Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Rosemar Batista da Silva / Banca: Gilmar Ferreira Batalha / Resumo: Este trabalho teve o propósito de contribuir com informações sobre a aplicação de fluidos de corte na operação de retificação plana de aço, em especial do ano ABNT 4340 temperado e revenido. Desta forma testados e comparados três métodos de lubri-refrigeração, os quais são: MQL (Mínima Quantidade de Lubrificante), convencional e otimizado. Os testes foram realizados em retificadora plana universal, utilizando um rebolo de cBN Vitrificado. Os fluidos de corte utilizados para os testes foram: emulsão com diluição a 5% para os métodos convencinal e Otimizado, enquanto que para MQL utilizou-se fluido sintético. A fim de obter uma análise comparativa dos desempenhos entre os três métodos, o parâmetro profundidade de corte foi variado em três valores (0,02mm;0,05mm e 0,08mm). Os outros parâmetros de corte, os quais foram mantidos constantes. Como variáveis de saída foram analisadas: força tangencial de corte, rugosidade, desgaste diametral do rebolo, relação G, dureza por microindentação, tensão residual superficial da pela e imagens obtidas no Microscópio Eletrônico de Varredura foram também obtidas para analisar a superfície das peças usinadas. Os resultados indicaram que a técnica MQL, permite obter menor desgaste diametral do rebolo, no entanto há prejuízos quanto ao acabamento superficial (rugosidade) em profundidades de corte até 0,05mm, acima deste valor o método MQL mostrou-se incapaz de realizar a lubrirefrigeração de forma eficaz. Já o método otimizado permitiu obter os melhores resultados de rugosidade, menor desgaste diametral do rebolo e induziu menor tensão residual superficial, mas em profundidade de corte de 0,02mm apresentou os maiores valores de força de corte tangencial comparados aos outros métodos. Por fim, o método convencional apresentou resultados medianos em quase todas as variáveis de saída analisadas / Abstract: This work aims to investigate the comparative efficiency of three different colling and lubrificatins system e applied to surface grinding operation. Systems compared are MQL (Minimal Quantify Lubrification), conventional and conventional optimized. Grinding tests were performed on universal grinding machine using a vitrified cBN grinding wheel for grinding, steel samples of ABNT4340 (grade SAE4340) hardened and tempered to 55HRc. The cutting fluid used for testing was soluble oil at 5% for methods and conventional and conventional optimized and synthetic fluid for MQL technique tested. In order to obtain a comparative analysis of performance among the three methods, the depth of cut parameter was varied in three values (0,02mm, 0,05 mm, 0,08mm), the other cutting parameters were kept constant. Which one output variables investigated were: tangential cutting force, surface roughness, wheel diametrical wear, G ratio, workpiece microhardness and surface residual stress. Images obtained by scanning electron microscopy of the ground surface were used to analyze machined surfaces. The results indicated that the MQL technique allowed to prolong tool life of wheel, however there is damage on the surface finish of machined surfaces (roughness) at depths of cut up values to 0.05 mm. Above this value the MQL method proved did not provide efficiente lubrification and cooling functions. Conventional optimized method showed the best results of roughness, residual stress and least wear of wheel, bur in depth of cut 0.02 mm gave the highest values of tangential cutting force compared to other methods under conditions investigated. Finally, the conventional coolant method presented relatively satisfatory results for most output variables analyzed / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-07-06Bitstream added on 2014-06-13T19:36:43Z : No. of bitstreams: 1 moia_dfg_me_bauru.pdf: 2028523 bytes, checksum: a4957573090c9f2211022b6a4fceb9b6 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O processo de retificação confere à peça o acabamento final, minimizando as irregularidades superficiais através de interações entre os grãos abrasivos de uma ferramenta (rebolo) e peça retificada. O desgaste do rebolo devido ao atrito entre o rebolo e a peça retificada torna a ferramenta inadequada para nova utilização, sendo necessária a realização do processo de dressagem do rebolo para remoção e ou avivamento dos grãos gastos de sua superfície de corte, de forma e deixá-lo em condições para novo uso. O presente trabalho tem como objetivo classificar a condição do rebolo durante a operação de dressagem utilizando o sinal de emissão acústica (EA) e estatísticas derivadas desse sinal, por meio de redes neurais artificiais. Nos experimentos realizados usou-se um rebolo de óxido de alumínio instalado em uma retificadora plana, um sistema de aquisição de sinais e um dressador de ponta única de diamante. O processamento digital de sinais foi obtido através do software MATLAB. Os ensaios foram realizados com diferentes graus de recobrimento e profundidade de dressagem. A partir dos dados obtidos de EA puro, calculou-se o valor médio quadrático (RMS), bem como mais duas estatísticas, as quais já foram empregadas com sucesso em trabalhos de detecção de queima, no processo de retificação. Essas estatísticas também se mostraram bons indicadores para o monitoramento da operação de dressagem. Uma rede neural perceptron multicamadas (MLP) foi utilizada com o algoritmo de aprendizado Levenberg-Marquardt, cujas entradas foram as duas estatísticas mencionadas e o valor RMS de EA. Os resultados mostram que o método empregado foi capaz de classificar as condições do rebolo no processo de dressagem, identificando o rebolo como afiado (com capacidade de corte) e rebolo se afiação (com perda de capacidade de corte), viabilizando a redução do tempo e custo dessa operação e minimizando a remoção excessiva / The grinding process gives the piece a final finish by minimizing surface irregularities through interactions between the abrasive grains of a tool (wheel) and the part to be ground. The wear of the grinding wheel due to excessive friction between the grinding wheel and ground workpiece makes the tool unsuitable for further use; it is imperative the accomplishment of the process of dressing the grinding wheel to remove or resharpen the worn grains of its surface in order to make if suitable for use again. The present study aims to classify the condition of the grinding wheel during operation using acoustic emission (AE) signal and statistics derived from this sinal through artificial neural networks. In the experiments an aluminum oxide grinding wheel installed to a surface grinding machine was used along with a data acquisition system and a single point diamond dresser. The digital processing of these data was obtained using the MATLAB software. Tests were performed with different overlap ratio and depth of cut. The root mean square value of the AE signal as well as two other statistics were obtained from the raw acoustic emission signal, which have been successfully used in grinding burn detection. These statistics were also good indicators for monitoring the dressing operation. A multilayer perceptron neural network (MLP) was used with the learning algorithm Levenberg-Marquardt, whose inputs were the statistics previously mentioned and dressing conditions. The results show that the method used was able to classify the conditions of the grinding wheel in the process of dressing, identifying the wheel as sharp (cutting capacity) and dull (with loss of cutting capacity), enabling the reduction of time and cost of operation and minimizing the excessive removal of the wheel abrasive material

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-08-02Bitstream added on 2014-06-13T20:17:59Z : No. of bitstreams: 1 biscioni_rpb_me_bauru.pdf: 662612 bytes, checksum: 0ffafb03e1fbe94047f45b65deb9ebd0 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Um processo muito utilizado na indústria metal-mecânica em geral para fabricação de componentes de responsabilidade é a operação de retificação cilíndrica interna de precisão, este processo é utilizado, por exemplo, na fabricação de anéis de rolamento e outros componentes. Atualmente a evolução das máquinas permitiu o aprimoramento deste processo no que diz respeito ao posicionamento e à rigidez do sistema máquina-peça-ferramenta, porém ainda são enfrentados grandes problemas quanto à lubrificação e refrigeração, principalmente no que diz respeito à utilização de fluidos de corte. Este trabalho visa o estudo do comportamento da operação de retificação cilíndrica interna de mergulho a alta velocidade, no processo de acabamento de um aço endurecido SAE 52100, utilizando-se um rebolo convencional e dois métodos de refrigeração: o método de refrigeração convencional e com um bocal modificado. O motivo para o emprego de um bocal modificado reside no fato de se encontrar uma alternativa viável para uma possível substituição do método convencional que consome grande quantidade de fluido, já que estes têm se tornando nas últimas décadas um grande problema para as indústrias, devido aos enormes dados ambientais e humanos que causam. Para efetivar a comparação entre os métodos de refrigeração foram analisados os dados a respeito da rugosidade, erros de circularidade e desgaste diametral do rebolo, além de análise de microdureza e MEV das amostras retificadas para os métodos de refrigeração citados anteriormente. Analisando os resultados a quebra de barreira aerodinâmica e a melhor eficiência da penetração do fluido de corte na região de contato entre o rebolo e a peça foi maior quando se utilizou o bocal modificado com vazão de 21 1/min (25 m/s); os resultados de rugosidade, erro de circularidade e desgaste do rebolo foram sempre... / Precision internal plunge grinding is a process much used in the mechanical industry in general

Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Carlos Elias da Silva Junior / Banca:m Eduardo Carlos Bianchi / Resumo: O processo de retificação confere à peça o acabamento final, minimizando as irregularidades superficiais através de interações entre os grãos abrasivos de uma ferramenta (rebolo) e peça retificada. O desgaste do rebolo devido ao atrito entre o rebolo e a peça retificada torna a ferramenta inadequada para nova utilização, sendo necessária a realização do processo de dressagem do rebolo para remoção e ou avivamento dos grãos gastos de sua superfície de corte, de forma e deixá-lo em condições para novo uso. O presente trabalho tem como objetivo classificar a condição do rebolo durante a operação de dressagem utilizando o sinal de emissão acústica (EA) e estatísticas derivadas desse sinal, por meio de redes neurais artificiais. Nos experimentos realizados usou-se um rebolo de óxido de alumínio instalado em uma retificadora plana, um sistema de aquisição de sinais e um dressador de ponta única de diamante. O processamento digital de sinais foi obtido através do software MATLAB. Os ensaios foram realizados com diferentes graus de recobrimento e profundidade de dressagem. A partir dos dados obtidos de EA puro, calculou-se o valor médio quadrático (RMS), bem como mais duas estatísticas, as quais já foram empregadas com sucesso em trabalhos de detecção de queima, no processo de retificação. Essas estatísticas também se mostraram bons indicadores para o monitoramento da operação de dressagem. Uma rede neural perceptron multicamadas (MLP) foi utilizada com o algoritmo de aprendizado Levenberg-Marquardt, cujas entradas foram as duas estatísticas mencionadas e o valor RMS de EA. Os resultados mostram que o método empregado foi capaz de classificar as condições do rebolo no processo de dressagem, identificando o rebolo como "afiado" (com capacidade de corte) e rebolo "se afiação" (com perda de capacidade de corte), viabilizando a redução do tempo e custo dessa operação e minimizando a remoção excessiva / Abstract: The grinding process gives the piece a final finish by minimizing surface irregularities through interactions between the abrasive grains of a tool (wheel) and the part to be ground. The wear of the grinding wheel due to excessive friction between the grinding wheel and ground workpiece makes the tool unsuitable for further use; it is imperative the accomplishment of the process of dressing the grinding wheel to remove or resharpen the worn grains of its surface in order to make if suitable for use again. The present study aims to classify the condition of the grinding wheel during operation using acoustic emission (AE) signal and statistics derived from this sinal through artificial neural networks. In the experiments an aluminum oxide grinding wheel installed to a surface grinding machine was used along with a data acquisition system and a single point diamond dresser. The digital processing of these data was obtained using the MATLAB software. Tests were performed with different overlap ratio and depth of cut. The root mean square value of the AE signal as well as two other statistics were obtained from the raw acoustic emission signal, which have been successfully used in grinding burn detection. These statistics were also good indicators for monitoring the dressing operation. A multilayer perceptron neural network (MLP) was used with the learning algorithm Levenberg-Marquardt, whose inputs were the statistics previously mentioned and dressing conditions. The results show that the method used was able to classify the conditions of the grinding wheel in the process of dressing, identifying the wheel as sharp (cutting capacity) and dull (with loss of cutting capacity), enabling the reduction of time and cost of operation and minimizing the excessive removal of the wheel abrasive material / Mestre

Resumo: A operação de retificação cilíndrica interna de precisão tem sido empregada na fabricação de componentes de responsabilidade na indústria metal-mecânica em geral. As modernas retificadoras CNC aprimoraram este processo no que diz respeito ao posicionamento e à rigidez do sistema máquina-peça-ferramenta, possibilitando a obtenção de peças de elevada precisão com baixos valores de tolerâncias dimensionais. Todavia, tem-se observado nos últimos anos uma crescente conscientização quanto à toxidade dos fluidos de corte empregados na lubrificação e refrigeração da peça. Paralelamente, criou-se nos últimos anos uma rígida legislação, visando evitar uma depredação desenfreada do meio ambiente. Diante de tal conjuntura, as indústrias iniciaram uma busca a métodos alternativos de lubri-refrigeração que empregassem menores quantidades. Dentre todas as técnicas existentes à de Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) vem ganhando cada vez mais destaque. Tal técnica pode ser entendida como um elo de ligação entre os métodos de lubri-refrigeração convencional e a usinagem a seco. Pretende-se ainda avaliar o desempenho de um novo bocal de aspersão de fluido de corte, baseando-se no modelo desenvolvido por Webster , adequado a operação de retificação cilíndrica interna. Logo, tem-se neste trabalho, o intuito de associar estas novas tendências por meio do estudo do comportamento da operação de retificação cilíndrica interna de mergulho a alta velocidade no processo de acabamento de um aço endurecido, utilizando-se a técnica de Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL), o modelo otimizado e ainda o modelo convencional.A análise dos dados que servirão para a avaliação dos métodos de lubri-refrigeração empregados será feita por meio dos valores de rugosidade , desvio de circularidade , micro-estrutura e micro-dureza . Espera-se, com este... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Plunge cylindrical grinding has been widely employed in the manufacture of components by the metal and mechanical industry in general. Modern CNC grinding machines improve this process in terms of the positioning and rigidity of the machine-workpiece-tool system, allowing for the fabrication of high precision workpieces with low dimensional deviations. However, over the last few years, increasing awareness has been shown regarding the toxicity of the cutting fluids employed in the lubrication and cooling of the workpiece. Concomitantly, increasingly strict legislation has been passed in recent years, aiming to prevent inrestrained destruction of the environment. This situation has prompted the industry to seek alternative lubrication and cooling methods that use lower quantities of fluids. Among the existing techniques, the Minimum Quantity Lubrication (MQL) method has gained increasing prominence. This technique can be considered a combination of the conventional cooling and dry grinding methods. An evaluation was made of the performance of a new cutting fluid dispersion nozzle, based on Webster's model, suitable for the plunge cylindrical grinding operation. The purpose of this work is to examine these new trends in a study of the behavior of highrotation plunge cylindrical grinding in the finishing operation of hardened steel, using the MQL technique, the optimized nozzle model, and the conventional model. The lubrication and cooling methods employed here are evaluated based on an analysis of the roughness, circularity deviation, microstructure, and microhardness data. The results of this study le to the conclusion that the optimized lubrication and cooling method provide the best results and that the MQL system in cylindrical grinding produced unsatisfactory results, requiring further studies aimed at solving the problems that were identified. / Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Coorientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Jaime Gilberto Duduch / Banca: Olivio Novaski / Banca: Amauri Hassui / Banca: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / O Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem caráter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi da Unesp / Doutor