Orientador: Marcos Valerio Ribeiro / Coorientador: João Paulo Barros Machado / Banca: Maneol Cleber de Sampaio Alves / Banca: João Roberto Ferreira / Resumo: Com o atual avanço de propriedades dos materiais, novas alternativas estão sendo buscadas para manufaturas desses materiais. Entre os processos, a usinagem se caracteriza por ser um processo que emprega milhões de pessoas. Entretanto para alcançar tais objetivos melhorias nas propriedades das ferramentas se faz necessária. Neste seguimento, os revestimentos vêm apresentando avanços significativos, como pode-se destacar o revestimento por CVD (deposição química a vapor) que permite que a ferramenta seja empregada nas temperaturas em torno de 1200ºC. Nesta mesma linha vale destacar o revestimento por PVD (deposição física a vapor) normalmente em uma única camada, o qual permite que a aresta de corte seja positiva, possa trabalhar com menor esforço de corte, e em temperatura aproximadamente em 700ºC. Este trabalho tem como objetivo analisar comparativamente o desempenho de ferramentas de metal duro revestidas pelo processo CVD e PVD no torneamento do aço ABNT 8620 sem uso de fluido de corte. Foram utilizadas duas pastilhas de metal duro revestidas pelo processo de PVD e CVD, com mesma geometria para efeito comparativo. A pastilha revestida por PVD tem espessura do revestimento de 3µm, enquanto que a pastilha revestida por CVD tem espessura do revestimento de 16µm. As pastilhas revestidas foram caracterizadas quanto a composição química dos elementos de revestimentos utilizando um microscópio eletrônico de varredura pela técnica de linescan e mapping. Posteriormente as ferramenta... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: With the current advancement of material properties, new alternatives are being sought for manufacturing these materials. Among the processes, machining is characterized as a process that employs millions of people. However to achieve such goals improvements in the tools properties is necessary. In this follow-up, the coatings have shown significant advances, as can highlight the coating by CVD (chemical vapor deposition) that allows the tool to be used at temperatures around 1200°C. In the same line it is worth highlighting the coating by PVD (physical vapor deposition) usually in a single layer, which allows the cutting edge is positive, can work with less shear stress, and temperature approximately 700°C. This study aims at comparing the performance of carbide tools coated by the CVD process and PVD in the steel turning ABNT 8620 without the use of cutting fluid. We used two carbide inserts coated by the PVD and CVD process, with the same geometry for comparison purposes. The tablet is coated by PVD coating thickness of 3μm, while the tablet is coated by CVD coating thickness of 16μm. The coated tablets were characterized as the chemical composition of coatings elements using a scanning electron microscope for linescan technique and mapping. Subsequently the tools were applied to turning the cutting speed (Vc) between 350 to 500 m/min, feed (f) 0.20 mm/rev and depth of cut (ap) of 1.00mm using a lathe ROMI mark, GL240M model. The characterizations were carried out using an optical microscope, scanning electron microscope and roughness. The results demonstrated that the tool coated by the CVD process has a better performance when compared to PVD this occurred because the tool coated by the CVD process has a multilayer coating having a higher heat input, supporting thus cutting temperatures ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-30. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:30:25Z : No. of bitstreams: 1 000855617.pdf: 12873310 bytes, checksum: 2e33a1423b0697ccc48a6a7ccbee910c (MD5) / A termorretificação é o processo pelo qual a madeira é submetida a temperaturas entre 100°C e 250°C com a finalidade de alterar as propriedades da madeira devido a degradação de alguns de seus constituintes pelo processo da pirólise. O tratamento térmico da madeira aparece como alternativa na alteração das propriedades, colorimétricas, higroscópicas e da densidade. Inúmeros são os trabalhos encontrados na literatura sobre o tema, porém poucos tratam da usinagem deste tipo de material. Este trabalho tratou termicamente as madeiras de Pinus elliottii e Corymbia citriodora nas temperaturas de 100°C, 140°C, 160°C, 180°C e 200°C e avaliou o desempenho da usinagem deste material em torneamento com as ferramentas de corte de metal duro, metal duro polido e metal duro com revestimento de TiB2. Foram analisados os parâmetros da potência de corte efetiva, vibração, temperatura da ferramenta durante a usinagem, rugosidade, superfície por MEV e formação dos cavacos. A madeira termicamente tratada demonstrou diminuição de sua rugosidade com o aumento da temperatura de tratamento térmico, com o uso da ferramenta de metal duro com recobrimento de TiB2 e espécie de Corymbia citriodora. Menor potência de usinagem para Pinus elliotti. Maior temperatura de usinagem com o aumento da temperatura do tratamento térmico. Com o aumento da temperatura do tratamento térmico o material se tornou mais friável produzindo cavacos menores. Na análise da superfície com a microscopia de varredura verificou-se o defeito de arrancamento de fibras e uma superfície mais uniforme quando tratado a termicamente 160°C / Wood has awakened every day more interest for its renewable character and application versatility. Several methods have been developed in order to change some of the existing properties of wood and adapt it for their use and application, especially in reforested wood that often do not have these features. The heat treatment is the process by which the timber is subjected to temperatures between 140 ° C and 220 ° C in order to change the properties of wood due to degradation of some of its constituents by the pyrolysis process. The heat wood treatment appears as an alternative to changing the properties, colorimetric, hygroscopic and density. There are countless studies on the subject, but few address the machining of this type of material. This paper did a heat treatment on the wood Pinus elliottii and Corymbia citriodora at temperatures of 100°C, 140°C, 160°C, 180°C and 200°C and evaluated the performance of machining in three different material cutting tools, carbide, polished carbide and carbide with TiB2 coating. The parameters analyzed were effective power, vibration, tool temperature during machining, roughness and the formation of chips. The heat-treated timber showed a good machining performance and the quality of their surface, showing a decrease of roughness with increasing heat treatment temperature. The heat-treated timber showed a decrease of roughness with increasing heat treatment temperature, with the use of carbide tool with TiB2 coating and kind of Corymbia citriodora. Lower power machining for Pinus elliottii. Higher machining temperature with increasing heat treatment temperature. In the surface analysis by scanning microscopy there was the defect of fiber pullout and a more uniform surface when thermally treated at 160 ° C

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-01-28Bitstream added on 2014-06-13T20:55:55Z : No. of bitstreams: 1 alexandre_rp_me_ilha.pdf: 1144003 bytes, checksum: b7c4ebb3197b99933e17331d156443fd (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho discute a utilização de Redes Neurais Artificiais na avaliação da evolução do desgaste da ferramenta de corte no processo de torneamento a partir dos níveis de vibração do sistema porta-ferramenta - ferramenta - peça. Os níveis de desgaste foram definidos em termos da rugosidade superficial da peça e desgaste de flanco da ferramenta e posteriormente, os valores de vibração medidos no porta ferramenta, foram correlacionados com esses níveis de desgaste. Foram realizados diversos ensaios utilizando o aço ABNT 1045, com ferramentas de metal duro sem cobertura e com cobertura de nitreto de titânio. Os testes foram efetuados utilizando as rotações 630, 800, 1000 e 1250 rpm, variando-se a velocidade de corte entre 100 e 200 m/min. Os sinais de vibração foram processados e analisados utilizando valores RMS (Root Mean Square) e a Transformada Wavelet, sendo que neste caso, foram extraídos os valores RMS dos coeficientes wavelet. Os dados obtidos foram utilizados nas fases de treinamento e validação das redes neurais empregadas, utilizando o algoritmo Backpropagation. Os dados foram agrupados em quatro estágios que classificam o nível de desgaste da ferramenta em estágio inicial, estágio intermediário, estágio avançado e estágio crítico de desgaste. Os testes mostraram que a utilização dos valores RMS do sinal de vibração pode levar a resultados satisfatórios, entretanto, houve algumas situações de insucesso. Alternativamente, a rede neural quando treinada com os valores RMS dos coeficientes wavelet apresentou uma melhor capacidade de identificação, com um percentual de acerto maior do que quando treinada apenas com os valores RMS dos sinais de vibração. Os resultados mostram que o monitoramento da vibração da ferramenta e a utilização de redes neurais artificiais para identificação dos diferentes... . / This work discusses the use of Artificial Neural Networks (ANN) for the evaluation of tool wear in turning operations by using the vibration of the tool holder - tool - workpiece system. The wear levels were defined in terms of the surface roughness and flank wear of the cutting tool and later on, the vibration measured in the tool holder were correlated with those wear levels. Several experiments were carried out at different cutting conditions using ABNT 1045 steel as the workpiece material, the surface roughness were measured for carbide cutting tools without coating and with coating of titanium nitride. The tests were made using the rotations 630, 800, 1000 and 1250 rpm, being varied the cutting speed between 100 and 200 m/min. The vibration signals were processed and analyzed using RMS (Root Mean Square) values and the Wavelet Transform, in the later case; the RMS values were extracted from the wavelet coefficients. The obtained data were used in the training phases and validation of the neural network, using the Backpropagation algorithm. The data were settled in four groups that classify the level of the tool wear, initial, intermediary, advanced and critical. The experiments showed that the use of RMS values of the vibration signals can bring to satisfactory results, however, the neural network trained with the RMS values from the wavelet coefficients presented a better identification capacity, with a larger percentile of success, than that when just RMS values of the vibration signals were taken. The results show that the monitoring of the vibration of the tool holder-tool-workpiece system and the use of artificial neural network for identification of the different state of the tool, they can be used to settle the end of the tool life in the turning process. It was also evidenced the potentiality of Transformed Wavelet to be used... (Complete abstract click electronic address below).

Orientador: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Ivaldo de Domenico Valarelli / Banca: Ana Lúcia Peidade Sodero Martins Pincelli / Banca: Marcos Valério Ribeiro / Banca: José Vitor Candido de Souza / Resumo: A termorretificação é o processo pelo qual a madeira é submetida a temperaturas entre 100°C e 250°C com a finalidade de alterar as propriedades da madeira devido a degradação de alguns de seus constituintes pelo processo da pirólise. O tratamento térmico da madeira aparece como alternativa na alteração das propriedades, colorimétricas, higroscópicas e da densidade. Inúmeros são os trabalhos encontrados na literatura sobre o tema, porém poucos tratam da usinagem deste tipo de material. Este trabalho tratou termicamente as madeiras de Pinus elliottii e Corymbia citriodora nas temperaturas de 100°C, 140°C, 160°C, 180°C e 200°C e avaliou o desempenho da usinagem deste material em torneamento com as ferramentas de corte de metal duro, metal duro polido e metal duro com revestimento de TiB2. Foram analisados os parâmetros da potência de corte efetiva, vibração, temperatura da ferramenta durante a usinagem, rugosidade, superfície por MEV e formação dos cavacos. A madeira termicamente tratada demonstrou diminuição de sua rugosidade com o aumento da temperatura de tratamento térmico, com o uso da ferramenta de metal duro com recobrimento de TiB2 e espécie de Corymbia citriodora. Menor potência de usinagem para Pinus elliotti. Maior temperatura de usinagem com o aumento da temperatura do tratamento térmico. Com o aumento da temperatura do tratamento térmico o material se tornou mais friável produzindo cavacos menores. Na análise da superfície com a microscopia de varredura verificou-se o defeito de arrancamento de fibras e uma superfície mais uniforme quando tratado a termicamente 160°C / Abstract: Wood has awakened every day more interest for its renewable character and application versatility. Several methods have been developed in order to change some of the existing properties of wood and adapt it for their use and application, especially in reforested wood that often do not have these features. The heat treatment is the process by which the timber is subjected to temperatures between 140 ° C and 220 ° C in order to change the properties of wood due to degradation of some of its constituents by the pyrolysis process. The heat wood treatment appears as an alternative to changing the properties, colorimetric, hygroscopic and density. There are countless studies on the subject, but few address the machining of this type of material. This paper did a heat treatment on the wood Pinus elliottii and Corymbia citriodora at temperatures of 100°C, 140°C, 160°C, 180°C and 200°C and evaluated the performance of machining in three different material cutting tools, carbide, polished carbide and carbide with TiB2 coating. The parameters analyzed were effective power, vibration, tool temperature during machining, roughness and the formation of chips. The heat-treated timber showed a good machining performance and the quality of their surface, showing a decrease of roughness with increasing heat treatment temperature. The heat-treated timber showed a decrease of roughness with increasing heat treatment temperature, with the use of carbide tool with TiB2 coating and kind of Corymbia citriodora. Lower power machining for Pinus elliottii. Higher machining temperature with increasing heat treatment temperature. In the surface analysis by scanning microscopy there was the defect of fiber pullout and a more uniform surface when thermally treated at 160 ° C / Doutor

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: Amauri Hassui / Resumo: Muitos materiais são utilizados para diversas aplicações em projetos de engenharia. Os aços inoxidáveis martensíticos que são ligas de ferro e cromo (11-18%) com teor de carbono acima de 0,1% são aplicados na fabricação de válvulas, bombas de equipamentos, ferramentas de cutelaria, eixos acionadores, hastes de pistão, componentes de turbinas hidráulicas e instrumentos cirúrgicos. A evolução das propriedades e desempenho dos materiais utilizados em componentes para aplicações em engenharia é contínua ao longo dos anos, consequentemente os processos e as ferramentas utilizadas para fabricação desses componentes precisam evoluir conjuntamente. A proposta desse trabalho é avaliar o desempenho das ferramentas de corte de Metal Duro revestidas pelos processos (PVDPhysical vapor deposition e CVD-Chemical vapor deposition) na usinagem a seco e MQL do aço inoxidável martensítico AISI 410 tratado termicamente e a qualidade do acabamento superficial da peça, nas condições de corte com (vc = 125-150-175 m/min, f = 0,1-0,25 mm/rev e ap = 0,5 mm). A análise dos desgastes das ferramentas de corte foi realizada com auxilio de microscópios. A medição da rugosidade foi realizada com auxílio de um rugosímetro. Resultados finais evidenciaram que a ferramenta com revestimento CVD apresentou um melhor desempenho em ambas às condições de corte porque a amostra teve um bom acabamento superficial. A ferramenta com revestimento PVD apresentou avarias durante a realização dos ensaios, as avarias ocorreram na ferramenta em ambas às condições de corte durante os testes, primeiramente, na forma de pequenas lascas, em seguida, ocorrendo à quebra da ferramenta. Os cavacos obtidos durante os ensaios de uma forma geral foram na forma de lascas / Abstract: Many materials are used for various applications in engineering projects. The Martensitic Stainless Steels are alloys containing from 11.5 to 18% of chromium and 0.09 to 0.15% of carbon, which are widely used in the manufacturing of valves, pumps, cutlery tools, drive shafts, piston rods, hydraulic turbine components and surgical instruments. The evolution of the properties and performance of materials used in components for engineering applications is continuous over the years, therefore processes and tools used to manufacture these components must develop together. The purpose of this work is to evaluate the performance and wear of coated carbide tools (PVD - Physical vapor deposition e CVD - Chemical vapor deposition) in dry machining and MQL of Martensitic Stainless Steel AISI 410 heat-treated and the quality of workpiece surface finishing in cutting conditions (vc = 125-150-175 m/min, f = 0,1-0.25 mm/rev, ap = 0.5 mm). The tool wear analysis was realized with the aid of microscopes. The measurement of roughness was obtained with the aid of roughness meter. Final results showed that the coated carbide tool (CVD) performed well in both cutting conditions because the piece had a good surface finishing, the flank wear were not significant for the tested cutting lengths and the tool no damage showed. The coated carbide tool (PVD) showed damage in both cutting conditions during the tests, firstly on shape of small splinters, then to break the tool. The chips were obtained during tests on shape of small splinters / Mestre

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-23T21:54:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Matsumoto_Hidekasu_D.pdf: 9333077 bytes, checksum: 51f227c51103bc62610f0c64d486742b (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Neste trabalho procurou-se estudar a viabilidade de se tornear aços no estado endurecido utilizando máquinas de projeto mecânico convencional (sem mancais hidrostáticos e com um certo desgaste) comandadas numericamente, com a finalidade substituir as operações de retificação. Para tanto, usinou-se dois tipos de corpos de prova, de aço ABNT 52100 temperado e revenido com dureza média de 60 HRc (Rockwell C), com ferramentas de corte de PCBN (65% de CBN) e cerâmica mista ('Al IND. 2¿ 'O IND. 3¿ + TiC) encontradas no mercado. Monitorou-se os ensaios via corrente do motor principal e emissão acústica, com a finalidade de determinar o momento da substituição da ferramenta de corte. Após a análise dos resultados, chegou-se às seguintes conclusões: a) é possível substituir as operações de retificação por torneamento com máquina de projeto mecânico convencional, uma vez que se obteve qualidade IT5 e rugosidade menor que Ra = 0,6 'mu¿m, com vidas das ferramentas suficientemente longas para determinadas aplicações; b) os métodos de análise dos sinais de emissão acústica e corrente do motor utilizados, não se mostraram adequados para indicar o momento da troca da ferramenta; c) em geral, a ferramenta cerâmica apresentou vida média maior que a ferramenta de PCBN, porém com uma dispersão também maior / Abstract: The main goal of this work is to study the feasibility of turning hardened steels using a lathe with a conventional mechanical design (without hydrostatic bearings), aiming to replace grinding operations. For this purpose, two kinds of quenched and tempered 52100 steel workpieces were machined, with average hardness of 60 HRc, using PCBN (65% of CBN) and mixed ceramic ('Al IND 2¿¿O IND. 3¿ + TiC) tools. Both the electrical current of the main motor and the acoustic emission were monitored, aiming to automatically establish the moment to replace the tool. After the result analyses, the following conclusions were drawn: a) it is possible to replace grinding operations by turning with a conventional mechanical design lathe, since the workpiece quality obtained was within IT5 and the surface roughness was below Ra = 0.6 ' 'mu¿m, with tool life long enough for this kind of applications; b) the tool life monitoring through acoustic emission and electrical current of the main motor did not show to be suitable to establish the moment to replace the tool; c) in general, mixed ceramic tool had longer average toollife than PCBN tool, but presented larger scatter / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Resumo: Este trabalho discute a utilização de Redes Neurais Artificiais na avaliação da evolução do desgaste da ferramenta de corte no processo de torneamento a partir dos níveis de vibração do sistema porta-ferramenta - ferramenta - peça. Os níveis de desgaste foram definidos em termos da rugosidade superficial da peça e desgaste de flanco da ferramenta e posteriormente, os valores de vibração medidos no porta ferramenta, foram correlacionados com esses níveis de desgaste. Foram realizados diversos ensaios utilizando o aço ABNT 1045, com ferramentas de metal duro sem cobertura e com cobertura de nitreto de titânio. Os testes foram efetuados utilizando as rotações 630, 800, 1000 e 1250 rpm, variando-se a velocidade de corte entre 100 e 200 m/min. Os sinais de vibração foram processados e analisados utilizando valores RMS (Root Mean Square) e a Transformada Wavelet, sendo que neste caso, foram extraídos os valores RMS dos coeficientes wavelet. Os dados obtidos foram utilizados nas fases de treinamento e validação das redes neurais empregadas, utilizando o algoritmo Backpropagation. Os dados foram agrupados em quatro estágios que classificam o nível de desgaste da ferramenta em estágio inicial, estágio intermediário, estágio avançado e estágio crítico de desgaste. Os testes mostraram que a utilização dos valores RMS do sinal de vibração pode levar a resultados satisfatórios, entretanto, houve algumas situações de insucesso. Alternativamente, a rede neural quando treinada com os valores RMS dos coeficientes wavelet apresentou uma melhor capacidade de identificação, com um percentual de acerto maior do que quando treinada apenas com os valores RMS dos sinais de vibração. Os resultados mostram que o monitoramento da vibração da ferramenta e a utilização de redes neurais artificiais para identificação dos diferentes... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This work discusses the use of Artificial Neural Networks (ANN) for the evaluation of tool wear in turning operations by using the vibration of the tool holder - tool - workpiece system. The wear levels were defined in terms of the surface roughness and flank wear of the cutting tool and later on, the vibration measured in the tool holder were correlated with those wear levels. Several experiments were carried out at different cutting conditions using ABNT 1045 steel as the workpiece material, the surface roughness were measured for carbide cutting tools without coating and with coating of titanium nitride. The tests were made using the rotations 630, 800, 1000 and 1250 rpm, being varied the cutting speed between 100 and 200 m/min. The vibration signals were processed and analyzed using RMS (Root Mean Square) values and the Wavelet Transform, in the later case; the RMS values were extracted from the wavelet coefficients. The obtained data were used in the training phases and validation of the neural network, using the Backpropagation algorithm. The data were settled in four groups that classify the level of the tool wear, initial, intermediary, advanced and critical. The experiments showed that the use of RMS values of the vibration signals can bring to satisfactory results, however, the neural network trained with the RMS values from the wavelet coefficients presented a better identification capacity, with a larger percentile of success, than that when just RMS values of the vibration signals were taken. The results show that the monitoring of the vibration of the tool holder-tool-workpiece system and the use of artificial neural network for identification of the different state of the tool, they can be used to settle the end of the tool life in the turning process. It was also evidenced the potentiality of Transformed Wavelet to be used... (Complete abstract click electronic address below). / Orientador: João Antonio Pereira / Coorientador: Hidekasu Matsumoto / Banca: Amauri Hassui / Banca: Gilberto Pechoto de Melo / Mestre

O presente trabalho teve como objetivo estudar a comparação entre o protocolo de Couto e o protocolo Strain Index, de Moore e Garg, para Análise Ergonômica do Trabalho, em dois postos de tornearia do setor de usinagem de uma indústria de médio porte, do setor metalúrgico. Para tanto, realizou-se uma fundamentação teórica, para apresentação dos métodos, cujos protocolos não são equivalentes (embora sejam aplicados como tal). Foi uma pesquisa aplicada, cujos resultados foram submetidos à análise quantitativa, buscando verificar os mecanismos de lesão a que estão sujeitos os operadores de tornos, neste caso específico, de uma indústria metalúrgica que possui dois postos de tornearia, sendo um para peças maiores que necessitam do uso de dispositivos de içamento e o outro posto dedicado a peças menores, capazes de serem manuseadas pelo operador. Concluiu-se que a relação entre o trabalho e a saúde requer a implantação e implementação, por parte das organizações e de políticas de prevenção, construindo uma cultura organizacional, em que seja propícia a realização da missão da organização com a garantia da qualidade de vida e realização das pessoas. / This study aimed to study the comparison between the protocol and the protocol Couto Strain Index, Moore and Garg, for ergonomic work analysis in two positions in the industry turning the machining of a medium-sized industry, metallurgical industry. To this end, we carried out a theoretical basis for presentation of methods, protocols are not equivalent (although they are applied as such). It was an applied research, whose results were submitted to quantitative analysis, in order to understand the mechanisms of injury that are subject to the operators of lathes in this particular case, a metal industry, which has two turning stations, one for larger parts that need the use of lifting devices and other station dedicated to smaller parts, capable of being handled by the operator. It was concluded that the relationship between work and health requires the establishment and implementation by organizations and prevention policies, building an organizational culture that is conducive to achieving the mission of the organization with the guarantee of quality of life and fulfillment of people.