O objetivo principal desse trabalho é investigar a aplicação de cerâmica á base de Zirconia em ferramentas de corte na usinagem de aço temperado (VND) utilizando um torno de ultraprecisão. Foram analisados dois tipos de composições de cerâmicas com estrutura cristalina diferentes, sendo elas: monoclínica e tetragonal. A diferença destas estruturas é devido à adição de Ytria. A fase monoclínica não contém Ytria em sua composição, enquanto, a fase tetragonal é obtida com Ytria (\'Y IND.3\') (chamada zirconia parcialmente estabilizada com Ytria). A fase tetragonal apresenta uma resistência elevada ao impacto junto com alta dureza (1800 kgf/\'MM POT.2\') quando comparada com a fase monoclínica que apresenta alta dureza mas menor tenacidade. Devido a este fato, esses materiais têm chamado à atenção dos pesquisadores para a usinagem de aços endurecidos. A geração de superfície é influenciada por diversos fatores, sendo eles: material peça, condições de corte, erros macro geométrico, erros de micro geometricos e do estado da aresta da ferramenta. Na usinagem de ultraprecisão a alta rigidez e vibração/trepidação máquina ferramenta é usada para evitar erros de micro geometria e macro geometria que conseqüentemente são transferidos para superfície da peça. Neste trabalho, devido ao fato de se usar um torno de ultraprecisão é possível afirmar que o perfil da rugosidade é gerado pela replicação do perfil da aresta da ferramenta de corte para a superfície da peça. A rugosidade da superfície foi medida com um perfilometro óptico com resolução de 0,1 nm. Os resultados mostraram que a rugosidade da superfície obtida após os testes de usinagem com as ferramantas de cerâmicas chegou á valores em torno de 0,140 microns, o que equivale ao acabamento com processo de retificação. Outro aspecto importante refere-se ao desgaste das ferramentas que, conseqüentemente, tem uma grande influência nos resultados obtidos. As ferramentas de corte foram analisadas antes e depois da usinagem por microscópio eletrônico de varredura. Verificou-se que as ferramentas de corte na fase tetragonal apresentaram desgaste do tipo cratera na aresta da ferramenta enquanto a aresta da ferramenta monoclínica apresentou desgaste do tipo lascamento. / The main objective of this work is to investigate the application of a ceramic composite of Alumina-Zirconia cutting tools inserts in the machining of hardened steel (VND) in an ultraprecision lathe. Two different ceramic compositions with different crystalline structure were tested, to know: monoclinic and tetragonal. The difference in these structures is due the addition of Yttrium. The monoclinic phase has no Yttrium in its composition while the tetragonal phase is obtained with Ytrium (\'Y IND.3\') (named partially stabilized zirconium). The tetragonal phase presents a high impact toughness along with high hardness (1800 kgf/\'MM POT.2\') when compared to the monoclinic phase which presents high hardness but lower toughness. Due to this fact, these materials have draw attention of researchers in the field of machining of hardened steels. The surface generation is influenced by several factors, to know: workpiece material, cutting conditions, macro geometry errors, micro geometry errors and the sharpness of the cutting edge. In ultraprecision machining, a high stiffness and chatter/vibration free machine tool is used in order to avoid common macro and micro geometry errors replicated into the workpiece surface. In this case, it is possible to assert that the roughness profile is generated by the replication of the cutting tool edge profile to the workpiece surface. The surface roughness was measured by an optical profiler with resolution of 0,1 nm. The results showed that the surface roughness obtained after machining tests with these ceramic inserts were in the range of 0,140 micrometers, which is in the same range of roughness obtained by the grinding process. Another important aspect refers to the wear of the ceramic inserts which has direct influence in the performance as a cutting tool material. The cutting inserts were evaluated before and after machining by scanning electron microscope. It was found that the tetragonal phase cutting tools presented crater wear on the rake face while the monoclinic phase presented cutting edge chipping as the main main type of wear.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:58:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IgorLA_DISSERT.pdf: 5014153 bytes, checksum: b4c50270935571b9e1c875a8c15841c3 (MD5) Previous issue date: 2014-02-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In machining of internal threads, dedicated tools, known as taps, are needed for each profile type, diameter, and low cutting speed values are used when compared to main machining processes. This restriction in the cutting speed is associated with the difficulty of synchronizing the tool s rotation speed and feed velocity in the process. This fact restricts the flexibility and makes machining lead times longer when manufacturing of components with threads is required. An alternative to the constraints imposed by the tap is the thread milling with helical interpolation technique. The technique is the fusion of two movements: rotation and helical interpolation. The tools may have different configurations: a single edge or multiple edges (axial, radial or both). However, thread milling with helical interpolation technique is relatively new and there are limited studies on the subject, a fact which promotes challenges to its wide application in the manufacturing shop floor. The objective of this research is determine the performance of different types of tools in the thread milling with helical interpolation technique using hardened steel workpieces. In this sense, four tool configurations were used for threading milling in AISI 4340 quenched and tempered steel (40 HRC). The results showed that climb cut promoted a greater number of machined threads, regardless of tool configuration. The upcut milling causes chippings in cutting edge, while the climb cutting promotes abrasive wear. Another important point is that increase in hole diameter by tool diameter ratio increases tool lifetime / Na usinagem de roscas internas, ferramentas dedicadas, conhecidas como machos r?gidos s?o necess?rios para cada tipo de perfil e di?metro, al?m de reduzidos valores de velocidade de corte quando comparado aos principais processos de usinagem. Esta restri??o na velocidade de corte est? associada ? dificuldade de sincroniza??o da rota??o e velocidade de avan?o da ferramenta no processo. O fato restringe a flexibilidade e torna os tempos de usinagem longos diante da manufatura de componentes com roscas. Uma alternativa as restri??es impostas pelos machos r?gidos na usinagem de roscas ? o fresamento com a t?cnica de interpola??o helicoidal. A t?cnica ? a fus?o de dois movimentos: rota??o e interpola??o helicoidal. As ferramentas podem ter diferentes configura??es: uma ?nica aresta ou m?ltiplas arestas (no sentido axial, radial ou em ambos). Contudo, o fresamento de roscas com a t?cnica de interpola??o helicoidal ? relativamente novo e restritas pesquisas existem sobre o tema, fato que promove desafios para sua ampla aplica??o no ambiente de manufatura. O objetivo desta pesquisa ? determinar o desempenho dos diferentes tipos de ferramentas no fresamento de roscas com a t?cnica de interpola??o helicoidal em a?os endurecidos. Neste sentido, quatro ferramentas com diferentes configura??es foram utilizadas para usinagem de roscas em a?o AISI 4340 no estado temperado e revenido (40 HRC de dureza). Os resultados mostraram que a utiliza??o do corte concordante possibilitou a usinagem de um maior n?mero de roscas, independentemente do tipo de ferramenta. A utiliza??o do corte discordante causou avaria de lascamento nas arestas de corte, enquanto que o corte concordante promoveu desgaste abrasivo. Outro ponto relevante ? que o aumento da rela??o di?metro do furo e di?metro da ferramenta possibilitou incremento da vida da ferramenta

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:22:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao karla batista.pdf: 1066489 bytes, checksum: 64f009ba9c656f5e59a6775b39cb1cce (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Beans are an important source of protein, starch, vitamins and minerals. However, the presence of antinutritional factors and the development of the hard-to-cook effect by storage under high moisture (>75%) and temperature (30-40ºC), decrease the nutritional value and acceptability these grains causing important economic losses. An alternative for the use of the hard-to-cook beans is the extrusion cooking. Heat, water and high pressure in the extrusion process causes chemical and physical changes that permit the use of hard-to-cook grains. In this sense, the changes occasioned by extrusion in biochemical and functional properties of hard-to-cook common bean (Phaseolus vulgaris L.) flours of carioca and black varieties and cowpea (Vigna unguiculata) were investigated. Beans were milled and extruded in a singlescrew extruder with compression ration of 3:1, screw speed of 150 rpm, and 5 mm die. The central temperature and moisture were fixed in 150 ºC and 20% (dry basis). Raw and extruded flours were evaluated for chemical composition, antinutritional factors, functional properties and in vitro protein and starch digestibility. Results indicated that the extrusion did not affect the proximate composition of flours, except the cowpea that presented significant difference among the moisture content. However the process occasioned complete elimination of haemaglutination and α-amylase inhibitors activity and decreased significantly the phytic acid and trypsin inhibitor content. Regarding functional properties evaluated, there was increase of the water solubility and absorption and gelation capacity, reduction of the emulsifying capacity and stability and elimination of foaming formation in all extrudates. The protein and starch digestibility increased significantly in extrudates of the varieties carioca and black. However, only protein digestibility of cowpea was improved by extrusion process. These results indicate that is possible to produce new extruded products whit nutritional value improved and good functional and biochemical properties from these bean varieties. / Os feijões são uma fonte importante de proteínas, amido, vitaminas e minerais. Entretanto, a presença de fatores antinutricionais e o desenvolvimento de endurecimento do grão (hard-tocook) em função de armazenamento com umidade (>75%) e temperatura elevadas (30-40 ºC), reduzem o valor nutricional e a aceitação desses grãos, causando importantes perdas. Uma alternativa para o aproveitamento de feijões endurecidos é a utilização da extrusão. O calor, umidade e alta pressão durante o processo de extrusão causam alterações químicas e físicas que permitem a utilização de grãos endurecidos. Nesse sentido, foram investigadas as alterações causadas pela extrusão nas propriedades bioquímicas e funcionais de farinhas de feijão comum (Phaseolus vulgaris L.) das variedades carioca e preto, e feijão caupi (Vigna unguiculata) endurecidos. Os feijões foram triturados e extrusados em extrusor monorrosca, com taxa de compressão 3:1, velocidade do parafuso de 150 rpm e matriz com orifício de 5 mm. A temperatura central e a umidade foram fixadas em 150ºC e 20% (base seca). As farinhas crua e extrusada foram avaliadas quanto à composição centesimal, fatores antinutricionais, propriedades funcionais e digestibililidade in vitro de proteína e de amido. Os resultados indicaram que a extrusão não afetou a composição centesimal das farinhas, à exceção do feijão caupi, que apresentou diferença significativa no teor de umidade. Entretanto, o processo provocou eliminação completa da atividade hemglutinante e inibidores de α-amilse, diminuiu significativamente o conteúdo de ácido fítico e inibidores de tripsina. Em relação às propriedades funcionais analisadas, houve aumento da solubilidade e absorção de água e capacidade de formação de gel, redução da capacidade emulsificante e estabilidade da emulsão, além de eliminar a capacidade de formação de espuma de todos os extrusados. A digestibilidade protéica e de amido sofreu aumento significativo nos extrusados de feijão carioca e preto. Entretanto, apenas a digestibilidade protéica do feijão caupi foi melhorada pelo processo de extrusão. Estes resultados indicam que é possível produzir novos produtos extrusados com melhor valor nutricional e boas propriedades bioquímicas e funcionais a partir destas variedades de feijão.