Orientador: João Zangrandi Filho / Banca: Jose Elias Tomazini / Banca: Carlos Antonio Reis Pereira Baptista / Resumo: Projetar e construir máquinas de pistões axiais são atividades desenvolvidas por poucas empresas no mundo. No Brasil, não se conhece nenhum projeto sobre este tipo de máquina até agora, isto é, um projeto totalmente nacional, apenas são manufaturadas utilizando mão de obra brasileira. Este tipo de máquina tem grande aplicação na área industrial, móbile e aeronáutica. Desenvolver este trabalho é o grande desafio, tendo em vista conquistar tecnologia sobre este produto e, conseqüentemente, livrar-se da dependência tecnológica de outros países. Sendo assim este trabalho procura ir mais longe, pois pretende substituir diretamente os motores comerciais em funcionamento numa etapa muito próxima e subseqüente. Calcular e desenhar uma máquina não são etapas suficientes para que ela funcione e ocupe lugar no mercado. Portanto, um estudo minucioso sobre como cada peça deveria ser usinada foi elaborado, e posteriormente discutido com operadores de máquinas. Esta etapa precisa ser considerada tão importante quanto necessária. Este trabalho além de apresentar um histórico da evolução da hidrostática, também mostra com figuras o funcionamento dos motores de pistões axiais. Um roteiro de cálculos relata como as dimensões da máquina foram determinadas, com a finalidade de se obter o desenho de conjunto. / Abstract: Designing and manufacturing axial piston Swashplate machines are activities that few companies have developed around the world. So far, nothing has been known related to this kind of machine when the focus is on a true national design. In addition, Swashplate machines are fully utilized in industrial, mobile and aeronautical area. Developing this work is the challenge, looking forward to conquer technology in order to manufacture such a product and, consequently, be free from paying royalties to other countries. In this way, the present work goes beyond when one intends to directly substitute those commercial machines in a well next time, it means, just after this work has finished. Calculating and drawing are not sufficient steps to have a machine running. So, a well detailed study was set up in order to know how the parts would be machined and treating and discussing with machine operators was necessary. One should remind that this is a step as important as well necessary. This work presents the history of hydrostatic machines and an explanation relating how the Swashplate motor works. Some calculations are also presented in order to have the assembled view drawing of this machine accomplished. / Mestre

Orientador: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Gilberto de Magalhães Bento Gonçalves / Banca: Luciana Montanari / Resumo: Uma técnica utilizada para substituir o método de lubri-refrigeração convencional é a mínima quantidade de lubrificante (MQL). Este método utiliza de uma mistura de óleo e ar à elevada pressão, reduzindo a quantidade de fluído de corte necessário para a usinagem. Entretanto, em diversos estudos feitos na área de retificação com MQL, nota-se que há a necessidade de aperfeiçoamento dessa técnica com relação à limpeza da zona de corte do rebolo. Devido à dificuldade do baixo fluxo de fluído, em remover os resíduos superficiais acumulados, cavados aderem à superfície da ferramenta abrasiva, preenchendo os poros do rebolo e prejudicando o processo. Sendo assim este trabalho busca promover uma técnica de limpeza para o rebolo do tipo CBN, na retificação cilíndrica de aço ABNT4340 temperado e revenido, com a utilização de MQL. Através de um dispositivo, foi colocado em contato na superfície periférica do rebolo, bastões retangulares compostos dos materiais: Teflon, Óxido de alumínio e Carbeto de silício. As variáveis de saída do processo analisadas foram o comportamento da força tangencial de corte, rugosidade, emissão acústica, relação G (volume de material removido/volume do rebolo desgastado), fotos em microscópio eletrônico de varredura, microdureza e circularidade. O método MQL com o dispositivo, foi comparado com as seguintes condições de lubri-refrigeração: Convencional; MQL sem limpeza com local de ar. Com base nos resultados obtidos, o método de limpeza utilizando o dispositivo juntamente com o bastão de carbeto de silicone, comprovou em algumas condições a obtenção de melhores resultados e ausência de danos térmicos, se comparado aos outros métodos / Abstract: A technique used to replace the method of conventional lubrification and cooling is the minimum quantity lubricant (MQL). This method uses a mixture of oil and air to the high pressure, reducing the amount of fluid required for machining. However, in various studies in the field of grinding with MQL, it is noted that there is a need for improvement of this techique with respect to cleaning the cutting zone of the wheel. Due to the difficulty of low fluid flow, to remove the accumulated surface residue, chips adhere to the surface of the abrasive tool, filling the pores of the wheel and impairing the process. Thus, this work seeks to promote a clening technique for the type CBN wheel, the grinding cylindrical AISI 4340 steel hardened and tempered, with the use of MQL. Through a device was placed in contact on the peripheral surface of the grinding wheel, rectangular rods compounds materials: Teflon, aluminum oxide and silicon carbide. The output variables of the process were analyzed the behavior of the tangential cutting force, surface roughness, acoustic emission, G ratio (volume of material removed/volume of wheel worn), in photos scanning electron microscope, hardness and roundness. The method MQL with the device was compared with the followin conditions of lubrication and cooling: Conventional; MQL without cleaning; MQL and cleaning air nozzle. Based on the results obtained, the cleaning method using the device with the bat silicon carbide, proved in some conditions to obtain better results and no thermal damage, compared to other methods / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-06-22Bitstream added on 2014-06-13T19:35:04Z : No. of bitstreams: 1 moreira_srs_me_ilha.pdf: 3163695 bytes, checksum: 5cd6c43581515e81bdadb45006254379 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A microusinagem produz microcomponentes especialmente para as áreas microeletrônica, médica e aeroespacial, e encontra-se em contínua evolução com o surgimento de materiais com propriedades melhoradas, ferramentas de dimensões reduzidas e máquinas mais rígidas e precisas, porém o estudo da integridade superficial das peças, visando aprimorar o desempenho dos componentes miniaturizados, ainda é um campo de pesquisa incipiente. Este trabalho objetivou correlacionar os principais indicadores de integridade superficial à energia específica de corte no micro e macrofresamento de canais usinados no aço ABNT 1045. Foi determinada a influência do avanço por dente (f z) e da profundidade de usinagem (ap) na energia específica de corte, microdureza, microestrutura, temperatura de corte, formação de rebarbas e rugosidade da peça. Os ensaios foram conduzidos sem aplicação de fluido lubrirrefrigerante em um centro de usinagem CNC Hermle C800U, adotando simultaneamente corte concordante e discordante. Utilizou-se fresas de carbeto de tungstênio revestidas de TiNAl, 0,8 e 2,0 mm com duas arestas, aplicadas em micro e macrofresamento, respectivamente. Análise de Variância (ANOVA) foi empregada para a determinação de significâncias dos fatores de controle nas variáveis de resposta. Os resultados revelaram que a integridade superficial decorrente do microfresamento, mesmo com parâmetros de corte brandos, é mais afetada se comparada à do macrofresamento, pois, em média, a energia específica de corte foi superior 75%, a microdureza superficial 75%, a camada encruada 5x, a deformação microestrutural 60%, a temperatura de corte 3x e o tamanho da rebarda alcançou a largura do microcanal para avanços por dente inferiores a 1/3 do raio de aresta da ferramenta. Apenas a rugosidade diminuiu em média 16%, porém qualitativamente apresentou... / Micromachining produces microcomponents mainly for areas such as microelectronics, medical and aerospace, and it is continually evolving due to the release of new materials with improved properties, tools with reduced dimensions and machines more rigid and accurate, wherefore studies relating surface integrity of workpieces aiming at improving the performance of miniaturized components are still an incipient field of research. This research correlated the main surface integrity indicators to the specific cutting energy in the micro and macromilling of channels machined in ABNT 1045 steel. The effects of feed per tooth (f z) and depth of cut (ap) upon the specific cutting energy, microhardness, microstructure, cutting temperature, burr formation and workpiece roughness were determined. The experiments were carried out without coolant in a CNC machining center Hermle C800U by adopting simultaneously up and downmilling. 0.8 and 2.0 mm diameter endmills with two flutes, coated with TiNAl were used in tests for micro and macromilling, respectively. Analysis of Variance (ANOVA) allowed determining statistical significances of control factors on the response variables. The results revealed that surface integrity from micromilling, even with gentle cutting parameters, is more affected when comparing to that from macromilling, since specific cutting energy was superior on average 75%, surface microhardness 75%, work hardened layer 5 times, microstructure deformation 60%, cutting temperature 3 times and burr size reached the microchannel width for feeds per tooth lower than a third of tool edge radius. Only roughness reduced around 16%, but qualitatively caused microcracks, cavities and delamination. It is concluded that the choose appropriate of machining parameters concerning tool edge radius in micromachining is... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-04-18Bitstream added on 2014-06-13T19:55:31Z : No. of bitstreams: 1 oliveira_fb_me_ilha_prot.pdf: 4446565 bytes, checksum: 34ba40059b027acce317d34da9fa772c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A miniaturização de componentes demanda a produção de peças com dimensões na escala micrométrica. A microusinagem mecânica, realizada através do corte, é uma boa alternativa quando se deseja criar estes componentes, mas com a diminuição da escala de usinagem, o corte pode ocorrer com um ângulo de saída altamente negativo e uma pequena variação na espessura de cavaco não deformado pode influenciar o processo de corte e a formação do cavaco, gerando o efeito de escala. Este trabalho determinou o efeito do avanço por dente (fz) e da profundidade de usinagem (ap) na microdureza e energia específica de corte, a fim de avaliar o efeito de escala sob o aspecto do material da peça e da geometria da ferramenta (raio de aresta re) no microfresamento de topo do aço ABNT 1045. Análises de rugosidade e formação de cavaco auxiliaram os resultados principais. Os ensaios foram conduzidos em um centro de usinagem CNC Hermle C800U, adotando simultaneamente corte concordante/discordante e sem aplicação de fluido lubrirrefrigerante. Utilizou-se fresas de carbeto de tungstênio revestidas de TiAlN, ∅ 0,8 e 2,0 mm duas arestas, aplicadas em micro e macrofresamento, respectivamente. Análise de Variância (ANOVA) foi empregada na análise estatística para a determinação de significâncias dos fatores de controle nas variáveis de resposta. Sob o enfoque do material da peça, os resultados apontaram que o fresamento em microescala gerou maior efeito de escala, pois alcançou maior dureza superficial e camada encruada quando comparada ao macrofresamento. Entretanto, não houve diferenças significativas entre as condições de usinagem ou parâmetros de corte para ambas as escalas. A energia específica de corte mostrou-se fortemente dependente dos parâmetros de corte e das condições de usinagem, sobretudo na usinagem... / The miniaturization of components requires the production of parts with dimensions in the micrometer scale. The mechanical micromachining, performed by cutting, is a good alternative when it is desired to create these components, but with the reduction of the scale of machining, cutting may occur with a highly negative rake angle and a small variation in undeformed chip thickness can influence the cutting process and the chip formation, creating the size effect. This research quantified the influence of feed per tooth (fz) and depth of cut (ap) on microhardness and specific cutting energy aiming at evaluating the size effect under aspect of the workpiece material and tool geometry (edge radius re) on micromilling of ABNT 1045 steel. Analyses of workpiece roughness and chip formation aided to understand the main results. The experiments were carried out in a CNC machining center Hermle C800U by adopting simultaneously up/downmilling and no coolant application. 0.8 and 2.0 mm diameter endmills (two flutes) coated with TiAlN were used in tests for micro and macromilling, respectively. Analysis of Variance (ANOVA) allowed determining statistical significances of control factors on response variables. Under the standpoint of workpiece material, the results indicated that the microscale milling caused more size effect than macromilling because reached higher surface microhardness and hardened layer beneath machined workpiece. However neither milling conditions nor cutting parameters presented significant differences for both the machining scales. The specific cutting energy depended on strongly cutting parameters and milling conditions mainly in microscale machining. The feed per tooth and depth of cut presented correlation inversely proportional to the specific cutting energy with statistical prevalence of the first over the second. The values... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-17T22:05:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T19:34:36Z : No. of bitstreams: 1 183731.pdf: 30554713 bytes, checksum: 98104c0e54389e973d565346492f035d (MD5) / Em função da crescente complexidade geométrica das cavidades em moldes de injeção é cada vez maior o emprego de sistemas CAD/CAM na programação de operações de fresamento em formas livres (free-forms). A obtenção de programas NC capazes de assegurar uma usinagem adequada da cavidade depende, basicamente, dos recursos oferecidos pelo sistema e da experiência do programador. Desta forma, a obtenção da qualidade superficial da cavidade a ser usinada dependerá da capacidade do programador atribuir as condições tecnologicamente mais indicadas para fresar cada forma geométrica, atividade esta muitas vezes realizada de forma empírica.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T02:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T18:03:24Z : No. of bitstreams: 1 170995.pdf: 49581349 bytes, checksum: b68bcc95b27e7633bad3a6ff58f0dbcb (MD5) / Os ensaios geométricos de máquinas-ferramenta são fundamentais para a garantia da qualidade dimensional das peças usinadas, na medida em que permitem tomar várias ações preventivas e corretivas para otimizar a exatidão de trabalho das máquinas, inclusive com a correção de erros pelo CNC da máquina, que pode melhorar a sua exatidão de trabalho além de suas limitações mecânicas. No entanto, poucos usuários de máquinas-ferramenta CNC fazem uso desse recurso presente em seus equipamentos, e uma das principais razões para isso é que os ensaios necessários para determinar os erros da máquina apresentam dificuldades operacionais e econômicas que desmotivam a prática de ensaios geométricos periódicos. Neste trabalho, foi pesquisada uma técnica alternativa para o ensaio geométrico de centros de usinagem de pequeno e médio portes, que superasse as dificuldades existentes com as técnicas clássicas de ensaio, com qualidades para motivar os usuários de máquinas-ferramenta a ensaios geométricos mais freqüentes em seus equipamentos. Combinando a tecnologia de medição por coordenadas com a utilização de padrões corporificados, um sistema de ensaio foi idealizado e implementado. Um apalpador de medição foi instalado em uma fresadora CNC, e padrões corporificados foram medidos na própria máquina. Ao se compararem as dimensões medidas com as dimensões calibradas, consegue-se determinar as principais componentes de erro da máquina-ferramenta. Análises, simulações e uma forte experimentação foram conduzidas durante a pesquisa, de forma a se avaliar os desempenhos metrológico, operacional e econômico da técnica, comparativamente a técnicas de ensaio classicamente utilizadas para essa finalidade, e os resultados indicam que a estratégia de ensaio pesquisada se mostra promissora. Com 1/6 do custo e em 1/7 do tempo necessário para realizar os mesmos ensaios com técnicas clássicas, são obtidos resultados com uma confiabilidade metrológica da mesma ordem, e até melhor, ao se considerar certas características do procedimento de ensaio.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:40:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:08:23Z : No. of bitstreams: 1 180189.pdf: 3820069 bytes, checksum: 503de041f8a906912dc02f7adb5ee3cb (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-16T08:36:14Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T19:40:24Z : No. of bitstreams: 1 148055.pdf: 3299897 bytes, checksum: 5d39142e12fa658dd444577d6010adb7 (MD5)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-17T04:46:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T00:18:51Z : No. of bitstreams: 1 171047.pdf: 8505083 bytes, checksum: 271466b85e9e844aa926708090201540 (MD5) / A necessidade contínua de reduzir os custos de produção tem sido um dos fatores mais importantes para a sobrevivência de uma empresa em um mercado cada vez mais competitivo. A utilização do PCBN como ferramenta de corte permite otimizar o processo de fabricação que envolve peças temperadas, substituindo a retificação pelo torneamento de acabamento. Para constatar a possibilidade desta substituição ambos os processos foram comparados com relação aos seus resultados de trabalho, tais como: rugosidade e integridade da superfície. Durante a verificação experimental, com o intuito de compreender melhor o processo de torneamento de acabamento, foram estudados os efeitos dos parâmetros de entrada sobre as características do processo e os resultados de trabalho. Os parâmetros de entrada foram: dureza da peça, velocidade de corte, profundidade de corte e avanço. As características do processo investigadas foram: desgaste de flanco, força de corte, força de avanço e força passiva. Os experimentos foram executados como fatorial saturado e sobre eles aplicados métodos estatísticos para definir a intensidade do efeito de cada parâmetro de entrada. Através da relação S/R foram definidas as condições de corte que apresentaram a menor influência do ruído.

[pt] A presente pesquisa apresenta uma inédita abordagem multi-critério aplicada a seleção de parâmetros para a usina mecânica. O modelo proposto aborda a seleção de ferramentas de corte e a otimização das condições de usinagem em múltiplos estágios (mais especificamente a seleção do avanço, da velocidade de corte e da composição de estágios de usinagem). Apresenta-se, também, um sistema computacional (SIAD_T) desenvolvido em pararelo à presente pesquisa, com o objetivo de simular a metodologia aqui proposta. Este sistema, aplicável à seleção de condições de usinagem em operações de carreamento em tornos mecânicos, é dotado das seguintes ferramentas: (i) ferramenta gráfica para entrada das características geométricas da peça a ser usinada; (ii) ferramenta gráfica para definição dos volumes unitários (estágios de usinagem); (iii) código numérico para implementação do modelo multi-critério no processo de seleção de variáveis para a usinagem dos volumes unitários; e, (v) código numérico para implementação do modelo multi-critério no processo de seleção das famílias de volumes unitários (conjuntos de volumes unitários). Além destes pontos, o presente texto apresenta uma inédita análise de sensibilidade, na qual se avalia e questiona o grau de relevância da aplicação de uma abordagem multi-critério ao processo de tomada de decisões no contexto da usinagem. / [en] This work describes a original multicriteria approach to the machining parametes selection problem. The proposed model comprises the cutting tools selection problem and optimal parameters selection for multiple estages machining. In addition, a computacional system (SIAD_T) is developed to simulate the proposed methology implementation. This system, applicable to turning operations, has the following characteristica: (i) a graphical tool to input the geotric features of the workpiece,(ii) a graphical tool to input the unitary volumes, (iii) a numerical code to simulate the application o the multicriteria approach to the cutting tools selection process,(iv) a numerical code to simulate the application of the multicriteria approach on the machining parameters selection process, and (v) a numerical code to simulate the application of the multicriteria approach to the selection of machinable volumes (or selection of a set of unitary volumes). Finally, this work presents an analysis of the revelance of applying a multicriteria approach to decision making process concerning the machining context.