Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T03:28:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArroyoOsorio_JoseManuel_D.pdf: 25100736 bytes, checksum: 163b1aa900bc2b44578e310b2fccbe2b (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A usinagem é um dos processos de fabricação fundamentais da indústria contemporânea sendo o metal duro recoberto o material mais utilizado na fabricação das ferramentas de corte. A manufatura deste tipo de ferramentas inclui o processamento da superfície do substrato, previamente à deposição do recobrimento, com o objetivo de obter uma elevada resistência de aderência na interface substrato-recobrimento. O método mais difundido com este propósito e o jateamento do substrato com micropartículas de alumina que, embora amplamente utilizado e efetivo, gera poluição, risco à saúde do operador, consome muitos recursos de tempo e mão de obra e apresenta dificuldade no controle da rugosidade. Por outro lado a texturização a laser é uma tecnologia de engenharia de superfície baseada num laser pulsado que modifica a superfície do material através de fusão, evaporação, sublimação e subsequente solidificação. Nesta tese foi explorada a efetividade da texturização a laser como método alternativo ao jateamento na preparação pré-recobrimento da superfície do substrato. Este processo não apresenta poluição, permite o processamento seletivo de áreas especificas da ferramenta e, sendo automatizável, potencialmente utiliza menos recursos de tempo e mão de obra. As ferramentas selecionadas para experimentar foram duas classes de metal duro com recobrimento composto de TiCN+Al2O3+TiN depositado pelo processo MT-CVD, e, na preparação pré-recobrimento da superfície dos substratos experimentais foi utilizado um laser CuHBr pulsado. De acordo com a dinâmica do processo laser utilizado, é possível controlar a rugosidade do substrato e produzir uma grande diversidade de topografias e estruturas de superfície através da variação da intensidade e/ou da quantidade de pulsos do laser. Também foi verificado que o processamento com laser produz sempre transformações do WC, presente no substrato do metal duro, em novas fases não estequiométricas com menor teor de C. Por tentativa e erro, foram determinados dois conjuntos de parâmetros laser que produziram a melhor resistência de aderência avaliada através de ensaios de indentação: 02 pulsos, 410 MW·cm-2 e 64 pulsos, 239 MW. cm-2. Em ensaios de corte, tipo fresamento de topo a seco de aço molde P20 com ferramentas toroidais, foi comparado o desempenho de arestas microjateadas (comerciais) contra arestas texturizadas a laser (experimentais) encontrando uma vida média igual para ambos os tipos de arestas. Na análise detalhada dos mecanismos de desgaste foram encontradas em todas as arestas evidências de difusão, attrition, abrasão, deformação, delaminação, trincas e um mecanismo secundário, chamado desgaste por microfusão do material da aresta. Não houve diferenças notáveis entre as arestas comerciais e as experimentais que fossem atribuíveis ao processo de preparação da superfície do substrato para a deposição do recobrimento / Abstract: Machining is one of the fundamental manufacturing processes of contemporary industry and coated cemented carbide is the most used cutting tool material. Manufacturing of this kind of tools includes the substrate surface processing previously to coating deposition in order to achieve high adhesion resistance in the substrate-coating interface. The most spread out method with this intention is the substrate blasting with alumina micro-particles, which, although so widely used and effective, generates pollution, operator health risks, consumes considerable time and labor resources and presents roughness control difficulty. In the other hand, laser texturing is a surface engineering technology based on a pulsed laser which modifies the material surface through melting, evaporation, sublimation and subsequent solidification. This thesis aims to explore the laser texturing effectiveness as an alternative method for substrate surface pre-coating preparation. This process does not generate pollution, allows selective tool areas for processing and, being automated, it potentially requires less time and labor resources. The tools selected for the experiments were two kinds of coated cemented carbide with a composed TiCN+Al2O3+TiN MT-CVD coating and for the experimental substrate surface pre-coating preparation, a pulsed CuHBr laser was used. With the laser process dynamics used, it is possible to control the substrate roughness and to produce a great diversity of surface topographies and structures by adjusting the intensity and/or the amount of laser pulses. Also, it was verified that the laser processing always produces WC (present in the substrate) transformations in new non- stoichiometric phases with less C content. By trial and error method, two laser parameters sets were determined which produced the best adhesion resistance as evaluated through indentation tests: 02 pulses, 410 MW·cm-2 and 64 pulses, 239 MW·cm-2. In dry face milling cutting tests of mould P20 steel with toroidal tools, it was compared the performance of micro-blasted tools (commercial) against laser textured (experimental) ones finding an equal average life for both tool types. Detailed wear mechanisms analysis showed evidences in all the cutting edges of diffusion, attrition, abrasion, deformation, delamination, cracks and a secondary mechanism, called micro-melting wear of the material of the edge. There were no remarkable wear differences between the commercial edges and the experimental ones which could be attributable to the substrate surface pre-coating preparation process / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-07T18:44:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Krabbe_DanielFernandoMoreira_M.pdf: 4840835 bytes, checksum: 3db5447d6c84ae0db244c137740e2a84 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: No processo de desbaste, a máxima taxa de material removido por unidade de tempo (cm3 x min), dentro do intervalo de máxima eficiência, é o foco principal para as mais diversas empresas de usinagem. Afirmando este conceito, procurou-se neste trabalho obter para dois diferentes diâmetros de fresas inteiriças de metal duro, a máxima vida de ferramenta por volume removido de material, na usinagem da liga de aço inoxidável endurecível por precipitação 15-5 PH. As variáveis deste estudo foram os diâmetros da ferramenta (16 e 20 mm), a profundidade de corte ¿ap¿ (5 a 16 mm), a profundidade radial de corte ¿ae¿ (33%D e 77%D) a velocidade de corte ¿vc¿ (80 e 100 m/min). Mantiveram-se constantes o número de dentes da fresa, a classe do metal duro e revestimento, a espessura média de cavaco, o fluido de corte e a taxa de remoção de material para cada profundidade radial de corte. Os parâmetros de avaliação foram o desgaste de flanco ¿vb¿ da aresta principal de corte, a potência consumida e o comprimento de corte fresado por vida da ferramenta. Os resultados demonstram que a fresa de menor diâmetro (16 mm) apresentou sempre uma maior vida de ferramenta para a mesma taxa de remoção de material quando comparada à fresa de maior diâmetro (20 mm). Demonstram também que para a menor condição de profundidade radial de corte estudada a uma profundidade axial de corte elevada (baixo ¿ae¿ alto ¿ap¿), a vida da ferramenta é superior quando comparada à mesma condição de taxa de remoção de material, porém com profundidade radial alta (alto ¿ae¿ e baixo ¿ap¿) / Abstract: In the roughing machining process, the maximum removal rate (cm3 x min-1) inside of the maximum efficiency interval, is the main target of the most different machining shops. Based in this concept, the target of these experiments was to find for two different end mill diameters in the milling process, the maximum removal rate per tool life in the 15-5 precipitation hardening stainless steel alloy. The input variables of these experiments were the end mill diameter (16 and 20 mm), the depth of the cut ¿ap¿ (from 5 to16 mm), the radial depth of cut ¿ae¿ (33%D and 77%D) the cutting speed ¿vc¿ (80 and 100 m/min). The end mill number of teeth, the solid carbide and surface coating characteristics, the average chip thickness, the cutting fluid and the removal rate for each radial depth of cut were kept constants. The evaluation parameters were the wear on the main cutting edge, the spindle power and the work piece machined length. The analysis of results showed that for a smaller end mill diameter (16 mm) always a longer tool life was reached for the same removal volume rate when compared with the end mill with larger diameter (20 mm). It also shows that for a smaller radial depth of cut and big depth of cut (small ¿ae¿ large ¿ap¿), the tool life is higher than when compared with the same removal rate condition, however with larger radial depth of cut and smaller depth of cut (big ¿ae¿ small ¿ap¿) / Mestrado / Engenharia de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

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

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-18T04:37:24Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O mercado consumidor mudou muito nas últimas décadas. Atualmente, as empresas têm que lidar com um consumidor extremamente exigente. Para se manter no mercado, elas precisam desenvolver, em um curto período de tempo, produtos altamente personalizados e especializados, com custos reduzidos. Neste sentido, o monitoramento do processo de fabricação é de fundamental importância para otimizar a produção, em termos de custo e tempo, e melhorar a qualidade do produto final. Através deste monitoramento, pode-se evitar que um produto defeituoso seja fabricado e chegue ao consumidor. Esta dissertação aborda o desenvolvimento de um sistema de visão para a medição do desgaste de flanco de ferramentas de corte. Este documento inicia descrevendo o problema do desgaste de flanco e as tecnologias existentes para o monitoramento do processo de fabricação. Em seguida, apresentam-se todas as fases do desenvolvimento deste sistema de visão, desde o projeto óptico até a implementação do software. Por fim, é apresentado, detalhadamente, o sistema de medição desenvolvido, concluindo com uma avaliação do projeto e um conjunto de sugestões para futuros trabalhos.

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

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T18:35:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_DanielCirillo_M.pdf: 1133787 bytes, checksum: 7116947050a42005d85657f4c29da1a2 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar a influência do teor de níquel de ligas FeCrNi na vida da ferramenta de metal duro em processo de torneamento em acabamento. Para este estudo foram preparadas ligas com composição básica 18%Cr-0,01%C-0,2%Si-0,4%Mn e com teores de níquel variados (0, 10, 20, 30, 40, 50 e 60%). A medida que o teor de níquel subia, o teor de ferro diminuía na mesma proporção. Os ensaios foram realizados com pastilhas de metal duro classe M15 revestidas com TiC/Al2O3/TiN. Todos os materiais foram usinados nas mesmas condições (vc = 230 m/min, ap = 0,6 mm e f = 0,1 mm/volta), garantindo assim, como única fonte de variação, o teor de níquel. Os resultados mostram que a vida da ferramenta diminui com o aumento do teor de níquel e que o principal mecanismo de desgaste da ferramenta é a adesão e arrancamento de partículas da ferramenta. Uma exceção se deu com o material com 30% de níquel, que apesar de apresentar o mesmo mecanismo de desgaste, mostrouse mais fácil de usinar, gerando maior tempo de vida da ferramenta / Abstract: The aim of this work was to study the influence of nickel content in FeCrNi alloys on the coated cemented carbide tool life during the finish turning process. For this purpose 18%Cr-0,01%C-0,2%Si-0,4%Mn base composition and variable nickel content (0, 10, 20, 30, 40, 50 and 60 weight %) alloys were prepared. As the nickel content increased, the iron content decreased in the same proportion. Tests were carried out with coated cemented carbide inserts, M15 class with TiC/Al2O3/TiN coating. All alloys were machined on the same cutting conditions (vc = 230 m/min, ap = 0,6 mm and f = 0,1 mm/rev), in order to set nickel content as the only input variable. Results indicate that tool life decreases with the growth of nickel content, and the mainly tool wear mechanism is attrition. An exception was the material with 30% of nickel, that presented the same tool wear mechanism but showed out higher machinability, allowing longer tool life / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico / Made available in DSpace on 2012-10-18T08:14:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:31:27Z : No. of bitstreams: 1 179264.pdf: 19423739 bytes, checksum: 83d37d4711c7b50faee1217eafc2d6f3 (MD5) / Este trabalho identifica as características relevantes de usinabilidade aplicadas ao processo de fresamento de superfícies de forma livre em materiais utilizados nas cavidades de ferramentas de moldagem de plásticos. O espectro dos materiais escolhidos para este estudo é determinado em função da aplicação específica no setor de moldes. Para moldes de média e alta produção, realiza-se o estudo em um aço inoxidável martensítico (ABNT 420), tipicamente utilizado, e verifica-se a possibilidade de usinagem no estado temperado, desde a etapa de desbaste até o acabamento. Para moldes de pequena produção realiza-se o estudo em uma liga de alumínio (AMP8000), de alta resistência mecânica, com crescente aplicação no chão-de-fábrica. Aborda-se também a usinagem da liga de cobre de alta resistência (Cu-Be), utilizada, principalmente, em regiões com necessidade de elevadas condutividades térmicas.Primeiramente, analisam-se as características de contato ferramenta/peça do processo e as influências dos parâmetros de corte com foco sobre a vida da ferramenta, forma de cavaco e potência de corte (Pc) para a etapa de desbaste em 2 ½ eixos e sobre a otimização do acabamento superficial e a diminuição do desvio de forma para a etapa de acabamento em 3 eixos. A partir de então, estuda-se separadamente a usinabilidade dos três materiais, com enfoques distintos, conforme a necessidade de aplicação. Associa-se a pesquisa no aço temperado à compreensão do processo e à identificação de materiais e de geometrias de ferramentas para desbaste e acabamento. Já nos estudos da usinabilidade das ligas de cobre (Cu-Be) e de alumínio (AMP8000) objetiva-se o aumento do rendimento da usinagem, com a possibilidade de aplicação de parâmetros de corte elevados. A respeito do fresamento do aço inoxidável martensítico, conclui-se a necessidade do uso de metal duro da classe K03 com micro-grãos, inclusive em comparação com as ferramentas de CBN. Quanto mais fino o tamanho de grão, maior a tenacidade e resistência ao desgaste do gume. Para o desbaste, recomenda-se o uso de ferramentas de topo reto, multi-cortantes (6 dentes), com ângulo de hélice (?) elevado, de modo que ocorra a sobreposição dos gumes, diminuindo o gradiente de esforços ao longo do corte e com canais rasos, aumentando a estabilidade da ferramenta de corte. O fresamento de cavidades de moldes de aço ABNT 420 realiza-se, necessariamente, em sentido concordante, sem fluido de corte e a programação das estratégias de usinagem deve considerar inicialmente, a redução dos raios de contornos e equiparação dos volumes resultantes das sobremedidas de usinagem. Uma vez realizadas, é possível a utilização de altas velocidades de corte. A respeito do fresamento da liga de cobre (Cu-Be), conclui-se que o espectro de ferramentas utilizadas pode ser o mesmo das empregadas para o aço ABNT 420 e os parâmetros de corte, os mesmos aplicados para aços nessa faixa de dureza (40 HRC). Deve-se realizar o acabamento com fluido de corte para evitar os incovenientes do retorno de cavaco para a superfície usinada.

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / During machining, high temperatures are generated in the region of the tool cutting edge, and these temperatures have a controlling influence on the wear rate of the cutting tool and on the friction between the chip and the tool. However, direct measurement of temperature using contact type sensors at the tool-work interface is difficult to implement due to the rotating movement of the workpiece and the presence of the chip. Therefore, the use of inverse heat conduction techniques represents a good alternative since these techniques takes into account temperatures measured from accessible positions. This work proposes a new experimental methodology to determine the thermal fields and the heat generated in the chiptool interface during machining process using inverse problems techniques. This work develops a numerical 3-D transient thermal model that takes into account both the tool and toolholder assembly. The thermal model represents the direct problem and is solved using finite volume techniques on a non uniform mesh. The related inverse problem is solved by using the golden section technique. The experimental data and inverse technique are processed using a computational algorithm developed specifically for inverse heat flux estimation in manufacturing processes called INV3D. An error analysis of the results and the experimental procedures to determine the cut area and the tool holder temperature are also presented. Besides the machining problem, INV3D is also able to solve different thermal problems. As an example of its generality, this work also presents an application of this software in the thermal fields study during a welding process. / Durante a usinagem de metais, altas temperaturas são geradas na interface de cavacoferramenta. Essas temperaturas, por sua vez, têm forte influência no controle da taxa de remoção de material e no atrito entre o cavaco e a ferramenta de corte. Observa-se, entretanto que a medição direta de temperaturas nessa região é de difícil execução devido ao movimento da peça e a presença do cavaco. Assim, o uso de técnicas inversas em condução de calor se apresenta como uma boa alternativa para a obtenção dessas temperaturas uma vez que essas técnicas permitem o uso de dados experimentais obtidos em regiões acessíveis. Este trabalho propõe uma nova metodologia experimental para a determinação dos campos térmicos e do fluxo térmico gerado em ferramentas de corte durante um processo de torneamento. Uma das inovações apresentadas é o desenvolvimento de um modelo térmico tridimensional transiente que considera além da ferramenta de corte, o conjunto ferramenta, calço e porta-ferramenta. O problema direto é então resolvido numericamente usando-se diferenças finitas a partir de uma malha de discretização não uniforme. O problema inverso, por sua vez, é resolvido por meio da técnica de otimização da seção áurea. Para a solução dos problemas envolvidos, desenvolveu-se um código computacional específico, denominado INV3D. O programa INV3D contém ainda uma série de funções que auxiliam na aquisição dos dados experimentais, na geração da malha tridimensional e na análise em ambiente gráfico. O trabalho apresenta também os procedimentos experimentais usados na medição das temperaturas na ferramenta, calço e porta-ferramenta e na identificação da área de interface de corte. Os resultados obtidos são validados por meio de experimentos controlados em laboratório e de análises qualitativas. Além do problema de usinagem investigado, como exemplo da generalidade do Inv3D na solução de problemas térmicos, apresenta-se também uma aplicação deste software no estudo de campos térmicos decorrentes de um processo de soldagem TIG em alumínio. / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-23T09:41:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_MarcioAlexandreGoncalves_M.pdf: 7046476 bytes, checksum: c4116e182c526a80c0f1d8c7b1fe8d4a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Sabe-se que atualmente a competitividade das empresas é fator de sobrevivência. Assim, a busca por redução de custo é um constante desafio. Um aspecto dentro dos processos de fabricação que atua diretamente nesse tocante é o desenvolvimento de melhores ferramentas de corte. Este trabalho trata da reafiação de ferramentas de corte denominadas bedame, que possuem custo mais elevado que as demais ferramentas. O material usinado foi o ferro fundido nodular, que possui propriedades mecânicas características e consumir menor energia em sua fusão. Nos processos de usinagem são utilizadas as mesmas ferramentas para os ferros fundidos nodulares e cinzentos, porém o primeiro é um material dúctil, diferente do segundo que é frágil. Isso implica em um comportamento diferente na usinagem, mostrando que cabe neste caso uma melhor adequação das ferramentas de corte. Após a utilização de bedames novos, estes foram reafiados em quatro modelos diferentes. Posteriormente foram testados quatro tipos de revestimento PVD. Na sequência avaliou-se também a influência da velocidade de corte, avanço e concentração do fluido de corte. O critério adotado para a determinação do fim da vida dos bedames foi à qualidade da face usinada. Os ensaios foram feitos em sequência, sendo que o passo seguinte utilizava apenas os melhores resultados do passo anterior. Os resultados indicaram que bedames com ângulo de saída positivo, revestidos com AlTiN, usinando com menores velocidades de corte e avanço e com maior concentração de óleo no fluido de corte, apresentaram vida mais longa. Por outro lado, o mesmo bedame, só que revestido com TiCN e operando nas mesmas condições, apresentou a melhor relação custo benefício dentre os bedames reafiados. Concluiu-se assim que é viável economicamente a reafiação dos bedames / Abstract: It is known nowadays that the companies' competitiveness is a survival factor. So, the search for cost reduction is a constant challenge. One aspect of the manufacturing processes that act directly in this aspect is the development of better cutting tools. This work is about cutting tools to part materials named parting tools that has higher costs than the other cutting tools. The machined material was the nodular cast iron that has specific mechanical characteristics and demands less energy in its melting. In the machining processes it is usually used the same cutting tools to machine nodular and grey cast iron, but the first is ductile different from the second that is fragile. This implies in a different machining behavior, showing that is possible in this case a better adequation of the cutting tools. After using the new parting tools, they were resharpened in four different models. After that were tried four different PVD coatings. In the sequence it was also evaluated the influence of the cutting speed, the feed and cutting fluid concentration. The criteria adopted to determine the end of the parting tool life was the quality of the machined surface. The tests were carried out in sequence in such a way that the next step used just the best results of the former step. The results indicated that parting tool with positive rake angle, coated with AlTiN, operating in lower cutting speeds and feeds and with higher cutting fluid concentration, presented longer tool life. On the other hand, the same parting tool, but coated with TiCN and operating at the same cutting conditions, presented a better cost benefit relation among the resharpened cutting tools. It can be concluded that is economically feasible the parting tools resharpening / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Este trabalho tem como objetivo analisar as vibrações no processo de torneamento interno utilizando um porta ferramentas com a relação comprimento/diâmetro alta. Ferramentas com alto comprimento em balanço são susceptíveis a ocorrência de vibrações regenerativas durante a usinagem, alterando a estabilidade dinâmica do processo e gerando um acabamento superficial indesejado. Testes realizados para a obtenção de dados foram feitos utilizando equipamentos de medição como microfone e plataforma para medição das forças. A proposta foi de analisar a influência de parâmetros de usinagem como rotação e profundidade de corte na estabilidade dinâmica do processo de torneamento interno da liga de alumínio 6351-T6. Para isso utilizou-se os dados gerados na elaboração de uma carta de estabilidade do processo. Simultaneamente efetuou-se as simulações no software Matlab utilizando um modelo pré-estabelecido e comparando com os resultados experimentais obtidos. Para a análise dos dados coletados pelo microfone utilizou-se uma placa de aquisição de sinais, um microcomputador e um software para análise, o ITA-Toolbox. Baixas velocidades de corte propiciam maiores profundidades de corte limite devido ao efeito de amortecimento. Os resultados mostraram que este fenômeno começa a ser significativo quando a relação entre a frequência de vibração e a frequência de rotação é de aproximadamente 30 e aumenta consideravelmente para uma relação de 60. Os resultados também mostraram que para profundidades de corte abaixo do raio de ponta da ferramenta tem-se cortes instáveis porém de acordo com os modelos existentes na literatura, para um valor suficientemente abaixo da profundidade de corte o processo é sempre estável. / This work aims to analyze the vibrations in the boring process using a tool holder with high overhang. Tools with high overhang are susceptible to the occurrence of regenerative vibrations during machining, altering the dynamic stability of the process and generating an undesired surface finish. Tests performed to obtain data were made using measuring equipment such as microphone and platform for measuring forces. The proposal was to analyze the influence of machining parameters such as cutting speed and depth of cut in the dynamic stability of the aluminium alloy 6351-T6 boring process. For this purpose, the data generated in the process stability chart was used. Simulations were performed in the Matlab software using a previous model and compared with the experimental results. For the analysis of the data collected were used a microphone, a signal acquisition board, a microcomputer and a software for analysis, the ITA-Toolbox .In the end, the results showed that the depth of cut and the cutting speed have great influence on the vibration and on the stability of the boring process. Low cutting speeds provide greater cut depth of cut due to the damping effect. The results showed that this phenomenon begins to be significant when the relation between the frequency of vibration and the frequency of rotation is of approximately 30 and increases considerably to a ratio of 60. The results also showed that for depths of cut below the tool nose radius has unstable cuts but according to the models in the literature, for a value sufficiently below the depth of cut the process is always stable.