A flexão da ferramenta, em operações de fresamento de topo, é responsável por interferir negativamente na qualidade superficial da peça a ser usinada e, muitas vezes, pela quebra prematura da mesma. O presente trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente os efeitos da flexão de fresas de topo com 0,8 mm de diâmetro no processo de microfresamento. Os ensaios experimentais foram realizados com o intuito de identificar quais parâmetros de corte apresentam maior influência na flexão da ferramenta. Os parâmetros de corte escolhidos para estudo foram: velocidade de corte, velocidade de avanço, profundidade de usinagem e penetração de trabalho. Os ensaios investigam, além das faixas de parâmetros recomendados pelo fabricante da ferramenta, uma condição 25% acima e outra 25% abaixo para todos os parâmetros estudados. O monitoramento de forças de corte foi realizado em todos os ensaios. As forças obtidas se mostraram diretamente relacionadas com a área de secção de corte, conforme teoria básica. Para fins comparativos, a força máxima obtida experimentalmente foi aplicada na simulação com elementos finitos (FEM - Finite Element Method) da ferramenta e indicou um comportamento similar ao de uma viga engastada. A análise microscópica do aspecto superficial da usinagem mostrou que menores avanços por dente resultam em um melhor acabamento confirmando resultados do processo convencional. O conhecimento do efeito dos parâmetros de corte no processo de microfresamento tem o intuito de oferecer informações às empresas do setor no sentido de melhorar o planejamento e processo de fabricação. / The tool deflection, in end milling operations, is responsible to intervene negatively on the workpiece surface quality and can also cause a premature tool failure (breakage).The present work aims at studying experimentally the effects of tool deflection when end milling with 0,8 mm diameter in microoperations. The experimental tests had intended to identify which parameters of milling show more influence in tool deflection. The chosen milling parameters for the study were: cutting speed, feed rate, depth of cut and step over. The tests aim to investigate, beside the recommended parameters from tool manufacturer, a 25% higher and 25% lower conditions. The force acquisition was made in all tests. The measured forces shown that they are directly related to the uncut chip cross section, in accordance with theory. For comparative purpose, the maximum experimental force value was applied in the finite elements method (FEM) simulation of the tool and indicates a similar behavior of an encastré beam. The microscopic analysis of the superficial aspect of the milling showed that smaller feed per tooth results in better finishing, as observed in the conventional process. The knowledge of the effect of the cutting parameters in the micromilling process has the intention of offering information for industries to improve the planning and process of manufacturing.

O estudo trata da medição da força de usinagem a verde de corpos de provas cerâmicos e sua correlação com as propriedades mecânicas após a sinterização. A usinagem a verde é empregada em compactos brutos para conferir formatos sem extremo compromisso com precisão dimensional ou para obter uma pré-forma antes da usinagem de acabamento após sinterização; é extensivamente empregada na usinagem de cerâmicas avançadas. Durante o processo de usinagem a verde os esforços de corte determinam a introdução de defeitos críticos na superfície e são geralmente estes defeitos que governam as propriedades mecânicas das cerâmicas após a sinterização. O trabalho objetiva a elaboração e montagem de um sistema de aquisição de dados das forças de usinagem, e procura identificar o limite de agressividade de corte na manutenção da integridade do corpo de prova com produção econômica. As medidas de torque de usinagem e velocidade periférica do rebolo podem representar um modelo para predizer a associação das forças de usinagem. Corpos de prova cilíndricos foram conformados a 100 e 200 MPa, tratados termicamente após a prensagem e usinados com diferentes parâmetros de corte, sinterizados e ensaiados quanto à resistência mecânica através de compressão e flexão a quatro pontos. Os resultados mostraram a importância do tratamento térmico antes da usinagem acima da temperatura de transição vítrea do ligante para peças prensadas a 100 e 200 MPa. Peças prensadas a 200 MPa e tratadas termicamente foram usinadas sem danos a taxas de remoção de 10.000 \'MM POT.3\'/min com potencia consumida de 1700 W. Com o emprego de um cabeçote com mancais aerostáticos de alta potência e baixo ruído não se detectou a introdução progressiva de defeitos críticos na superfície devido à ação do rebolo, porém se identificou um limite de velocidade de 400 mm/min em função da profundidade de corte que excedeu a resistência mecânica dos corpos de prova comprimidos a 100 MPa, levando a ruptura. A correlação entre potência consumida e taxa de remoção, forneceu informações muito importantes para o projeto de uma máquina de usinagem á verde de produtos cerâmicos em alumina. / The present study deals with the measurement forces of green machining ceramics and their correlation with the mechanical properties after sintering. The green machining is employed in crude compacts either to check raw formats without compromising the extreme dimensional accuracy or to obtain a preform prior to finish machining after sintering, extensively used in the machining of advanced ceramics. During the process of the green machining, cutting forces determine the introduction of the critical defects in the surface, which generally govern the mechanical properties after the sintering of ceramics. The study aims at the development and installation of a system of machining forces data acquisition and also the identification of the limit of cutting aggression to maintain the integrity of the ceramics with economic production. The torque measurements of machining and grinding wheel peripheral speed can represent a model to predict the association of the machining forces. Cylindrical bodies were conformed at 100 and 200 MPa, heat-treated after pressing and machined with different cutting parameters, sintered and tested concerning strength by compression and bending at four points. The results showed the importance of the heat treatment before machining above the glass transition temperature of the binder for the parts pressed at 100 and 200 MPa. Parts pressed at 200 MPa and heat-treated were machined without damage at 10.000 \'MM POT.3\'/min removal rates with power consumption of 1700 W. With the use of a spindle with aerostatic bearings for high power and low noise the gradual introduction of critical defects into the surface was not detected due to the action of the wheel. However a speed limit was identified in function of the depth of the cut, which exceeded the strength of the ceramics compressed at 100 MPa, leading to rupture. The correlation between power consumption and rate of removal provided very important information for the design of a green machining of ceramic products in alumina.

Made available in DSpace on 2015-05-08T14:59:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 8849589 bytes, checksum: 337394414de1a3c9ab9c071e9c18f59b (MD5) Previous issue date: 2014-02-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The shape memory alloy, more specifically constituted of CuAlBe, have played an important role in the manufacture of electromechanical components, especially when worked requests from thermal and/or applied stresses. At first, this present research work, were obtained, by casting the gas, samples of alloys Cu-11.8%Al-0.60%Be; Cu-11.8%Al-0.55%Be; Cu-11.8%Al-0.55%Be-0.50%Nb-0.27%Ni (wt%). Sequentially, quenched to half of them, with the intention of doing them acquire the shape memory effect. In a third moment, said samples passed assays DSCs, aiming raise the temperature curves of phase transformation (austenite: Ai/Af and martensite: Mi/Mf). The main study, performed during machining by turning dry, using a piezoelectric dynamometer, were defined the cutting forces of samples tempered and not tempered. In compliance with the track methodology, were applied five replicates, with four levels of cutting speed for each of the samples tested. The signals from the dynamometer were processed in LabVIEW and further processed in by a program done on MatLAB. Secondary assays were also performed soon after machining by turning dry. In the first, by means of a K-type thermocouple, temperatures of machining were measured along the stride; on the second, by assay of circularity, it was verified if there was or no retention of the martensite in the samples of shape memory alloys. It was found that the percentage of beryllium and nickel present in the alloys investigated, as well as the introduction of niobium as a grain refiner were decisive for achieving the results / As ligas com memória de forma, mais especificamente as constituídas de CuAlBe, têm desempenhado um papel importante na fabricação de componentes eletromecânicos, sobretudo quando trabalhados a partir de solicitações térmicas e/ou tensões aplicadas. A princípio, neste presente trabalho de pesquisa, foram obtidas, por fundição a gás, amostras das ligas Cu-11,8%Al-0,60%Be; Cu-11,8%Al-0,55%Be; Cu-11,8%Al-0,55%Be-0,50%Nb-0,27%Ni (% em peso). Sequencialmente, temperou-se a metade delas, com o intuito de fazê-las adquirir o efeito memória de forma. Num terceiro momento, as referidas amostras passaram por ensaios de DSCs, visando levantar as curvas de temperatura de transformação de fases (da austenita: Ai/Af e da martensita: Mi/Mf). No ensaio principal, realizado durante a usinagem por torneamento a seco, por meio de um dinamômetro piezoelétrico, definiram-se as forças de corte das amostras temperadas e não temperadas. Dando cumprimento à trilha metodológica, foram aplicadas cinco réplicas, com quatro níveis de velocidade de corte para cada uma das amostras ensaiadas. Os sinais oriundos do dinamômetro foram processados no LabVIEW e posteriormente tratados por uma programação feita em MatLAB. Ensaios secundários também foram realizados logo após a usinagem por torneamento a seco. No primeiro, por meio de um termopar tipo K, foram medidas as temperaturas de usinagem ao longo da passada; no segundo, por ensaio de circularidade, foi verificado se ocorreu ou não a retenção da martensita nas amostras das ligas com memória de forma. Constatou-se que a percentagem de berílio e de níquel presente nas ligas investigadas, bem como a introdução do nióbio como refinador de grãos foram decisivos para o alcance dos resultados obtidos

A flexão da ferramenta, em operações de fresamento de topo, é responsável por interferir negativamente na qualidade superficial da peça a ser usinada e, muitas vezes, pela quebra prematura da mesma. O presente trabalho tem como objetivo estudar experimentalmente os efeitos da flexão de fresas de topo com 0,8 mm de diâmetro no processo de microfresamento. Os ensaios experimentais foram realizados com o intuito de identificar quais parâmetros de corte apresentam maior influência na flexão da ferramenta. Os parâmetros de corte escolhidos para estudo foram: velocidade de corte, velocidade de avanço, profundidade de usinagem e penetração de trabalho. Os ensaios investigam, além das faixas de parâmetros recomendados pelo fabricante da ferramenta, uma condição 25% acima e outra 25% abaixo para todos os parâmetros estudados. O monitoramento de forças de corte foi realizado em todos os ensaios. As forças obtidas se mostraram diretamente relacionadas com a área de secção de corte, conforme teoria básica. Para fins comparativos, a força máxima obtida experimentalmente foi aplicada na simulação com elementos finitos (FEM - Finite Element Method) da ferramenta e indicou um comportamento similar ao de uma viga engastada. A análise microscópica do aspecto superficial da usinagem mostrou que menores avanços por dente resultam em um melhor acabamento confirmando resultados do processo convencional. O conhecimento do efeito dos parâmetros de corte no processo de microfresamento tem o intuito de oferecer informações às empresas do setor no sentido de melhorar o planejamento e processo de fabricação. / The tool deflection, in end milling operations, is responsible to intervene negatively on the workpiece surface quality and can also cause a premature tool failure (breakage).The present work aims at studying experimentally the effects of tool deflection when end milling with 0,8 mm diameter in microoperations. The experimental tests had intended to identify which parameters of milling show more influence in tool deflection. The chosen milling parameters for the study were: cutting speed, feed rate, depth of cut and step over. The tests aim to investigate, beside the recommended parameters from tool manufacturer, a 25% higher and 25% lower conditions. The force acquisition was made in all tests. The measured forces shown that they are directly related to the uncut chip cross section, in accordance with theory. For comparative purpose, the maximum experimental force value was applied in the finite elements method (FEM) simulation of the tool and indicates a similar behavior of an encastré beam. The microscopic analysis of the superficial aspect of the milling showed that smaller feed per tooth results in better finishing, as observed in the conventional process. The knowledge of the effect of the cutting parameters in the micromilling process has the intention of offering information for industries to improve the planning and process of manufacturing.

O estudo trata da medição da força de usinagem a verde de corpos de provas cerâmicos e sua correlação com as propriedades mecânicas após a sinterização. A usinagem a verde é empregada em compactos brutos para conferir formatos sem extremo compromisso com precisão dimensional ou para obter uma pré-forma antes da usinagem de acabamento após sinterização; é extensivamente empregada na usinagem de cerâmicas avançadas. Durante o processo de usinagem a verde os esforços de corte determinam a introdução de defeitos críticos na superfície e são geralmente estes defeitos que governam as propriedades mecânicas das cerâmicas após a sinterização. O trabalho objetiva a elaboração e montagem de um sistema de aquisição de dados das forças de usinagem, e procura identificar o limite de agressividade de corte na manutenção da integridade do corpo de prova com produção econômica. As medidas de torque de usinagem e velocidade periférica do rebolo podem representar um modelo para predizer a associação das forças de usinagem. Corpos de prova cilíndricos foram conformados a 100 e 200 MPa, tratados termicamente após a prensagem e usinados com diferentes parâmetros de corte, sinterizados e ensaiados quanto à resistência mecânica através de compressão e flexão a quatro pontos. Os resultados mostraram a importância do tratamento térmico antes da usinagem acima da temperatura de transição vítrea do ligante para peças prensadas a 100 e 200 MPa. Peças prensadas a 200 MPa e tratadas termicamente foram usinadas sem danos a taxas de remoção de 10.000 \'MM POT.3\'/min com potencia consumida de 1700 W. Com o emprego de um cabeçote com mancais aerostáticos de alta potência e baixo ruído não se detectou a introdução progressiva de defeitos críticos na superfície devido à ação do rebolo, porém se identificou um limite de velocidade de 400 mm/min em função da profundidade de corte que excedeu a resistência mecânica dos corpos de prova comprimidos a 100 MPa, levando a ruptura. A correlação entre potência consumida e taxa de remoção, forneceu informações muito importantes para o projeto de uma máquina de usinagem á verde de produtos cerâmicos em alumina. / The present study deals with the measurement forces of green machining ceramics and their correlation with the mechanical properties after sintering. The green machining is employed in crude compacts either to check raw formats without compromising the extreme dimensional accuracy or to obtain a preform prior to finish machining after sintering, extensively used in the machining of advanced ceramics. During the process of the green machining, cutting forces determine the introduction of the critical defects in the surface, which generally govern the mechanical properties after the sintering of ceramics. The study aims at the development and installation of a system of machining forces data acquisition and also the identification of the limit of cutting aggression to maintain the integrity of the ceramics with economic production. The torque measurements of machining and grinding wheel peripheral speed can represent a model to predict the association of the machining forces. Cylindrical bodies were conformed at 100 and 200 MPa, heat-treated after pressing and machined with different cutting parameters, sintered and tested concerning strength by compression and bending at four points. The results showed the importance of the heat treatment before machining above the glass transition temperature of the binder for the parts pressed at 100 and 200 MPa. Parts pressed at 200 MPa and heat-treated were machined without damage at 10.000 \'MM POT.3\'/min removal rates with power consumption of 1700 W. With the use of a spindle with aerostatic bearings for high power and low noise the gradual introduction of critical defects into the surface was not detected due to the action of the wheel. However a speed limit was identified in function of the depth of the cut, which exceeded the strength of the ceramics compressed at 100 MPa, leading to rupture. The correlation between power consumption and rate of removal provided very important information for the design of a green machining of ceramic products in alumina.