Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: Humberto Lopes Rodrigues / Banca: Jose Vitor Candido de Souza / Resumo: A usinagem de superligas de níquel e ligas resistentes a altas temperaturas como o inconel 718 sempre representou uma tarefa difícil no chão-de-fábrica. Mas as aplicações industriais desses materiais passaram por rápida evolução nos últimos anos. Na indústria aeroespacial, o crescimento da popularidade destes materiais tem sido evidenciado na forma de palhetas de turbina, peças de compressor, suportes e elementos de conjuntos para aviação. Devido a suas propriedades e aos benefícios que trazem à indústria, o uso destes materiais se expandiu aos setores automotivo, médico, químico, indústria de miniaturas e outras indústrias. Para as superligas e ligas resistentes a altas temperaturas estima-se que a dificuldade na usinagem vai da combinação de forças de corte relativamente altas, combinadas com altas temperaturas que se desenvolvem durante o processo de usinagem. Estes níveis de calor podem causar a deterioração da aresta de corte, com quebras ou deformações. Os tipos comuns de desgaste de ferramenta para estes materiais são primeiramente reconhecidos como desgaste do flanco, entalhes e formação de arestas postiças. O presente trabalho consiste no torneamento cilíndrico externo da liga a base de níquel inconel 718, utilizando ferramenta cerâmica (Si3N4) visando à otimização da usinagem desta liga e buscando proporcionar aumentos reais de produtividade sem a necessidade de investimentos em novos meios de produção. Os ensaios de usinagem foram realizados em um corpo de prova da liga, considerando os parâmetros de usinagem: velocidade de corte, profundidade de usinagem e avanços próprios de acabamento. Os ensaios foram realizados em um torno CNC e ferramentas com pastilha de cerâmica à base de Nitreto de Silício Si3N4. Após cada etapa do torneamento foram realizadas as medidas do comprimento de corte, do desgaste das ferramentas e a rugosidade... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The nickel superalloys and resistant alloys machining to discharges temperatures as the inconel 718 always represented a difficult task in the job-shop. But the industrial applications of those materials went by fast evolution in the last years. In the aerospace industry, the growth of the popularity of these materials has been evidenced in the form of turbine blades, compressor parts, holders and elements of parts for aviation. Due to its properties and to the benefits that bring to the industry, the use of these materials expanded to the automotive sector, medical, chemical, in the industry of miniatures and other industries. For the superalloys and resistant alloys to high temperatures is considered that the difficulty in the machining is going relatively of the combination of high cutting forces, combined with high temperatures that grow during the machining process. These levels of heat can cause to deterioration of the cutting edge, with breaks or deformations. The types common of tool wear for these materials are recognized firstly as flank wear, incisions and formation of build up edge. The present work seeks to develop study of the machining for external cylindrical turning of the nickel base alloy inconel 718, using ceramic tool (Si3N4) seeking to the optimization of machining of this alloy and looking for to provide real increases of productivity without the need of investments in new production means. The machining tests were accomplished in a sample of the alloy, considering the machining parameters: cutting speed, cutting depth and own progresses of finish. The rehearsals were accomplished in a lathe CNC and tools with ceramic insert of Silicon Nitride. After each stage of the turning the measures of the cutting length were accomplished, of the tool wear and the roughness of the pieces (appraised in each phase of the process), with the aid of a portable roughness meter... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: José Vitor Candido dos Santos / Resumo: Neste trabalho, foram analisados os resultados do processo de furação da chapa de GLARE®. O que motivou este estudo foi a necessidade cada vez maior para as empresas de realizar furos em materiais compósitos com brocas especiais e comerciais em quantidades cada vez mais crescentes. Outros fatores chamam a atenção em relação aos resultados obtidos a partir destas operações tais como: a qualidade das superfícies geradas na usinagem, o acabamento dos furos, geometria, deformação, tolerância dimensional e possíveis defeitos gerados. Neste estudo os testes foram realizados sem a presença de fluído refrigerante. Foram executados vários ensaios totalizando sete diferentes condições, e foi possível conseguir eliminar o defeito de delaminação, deformação, desfibramento e manter uma uniformização na usinagem dos furos. Foram identificamos os melhores parâmetros de furação com broca de metal duro inteiriça comercial, para o material compósito GLARE®. A velocidade de corte ideal para o material foi de 157m/min, nesta condição foi possível manter a ferramenta com sua integridade com o mínimo de desgaste por abrasão totalizando 248 furos e a ferramenta ainda com condições de continuar a cortar normalmente / Abstract: In this work, the results of the drilling process of the GLARE® sheet were analyzed. What motivated this study it was the need every time larger for the companies of accomplishing holes in materials composites with special drills and you trade more and more in amounts growing. Other factors get the attention in relation to the results obtained starting from these such operations as: the quality of the surfaces generated in the machining, the finishing of the holes, geometry, deformation, dimensional tolerance and possible generated defects. In this study the tests were accomplished without the presence of cutting fluid. Several rehearsals were executed totaling seven different conditions, and it was possible to get to eliminate the delamination defect, deformation, disfibration and to maintain an uniformization in the holes machining. Were identified the best drilling parameters with integral cemented carbide drill from commercial trade, for the material composite GLARE®. The better cutting speed for the material was of 157m/min, in this condition it was possible to maintain the tool with its integrity with the minimum of wear for abrasion still totaling 248 holes and the tool with conditions of continuing to cut usually / Mestre

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: Marcelo dos Santos Pereira / Banca: João Roberto Ferreira / Resumo: Os aços inoxidáveis martensíticos, essencialmente ligas Fe - Cr - C, são largamente utilizados na fabricação de componentes de Turbinas Hidráulicas devido à elevada resistência ao ataque químico e a sua maior resistência mecânica, quando comparado aos outros tipos de aços inoxidáveis. A proposta deste trabalho é estudar o acabamento superficial do aço inoxidável AISI 410 sob diferentes condições de corte, visto que este requisito é de suma importância para o funcionamento de alguns componentes de Turbinas Hidráulicas. Serão avaliados também os diferentes tipos de cavacos obtidos, os desgastes nas ferramentas de corte e comparados os resultados de rugosidade obtidos experimentalmente com os valores obtidos através da utilização da equação proposta pela literatura. Durante os ensaios foram variados os parâmetros de corte, sendo eles a velocidade de corte, o avanço por volta, a profundidade de corte e o tipo de pastilha, e medida a rugosidade para cada condição. Com os valores de rugosidade obtidos experimentalmente foi possível, através de uma regressão linear, propor uma equação para o seu cálculo e comparar estatisticamente os erros encontrados da utilização de ambas as equações. Os resultados mostraram que as condições de acabamento não são severas a ponto de desgastar as pastilhas, que a formação da APC influencia diretamente na rugosidade, que a pastilha com geometria Wiper fornece baixos valores de rugosidade quando empregados altas taxas de avanço e que são observadas grandes variações quando comparados os resultados de rugosidade obtidos nos ensaios com os calculados pela equação teórica da rugosidade. / Abstract: The martensitic stainless steel, essentially alloys Fe - Cr - C, are widely used for the manufacture of Hydraulic Turbines components due to its high resistance to chemical attack and its greater mechanical resistance, when compared to other stainless steels. The proposal of this work is to study surface roughness on the AISI 410 stainless steel under different cutting conditions, since this requirement is very important to the correct functioning of some components of Hydraulic Turbines, the different types of chips, the wears on the cutting tools and to compare the results of roughness obtained experimentally and calculated by using the equation proposed by the literature. During the tests was varied the cutting parameters, witch were the cutting speed, the feed rate, the depth of cut and the tool, measuring the superficial roughness for each condition. With the values of roughness obtained experimentally was possible, using a linear regression, to purpose an equation to calculate the surface roughness and the comparison between the errors when used both equation. The results has shown that the finishing conditions are not severe enough to initiate the wear on cutting tools, the BUE influences the roughness, the Wiper geometry results in low values of roughness when using high feed rates and it is observed great variations when compared roughness results obtained experimentally and the results from the theoretical equation for roughness calculation. / Mestre

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: Amauri Hassui / Resumo: As ligas de níquel possuem uma composição química com elevado teor de elementos de liga, os quais são responsáveis por suas propriedades mecânicas e térmicas; porém estas características dificultam demasiadamente sua usinagem, levando a ocorrência de alguns problemas durante o processo. O objetivo deste trabalho é o estudo da usinagem por torneamento cilíndrico externo da liga a base de níquel Nimonic 80A, visando a otimização da usinagem desta liga, buscando proporcionar aumentos reais de produtividade sem a necessidade de investimentos em novos meios de produção. Além disto, resultados deste trabalho devem oferecer informações mais detalhadas a respeito do comportamento desta liga em relação a usinagem por torneamento. Os ensaios de usinagem foram realizados em um corpo de prova da liga, considerando os parâmetros de usinagem: velocidade de corte (75 e 90 m/min), profundidade de usinagem (0,8 e 1,6 mm) e avanços (0,12; 0,15 e 0,18 mm/v). Os ensaios foram realizados em um torno CNC e ferramentas com pastilha de metal duro. Após cada etapa do torneamento foram realizadas as medidas do comprimento de corte, do desgaste das ferramentas (através de uma lupa (8x)) e a rugosidade das peças (avaliada em cada fase do processo), com o auxílio de um rugosímetro portátil. Por meio de microscopia óptica, foi possível observar o desgaste das ferramentas de corte para cada condição avaliada. Microscopicamente, observou-se que, apesar da grande variação do comprimento de corte para os diversos testes, o mecanismo predominante de desgaste nas ferramentas foi sempre o mesmo (abrasão no flanco). Os valores de rugosidade Ra e Ry, para as condições avaliadas foram sempre superiores aos valores teóricos. Após análise dos resultados foi possível concluir que o melhor desempenho para esta faixa de trabalho testada foi obtido para ap=0,8mm; f=0,15mm/volta e vC=75m/min, o que resultou em um maior comprimento de corte (1811 m). / Abstract: The nickel alloys have a chemical composition with high tenor of alloy elements which are responsible for your mechanical and thermal properties, however these characteristics hinder your too much machining, taking the occurrence of some problems during the process. The objective of this work is the study of the machining by external cylindrical turning of the nickel based alloy Nimonic 80A, seeking the machining optimization of this alloy looking for to provide real increases of productivity without the need of investments in new production means. Besides, the results of this work should offer more detailed information regarding the behavior of this alloy in relation to machining by turning. The machining experiences were accomplished in a specimen of the nickel alloy, considering the machining parameters: cutting speed (75 and 90 m/min), cutting depth (0,8 and 1,6 mm) and feed rate (0,12; 0,15 and 0,18 mm/v). The valuations were accomplished in a CNC lathe and tools with of hard metal inserts. After each stage of the turning the measures of the cutting length were accomplished, of the waste of the tools through a magnifying glass (8x) and the roughness of the specimen evaluated in each phase of the process, with the aid of a portable roughness meter. Through light optical microscopy it was possible to observe the wear of the cutting tools for each appraised condition. Aided by microscopy was observed that, in spite of the great variation of the cutting length for the several tests, the predominant mechanism of tool wear was always the same (abrasion in the flank). The roughness values, Ra and Ry, for the appraised conditions were always superiors to the theoretical values. After analysis of the results it was possible to end that, the best acting for this work strip tested it was obtained for ap=0,8mm: f=0,15mm/rev and VC=75m/min, what resulted in a larger cutting length (1811 m). / Mestre

Orientador: João Zangrandi Filho / Banca: Fernando de Azevedo Silva / Banca: Messias Borges Silva / Resumo: A bomba de pistões axiais tipo swashplate é uma máquina relativamente nova nas aplicações industriais. Uma pesquisa para se obter informações de funcionamento dessa máquina revelou que pouco existe na literatura especializada, a menos de um trabalho de tese de doutorado apresentado na UNESP em 1993. Este trabalho desenvolve procedimento para o projeto de máquinas de pistões axiais e segue uma metodologia para se obter o desenho de conjunto, os detalhes, os ajustes e montagem desta máquina. Em seguida foi feito um estudo para proceder às etapas de usinagem desta máquina, utilizando máquinas convencionais e máquinas de controle numérico. O trabalho visa também fazer com que esta máquina funcione bombeando óleo. O objetivo é garantir com que o mecanismo funcione perfeitamente e não a pressões elevadas. / Abstract: The swashplate piston pump is relatively new in industrial applications. A literature research for obtaining the operation principles of such machines, revealed that little is published in the specialized literature but a work presented as a thesis research at UNESP in 1993. This work presents a procedure for the design of axial piston machines and a methodology in order for one to obtain the cutaway view, the detailed drawings, the fit process and how to assemble this machine. After a long discussion, a detailed process was accomplished in order to develop the machining phases, making use of conventional machines and CNC ones. The present work also declare how this machine will be running along the tests: a way that only the pumping action is required. At this point only the well running and not the pressure value is important. / Mestre

Orientador: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / Banca: Carlos Alberto Fortulan / Banca: Gilberto de Magalhães Bento Gonçalves / Resumo: A usinagem de cerâmicas avançadas geralmente é feita com o objetivo de corrigir as deformações após a etapa de sinterização, conferir precisão dimensional e qualidade superficial. Para cumprir esta tarefa é utilizada, principalmente, a retificação com rebolo de diamante sob baixas taxas de remoção de material. O torneamento com ferramenta de diamante pode ser aplicado para a maioria das cerâmicas, mas esbarram em condições limites de remoção de material, como profundidade de corte nanamétricas, que se ultrapassadas mudam o regime de remoção de dúctil para frágil. Uma alternativa é a usinagem da peça no estado verde, a qual apresenta fácil usinagem com a diminuição da introdução de defeitos prejudiciais à resistência mecânica. Após a sinterização invariavelmente ocorrem distorções devido à distribuição heterogênea de gradientes de densidade que se localizam nas porções mais externas do compactado. Na tentativa de remover estes gradientes, o presente trabalho analisou a influência da remoção de sobrematerial no estado verde na distorção da peça após a sinterização. Corpos-de-prova de alumina, com 99,8% de pureza, foram torneados com sobremateriais de 1,0, 2,0 3,0, 4,0 e 5,0 mm por uma ferramenta de metal duro sob condições constantes de usinagem. Além da distorção, outras variáveis de saída foram analisadas, com desgaste de ferramenta, força de corte (Fc) e rugosidade média aritmética (Ra) do compactado em verde e sinterizado. Os resultados apontam uma redução da distorção da peça sinterizada de até 81,4% com o maior valor de remoção de sobrematerial em verde e a influência do desgaste da ferramenta na rugosidade da peça em verde e na correspondente peça sinterizada / Abstract: Advanced ceramics machining is generally done with the objective of correcting distortions in pieces after sintering. In order to comply with this task grinding with a diamond grinding wheel is mainly used with low material removal rates. Turning can be done diamong tool to most of the ceramics, but is runs into very narrow material removal limit conditions, as nanometric cutting depths, which if exceeded change the removal system from ductile to brittle. An alternative is machining the piece on the green state, which presents easy machining without the introduction of harmful defects to mechanical resitance. However, after sintering there are invariably distortions caused by the heterogeneous distribution of density gradients that are located in the most outlying portions of the compacted. In an attempt to remove these gradients, this study examined the influence of different allowance values removed and the corresponding distortion after sintering. Alumina speciments are used for this procedure, with 99,8% purity, from which allowances of 1.0,2.0,3.0,4.0, 5.0 mm are removed by turning with a cermented carbine tool under constant machining conditions. Besides distortion, other output variables were analyzed, such as tool wear, cutting force and surface roughness of the green ceramics and the sintered. The results presents a reduction of the distortion of the sintered piece of 81,4% with the greater allowance removal values and the influence of tool wear on the green machining surface roughness and on the corresponding sintered piece / 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

Orientador: Hidekasu Matsumoto / Banca: Amauri Hassui / Banca: Wyser José Yamakami / Resumo: Realizou-se um estudo da influência da rigidez estática do sistema Máquina-Ferramenta / Ferramenta de Corte / Dispositivo de Fixação / Peças (MFDP), na formação dos erros dimensionais e geométricos no processo de torneamento. Foi determinado a deflexão do sistema através de valores obtidos experimentalmente com a aplicação de forças estáticas em cinco pontos da peça de diâmetro 17 e 35 mm e comprimento 240 mm. Foi calculado a flexibilidade do carro porta ferramenta, da placa e do porta ferramenta, e a deflexão em todos os pontos de aplicação da força que variou de 49.05 N à 981 N. Usinou-se essas peças e estimou-se a força de corte atuante nas mesmas. Efetuou-se um comparativo entre os valores prático, teórico e usinado, com a peça fixa entre a placa e o ponto. Constatou-se que a rigidez do sistema, em especial a da peça tem grande influência na formação de erros das peças torneadas, e que com a equação que foi utilizada para os cálculos é possível prever os erros dimensionais e de forma de uma peça torneada. / Abstract: This study aimed to verify the influence of the Machine-Tool/ Cutting Tool/ Fixing Device and Parts rigidness on the causing of geographic and dimension errors in the process of tilting. It was determined the defluxion of the system through experimental values obtained by applying statistic forces in 5 points of the part. The shape has 17 and 35mm diameter and 240mm of length. It was calculated the flexibility of the tilting component tool, plate and the modifying tool, and the defluxion in all points of the applying forces varied from 49,05 N to 981981 N. The e was an estimative of the cutting power of these parts, and a comparison was made between practical, theoretical and factored values with the part fixed between place and point. It concluded that the rigidness of the system, in special in the part, has a great influence in the causing of errors of the tilted parts. The equation used for the calculation is possible for predicting dimensional errors and the shape of a tilted part. / Mestre