O presente trabalho visa apresentar informações que viabilizem a fabricação de componentes de rolamentos com limites superiores de resistência à fadiga, com a intenção de proporcionar uma vida útil maior ao rolamento, e, também, a otimização da fabricação das peças, dispensando em alguns casos o processo final e usual de retificação, o que implica uma redução de custos. As motivações deste estudo são a geração de altas tensões residuais compressivas no torneamento duro-seco a altas velocidades, a aplicação do RMB como técnica de medição das tensões residuais em aço 100CrMn6 e a otimização da qualidade/custos na fabricação de rolamentos. Para atingir essas metas, será estudada a influência dos parâmetros da usinagem (velocidade de corte (Vc), avanço (a), penetração (p) e desgaste da ferramenta (VB)) na geração das tensões residuais superficiais (sR) e sobre as forças de torneamento (Fc, Fa, Fp), em anéis internos de rolamentos cônicos de aço DIN 100CrMn6 endurecidos termicamente, procurando-se estabelecer uma correlação entre o desgaste da ferramenta e os referidos esforços e tensões residuais. Na etapa experimental, será utilizado um planejamento fatorial completo para executar os ensaios e medições projetadas. No ensaio de torneamento, serão medidas as forças de corte utilizando-se, para isso, um dinamômetro piezoelétrico. Em seguida, serão efetuadas medições de rugosidade. Também será realizado o estudo da microestrutura através da análise metalográfica. As tensões residuais serão medidas utilizando-se o método do furo-cego com extensometria elétrica, e as medidas das alterações microestruturais superficiais serão realizadas pela técnica do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB). Serão correlacionados os valores de tensão residual obtidos pela técnica do furo com o RMB. / The present work presents information for the manufacturing of ball bearings components with higher limits of resistance to fatigue, enabling a longer useful life and also the optimization of the production of the pieces, making the usual and final process of grinding unnecessary, which would result in a costs reduction. The motivations of this study are the generation of compressive high residual stress in the hard-dry turning at high speeds, the application of the MBN as technique of measurement of the residual stress in steel 100CrMn6, and the optimization of the quality/costs in the manufacturing of ball bearings. In order to achieve these purpose, the work will study the influence of the machining parameters (cutting speed (Vc), feed rate (a), depth of cut (p), and wear of tool (VB)) in the generation of the superficial residual tensions and also the turning forces (Fc, Fa, Fp), in internal conical rings of ball bearings of steel 100CrMn6 thermally hardened, seeking to find a correlation between the stress of the tool and the referred efforts. In the experimental phase, a complete factorial planning will be used to perform the tests and measurements projected. In the turning tests, the cutting forces will be measured using a piezoelectric dynamometer. After that, measurements of superficial roughness will be performed. Also, the study of the microstructure will be made through the metallographic analysis. The residual tensions will be measured using the strain gage hole-drilling method and the measurement of the superficial microestrutural alterations will be carried out using the technical of the magnetic Barkhausen noise (MBN). The values of residual tension obtained by the hole-drilling will be correlated with the RMB.

O presente trabalho visa apresentar informações que viabilizem a fabricação de componentes de rolamentos com limites superiores de resistência à fadiga, com a intenção de proporcionar uma vida útil maior ao rolamento, e, também, a otimização da fabricação das peças, dispensando em alguns casos o processo final e usual de retificação, o que implica uma redução de custos. As motivações deste estudo são a geração de altas tensões residuais compressivas no torneamento duro-seco a altas velocidades, a aplicação do RMB como técnica de medição das tensões residuais em aço 100CrMn6 e a otimização da qualidade/custos na fabricação de rolamentos. Para atingir essas metas, será estudada a influência dos parâmetros da usinagem (velocidade de corte (Vc), avanço (a), penetração (p) e desgaste da ferramenta (VB)) na geração das tensões residuais superficiais (sR) e sobre as forças de torneamento (Fc, Fa, Fp), em anéis internos de rolamentos cônicos de aço DIN 100CrMn6 endurecidos termicamente, procurando-se estabelecer uma correlação entre o desgaste da ferramenta e os referidos esforços e tensões residuais. Na etapa experimental, será utilizado um planejamento fatorial completo para executar os ensaios e medições projetadas. No ensaio de torneamento, serão medidas as forças de corte utilizando-se, para isso, um dinamômetro piezoelétrico. Em seguida, serão efetuadas medições de rugosidade. Também será realizado o estudo da microestrutura através da análise metalográfica. As tensões residuais serão medidas utilizando-se o método do furo-cego com extensometria elétrica, e as medidas das alterações microestruturais superficiais serão realizadas pela técnica do Ruído Magnético de Barkhausen (RMB). Serão correlacionados os valores de tensão residual obtidos pela técnica do furo com o RMB. / The present work presents information for the manufacturing of ball bearings components with higher limits of resistance to fatigue, enabling a longer useful life and also the optimization of the production of the pieces, making the usual and final process of grinding unnecessary, which would result in a costs reduction. The motivations of this study are the generation of compressive high residual stress in the hard-dry turning at high speeds, the application of the MBN as technique of measurement of the residual stress in steel 100CrMn6, and the optimization of the quality/costs in the manufacturing of ball bearings. In order to achieve these purpose, the work will study the influence of the machining parameters (cutting speed (Vc), feed rate (a), depth of cut (p), and wear of tool (VB)) in the generation of the superficial residual tensions and also the turning forces (Fc, Fa, Fp), in internal conical rings of ball bearings of steel 100CrMn6 thermally hardened, seeking to find a correlation between the stress of the tool and the referred efforts. In the experimental phase, a complete factorial planning will be used to perform the tests and measurements projected. In the turning tests, the cutting forces will be measured using a piezoelectric dynamometer. After that, measurements of superficial roughness will be performed. Also, the study of the microstructure will be made through the metallographic analysis. The residual tensions will be measured using the strain gage hole-drilling method and the measurement of the superficial microestrutural alterations will be carried out using the technical of the magnetic Barkhausen noise (MBN). The values of residual tension obtained by the hole-drilling will be correlated with the RMB.

O material, metálico ferro fundido cinzento, é muito utilizado industrialmente, principalmente na área automobilística. Usinagem com alta velocidade tem sido uma tendência atual para aumentar a produtividade, com a possibilidade de se ober ótima qualidade superficial, possivelmente eliminando processos subseqüentes. Aliado à questão de qualidade ambiental, as operações de usinagem têm-se voltado para usinagem a seco ou com mínima quantidade de lubrificante (MQL - minimal quantity of lubricant). Este trabalho estuda o torneamento com alta velocdidade de ferro fundido cinzento GG25 através de usinagem a seco e com MQL. Utiliza-se, em operação de faceamento, ferramenta de cerâmica mista (Al2O3+ TiC) e metal duro com cobertura (TiCN/Al2O3/TiN), usando velocidades de corte muito acima dos valores tradicionais. Comparativamente o desgaste é significativamente menor na cerâmica. O tipo de desgaste predominante é o desgaste de flanco. Os principais mecanismos de desgaste encontrados são abrasão mecânica e delaminação. O aumento do avanço diminui o desgaste de flanco. Existe uma razão entre a vazão de óleo e a vazão de ar na lubrificação MQL que viabiliza sua aplicacão com relação ao desgaste de flanco. Em todas as condições testadas, o sistema MQL mostra ser capaz de reduzir a rugosidade superficial Ra. / The gray cast iron material is very used industrially, mainly in the automotive industry. High speed machining is the current tendency to increase the productivity, with the possibility of obtaining good surface quality, possibly eliminating subsequent operations. Due to regulations on the subject of environrnental quality, the machining operations have been turned to dry machining or minimal quantity of lubricant (MQL). This work studies the turning process at high speed of gray cast iron GG25 with dry machining and MQL techniques. The operation uses face turning with coated carbide (TiCN/Al2O3/TiN) and mixed alumina ceramic (Al203+ TiC) with cutting speeds much higher than the traditional recommended values. Comparatively, the wear is significantly smaller in the mixed alumina ceramic tools. The predominant type of wear is the flank wear. The main wear mechanisms are mechanical abrasion and delamination. The increase of feed values shows some reduction on the flank wear. It seems to exist an ideal ratio of oil to air in the MQL system, which makes possible its application for reducing flank wear on the tools. In all conditions tested, the MQL system shows to be able to reduce surface roughness (Ra).

O material, metálico ferro fundido cinzento, é muito utilizado industrialmente, principalmente na área automobilística. Usinagem com alta velocidade tem sido uma tendência atual para aumentar a produtividade, com a possibilidade de se ober ótima qualidade superficial, possivelmente eliminando processos subseqüentes. Aliado à questão de qualidade ambiental, as operações de usinagem têm-se voltado para usinagem a seco ou com mínima quantidade de lubrificante (MQL - minimal quantity of lubricant). Este trabalho estuda o torneamento com alta velocdidade de ferro fundido cinzento GG25 através de usinagem a seco e com MQL. Utiliza-se, em operação de faceamento, ferramenta de cerâmica mista (Al2O3+ TiC) e metal duro com cobertura (TiCN/Al2O3/TiN), usando velocidades de corte muito acima dos valores tradicionais. Comparativamente o desgaste é significativamente menor na cerâmica. O tipo de desgaste predominante é o desgaste de flanco. Os principais mecanismos de desgaste encontrados são abrasão mecânica e delaminação. O aumento do avanço diminui o desgaste de flanco. Existe uma razão entre a vazão de óleo e a vazão de ar na lubrificação MQL que viabiliza sua aplicacão com relação ao desgaste de flanco. Em todas as condições testadas, o sistema MQL mostra ser capaz de reduzir a rugosidade superficial Ra. / The gray cast iron material is very used industrially, mainly in the automotive industry. High speed machining is the current tendency to increase the productivity, with the possibility of obtaining good surface quality, possibly eliminating subsequent operations. Due to regulations on the subject of environrnental quality, the machining operations have been turned to dry machining or minimal quantity of lubricant (MQL). This work studies the turning process at high speed of gray cast iron GG25 with dry machining and MQL techniques. The operation uses face turning with coated carbide (TiCN/Al2O3/TiN) and mixed alumina ceramic (Al203+ TiC) with cutting speeds much higher than the traditional recommended values. Comparatively, the wear is significantly smaller in the mixed alumina ceramic tools. The predominant type of wear is the flank wear. The main wear mechanisms are mechanical abrasion and delamination. The increase of feed values shows some reduction on the flank wear. It seems to exist an ideal ratio of oil to air in the MQL system, which makes possible its application for reducing flank wear on the tools. In all conditions tested, the MQL system shows to be able to reduce surface roughness (Ra).

Цель работы – разработка новых технических средств повышения точности формообразующих перемещении металлорежущих станков при высокоскоростном точении. Проведен анализ погрешностей влияющих на точность формообразующих перемещений станка при высокоскоростном точении, анализ существующих способов компенсации погрешностей. На его основе разработаны устройство согласования формообразующих перемещений рабочих органов станков, устройство для компенсации износа направляющих и инструмента металлорежущего станка, устройство компенсации износа элементов металлорежущего станка. Данные устройства точнее существующих. В ходе работы над магистерской диссертацией, был получен Патент РФ № 160852 «Устройство согласования формообразующих перемещений рабочих органов станков», приоритетная справка № 022052 по заявке на патент № 2016114038 «Устройство компенсации износа элементов металлорежущего станка». Принято участие во Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Региональные программы и проекты в области интеллектуальной собственности глазами молодежи» в рамках IX Международного форума «Интеллектуальная собственность – XXI век», по результатам которой получен диплом проекта. Тезисы проекта опубликованы в каталоге проектов участников конференции. / The purpose of the work is the development of new technical ways to improve the accuracy of form-building movements of machine tools in high-speed turning. The analysis of errors of form-building movements of machine influencing accuracy in high-speed turning, existing ways of errors compensation was carried out. The analysis was used in order to design device of coordination of form-building movements of machines working units, device of compensation of wear of guideways and tools of machine tool, device of compensation of wear of elements of machine tool. Developed solutions give more accurate results. During the work on the master's thesis author received patent of RF № 160852 «Device of coordination of form-building movements of machines working units» and priority reference № 022052 according to patent application № 2016114038 «Device of compensation of wear of elements of machine tool». The work participated in the All-Russian youth scientific conference "Regional programs and projects in the field of intellectual property through the eyes of young people" within The International forum «Intellectual property – 21st century», by results of which diploma of the project is gained. Abstracts of the project are published in the conference digest.

Цель работы – разработка новых технических средств повышения точности и быстродействия приводов подач металлорежущих станков при высокоскоростном точении. Проведен анализ погрешностей собственно привода и системы отсчета перемещений, анализ существующих способов борьбы с погрешностями. На его основе разработаны следящий привод подачи металлорежущего станка, система отсчета перемещений рабочего органа машины, методика настройки системы отсчета перемещений рабочего органа станка и алгоритм настройки компенсирующей цепи системы отсчета перемещений с использованием ПК. Данные средства точнее существующих. В ходе работы над магистерской диссертацией, было получено 2 патента (№160849 Следящий привод подачи металлорежущего станка и №154592 Система отсчета перемещений рабочего органа машины). Участие во Всероссийской молодежной научно-практической конференции «Региональные программы и проекты в области интеллектуальной собственности глазами молодежи». Тезис доклада опубликован в сборнике трудов конференции. / The purpose of the work is the development of new technical ways to improve the accuracy and operation speed of feed drive of machine tools in high-speed turning. The analysis of accuracy of feed drive and reference frame of driven element displacement, existing ways of errors elimination was carried out. The analysis was used in order to design follower feed drive feed of machine tool, reference frame of driven element displacement of the machine tool, tuning method of reference frame of driven element displacement of the machine tool and tuning algorithm of bucking circuit of reference frame of driven element displacement with using a PC. Developed solutions give more accurate results. During the work on the master's thesis author received 2 patents of RF (№160849 Follower drive feed of machine tool and Reference frame of driven element displacement of the machines). The work participated in the All-Russian youth scientific conference "Regional programs and projects in the field of intellectual property through the eyes of young people". Abstracts of the report are published in the conference digest.