Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T10:23:08Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T16:40:23Z : No. of bitstreams: 1 173825.pdf: 15405509 bytes, checksum: 26d52267500e9ee4536b6abc4a03eea6 (MD5) / Diversos aspectos da vida moderna têm contribuído para o agravamento da situação ambiental. Os processos industriais de produção são apontados como um dos principais responsáveis por essa situação, pois neles temos as maiores transformações de materiais e energia. Dentre os processos de manufatura do setor metal-mecânico, a usinagem é seguramente o mais amplamente utilizado e a quantidade e variedade de materiais residuais e emissões é significativa. Os fluidos de corte apresentam-se como agentes de melhoria dos aspectos tecnológicos da usinagem, entretanto no momento em que devem ser descartados após serem deteriorados pela sua utilização, tais produtos provocam de uma forma ou de outra, algum tipo de agressão ao meio ambiente. Este trabalho apresenta os principais aspectos nocivos ao longo do ciclo de vida dos fluidos de corte utilizados em processos convencionais de usinagem e também os resultados da avaliação do potencial tóxico de alguns fluidos de corte, obtida através da realização de testes de toxicidade aguda em ambiente aquático utilizando como bioindicadores peixes da espécie Poecilia reticulata e microcrustáceos da espécie Daphnia magna. Estes testes foram realizados com o propósito de se obter a Concentração Letal Média (CL50) para os peixes e a Concentração Efetiva Média (CE50) para os microcrustáceos dos fluidos de corte avaliados. Os resultados obtidos para CL50 e CE50 indicam que tais produtos possuem potencial tóxico elevado o que reforça a necessidade de cuidados especiais no manuseio, utlização e descarte desses produtos.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T14:54:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 251121.pdf: 17219172 bytes, checksum: 561d00f94b3989da13a2d74205cd0bd5 (MD5) / Na fabricação de blocos de motores, a usinagem dos cilindros é tipicamente composta por três operações de mandrilamento, isto é, de desbaste, de semi-acabamento e de acabamento, seguidas por três etapas de brunimento, sendo de desbaste, de base e de platô. As dificuldades existentes para a realização de mandrilamento dos cilindros em ferro fundido vermicular têm motivado diversas pesquisas com o intuito de minimizar seu impacto negativo na usinagem de blocos de motores nesse material, principalmente em função do recente e constante aumento muito expressivo na utilização do ferro fundido vermicular na fabricação de blocos para motores diesel de alto desempenho. O brunimento de desbaste, com elevadas taxas de remoção de material, aparece como uma importante alternativa para racionalizar o processo de usinagem de cilindros de tais componentes. A presente tese objetiva aprimorar a tecnologia de brunimento para que as operações de mandrilamento de semi-acabamento e de acabamento possam ser eliminadas do processo de usinagem de cilindros de blocos de motores no referido material, possibilitando uma significativa redução dos custos de fabricação, sem prejuízos à qualidade do produto. Para tanto, foram realizadas pesquisas experimentais subdivididas em três fases. A primeira delas empregando uma bancada experimental, simulando o processo de brunimento, em que foram testados diferentes tipos de diamantes, fluidos de corte, pressões de contato e velocidades de corte. Na segunda etapa, em brunidoras verticais, utilizando corpos de prova na forma de camisas de cilindros, foram analisados principalmente o tipo de ligante, o tipo de fluido de corte e a velocidade de corte. E na terceira etapa, foram brunidos blocos de motores de seis cilindros em uma brunidora vertical. Tanto os corpos-de-prova empregados quanto os blocos de motores foram produzidos em ferro fundido vermicular da classe ISO 16612/JV/450/S. Os experimentos conduziram a resultados muito satisfatórios, que foram alcançados mediante a utilização de parâmetros de brunimento não convencionais, com destaque para velocidades de corte de até 250m/min, bem como utilizando emulsão como fluido de corte, e com a otimização do tipos de diamante e de ligante empregados. Sob uma taxa de remoção de material específica de 0,25mm3/(mm2.s), que equivale a remoção no diâmetro de 0,5mm em apenas 30s, obteve-se uma vida de ferramenta de aproximadamente 6.000 cilindros. A solução de usinagem foi validada em blocos de motores, nos quais o brunimento de desbaste, aplicado logo após o mandrilamento de desbaste, e seguido de brunimento de base e de platô, permitiu gerar cilindros dentro de padrões atuais de qualidade e com significativa redução nos custos de fabricação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2012-10-24T11:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 269689.pdf: 7850262 bytes, checksum: 0deab1e35182e512a0bd515f1c19922f (MD5) / A busca por alternativas para completa eliminação ou redução drástica no consumo de meios auxiliares de corte físicos (fluidos de corte) é um tema que vem sendo estudado no meio acadêmico desde o final do século XX, em decorrência da divulgação de pesquisas que revelam o efeito sócio-ambiental negativo gerado por estes fluidos. À medida que a sociedade tomou consciência do problema, criaram-se legislações sociais e ambientais mais rígidas, inicialmente em países da Europa, no Japão e nos Estados Unidos, aumentando, assim, os custos de manuseio e descarte dos fluidos de corte. Desenvolvimentos recentes em tecnologia de ferramentas, revestimentos e máquinas-ferramenta criaram alternativas mais econômicas que minimizam os efeitos indesejáveis da falta total ou parcial de fluidos de corte. Em vista disso, aplicações industriais de usinagem a seco ou com mínimas quantidades de fluido de corte vêm se difundindo em muitos países. No entanto, no Brasil a tendência ainda é incipiente e as publicações, em sua grande maioria, se restringem a estudos acadêmicos. Este trabalho visa contribuir para a difusão da aplicação industrial de mínimas quantidades de fluido de corte na indústria brasileira ao empregá-la em uma etapa do processo de fabricação seriada de eixos de aço ABNT 1045 para motores elétricos. A etapa contempla a furação e rosqueamento de roscas M8x1,25 e M10x1,5, empregando brocas de metal-duro e machos de aço-rápido em um centro de usinagem. Tanto na furação como no rosqueamento, foram comparadas diferentes concepções geométricas de ferramentas e revestimentos em termos de vida, de acordo com critérios pré-estabelecidos. Verificou-se que a utilização de jato de fluido de corte, mesmo através da ferramenta, é prejudicial à vida das brocas na aplicação estudada; que a geometria com gume transversal em formato "S" e com proteção das quinas aumenta significativamente a vida na furação com mínimas quantidades de fluido de corte (MQFC); e que os revestimentos de TiAlN se adeqüam bem à aplicação, especialmente a estrutura multicamada convencional, sem evidências de incremento na vida ao empregar uma estrutura nanocomposta com alto teor de alumínio. No rosqueamento, as variações de vida foram menores, mas o controle de cavacos mostrou-se crítico na maioria das geometrias testadas. Somente uma geometria de aço-rápido sinterizado, com revestimento TiCN e TiN em MQFC alia controle satisfatório de cavacos a uma vida superior à obtida com a ferramenta inicialmente utilizada com jato de fluido de corte.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T06:21:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T18:23:36Z : No. of bitstreams: 1 196645.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-19T06:20:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2013-07-16T18:37:41Z : No. of bitstreams: 1 185266.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Este trabalho tem como objetivo avaliar a influência da minimização e eliminação do fluido de corte no comportamento dos esforços de usinagem, do desgaste de flanco e da qualidade dos furos obtidos na furação com broca helicoidal. Além disso, visa avaliar o desempenho do revestimento das ferramentas nestas condições de trabalho. Para tal, usinou-se com quatro condições distintas de refrigeração e lubrificação, sendo estas a usinagem a seco, com emulsão e com mínimas quantidades de fluido de corte de origem vegetal e mineral. Foram ensaiadas brocas helicoidais de aço-rápido com e sem revestimento e de metal-duro classe P40 revestidas. Como material usinado utilizaram-se corpos de prova de aço ABNT1040. Os resultados obtidos mostraram que a usinagem com emulsão nem sempre é benéfica ao processo. A usinagem com MQFC mostrou ser uma alternativa viável para substituir esta forma de lubrificação e refrigeração. A usinagem a seco por sua vez, mostrou ser muito severa na maioria dos casos, sendo necessária a reavaliação dos parâmetros de processo para se usinar nesta condição. Em relação ao tempo de vida, as de aço-rápido revestidas atingiram maiores valores. As brocas de metal-duro revestidas com TiN, em termos de desgaste de flanco, tiveram melhor desempenho na usinagem a seco e com MQFC. Já para as brocas revestidas com TiAlN, os melhores resultados foram na usinagem com emulsão.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-19T10:00:57Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:28:26Z : No. of bitstreams: 1 179164.pdf: 13117878 bytes, checksum: 6bc0dd5a042f370ad8936c59e6770810 (MD5) / O presente trabalho aborda a problemática das indústrias metal-mecânicas do estado de Santa Catarina, em relação a seus resíduos. A utilização e a disposição correta do fluído de corte e demais resíduos é um problema decorrente dos processos de usinagem. Aborda-se inicialmente a questão do desenvolvimento sustentável e evolução da conscientização ambiental no decorrer dos tempos, seguido de um levantamento das legislações ambientais pertinentes para esta questão e da construção de uma matriz de aspectos e impactos ambientais ponderada, adotada da norma ISO 14001 e aprimorada para o setor metal-mecânico por integrantes da equipe de meio ambiente da Empresa Brasileira de Compressores - EMBRACO, empresa atuante no ramo, localizada na cidade de Joinville, estado de Santa Catarina. A construção da matriz de aspectos e impactos ambientais mostra as principais fontes de poluição que certamente irão causar conseqüências graves ao ambiente sem um correto gerenciamento. Além de proporcionar um melhor desempenho ambiental, principalmente para as pequenas e médias empresas, a matriz possibilita a implementação de um manual de controle ambiental que oferece técnicas e sugestões para uma conseqüente melhoria da qualidade ambiental da empresa em questão, para o entorno das mesmas e para seus funcionários. Além disto, este manual trará benefícios para os empresários do setor no que diz respeito ao reaproveitamento dos resíduos como insumos básicos para própria indústria ou indústrias agregadas

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:30:39Z : No. of bitstreams: 1 000852079_20160527.pdf: 384748 bytes, checksum: d13287fe4bb4e50857976157165dd2ee (MD5) Bitstreams deleted on 2016-05-30T11:37:07Z: 000852079_20160527.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-30T11:37:52Z : No. of bitstreams: 1 000852079.pdf: 3951366 bytes, checksum: 259ae6df8d263a1d123b5707ff472b77 (MD5) / Reduzir o uso de fluidos de corte em operações de usinagem é uma meta que tem sido buscada na indústria devido aos problemas ecológicos e de saúde humana, causados pelos fluidos de corte. No entanto, os fluidos de corte ainda promovem uma vida de ferramenta mais longa para muitas operações de usinagem. Este é o caso da operação de fresamento de acabamento da liga de titânio Ti6Al4V usando pastilhas de metal duro recobertas. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar condições de corte mais adequadas para o uso da técnica de mínima quantidade de fluido, ou seja, condições que tornem a vida da ferramenta na técnica MQF, mais próximas ou superiores àquelas obtidas com corte sem lubri-refrigeração e corte com jorro de fluido, sem prejudicar a rugosidade da peça. Para alcançar estes objetivos vários experimentos de fresamento de acabamento foram realizados, variando-se a velocidade de corte e taxa de avanço com aplicação da técnica MQF com o uso de três diferentes fluidos comparados com o corte sem lubri-refrigeração e corte com jorro de fluido. A principal conclusão deste estudo foi que a aplicação da técnica MQF no processo de fresamento de acabamento do Ti-6Al-4V aumenta a vida da ferramenta, melhorando a produtividade e rugosidade, quando mantidas as mesmas condições de corte originalmente propostas / To reduce cutting fluids use in machining operations is one goal that has been searched in industrial companies, due to ecological and human health problems caused by the cutting fluid. However, the cutting fluids still provide a longer tool life for many machining operations. This is the case of Ti6Al4V titanium alloy end milling operation using coated carbide inserts. Therefore, this work objective is to study cutting conditions more suitable for minimum quantity of fluid technique use, i.e., conditions which make tool life in MQF technique, closer or over to that obtained with dry cutting and cutting with fluid fload, without damaging the workpiece roughness. To reach these goals several end milling experiments were carried out, varying up cutting speed and feed rate with MQF technique application with three different fluids compared with dry cutting and cutting with fluid fload. The main study conclusion was that applying the MQF technique in Ti-6Al-4V end milling process increases tool life, improving productivity and roughness, when kept up the same cutting conditions proposed originally

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-25Bitstream added on 2015-03-03T12:07:25Z : No. of bitstreams: 1 000806426.pdf: 1586940 bytes, checksum: bec5d3b671da69ab305d6d64214561f3 (MD5) / A retificação é um processo de acabamento, sendo normalmente o último processo da sequência de fabricação. Assim, qualquer benefício obtido na retificação é de grande valor para todo o processo de fabricação. Danos térmicos são uma das principais limitações do processo de retificação, por isso, é importante compreender os fatores que afetam a temperatura de retificação. o desempenho da técnica de lubri-refrigeração otimizada foi investigada e comparada com a técnica de lubri-refrigeração convencional para estimar o fluxo do calor dissipado para a peça de trabalho e assim verificar o máximo aumento da temperatura superficial da zona de contato entre o rebolo convencional de Al2O3 e a peça de aço ABNT 1020, levando-se em conta variáveis tais como a distribuição total de fluxo de calor e como ele é modelado (retangular ou triangular), as características térmicas da peça de trabalho e assim por diante. O problema direto foi solucionado a partir da equação de difusão de calor associado ao problema de condução de calor bidimensional em regime transiente utilizando-se do Método de Volumes Finitos para a sua discretização. Para a solução do problema inverso em transferência de calor fez-se o uso das temperaturas medidas experimentalmente para estimar o fluxo de calor na interface entre o rebolo e a superfície da peça (função objetivo). Foi aplicada a técnica inversa da Seção Áurea para a estimativa do fluxo de calor. Quando comparada à técnica do método convencional de aplicação de fluido, o fluxo de calor conduzido para a peça de trabalho foi reduzido em 84,0% nos ensaios realizados com profundidade de corte de 30um, em 74% nos ensaios com 45um e em 62,2% nos ensaios mais severos de 60um, demonstrando de forma clara e aplicabilidade do método otimizado de aplicação de fluido. O método otimizado foi efetivo na redução das temperaturas superficiais das regiões afastadas da região... / Grinding is a finishing process, usually being the last sequence of the manufacturing process. Thus, any benefit obtained in the grinding is of great value to the entire manufacturing process. Thermal damage is one of the main limitations of the grinding process, so it is important to understand the factors that affect the temperature rectification. The technial performance of optimized lubrification and cooling was investigated and compared with the conventional lubrification and cooling technique to estimate the flow of heat dissipated into the workpiece and thus to check the increase in the maximum surface temperature in the contact zone between the conventional grinding wheel Al2O3 and the piece of AISI 1020, taking into account variables such as the total distribution of heat flow and how it is modeled (rectangular or triangular), the thermal characteristics of the workpiece, the geometry of the grinding wheel/workpiece interface and so on. The direct problem was solved from the heat diffusion equation associated with the problem of two-dimensional heat conduction in transient regime utilizing the finite volume method for its discretization. For the solution of the inverse problem of theat transfer the experimentally measured temperatures was used to estimate the heat flux at the interface between the grinding wheel and workpiece surface (objective function). The inverse technique of Golden Section was applied to estimate heat flow. When compared to the conventional technique of method of application fluid, the heat flow conducted to the workpiece was reduced by 84,0% in the tests performed with cutting depth of 30um, at 74,0%in the tests with 45 um and 62,2% in the tests practices of 60 um, clearly demonstrating the applicability of the optimized method of fluid application. The optimized method was effective in reducing the surface temperature of the remotest regions in the cutting region indicating that the front and back cooling...

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-15Bitstream added on 2014-06-13T19:57:38Z : No. of bitstreams: 1 silvaneto_jf_me_bauru.pdf: 1785488 bytes, checksum: 20f9f159b1b215b07f4c95af3fa0d932 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / No processo de retificação e utilização de fluidos de corte é uma maneira de implementar a qualidade final ao processo, pois os fluidos têm como finalidade a lubrificação na área de contato entre a peça e ferramenta e a refrigeração das superfícies, assim evitando danificações na superfície da peça. Com isso, a utilização de fluidos de corte tem sido constantemente estudada, visando diminuir a utilização deste, pois a utilização de fluidos de corte tem seus problemas. O custo do produto final aumenta consideravelmente com o uso de fluidos de corte no processo de retificação, além de que os fluidos de corte são substâncias tóxicas e nocivas tanto às pessoas quanto ao meio ambiente. Portanto indústrias, universidades e centro de pesquisas são levados a pesquisar métodos alternativos menos prejudiciais ao meio ambiente. Dentre as alternativas surge e técnica da mínima quantidade de lubrificante (MQL), que também tem suas desvantagens, como por exemplo, a formação de uma borra de óleo na superfície de corte do rebolo, o que gera uma rugosidade maior na peça. Porém, visando minimizar esse problema podem ser usados jatos de ar comprimido incidindo na superfície de corte do rebolo, com o objetivo de limpar a superfície de corte do rebolo, com o objetivo de limpar a superfície do rebolo. Dessa forma, avaliou-se a eficiência desse sistema de ar comprimido para a limpeza e pôde-se verificar que, a utilização da limpeza juntamente com a técnica do MQL, torna-se viável, pois de uma maneira geral a técnica do MQL com limpeza obteve melhores resultados na qualidade da peça e desgaste da ferramenta, em relação ao MQL sem limpeza. A limpeza com um ângulo tangente à superfície do rebolo foi a condição de limpeza que obteve melhores resultados para a limpeza o que comprova que a melhoria na técnica do... / In grinding process the use of cutting fluids is a way to implement the final quality of the process because the fluids are intended for the lubrication in the contact area between the work piece, the tool and the cooling of the surfaces avoiding damages on the work piece surface. However, the use of cutting fluids has been constantly studied in order to reduce its use since this practice brings a lot of problems about. The final product cost increases considerably along with the use of cuting fluids in gringing process, besides those substances are toxic and harmful to people and to the environment as well. Therefore, industries, universities and research center have been taken as sites for investigating less harmfulll alternative methods to the environment. Among such alternatives comes up of minimum quantify of lubricant technique (MQL), which also has some disadvantages, such as the formation of oil sludge on the cut surface of the wheel, which creates a greater surface roughness on the work piece. However, in order to minimize this problem compressed air jets can be used focusing on the cut surface of the wheel, in order to clean it. Thus, we could evaluated the effectiveness of that compressed air system used for cleaning, and it was possible to observe that the use of cleaning with the MQL technique is feasible because from a general view the use of the MQL technique in the cleaning process showed better results in the quality of the work piece and wornout of the tool comparing to the to the MQL with no cleaning. The cleaning with a tangent angle to the surface of the wheel was the condition of cleanliness that showed better results for the cleanliness which proves that the improvements for the MQL techniques does not lead to significant results compared to the conventional technique. However, the MQL technique with cleanliness has its... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-01-21Bitstream added on 2014-06-13T19:11:29Z : No. of bitstreams: 1 fusse_ry_me_bauru.pdf: 1253289 bytes, checksum: 13ba46e6c0ba064145f2121824fa4865 (MD5) / A utilização dos fluidos de corte exige certos cuidados, pois os convencionais atualmente empregados, apresentam em sua composição química produtos que podem gerar doenças aos operadores e trazer prejuízos ao meio ambiente. A manutenção e o descarte dos fluidos apresentam custos elevados. O presente trabalho utilizou um tipo de fluido de corte de origem vegetal isento de substâncias tóxicas, e visa utilizar uma nova técnica de aplicação de fluido de corte, a Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) na retificação cilíndrica externa de mergulho de um aço ABNT 4340 temperado e revenido, utilizado comercialmente na fabricação de eixos, virabrequins e engrenagens cujas solicitações mecânicas são elevadas. A MQL é um método que utiliza uma quantidade menor de fluido de corte com relação aos métodos convencionais e já vem sendo pesquisada em outras operações de usinagem como o fresamento e torneamento. A otimização da aplicação do fluido de corte exigiu a confecção de um bocal especial que permitiu a mistura de fluido com ar comprimido, formando assim uma névoa. Utilizou-se dois tipos de aplicação de fluido de corte (MQL e convencional) e dois rebolos (CBN e Al2O3), obtendo-se como parâmetros de saída a força tangencial de corte, energia específica e a integridade superficial do material retificado. Com relação à integridade superficial analisou-se a rugosidade, a circularidade, a microdureza, a tensão residual e a microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados alcançados com a MQL mostraram-se promissores na retificação com os parâmetros utilizados. / The use of cutting fluids demands certain cares, because some of then can contain in their chemical composition products that cause illnesses to the operators and bring damages to the environment. The maintenance and the discarding of this kind of fluids generates high costs. The present work used a type of vegetal cutting fluid free from toxic substances, and aims at to apply a new technique of cutting fluid application, the Minimum Quantity of Lubrification (MQL) in the external cylindrical plunge grinding of a tempered and annealed ABNT 4340 steel, used commercially in the manufacturing of shafts, crankshafts and gears with high mechanical loads. The MQL is a method that uses a lesser amount of cutting fluid than the conventional methods. A special nozzle was made to allow the mixture of the cutting fluid with the compressed air forming a misty. This work used a CBN and Al2O3 wheel and two types of fluid application (MQL and conventional). It was observed the influence of the MQL and conventional methods in the tangential cutting force, specific energy and superficial integrity of the ground material (roughness, roundness, residual stress and SEM). The results demonstrated the effectiveness of the MQL method for the input parameters used in this study.