Orientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: José Alfredo Covolan Ulson / Banca: Danilo Hernane Spatti / Resumo: Os processos de usinagem são de extrema importância para a fabricação de peças mecânicas, muitas das quais exigem alta precisão dimensional e geométrica. A retificação, dentro dos pro-cessos de usinagem, é um processo de acabamento amplamente utilizado na indústria sendo uma das últimas fases na cadeia de usinagem. Devido à sua posição na cadeia de usinagem, é essencial que o processo de retificação seja controlado, visando a detecção e até mesmo a pre-venção de falhas, pois a peça neste estágio possui alto valor agregado. O fenômeno de queima é uma das piores falhas que pode ocorrer na retificação de aços. Desta forma, um sistema de monitoramento capaz de identificar a ocorrência deste fenômeno, além de detectar o momento do início do mesmo, é de grande importância. Nesse contexto, esse trabalho propõe um método para detecção do fenômeno de queima e o momento de sua ocorrência no processo de retifica-ção de aços ABNT 1045 e VC131 com rebolo de óxido de alumínio. Para tal, um acelerômetro foi fixado no suporte das peças e um sensor de potência foi instalado no sistema. Ambos sinais foram amostrados por um osciloscópio a uma taxa de 2 MHz. Técnicas de processamento digital de sinais, tais como a transformada rápida de Fourier (Fast Fourier Transform - FFT), trans-formada de Fourier de tempo-curto (Short Time Fourier Transform -STFT), densidade espectral de potência - (Power Density Spectral - PSD) e índices de danos (RMSD e CCDM) foram aplicadas. Para melhor fundamentar o estu... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The machining processes are of extreme importance for the manufacture of mechanical parts, many of which require high dimensional and geometric precision. Grinding, within the machin-ing processes, is a finishing process widely used in the industry and it is generally the last stage of manufacture chain. Thus, it is essential to control the grinding process, aiming at the detec-tion and even the prevention of failures, since the part in this stage has high added value. The grinding burn is one of the worst failures that can occur in the grinding of steels. In this way, a monitoring system capable of identifying the occurrence of the workpiece burn in addition to detect the onset moment is of great importance. This work proposes a method to detect the workpiece burn and the moment at which it has occurred in grinding of steels SAE 1045 and VC131 with aluminum oxide grinding wheel. An accelerometer was attached to the parts holder and a power sensor was installed in the system. Both signals were acquired by an oscilloscope at a rate of 2 MHz. Digital signal processing techniques such as Fast Fourier Transform (FFT), Short Time Fourier Transform (STFT), Power Density Spectral (PSD) and damage indices (RMSD - root mean square deviation and CCDM - correlation coefficient deviation metric) were applied. To better support the study, hardness tests, visual inspection and metallography were performed. The results show that the method is reliable to identify the burning phenome-non, th... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Co-orientador: Santiago del Rio Oliveira / Banca: Sandro Donnini Mancini / Banca: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Alessandro Roger Rodrigues / Banca: Leonardo Roberto da Silva / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carater institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: As técnicas de lubri-refrigeração, Convencional e Mínima Quantidade de Lubrificante - MQL, foram analisadas e o particionamento de energia na região de contato foram determinadas para o processo de retificação plana de uma peça de aço ABNT 1020 com um rebolo convencional de Óxido de Alumínio (Al2O3), para diferentes profundidades de retificação. Para isso foi desenvolvido um modelo térmico obtido pela equação da difusão de calor bidimensional transiente com as suas condições de contorno, a equação resultante foi dicretizada pelo método dos Volumes Finitos, com formulação, implícita no tempo devido ao fato desta técnica não apresentar limitação quanto à escolha do intervalo de tempo. O sistema de equação resultante foi resolvido pelo método das Relaxações Sucessivas (Sucessives Over Relaxation). A técnica de transferência de calor reversa da Seção Àurea foi aplicada para estimar o fluxo de calor que entra na peça pela interface peça/rebolo. As temperaturas geradas pelo modelo térmico foram comparadas com as temperaturas experimentais medidas por um termoar tipo K localizado a uma determinada distância da superfície de retificação. As técnicas de lubri-refrigeração foram comparadas mostrando que para o método de lubri-refrigeração MQL em relação ao Convencional , o fluxo de calor que entra na peça foi 43% maior para a profundidade de retificação de 30um, 137% para 45um e 184% para 60um, enquanto que o calor removido pelo fluido de corte na lubri-refrigeração MQL representa 2,62% para 30um, 4,35 para 45um e 5,21% para 60um em relação ao Convencional / Abstract: Techniques for lubrification and cooling. Conventional and Minimum Quantify Lubrificant - MQL, were determined for the process of grinding a plane workpiece of steel SAE 1020 with a conventional grinding Aluminum Oxide (Al2O3), for different depths of rectification. For that obtained by a thermal model of transient two-dimensional heat diffusion with its boundary conditions, the equation resulting equation was discretized by the Finite Volume Method with implicit formulation in time was developed due to the fact that this techique does not introduce restriction on the choise time interval. The resulting system of equations was solved by the method of SOR (Successives Over Relaxation). The technique of reverse transfer of heat from the Golden Section was applied to estimate the flow of theat that enters the part number for the workpiece/wheel interface. The temperature generated by the thermal model were compared with measurements by a K-type thermocouple located at a given distance from the surface grinding experimental temperatures. The lubrification and cooling techniques were compared showing that for the method of lubrification and cooling compared to conventional MQL, the heat flux entering the number was 43% higher for the grinding depth of30um, 137% to 45um and to 184% for 60um, while the heat removed by the cutting fluid in the lubrification and cooling MQL is 2.62% to 30um, 45um 4.35% to 5.21% for 60 um of the Conventional / Doutor

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:39:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336495.pdf: 7517993 bytes, checksum: 3febbc5e62cbb55da0915485b48d0273 (MD5) Previous issue date: 2015 / A tecnologia de emissão acústica (EA) é utilizada no desenvolvimento de um método dinâmico para caracterização em processo (DICM) da topografia de rebolos convencionais. Experimentos planejados são conduzidos em uma bancada de ensaios desenvolvida, contendo um software de aquisição de sinais de EA. A bancada de ensaios e o software de aquisição possibilitam o reconhecimento de interferências entre rebolo (vs= 30 m/s) e uma ponta de diamante, na faixa de deformação elástica das ferramentas. Os sinais de EARAW adquiridos de forma on-line e originados destas interferências são utilizados como dados de entrada para técnicas de processamento de sinal e para uma Rede Neural (RN). Ambas as análises são efetuadas fora do processo de retificação, representando um método dinâmico de caracterização pós-processo (DPCM) da topografia de rebolos. Os resultados do DPCM são validados através de medições específicas nas peças retificadas (p. ex., rugosidade, microscopia, camada termicamente afetada, desvio de forma) e em réplicas extraídas da topografia do rebolo. Com base nas técnicas de processamento de sinais validadas e propostas no DPCM,implementa-se o DICM. Para este método, desenvolve-se uma bancada experimental baseada na aquisição de sinais de múltiplos transdutores,na qual sinais de EA e de força são medidos. A bancada experimental eseu software de aquisição permitem a caracterização em processo da topografia de rebolos convencionais através da extração de informações quantitativas dos sinais on-line de EARAW adquiridos durante asinterferências entre rebolo (vs= 30 m/s) e ponta de diamante na faixa de 1 µm. A informação quantificada associada com a topografia do rebolo é baseada na análise em processo dos sinais de EARAW nos domínios dotempo e frequência. Os resultados de ambas as análises são obtidos de forma instantânea em processo sem reduzir a velocidade de corte do rebolo, e sem alterar o setup do processo de retificação. Visando-se otimizar o DICM, os principais fatores que apresentam influência sobre a resposta no domínio do tempo são analisados através de uma Análise Fatorial Fracionada. O DICM é validado correlacionando-se a informação quantitativa obtida da topografia, com as análises pós-processo de sinais de força de retificação e com medições da rugosidade efetiva do rebolo (parâmetro Rts). <br> / Abstract : A Dynamic In-process Characterization Method (DICM) based on acoustic emission (AE) is developed and validated, aiming at the in-process appraisal of the topography of conventional grinding wheels. For implementing the method, planned experiments are carried out by firstly developing an AE-based experimental rig with its particular software application. This enables to recognize shallow interferences amid the grinding wheel (vs= 30 m/s) and a diamond tip, in the elasticdeformation range of the tools. The on-line acquired AERAW signalsderived from such interferences are used as input data for signal processing techniques and a Neural Network (NN). Both analyses areimplemented out of the grinding process and therefore consist in aDynamic Post-process Characterization Method (DPCM). The DPCM´sresults are validated by measuring both the ground workpieces (i.e. roughness, microscopy, thermally affected layer and form deviation) and the replicas extracted from the grinding wheel´s topography. Based on the validated signal processing techniques proposed by the DPCM, the DICM is implemented. This is achieved by employing a transducer-fused experimental rig in which both AE and force signals are measured. The experimental rig and its developed software application enable in-process characterization of the topography of the conventional grinding wheel by extracting quantitative information from the AERAW signalswhich are on-line acquired during the interferences between the grinding wheel (vs= 30 m/s) and a diamond tip in a range of 1 µm. The quantified information associated with the grinding wheel´s topography is based on both a time domain and a frequency domain in-process analysis. Theresulting outputs from these analyses are obtained instantaneously in-process by neither interrupting the grinding process nor decelerating the grinding wheel´s cutting speed. In order to define an optimizedexperimental condition to assess the grinding wheel´s topography, the main factors which present direct influence on the time domain output were analyzed by using a Fractional Factorial Analysis. The DICM is validated by correlating the obtained quantified information from thegrinding wheel´s topography with both the post-process evaluation of the grinding cutting force and the post-process measurements of the effective roughness of the grinding wheel (parameter Rts).

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T15:20:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T02:23:27Z : No. of bitstreams: 1 139790.pdf: 15815179 bytes, checksum: f59c514d5bbed82baf4456d6f045778a (MD5)

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:26:59Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-06-29. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:20Z : No. of bitstreams: 1 000855001.pdf: 2370290 bytes, checksum: af127de230433058ccdbf4e8d1772ee8 (MD5) / A retificação é um processo de usinagem preciso, sendo uma das etapas mais caras na fabricação dos moldes de injeção de termopláticos. Na retificação o rebolo é a ferramenta abrasiva responsável pela retirada do material. O conhecimento das suas características técnicas, vantagens, defeitos e condições de trabalho são fundamentais para os Engenheiros de produto, de processos e, naturalmente, para os gerentes de área industrial, identificarem qual o rebolo mais indicado para realização do processo de retificação. Dentre os aços utilizados na fabricação de moldes para injeção de termoplásticos destaca-se o aço VP-50, o qual foi o aço usado neste experimento sendo usinado pelo processo de retificação cilíndrica. No processo de retificação também foi adotado para fins de experimento dois métodos de lubri-refrigeração sendo eles o método convencional com lubri-refrigeração abundante e o MQL que é a técnica com mínima quantidade de lubri-refrigeração. O objetivo deste trabalho foi analisar de forma comparativa o desempenho de corte, executado com três tipos de rebolos convencionais: rebolo de óxido de alumínio branco, rebolo de carbureto de silício verde e rebolo de carbureto de silício preto com óxido de alumínio branco. Os resultados foram analisados e comparados pelas variáveis de saída, tais como comportamento da força tangencial do corte, rugosidade, emissão acústica, relação G (volume de material removido/volume de material desgastado), microscopia óptica (para verificar se houve dano térmico) e micro dureza. Observando-se os níveis aceitáveis de rugosidade característicos do processo, também foi possível observar que o rebolo de carbeto de silício verde apresentou melhor resistência ao desgaste em relação aos outros rebolos. O rebolo de carbureto de silício preto obteve os menores valores de variação da circularidade. Após a análise metalográfica dos corpos de prova... / Grinding is an accurate machining process, one of the most expressive steps in the manufacture of molds for thermoplastic injection. The grinding wheel abrasive tool is reponsible for removal. The knowledge of their tehcnical characteristics, advantages, defects and working conditions are essential for product engineers, process and, of course, to the industrial area manangers, which identify the most appropriate wheel to perform the grinding process. Among the steels used in the manufacture of molds for thermoplastic injection highlight the VP-50 steel, which was the steel used in this experiment being machined by the cylindrical grinding process. In the grinding process was also adopted for the purpose of experiment two methods of lubrification and cooling them with the conventional method with plenty of lubrification and cooling, and the MQL is the technique with minimal amount of lubrification and cooling. The objetive of this study was to analyze comparatively cutting performance, performed with three types of conventional grinding wheels: grinding wheel white aluminum oxide, green silicon carbide grinding wheel and grinding of black silicon carbide with white aluminum oxide. Results were analyzed and compared by the output variables such as behavior of the tangential cutting force, surface roughness, acoustic emission, G ratio (volume of material removed/volume of material removed), optical microscopy (to check if there thermal damage), and micro hardness. Observing acceptable levels of roughness characteristic of the process, it was also observed that the grinding green silicon carbide had the best wear resitance in relation to the other wheels. The grinding wheel of black silicon carbide obtained the lowest range of values of circularity. After metallographic examination of the specimens was found that there was little formation of new alloying elements in the ground the ground surface, to confirm that a slight increase in...

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-15Bitstream added on 2015-04-09T12:47:19Z : No. of bitstreams: 1 000815052.pdf: 4072549 bytes, checksum: cd22cd9160a8500ac3bc76309ae0d0ff (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A etapa de dressagem é integrante ao processo de retificação, sendo esta uma operação de afiliação, ou seja, a retificação do rebolo, que tem como principal finalidade a remoção dos grãos abrasivos desgastados e garantir a concentricidade do rebolo. Nesse contexto, essa operação adquire uma grande importância no desempenho do rebolo e na qualidade desse processo. Este trabalho propõe a análise do comportamento do desgaste e a vida útil do dressador de ponta única, etapa esta que é muito comum em rebolos convencionais onde, periodicamente, a face de trabalho deve ser restaurada. Neste trabalho foram avaliados três tipos de diamantes, sendo um sintético e dois naturais, onde os dados coletados dos ensaios foram registrados e arquivados para avaliação dos valores iniciais e sequenciais das etapas estipuladas para retirada de imagem, sendo tabulados e posteriormente analisados entre a relação do desgaste e tempo de vida útil no processo. Observou-se após a análise dos dados obtidos, uma grande variação entre as áreas desgastadas para os modelos de diamantes naturais do tipo Brasil Extra e Mato Grosso. Já o diamante tipo CVD Sintético Nacional apresentou um valor de área desgastada próxima ao Brasil Extra. No decorrer do processo, os diamantes naturais apresntaram grande variação em sua dureza e estrutura, ocorrendo pequenos lançamentos quando comparado ao sintético, no qual apresentou uma dureza mais consistente mesmo às altas temperaturas e sem sofrer lascamento durante os ensaios. Com base nos dados obtidos neste estudo, o diamante tipo CVD Sintético Nacional apresentou uma grande vantagem em sua durabilidade em relação aos outros dois diamantes testados, obtendo um desgaste equivalente ao tipo Brasil Extra. O tipo Mato Grosso apresentou uma qualidade muito inferior em todos os aspectos em relação aos demais / The dressing is an integral step in the grinding process, which is an operation of grinding, in other words, the rectification of the wheel, which has as main purpose the removal of worn abrasive grains and ensure concentricity of the wheel. In this context, this operation becomes more important in the performance of the wheel, and the quality of this process. These tests suggest the analysis of wear behavior and the life of the single point dresser, this step is very common in conventional grinding wheels where periodically the working face must be restored. In this work three types of diamonds are evaluated, one synthetic and two natural, where the data collected from the test will be recorded and achived for evaluation of initial and sequential values of the levels proposed for the removal of image being tabulated and further analyzed the relationship between the wear and lifetime of the worn areas for models of natural diamonds of type Extra Brazil and Mato Grosso. Already the National CVD Synthetic type showed a value of close to Brazil Extra abraded area. To the process, natural diamonds showed great variation in their structure and hardness, chipping occurring small when compared to the synthetic which presented a more consistent hardness at high temperatures without suffering and chipping during rehearsals. Based on the data obtained in this study, the National CVD Synthetic Diamond type showed a great advantage in durability compared to the other two diamonds tested, obtaining an equivalent type Brazil Extra wear. The Mato Grosso type showed a much lower quality in all aspects compared to the other

Made available in DSpace on 2015-08-20T17:09:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-08-20T17:26:10Z : No. of bitstreams: 1 000836597.pdf: 1395501 bytes, checksum: ab1783338e3534cbfabfa10454673ffe (MD5) / A correção de irregularidades nas superfícies de peças metálicas pode ser realizada mediante a usinagem por abrasão, na qual, torna-se indispensável, tanto a refrigeração da superfície usinada, quanto a lubrificação no contato da ferramenta (rebolo) com a peça, visando a uma melhor qualidade final para o produto. Para tanto, deve-se buscar métodos que quando comparados aos processos de usinagem que utilizam o sistema convencional de lubri-refrigeração (fluido abundante), apresentem melhores resultados quanto à qualidade das peças, resalizando as principais funções existentes da refrigeração, lubrificação e limpeza dos cavacos da zona de corte. Um dos métodos é a Mínima Quantidade de Lubrificante (MQL), que utiliza baixo fluxo de óleo a elevada pressão, diminuindo, pois, os resíduos finais do processo. Também existe outro método que consiste em adicionar água ao sistema de MQL, diminuindo ainda mais o volume de óleo no fluido de corte. Desse modo, esta dissertação apresenta como alternativa ao método convencional de lubri-refrigeração, a ténica MQL, em suas condições puro e com adição de água. Para as quais, por meio dos resultados obtidos experimentalmente no processo de retificação cilíndrica externa, foi avaliada a eficiência desses métodos em comparação ao método convencional, verificando dessa forma as melhorias nos resultados finais. Os testes foram realizados com o aço ABNT 52100 revenido e temperado. A ferramenta utilizada foi o rebolo de óxido de alumínio com ligante verificado, que apresenta elevada dureza, porém reduzida friabilidade; o qual é indicado para retificação cilíndrica de aços e suas ligas. Foram analisadas e avaliadas as seguintes variáveis de saída do processo de retificação: rugosidade, circularidade, desgaste diametral do rebolo, potência de corte, emissão acústica, microestrutura e microdureza. Os resultados obtidos, revelam que o menor desgaste... / The correlation of irregularities on the surfaces of metal workpieces can be carried out through the machining by abrasion, in which is necessary, both the cooling of the machined surface, and the lubrification in contact of the tool (grinding wheel) with the workpiece, obtaining a better final quality of the product. Thereby, we must seek methods that, when compared to the machining processes that use the conventional system of lubrification-cooling (abundant fluid), show better results in terms of quality of the workpieces, performing the main existing functions of cooling, lubrification and cleaning of the chips of the cutting zone. One of the methods is the Minimum Quantity Lubrificant (MQL), which users low oil flow to high pressure, reducing then the final waste of the process. There is also another method consisting in adding water to the MQL system, further decreasing the volume of oil in the cutting fluid. Thus, this work presents as an alternative to the conventional method of lubrification-cooling, the MQL technique, in its pure conditions and with water addition. To which, through the expermentally obtained results in the external cylindrical grinding process, the efficiency of these methods when compared to the conventional method was evaluated, verifying the improvements in the final results. The tests were performed with the steel quenched and tempered ABNT 52100. The tool used was the grinding wheel of aluminum oxide with vitrified binder, which presents high hardness, but low fiability; which is suitable for cylindrical grinding of steels and alloys. The following output variables of the grinding process were analyzed and evaluated: roughness, roundess, diametrical wear of the grinding wheel, cutting power, acustic emission, microstructure and microhardness. The obtained results show that the smaller diametrical wear of the grinding wheel occurred in the application of the conventional method of lubrification-cooling, and...

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-06-13Bitstream added on 2015-03-03T12:07:25Z : No. of bitstreams: 1 000806018.pdf: 1172709 bytes, checksum: ae7423fd7d8252011eeb2753eec904c3 (MD5) / O uso do material cerâmico avançado na engenharia moderna têm sido essencial, principalmente nas áreas aeroespacial, biomédica, eletrônica, ótica e automotiva. As principais razões pela sua utilização provêm de sua composição inorgânica e não metálica que oferece grande resistência ao desgaste, assim como resistência em altas temperaturas, baixa densidade e propriedades eletromagnéticas diferenciadas. Pesquisas recentes mostraram que o processo de retificação é o mais apropriado para que se obtenham superfícies de baixa rugosidade com viabilidade financeira para materiais cerâmicos. Ao se retificar estes materiais, há a necessidade de utilização de grande quantidade de fluido de corte e grandes gastos na aquisição de novas ferramentas. A utilização destes fluidos em grandes quantidades tem se tornado um problema para a indústria mecânica atual, devido à preocupação mundial ao que se diz respeito à preservação do meio ambiente e saúde dos trabalhadores, por se tratar de substâncias tóxicas. Referente a esses estudos, surge uma metodologia denominada mínima quantidade de lubrificante (MQL), uma técnica que procura reduzir substancialmente a quantidade de fluido de corte utilizada no processo de retificação e melhora seu desempenho em comparação ao processo convencional de aplicação de fluido. Assim, a pesquisa analisou o comportamento da retificação de cerâmica juntamente com a técnica de mínima quantidade de lubrificante com adição de água utilizando rebolo diamantado com ligante resino cerâmico/metálico, obtendo resultados em relação à utilização do método de MQL com adição de água. O rebolo utilizado sofreu pouco desgaste em todos os métodos de lubri-refrigeração pesquisados, mostrando assim ser um rebolo ideal para a retificação de cerâmica avançada. Em usinagens mais severas (avanço de 0,75 mm/min) a utilização de MQL com diluição em água apresenta rugosidade... / The use of advanced ceramic materils in modern engineering have been essential, especially in aerospace, biomedical, electronics, optical and automotive industries. The main reasons for their use are derived from a non-metallic and inorganic composition that offers greater wear resistance as well as high temperature strength, low density and differentiated electromagnetic properties. Recent research has shown that the grinding process is the most appropriate in order to obtain surfaces with low roughness finacial viability for ceramic materials. When rectify these materials, there is the need to use large amounts of cutting fluid and large expenditures in retooling. The use of these fluids in large quantities has become a problem for the machanical industry today, due to the worldwide concern with regard to the preservation of the environment and workers' health, because it is toxic. Referring to these studies, there is a method called minimum quantify of lubricant (MQL), a technique that seeks to substatially reduce the amount of cutting fluid used in the grinding process and improves performance compared to the conventional process fluid application. Thus, the research analyzed the behavior of advanced ceramic grinding along with the technique of minimum quantify lubrificant with added water using metal bond diamond wheel, obtaining important results regarding the use of the method of MQL with added water. The grinding wheel used suffered little wear on all methods of lubrification and cooling surveyed, thus showing to ben an ideal wheel for grinding of advanced ceramics. In more severe machining operations (feed 0.75 mm/ min) using MQL dilution with water roughness features very close to the conventional method. Therefore the application of MQL with water emulsion was feasible in some machining conditions, and can thus obtain large cost savings when applied on a large scale

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-11Bitstream added on 2015-03-03T12:07:25Z : No. of bitstreams: 1 000806271.pdf: 1523040 bytes, checksum: d3e9dfa1a844d8df5e57c99e224bda33 (MD5) / As técnicas de lubri-refrigeração, Convencional e Mínima Quantidade de Lubrificante - MQL, foram analisadas e o particionamento de energia na região de contato foram determinadas para o processo de retificação plana de uma peça de aço ABNT 1020 com um rebolo convencional de Óxido de Alumínio (Al2O3), para diferentes profundidades de retificação. Para isso foi desenvolvido um modelo térmico obtido pela equação da difusão de calor bidimensional transiente com as suas condições de contorno, a equação resultante foi dicretizada pelo método dos Volumes Finitos, com formulação, implícita no tempo devido ao fato desta técnica não apresentar limitação quanto à escolha do intervalo de tempo. O sistema de equação resultante foi resolvido pelo método das Relaxações Sucessivas (Sucessives Over Relaxation). A técnica de transferência de calor reversa da Seção Àurea foi aplicada para estimar o fluxo de calor que entra na peça pela interface peça/rebolo. As temperaturas geradas pelo modelo térmico foram comparadas com as temperaturas experimentais medidas por um termoar tipo K localizado a uma determinada distância da superfície de retificação. As técnicas de lubri-refrigeração foram comparadas mostrando que para o método de lubri-refrigeração MQL em relação ao Convencional , o fluxo de calor que entra na peça foi 43% maior para a profundidade de retificação de 30um, 137% para 45um e 184% para 60um, enquanto que o calor removido pelo fluido de corte na lubri-refrigeração MQL representa 2,62% para 30um, 4,35 para 45um e 5,21% para 60um em relação ao Convencional / Techniques for lubrification and cooling. Conventional and Minimum Quantify Lubrificant - MQL, were determined for the process of grinding a plane workpiece of steel SAE 1020 with a conventional grinding Aluminum Oxide (Al2O3), for different depths of rectification. For that obtained by a thermal model of transient two-dimensional heat diffusion with its boundary conditions, the equation resulting equation was discretized by the Finite Volume Method with implicit formulation in time was developed due to the fact that this techique does not introduce restriction on the choise time interval. The resulting system of equations was solved by the method of SOR (Successives Over Relaxation). The technique of reverse transfer of heat from the Golden Section was applied to estimate the flow of theat that enters the part number for the workpiece/wheel interface. The temperature generated by the thermal model were compared with measurements by a K-type thermocouple located at a given distance from the surface grinding experimental temperatures. The lubrification and cooling techniques were compared showing that for the method of lubrification and cooling compared to conventional MQL, the heat flux entering the number was 43% higher for the grinding depth of30um, 137% to 45um and to 184% for 60um, while the heat removed by the cutting fluid in the lubrification and cooling MQL is 2.62% to 30um, 45um 4.35% to 5.21% for 60 um of the Conventional

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Ivaldo de Domenico Valarelli / Banca: Arthur Alves Fiocchi / Resumo: A aplicação da mínima quantidade de lubrificante (MQL) na usinagem dos metais começaram a ser estudados como alternativa para reduzir o uso dos fluidos de corte, para poder atingir uma produção mais limpa e menos prejudicial ao meio ambiente e aos trabalhadores, na retificação, apesar de ser considerada uma técnica inovadora no aspecto ambiental, sua aplicação é restrita devido à geração excessiva de calor e ao entupimento dos poros do rebolo causado pelos cavacos, e isto prejudica a qualidade final do produto e aumenta o desgaste da ferramenta. Esta pesquisa buscou aprimorar o uso do MQL utilizando óleo solúvel sintético da Quimatic Tapimatic ME-2. Além de usar o jato com a mistura ar e óleo e proporções de água injetado na interface rebolo-peça à alta velocidade um jato de ar comprimido, foi utilizado na superfície de corte do rebolo para minimizar o empastamento do rebolo gerado durante o processo de usinagem pela mistura formada pelo óleo do MQL mais os cavacos. Foram realizados ensaios na retificação cilíndrica externa de mergulho do aço ABNT 4340, temperado e revenido com dureza média de 54 HRC, usando rebolo de nitreto de boro cúbico (CBN) com ligante vitrificado. Os métodos de lubri-refrigeração propostos foram o convencional com fluido em abundância e o MQL (sem limpeza da superfície de corte do rebolo) e MQL (com a limpeza, utilizando o ângulo de incidência do ar comprimido na superfície de corte do rebolo fixo a 30 graus). Este ângulo foi escolhido por ser a ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The application of minimum quantity of lubricant (MQL) on machining of metals has emerged as an alternative to reduce the abundance of cutting fluids and then achieve a cleaner production. In grinding, although considered a breakthough technique in the environmental aspect, its application is restricted due to excessive generation of heat and grinding wheel loading caused by the chips, damaging the final product quality and increassing tool wear. The objective of this research was to improve the MQL technique synthetic soluble oil Quimatic Tapmatic ME-2 using beyond the jet with air mixture and oil and water proportios using an additional jet of compressed air to clean the clogged pores of the wheel. Grinding wheel in tests were performed in cylindrical plunge grinding of the ABNT 4340 steel, quenched and tempered (54 HRc), with a vitrified cubic horon nitride (CBN). The suggested methods of lubrification were conventional (abundant fluid), MQL (that without the use of air jet to cleaning the wheel) and MQL plus cleaning system using the angle of incidence of the compressed air on the cutting surface of the grinding wheel fixed to 30 degrees. Other authors chose This angle to be the best condition shown in the works. This performance was evaluated based on analysis of the process output variables: roughness, diametric wear of the grinding, roundness, and metallographic analysis plus microhardness measurements of the grounded surface to verify thermal damage incidence. The results showed the possibility of implementing the technique of cleaning as a tehcnological enhancement to minimum quantity of lubrificant in the grinding, reducing the use of cutting fluids. The tecnique MQL plus cleaning system, in a specific indicent angle of the compressed air was extremely efficient, resulting in better surface finish, reduced tool wear and free of thermal damage when compared with conventional methods without cleaning of the wheel / Mestre