Resumo: A operação de retificação cilíndrica externa de mergulho têm sido bastante empregada no processo de fabricação de componentes que necessitem de excelente qualidade superficial obtida dentro de baixos níveis de tolerância dimensional. O tempo de centelhamento spark-out) é um parâmetro que permite que se alcance as dimensões desejadas, por meio da eliminação das deformações elásticas oriundas das intensas forças que agem na interface de contato peçaferramenta. O tempo de spark-out é definido como um período de inexistência de avanços do rebolo, todavia com remoção de material da peça que busca o posicionamento real. A experimentação envolvendo o tempo de centelhamento será aplicada na operação de retificação utilizando três métodos de lubri-refrigeração, sendo eles convencional, otimizado e MQL (Mínima Quantidade de Lubrificação) para que, desta forma, seja possível fazer uma otimização global do processo. Optou-se por trabalhar com a técnica de MQL pelo fato desta se apresentar como uma nova tendência capaz de proporcionar redução de custos e ainda evitar uma intensa degradação do meio-ambiente, ocasionada por fluidos convencionais. O desempenho do processo foi verificado por meio dos seguintes parâmetros de saída: força tangencial de corte, emissão acústica, rugosidade, desvios de circularidade e desgaste diametral da ferramenta abrasiva. Analisando-se os resultados constatou-se quais os tempos de spark-out mais adequados para o processo de retificação e também em quais condições de trabalho a técnica de MQL pode ser eficazmente empregada. / Abstract: The cylindrical plunge grinding operation has been used in the process of manufacture of components that need excellent gotten superficial quality of low levels of dimensional accuracy. Spark-out time is a parameter that has been sufficiently used exactly for contributing for the attainment of good surfaces with satisfactory geometric precision. This time is defined as a period of inexistence of advances of abrasive tool, and has as purpose to allow that the elastic deformations appeared at the moment of the advance of abrasive tool are eliminated. The experimentation involving spark-out was applied in the grinding operation using three types of coolant application, conventional and optimized and the Minimum Quantity of Lubrification (MQL), witch has been seen as environmentally correctly way, joining a little quantity of lubrificant oil with an intensive flow of compressed air. The performance of the process was verified by the following parameters: tangential cutting force, acoustic emission, roughness, roundness and wear of abrasive tool. The results shows what the most efficient spark-out applied in the grinding process and either conditions MQL can be well applied. / Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Coorientador: Paulo Roberto de Aguiar / Banca: Olívio Novaski / Banca: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / Mestre

A retificação é um dos processos mais utilizados em operações de acabamento, geralmente caracterizada pelo resultado dimensional atingido e baixas rugosidades. Apesar de seu uso intenso na indústria, há aspectos ainda desconhecidos do processo e de sua estabilidade, sendo considerados tempos excessivos de centelhamento para atingir boas condições dimensionais. Este trabalho propõe um novo modelo para determinar o menor tempo de centelhamento necessário para que as deformações do sistema máquina-rebolo-peça sejam absorvidas e a dimensão objetivo da peça alcançada. Esse modelo partiu do equacionamento descrito por S. Malkin para obtenção da rigidez da máquina e avançou na obtenção da constante característica do tempo τ de forma experimental. A comprovação do modelo proposto deu-se em dois experimentos, sendo o primeiro experimento aplicado para determinar o valor de τ em função da velocidade de avanço, segundo o modelo de Malkin. Comprovou-se que o τ varia, principalmente em baixas velocidades de avanço. O segundo experimento teve como objetivo determinar qual o menor tempo de centelhamento necessário para que as deformações do sistema máquina-rebolo-peça sejam plenamente absorvidas e compará-las com o modelo proposto. Os resultados teórico e experimental comprovaram que, para as velocidades de mergulho 3,0 e 2,5 mm/min, com τ = 0,219 e 0,204 s, respectivamente, o tempo mínimo de centelhamento de 1,0 s foi suficiente para absorver as deformações elásticas inseridas no sistema. De forma comparativa, o modelo proposto foi mais eficaz que o de Malkin para o cálculo do tempo de centelhamento e do erro diametral da peça para relações t1/τ menores ou iguais a 20, sendo t1 o tempo em segundos da fase de retificação em desbaste. Conclui-se que o modelo proposto neste trabalho mostrou-se eficiente para predizer o tempo mínimo necessário para centelhamento e a redução diametral da peça, considerando o valor experimental de τ. / Grinding is one of the processes most commonly used in finishing operations, usually characterized by good dimensional results and low roughness values. Despite the extensive use in industry, there are still unknown aspects of the grinding process and its stability, with excessive spark-out times being used to achieve good dimensional requirements. This research work proposed a new model to determine the shortest spark-out time required to absorb the machine-wheel-workpiece system deformations and to achieve the desired workpiece diameter. This model derived from the equation described by S. Malkin to obtain the machine stiffness and consisted in experimentally obtaining the time characteristic constant τ. The verification of the proposed model was done in two experiments. The first one was performed to determine the value of τ according to the radial infeed velocity (vf), as proposed by S. Malkin. It was shown that the τ varies, especially at low feed rates. The second objective was to determine the shortest spark-out time needed, in which all machine-wheel-workpiece system deformations were fully eliminated and to compare it to the one calculated by the proposed model. The theoretical and experimental results showed that for radial infeed velocities of 3.0 and 2.5 mm/min, with τ = 0.219 and 0.204 s, respectively, the spark-out time of 1 s was long enough to ensure that the elastic deformations introduced into the system were fully absorbed. Comparatively, the proposed model was more effective than the Malkin\'s one to predict the spark-out time and the diametric error for the ratio t1/τ lower that 20, being t1 the time in seconds for the rough grinding stage. As a conclusion, the proposed model proved to be effective in predicting the minimum spark-out time and the workpiece diameter reduction, when considering the experimental value of τ.

A retificação é um dos processos mais utilizados em operações de acabamento, geralmente caracterizada pelo resultado dimensional atingido e baixas rugosidades. Apesar de seu uso intenso na indústria, há aspectos ainda desconhecidos do processo e de sua estabilidade, sendo considerados tempos excessivos de centelhamento para atingir boas condições dimensionais. Este trabalho propõe um novo modelo para determinar o menor tempo de centelhamento necessário para que as deformações do sistema máquina-rebolo-peça sejam absorvidas e a dimensão objetivo da peça alcançada. Esse modelo partiu do equacionamento descrito por S. Malkin para obtenção da rigidez da máquina e avançou na obtenção da constante característica do tempo τ de forma experimental. A comprovação do modelo proposto deu-se em dois experimentos, sendo o primeiro experimento aplicado para determinar o valor de τ em função da velocidade de avanço, segundo o modelo de Malkin. Comprovou-se que o τ varia, principalmente em baixas velocidades de avanço. O segundo experimento teve como objetivo determinar qual o menor tempo de centelhamento necessário para que as deformações do sistema máquina-rebolo-peça sejam plenamente absorvidas e compará-las com o modelo proposto. Os resultados teórico e experimental comprovaram que, para as velocidades de mergulho 3,0 e 2,5 mm/min, com τ = 0,219 e 0,204 s, respectivamente, o tempo mínimo de centelhamento de 1,0 s foi suficiente para absorver as deformações elásticas inseridas no sistema. De forma comparativa, o modelo proposto foi mais eficaz que o de Malkin para o cálculo do tempo de centelhamento e do erro diametral da peça para relações t1/τ menores ou iguais a 20, sendo t1 o tempo em segundos da fase de retificação em desbaste. Conclui-se que o modelo proposto neste trabalho mostrou-se eficiente para predizer o tempo mínimo necessário para centelhamento e a redução diametral da peça, considerando o valor experimental de τ. / Grinding is one of the processes most commonly used in finishing operations, usually characterized by good dimensional results and low roughness values. Despite the extensive use in industry, there are still unknown aspects of the grinding process and its stability, with excessive spark-out times being used to achieve good dimensional requirements. This research work proposed a new model to determine the shortest spark-out time required to absorb the machine-wheel-workpiece system deformations and to achieve the desired workpiece diameter. This model derived from the equation described by S. Malkin to obtain the machine stiffness and consisted in experimentally obtaining the time characteristic constant τ. The verification of the proposed model was done in two experiments. The first one was performed to determine the value of τ according to the radial infeed velocity (vf), as proposed by S. Malkin. It was shown that the τ varies, especially at low feed rates. The second objective was to determine the shortest spark-out time needed, in which all machine-wheel-workpiece system deformations were fully eliminated and to compare it to the one calculated by the proposed model. The theoretical and experimental results showed that for radial infeed velocities of 3.0 and 2.5 mm/min, with τ = 0.219 and 0.204 s, respectively, the spark-out time of 1 s was long enough to ensure that the elastic deformations introduced into the system were fully absorbed. Comparatively, the proposed model was more effective than the Malkin\'s one to predict the spark-out time and the diametric error for the ratio t1/τ lower that 20, being t1 the time in seconds for the rough grinding stage. As a conclusion, the proposed model proved to be effective in predicting the minimum spark-out time and the workpiece diameter reduction, when considering the experimental value of τ.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:21Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-09-30Bitstream added on 2014-06-13T18:57:22Z : No. of bitstreams: 1 fernandes_ub_me_bauru.pdf: 543795 bytes, checksum: 581262bb224ded4effc598e684a95572 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A operação de retificação cilíndrica externa de mergulho têm sido bastante empregada no processo de fabricação de componentes que necessitem de excelente qualidade superficial obtida dentro de baixos níveis de tolerância dimensional. O tempo de centelhamento spark-out) é um parâmetro que permite que se alcance as dimensões desejadas, por meio da eliminação das deformações elásticas oriundas das intensas forças que agem na interface de contato peçaferramenta. O tempo de spark-out é definido como um período de inexistência de avanços do rebolo, todavia com remoção de material da peça que busca o posicionamento real. A experimentação envolvendo o tempo de centelhamento será aplicada na operação de retificação utilizando três métodos de lubri-refrigeração, sendo eles convencional, otimizado e MQL (Mínima Quantidade de Lubrificação) para que, desta forma, seja possível fazer uma otimização global do processo. Optou-se por trabalhar com a técnica de MQL pelo fato desta se apresentar como uma nova tendência capaz de proporcionar redução de custos e ainda evitar uma intensa degradação do meio-ambiente, ocasionada por fluidos convencionais. O desempenho do processo foi verificado por meio dos seguintes parâmetros de saída: força tangencial de corte, emissão acústica, rugosidade, desvios de circularidade e desgaste diametral da ferramenta abrasiva. Analisando-se os resultados constatou-se quais os tempos de spark-out mais adequados para o processo de retificação e também em quais condições de trabalho a técnica de MQL pode ser eficazmente empregada. / The cylindrical plunge grinding operation has been used in the process of manufacture of components that need excellent gotten superficial quality of low levels of dimensional accuracy. Spark-out time is a parameter that has been sufficiently used exactly for contributing for the attainment of good surfaces with satisfactory geometric precision. This time is defined as a period of inexistence of advances of abrasive tool, and has as purpose to allow that the elastic deformations appeared at the moment of the advance of abrasive tool are eliminated. The experimentation involving spark-out was applied in the grinding operation using three types of coolant application, conventional and optimized and the Minimum Quantity of Lubrification (MQL), witch has been seen as environmentally correctly way, joining a little quantity of lubrificant oil with an intensive flow of compressed air. The performance of the process was verified by the following parameters: tangential cutting force, acoustic emission, roughness, roundness and wear of abrasive tool. The results shows what the most efficient spark-out applied in the grinding process and either conditions MQL can be well applied.