mais eficazes visavam satisfazer aspectos tecnológicos e econômicos. Entretanto, nos últimos anos, os pesquisadores e fabricantes estão concentrados no desenvolvimento de fluidos de corte ambientalmente amigáveis e de novas tecnologias objetivando a redução ou até mesmo a eliminação deste insumo, visando o atendimento de rigorosas leis ambientais, de saúde e de segurança no trabalho, assim como a adequação dos processos de usinagem a um sistema integrado de gestão da qualidade, da segurança ocupacional e do meio ambiente. O objetivo deste trabalho é identificar evidências e contribuir na busca de soluções viáveis para minimizar os impactos ambientais causados pela utilização e descarte dos fluidos de corte correlacionando-os às boas práticas ambientais e ao princípio dos 3Rs. Para a elaboração deste trabalho foi realizada uma revisão bibliográfica com foco na identificação de estudos que evidenciam a preocupação ambiental do setor metal-mecânico na busca de oportunidades de adoção de boas práticas ambientais no gerenciamento deste importante insumo. Pode-se verificar que mesmo com o desenvolvimento de fluidos de corte ambientalmente menos agressivos e de métodos de aplicação em quantidades cada vez menores, ainda assim, este insumo básico requer gerenciamento com foco ambiental para a sua correta utilização. Como decorrência, pode-se constatar a necessidade de ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Environmental issues have become a priority in business strategies aimed at supplying markets that are increasingly demanding and interested in companies that seek to protect the environment. Cutting fluids are one of the main pollutants in the machining processes of the metalworking industry, thus requiring special care in their environmental management. Early researches aimed at improving cutting fluids and devising more effective application methods focused on enhancing technological and economic aspects. However, in recent years, the efforts of researchers and manufacturers have concentrated on the development of environmentally friendly cutting fluids and new technologies aimed at the reduction or even the elimination of cutting fluids in order to satisfy increasingly strict environmental, public health and work safety regulations, as well as to align machining processes to an integrated system of quality, occupational safety and environmental management. The objective of this work is to find examples and contribute toward the search for viable solutions to minimize the environmental impacts caused by the use and disposal of cutting fluids, correlating these solutions to good environmental practices and to the 3Rs principle. This work involved a comprehensive bibliographic review focusing on the identification of studies that show the environmental concern of the metalworking industry in the search for opportunities to adopt good environmental practices in the management of cutting fluids. It was found that, despite the development of less environmentally harmful cutting fluids and of methods for the application of increasingly small quantities, this basic product still requires environmentally-based management for its correct use. Therefore, there is a need for awareness-raising about the environmental impacts that can be caused by the incorrect use of cutting fluids... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: A aplicação mínima da quantidade de lubrificante (MQL) na usinagem dos metais surgiu como uma alternativa para reduzir a abundância de fluidos de corte e, com isso, atingirn produção mais limpa. Na retificação, apesar de ser considerada uma técnica inovadora no aspecto ambiental, sua aplicação é restrita devido à geração excessiva de calor e ao entupimento dos poros do rebolo causado pelos cavacos, prejudicando a qualidade final do produto e aumentando o desgaste da ferramenta. Esta pesquisa buscou aprimorar o uso do MQL usando, além do jato com a mistura ar e óleo injetado na interface rebolo-peça à alta velocidade, um jato de ar comprimidom para minimizar o empastamento do rebolo gerado durante o processo de usinagem pela mistura formada pelo óleo do MQL mais os cavacos. Foram realizados ensaios na retificação cilíndrica externa de mergulho do aço ABNT 4340, temperado e revenido com dureza média de 54 HRc, usando rebolo de nitreto de boro cúbico (CBN) com ligante vitrificado. Os métodos de lubri-refrigeração propostos foram o convencional com fluido em abundância, MQL (estes dois sem uso do jato de ar para limpeza do rebolo) e MQL com a limpeza, variando o ângulo de incidência do ar comprimido na superfície de corte do rebolo. Consideram-se as variáveis de saída do processo: rugosidade, desgaste diametral do rebolo, circularidade, além de análises metalográficas e medições de microdureza da superfície retificada para verificação de danos térmicos; de forma a analisar a viabilidade da substituição do tradicional método de aplicação dos fluidos em abundância pelo MQL com a limpeza. Os resultados mostraram a possibilidade de implementação da técnica da limpeza do rebolo como um aprimoramento tecnológico da mínima quantidade de lubrificante na retificação, reduzindo o consumo dos fluidos de corte. A técnica MQL com limpeza... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The application of minimum quantity of lubricant (MQL) on machining of metals has emerged as an alternative to reduce the abundance of cutting fluids and then achieve a cleaner production. In grinding, although considered a breakthrough technique in the environmental aspects, its application is restricted due to excessive generation of heat and griding wheel loading caused by the chips, damaging the final product quality and increasing tools wear. The objective of this research was to improve the MQL technique by using an additional jet of compressed air to clean the clogged pores of the wheel. Tests were performed in cylindrical plunge grinding of the ABNT 4340 steel, quanched and tempered (54 HRc) with a vitrified cubic boron nitrite (CBN) grinding wheel. The suggested methods of lubrication were conventional (abundant fluid), MQL (that without the use of air jet to cleaning the wheel) and MQL plus cleaning system, changing the incided angle of the jet of compressed air in the cutting surface of the grinding wheel. The performance of the proposal technique was evaluated based on an analysis of the process output variables: roughness, diametric wear of the grinding, roundness, and metallographic analysis plus microhardness measurements of the grounded surface to verify thermal damage incidence. The results showed the possibility of implementing the technique of cleaning as a technological enhancement to minimum quantity of lubricant in the grinding, reducing the use of cutting fluids. The technique MQL plus cleaning system, in a specific incident angle of the compressed air was extremely efficient, resulting in better surface finish, reduced tool wear and free of thermal damage when compared with conventional methods without cleaning of the wheel / Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Coorientador: Anselmo Eduardo Diniz / Banca: Eraldo Jannone da Silva / Banca: Amauri Hassui / O programa de Pós graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da UNESP / Mestre

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