Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2013-12-05T23:57:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 320681.pdf: 6495359 bytes, checksum: c07693c0d8620e31931f914a4c7c4030 (MD5) Previous issue date: 2013 / A furação com brocas helicoidais é um dos processos de usinagem mais empregados pela indústria metal-mecânica, sendo que as operações de furação podem representar mais de 50% do total das operações de usinagem. Assim, novos métodos que auxiliem no planejamento deste processo, bem como o desenvolvimento de novas brocas e máquinas-ferramentas que tornem a furação mais eficiente, adquirem grande importância. A modelagem e simulação de fenômenos que ocorrem durante a usinagem, como por exemplo das forças de usinagem, apresenta uma crescente relevância. Entretanto, a modelagem das forças na furação com brocas helicoidais é limitada pela dificuldade de visualizar o que ocorre na região central do furo. Além disso, a complexidade da modelagem das forças no âmbito do gume transversal de brocas helicoidais é aumentada pelas alterações das propriedades mecânicas ocorridas na região central de furos, causadas pelas elevadas taxas de deformação e que afetam as forças de usinagem. Neste contexto, é proposta neste trabalho uma metodologia para analisar o material na região central do furo, de forma que possam ser verificadas as alterações de dureza, entre outras, bem como a influência destas sobre a resistência do material e, consequentemente, sobre as forças de usinagem. A metodologia consiste na obtenção de raízes de cavaco na região do gume transversal de brocas helicoidais através do emprego de um dispositivo de interrupção súbita (QSD) desenvolvido para este fim. Este dispositivo mostrou-se funcional e com boas características de reprodutibilidade, permitindo a preservação das raízes de cavaco para o posterior estudo das mesmas. A partir dos corpos de prova obtidos através de ensaios de furação e com o emprego do QSD desenvolvido, foi efetuado o corte transversal das raízes dos cavacos e realizaram-se análises metalográficas e medições de dureza Vickers nesta região. Desta forma torna-se possível avaliar a deformação e o encruamento provocados no material usinado para diferentes condições de usinagem. Como material para os corpos de prova foi utilizado o aço ABNT 1045, devido à sua ampla utilização na indústria metal-mecânica, e na realização dos experimentos foram empregados três tipos de brocas helicoidais com diferentes afiações (Standard, Tipo A e Tipo C), duas velocidades de avanço (0,1 e 0,4 mm) e duas velocidades de corte (30 e 69 m/min). A partir das análises realizadas sobre as raízes dos cavacos, foi verificado um aumento significativo da dureza do material na região central do furo para todas as condições de usinagem. Os resultados das medições de dureza das raízes dos cavacos apresentaram, entretanto, desvios padrões elevados, de forma que não foram possíveis conclusões acerca das diferenças individuais entre os efeitos provocados por cada condição de usinagem testada no experimento. A metodologia proposta para a análise de raízes de cavaco deverá permitir uma melhoria nos modelos de forças através da adoção de coeficientes de correção nos quais sejam consideradas as alterações de propriedades mecânicas do material em função das condições de usinagem e geometria da broca.<br>

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T08:51:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:59:04Z : No. of bitstreams: 1 100210.pdf: 3365651 bytes, checksum: 413e463710049c79e9f661eb68d96158 (MD5) / Estudo das correlações existentes entre os desvios geométricos gerados nas brocas helicoidais e suas influências sobre as características do processo de furação e sobre o resultado do trabalho. Partindo-se dos desvios geométricos mais freqüentes encontrados em brocas afiadas manualmente e mecanicamente em indústrias, procurou-se reproduzir estes erros individualmente em três níveis de intensidade, permitindo assim verificar a influência destes sobre a furação. As alterações geométricas foram introduzidas uma a uma em três lotes de brocas helicoidais de aço rápido ABNT BR 7438 (DIN 338), com o diâmetro nominal de 10mm e ângulos de ponta de 106º (gumes convexos), 118º (gumes retos) e 130º (gumes côncavos) em três grupos de materiais mais empregados na indústria (alumínio 2011-73, bronze TM-23 e o aço ABNT 1020). Os ensaios foram realizados na furação maciça até uma profundidade de 25mm. Como grandezas características do processo foram medidas a força de avanço e o momento torçor e como resultado do trabalho foram determinados os desvios de circularidade e de cilindricidade, a rugosidade da parede do furo, o diâmetro médio do furo e observou-se ainda a forma dos cavacos gerados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-25T19:57:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300075.pdf: 2463215 bytes, checksum: ee97c7574ddd2e572f4a6ea8f58a6156 (MD5) / Este trabalho apresenta o projeto de uma furadeira hidráulica. Esta ferramenta hidráulica, fornecida pela empresa MEDAL Metalúrgica Dalla Lana Ltda, tem seu uso focado no campo, acoplado as unidades hidráulicas de tratores e os itens que o compõem basicamente são um motor hidráulico e uma válvula divisora de vazão, que controla a rotação do motor, sendo esta válvula o principal objeto de estudo do presente trabalho. Baseado em métodos fundamentados pela metodologia de projeto PRODIP desenvolvida pelo NEDIP - UFSC definem-se concepções de circuito hidráulico e de características relativas à construção das válvulas que possam atender as especificações de projeto levantadas. De posse das concepções de soluções, realizam-se simulações a partir de modelos matemáticos desenvolvidos no software AMESim (Advanced Modeling Environment for performing Simulations), em que os modelos são alimentados por dados experimentais, obtidos por meio de ensaios realizados na bancada de testes com a furadeira hidráulica já existente. Assim, os resultados obtidos para cada concepção de solução são comparados entre si, e então, tem-se a escolha da concepção de solução que melhor se adéqua as especificações de projeto. Desta forma, a partir da escolha da concepção é realizada uma melhoria desta solução por meio de uma análise de sensibilidade dos parâmetros geométricos, no qual parâmetros geométricos são modificados e analisados tendo como base critérios obtidos a partir das especificações de projeto. As análises são realizadas por meio do software AMESim, assim como dos softwares ANSYS-CFX e SolidWorks. Os softwares são usados para o dimensionamento do protótipo da furadeira hidráulica, estudo do escoamento interno na válvula e para a realização do projeto do protótipo da solução adotada, sendo este fabricado e testado. Assim, os resultados teóricos são comparados com os resultados obtidos experimentalmente do protótipo desenvolvido baseado na concepção selecionada, no qual se percebe que houve uma redução do consumo de energia se comparado com o modelo original. Também se observou uma considerável redução nas forças de escoamento que agem diretamente no seu acionamento, facilitando o uso da furadeira hidráulica e estando de acordo com os resultados obtidos por simulação

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2013-07-15T23:36:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 224062.pdf: 4609634 bytes, checksum: 45d1248610ac8d77ad0862c3b510f1f8 (MD5) / O processo de furação é um dos mais utilizados na indústria manufatureira, responsável por cerca de 30% de todas as operações de usinagem. Estima-se que 60% de todas as aplicações de furação na indústria mecânica referem-se a furos curtos, com uma profundidade de até 2,5 vezes o diâmetro da ferramenta. No entanto, um grande número de operações na indústria exige profundidades de furo maiores que 5 vezes o diâmetro. Esse tipo de operação, denominada furação profunda, normalmente requer o emprego de ferramentas e equipamentos especiais. A furação profunda é um processo que possui um grau de complexidade maior do que a furação convencional, devido às condições críticas de usinagem em que se realiza. Tais condições envolvem a dificuldade da formação e do escoamento do cavaco, o comprimento em balanço da ferramenta, a qualidade da superfície e as tolerâncias geométricas e de forma do furo. Este trabalho tem como objetivo principal aprofundar a pesquisa sobre o processo de furação profunda com brocas de canais retos em ferro fundido cinzento GG25, visando um melhor entendimento do processo. Os experimentos foram realizados em linha de produção e em laboratório, utilizando brocas de metal-duro integral com canais retos e com orifícios internos de refrigeração. Como grandeza de saída avaliaram-se a rugosidade, a cilindricidade e a circularidade dos furos, bem como o desgaste de flanco das ferramentas, a força de avanço e o momento torçor gerados. Com os resultados obtidos neste trabalho foi possível adquirir um maior conhecimento sobre o processo de furação profunda em ferro fundido cinzento, que permite melhoras na produção de peças em escala industrial.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T01:54:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 286258.pdf: 3690296 bytes, checksum: 43ce701218e591af244b7904e95fd6e4 (MD5) / Na indústria aeronáutica a implementação de sistemas automatizados de fabricação vem exigindo processos de fabricação cada vez mais eficientes com o mínimo de intervenções por parte dos operadores. Atualmente o processo de furação vem sendo realizado com maior frequência por robôs ou máquinas especiais em vários segmentos da indústria aeronáutica. Uma das grandes dificuldades em se automatizar completamente este processo no setor aeroespacial se deve à formação de rebarbas durante a furação de chapas de alumínio, que é um material largamente utilizado neste setor. A presença de rebarbas requer a interferência humana pois são necessárias etapas de desmontagem, limpeza de cavacos e rebarbas e remontagem. Não sendo removidas, as rebarbas promovem mau assentamento de partes, pontos de concentração de tensão e corrosão. A etapa de rebarbação e limpeza, que não agrega valor ao produto, impede o trabalho continuo do robô e é responsável por grande parte do tempo de produção. Outro problema recorrente se deve a processos inadequados de furacão que promovem flexões excessivas das chapas de revestimento de aeronaves gerando furos com erros de forma. Este trabalho está voltado para o estudo de geometrias de brocas afim de, gerar o mínimo de rebarbas durante a usinagem de chapas finas de alumínio, de acordo com padrões aeronáuticos. O desenvolvimento das geometrias também visa a redução da flexão das chapas a fim de evitar o espaçamento entre as mesmo, o acúmulo de cavacos e consequentemente a etapa de limpeza. Com este intuito foram desenvolvidas brocas com geometrias especiais, variando-se o projeto da ponta e o ângulo de hélice. Para avaliar o desempenho do processo, as brocas foram testadas com diferentes parâmetros de corte e comparadas com uma broca convencionalmente utilizada na indústria aeronáutica. Para análise do desempenho foram utilizados os parâmetros altura de rebarba, força de avanço, momento torçor e a flexão das chapas.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológio. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T04:20:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 242890.pdf: 3920255 bytes, checksum: e81f5317678790dddc294325d686278c (MD5) / Plataformas offshore de prospecção e produção de petróleo caracterizam-se por possuírem um grande número de máquinas e equipamentos de grande porte instalados diretamente sobre a estrutura principal. As vibrações geradas por estas máquinas propagam-se com relativa facilidade através da estrutura, atingindo as áreas de alojamentos e de recreação onde os níveis de ruído devem ser cuidadosamente controlados a fim de evitar o stress excessivo aos seus ocupantes, o que pode causar sérios problemas de segurança e produtividade. Estas máquinas são, na maioria das vezes, fixadas rigidamente aos pisos dos vários ambientes das plataformas, apoiadas sobre vigas de reforço, que por sua vez estão unidas à estrutura principal. As vibrações transmitem-se estruturalmente, principalmente as componentes de baixas freqüências que são pouco atenuadas pela estrutura e pelas reflexões nas descontinuidades. O objetivo principal deste trabalho consiste em analisar a influência da base de fixação de máquinas, denominadas skid, no fluxo de energia vibratória para a estrutura de plataformas, compostas basicamente de placas reforçadas por vigas. Neste estudo foi considerado um perfil típico de viga (tipo C) para a construção da base da máquina. A análise foi desenvolvida através de modelos de Elementos Finitos, considerando diversas formas de fixação da base à placa principal, que serve de apoio ao conjunto. Os efeitos das vigas de reforço da placa principal sobre a capacidade desta em absorver energia vibratória também foram analisados, bem como os efeitos de variação da geometria das vigas que formam a base.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Produção. / Made available in DSpace on 2012-10-20T04:53:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 196289.pdf: 1217797 bytes, checksum: 058f79984900dcddcf5621df8ecc5cde (MD5) / O objetivo deste estudo é apresentar um modelo de simulação para avaliação do fluxo de transporte rodoviário de sondas de perfuração terrestre de poços de petróleo. O desenvolvimento mostra um breve histórico desde o início da exploração de petróleo no Brasil, em 1858, relata sobre o transporte de sondas terrestres por modal rodoviário terceirizado e identifica os métodos apropriados para uma análise logística utilizando a simulação. Entre os métodos de simulação analisados, foi adotada a modelagem de filas utilizando um sistema computacional de simulação visual, em face da facilidade de construção, qualidade de apresentação e análise dos resultados. Encerrando a fase de desenvolvimento, um estudo de caso é abordado, utilizando-se os dados obtidos nas operações de transporte de sondas de uma unidade de negócios de exploração e produção da PETROBRAS # Petróleo Brasileiro S.A., localizada na Bahia. A escolha do método é referendada com os resultados obtidos, pois representam a realidade desde que sejam consideradas as condições de contorno do problema e limitações do software usado para a modelagem. O modelo foi desenvolvido com técnicas avançadas de programação e animação, usando um sistema de simulação de nível internacional, em versão de treinamento. Os dados de programação de perfuração do ano de 2001 foram analisados com base estatística, obtendo-se indicadores de avaliação de custo, índice de utilização, nível de serviço e trade-off. O trabalho reúne documentos complementares nas seções de apêndices e anexos que facilitam o entendimento do texto. As conclusões apontam que o método selecionado é adequado para o desenvolvimento da avaliação proposta e, uma das recomendações é a aplicação da simulação para avaliação do fluxo de transporte rodoviário de sondas de perfuração terrestre de poços de petróleo, como ferramenta de logística para auxiliar nos processos de tomada de decisões.

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.