Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-26Bitstream added on 2014-06-13T19:35:04Z : No. of bitstreams: 1 paulo_rgr_me_ilha.pdf: 5334221 bytes, checksum: d84916caf67d30c659b04c9a1c72b49c (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência das condições de usinagem na usinabilidade e na integridade superficial de aços empregados na fabricação de engrenagens automotivas. Os materiais usinados foram obtidos por meio de três formas diferentes de resfriamento: normalizados (N) a 950 ºC por duas horas, resfriados ao forno (F) a 600 ºC por 20 minutos e resfriados ao ar (A) calmamente. Para estes estudos foram empregadas três condições de usinagem, especialmente (mas não apenas) diferenciadas pela velocidade de corte: uma condição convencional (C1), comumente utilizada pela empresa fabricante das engrenagens, uma condição intermediária (C2), estabelecida por meio do catálogo do fabricante das ferramentas e a condição (C3) HSC (High-Speed Cutting). Os ensaios de fresamento de faceamento concordante a seco foram conduzidos em um centro de usinagem CNC e as variáveis monitoradas foram divididas em dois grupos: usinabilidade e integridade superficial, sendo rugosidade e mecanismo de formação do cavaco, pertencentes ao primeiro grupo e tensão residual, dureza, microdureza e análise metalográfica, ao segundo, respectivamente. Os resultados obtidos apontam para uma influência decisiva da condição de usinagem sobre o produto final. A melhora mais significativa na rugosidade (valores médios) apresentou-se na amostra (N) sendo de aproximadamente 67%, ocorrida na condição de usinagem (C3) em relação à C1. O mecanismo de formação dos cavacos alterou-se com a condição de usinagem. Os maiores valores do ângulo da microestrutura dos cavacos (por volta de 55°) foram medidos para a condição C1, ao passo que os menores valores (aproximadamente 41°) foram encontrados na condição de usinagem (C2). Recorrendo-se à microscopia eletrônica de varredura dos cavacos, constatou-se uma tendência inicial de segmentação do cavaco na condição de usinagem (C3)... / This work presents a study about the influence of machining conditions on machinability and surface integrity of steel employed in automotive gears manufacturing. The tested workpieces were obtained by three different cooling processes: normalizing (N) at 950 ºC for two hours, furnace cooling (F) at 600 ºC for 20 minutes and air cooling (A) calmly. In these studies were employed three machining conditions, mainly differentiate by cutting speed. A conventional condition (C1), commonly used by gear manufacturers, an intermediary condition (C2) defined by means of HPC (High-Performance Cutting) concept and HSC (High-Speed Cutting) condition (C3) were used. The dry face down-milling tests were carried out using a CNC vertical machining center (15 CV) and the investigated variables were separated in two groups: machinability and surface integrity. Roughness and chip formation mechanism refer to the first group. Residual stress, hardness, microhardness and workpiece metallographic analysis belong to another one. The results indicated a decisive influence of machining condition on final product. The more significant roughness improvement (Ra) was found in sample (N) when machined at condition (C3), about 67% lower than values generated through machining condition (C1). The chip formation mechanism changed due to machining condition. The greater chip microstructure angles (about 55º) appeared on C1 condition and smallest values (about 41º) in C2 condition. Through scanning electronic microscopy an initial trend to chip segmentation in machining condition (C3) was verified. The residual stress in milling was predominantly tension stress and depended on machined workpiece microstructure. In general, the lowest values were observed in C3 condition. The lowest hardness variation with regarding “as received” condition was verified in C3 condition being of 4% on average All machining... (Complete abstract click electronic access below)

Os processos de manufatura, bem como os parâmetros de processamento utilizados produzem diferentes resultados com relação à integridade de uma superfície. Estas alterações se refletem em mudança das propriedades da superfície, as quais podem influenciar o desempenho dos componentes. O presente trabalho estuda o efeito da integridade superficial gerada pelos processos de torneamento e retificação na resistência à fadiga de contato do aço ferramenta AISI H13. A influência do processo de usinagem e dos parâmetros de corte no estado da superfície e subsuperfície, e como estas características afetam o desempenho são determinados. Foram geradas quatro condições diferentes para as superfícies torneadas mediante a combinação de parâmetros de corte. As superfícies retificadas foram produzidas empregando as mesmas condições de retificação, com isso, obteve-se a mesma condição para todos os corpos de prova ensaiados. As características medidas da integridade superficial foram: os parâmetros de rugosidade, tensões residuais, microdureza Vickers da seção transversal e ruído magnético de Barkhausen. Foi determinado o desempenho das superfícies por fadiga de contato de rolamento, num equipamento na configuração esfera-plano. Os corpos de prova foram anéis de AISI H13 temperados e revenidos. A totalidade dos ensaios foi realizada até a ocorrência de lascamento (Spalling). Os ensaios foram realizados com lubrificação e com uma máxima pressão de contato de Hertz de 3,6 GPa. Foi observado que dependendo do nível de integridade superficial induzido pelo processo de usinagem e dos parâmetros selecionados, o desempenho da superfície em fadiga de contato de rolamento foi afetado. Contudo, as melhores condições de desempenho foram dos materiais retificados, e para os materiais torneados o melhor desempenho foi obtido com maiores velocidades de corte. / The manufacturing process and the machining parameters selected lead to different integrity of the surface, and these characteristics will influence the functional performance of the components. This study evaluated and analyzed the effect of surface integrity on the contact fatigue resistance of the H13 hot work tool steel. The surfaces were manufactured by hard turning and grinding process. Therefore, the influences of the machining process and the cutting parameters on the surface and on the subsurface layer were studied. Four different turned surfaces were obtained as a combination of cutting parameters selected for the tests. On the other hand, grinding surfaces were generated using the same machining conditions. The characteristics of surface integrity evaluated were: surface roughness parameters, residual stresses, Barkhausen noise, and microhardness of surface and sub-layers in transverse section. It was also evaluated the performance of the samples by rolling contact fatigue tests conducted in a ball on washer machine. The specimens were rings made of AISI H13 steel, which were quenched and tempered. All tests were performed until the occurrence of spalling. The tests were carried out under lubrication and with a maximum Hertz contact pressure of 3.6 GPa. Monitoring and failure detection were carried out by analyzing the changes in the vibration signal of the test machine sensors. It was observed that the performance of the surface in rolling contact fatigue resistance was affected by the level of the surface integrity, related to the machining process and the machining parameters.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-11-01T21:51:38Z No. of bitstreams: 1 ViniciusCarvalhoPinto_DISSERT.pdf: 67587704 bytes, checksum: 70af561eb15e9394f7bf6fe0b0a16461 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-11-08T22:02:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 ViniciusCarvalhoPinto_DISSERT.pdf: 67587704 bytes, checksum: 70af561eb15e9394f7bf6fe0b0a16461 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-08T22:02:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ViniciusCarvalhoPinto_DISSERT.pdf: 67587704 bytes, checksum: 70af561eb15e9394f7bf6fe0b0a16461 (MD5) Previous issue date: 2017-07-17 / A integridade superficial de pe?a usinadas tem sido uma constante preocupa??o na ind?stria metal-mec?nica, impulsionada pelo fato de que grande parte de produtos acabados cont?m pe?as usinadas, o que torna o processo um dos mais usados na cadeia produtiva. Com o objetivo de estudar e entender o comportamento do material, este trabalho verificou os efeitos dos par?metros de corte na integridade estrutural de a?o SAE 1045 usinado com ferramentas de carboneto de tungst?nio (metal duro) com revestimento e morfologia de ponta romboidal de 80?. Foram desenvolvidos procedimentos para ensaio do material sob condi??es variadas dos par?metros de corte, onde a velocidade de corte, o avan?o e a profundidade de corte. Para cada um dos par?metros, foram ensaiadas 4 condi??es distintas, para possibilitar medi??es e compara??es de microdureza Vickers, tens?o residual e rugosidade. Antes de serem utilizadas nos ensaios, os corpos de prova foram tratados termicamente atrav?s do processo de normaliza??o, de forma a obter um tamanho de gr?o regular em toda pe?a e redu??o das tens?es residuais presentes no tarugo, proveniente do processo de fabrica??o do mesmo. O m?todo Sen2 atrav?s da t?cnica de difratometria de Raios X foi utilizado para quantificar as tens?es residuais. Os corpos de prova foram divididos em 4 regi?es para as avalia??es da integridade superficial. Medidas de rugosidade, microdureza Vickers e tens?o residual foram eficazes para apresentar as varia??es ocorridas na integridade superficial das pe?as ensaiadas. A an?lise da tens?o residual apresenta maior varia??o para a profundidade de corte e o avan?o. Com o incremento da profundidade de corte, a tens?o residual trativa reduz, apresentado valores compressivos na dire??o axial. J? com o incremento do avan?o, h? incremento da tens?o residual de tra??o. A rugosidade apresenta maior varia??o com o incremento do avan?o por?m, tamb?m ? sens?vel para an?lise da ondula??o na varia??o da velocidade de corte. Uma correla??o indireta entre o avan?o e a microdureza Vickers foi observada. / The surface integrity of machined parts has been a constant concern in the metal-mechanical industry, driven by the fact that most finished products contain machined parts, which makes the process one of the most used in the production chain. With the objective of studying and understanding the behavior of the material, this study verified the effects of cutting parameters on the structural integrity of SAE 1045 steel machined with tungsten carbide tools with 80?rhomboid tip morphology and coating. Procedures were developed to test the material under varying conditions of the cutting parameters, where the cutting speed, feed rate and depth of cut were determined. For each of the parameters, 4 different conditions were tested to allow measurements and comparisons of Vickers microhardness, residual stress and roughness. Before being used in the tests, the samples were thermally treated through the normalization process, in order to obtain a regular grain size in each sample and reduction of the residual stresses present in the billet from the manufacturing process. The Sen2 method through the X-ray diffraction technique was used to quantify the residual stresses. The samples were divided into 4 regions for the evaluation of the surface integrity, where the analisis were performed in the longitudinal direction. Roughness measurements, Vickers microhardness and residual stress were effective to show variations in the surface integrity of the tested specimens.The analysis of the residual stress presents greater variation for the depth of cut and feed rate. With the increase of the depth of cut, the tensile residual stresses reduces, presenting compressive values in the axial direction. With the increase of the feed rate, there is increment of the tensile residual stress. The roughness presents greater variation with the increment of the feed rate, but it is also sensitive for the analysis of the ripple in the variation of the cutting speed. An indirect correlation between the feed rate and the Vickers microhardness was observed.

Os processos de manufatura, bem como os parâmetros de processamento utilizados produzem diferentes resultados com relação à integridade de uma superfície. Estas alterações se refletem em mudança das propriedades da superfície, as quais podem influenciar o desempenho dos componentes. O presente trabalho estuda o efeito da integridade superficial gerada pelos processos de torneamento e retificação na resistência à fadiga de contato do aço ferramenta AISI H13. A influência do processo de usinagem e dos parâmetros de corte no estado da superfície e subsuperfície, e como estas características afetam o desempenho são determinados. Foram geradas quatro condições diferentes para as superfícies torneadas mediante a combinação de parâmetros de corte. As superfícies retificadas foram produzidas empregando as mesmas condições de retificação, com isso, obteve-se a mesma condição para todos os corpos de prova ensaiados. As características medidas da integridade superficial foram: os parâmetros de rugosidade, tensões residuais, microdureza Vickers da seção transversal e ruído magnético de Barkhausen. Foi determinado o desempenho das superfícies por fadiga de contato de rolamento, num equipamento na configuração esfera-plano. Os corpos de prova foram anéis de AISI H13 temperados e revenidos. A totalidade dos ensaios foi realizada até a ocorrência de lascamento (Spalling). Os ensaios foram realizados com lubrificação e com uma máxima pressão de contato de Hertz de 3,6 GPa. Foi observado que dependendo do nível de integridade superficial induzido pelo processo de usinagem e dos parâmetros selecionados, o desempenho da superfície em fadiga de contato de rolamento foi afetado. Contudo, as melhores condições de desempenho foram dos materiais retificados, e para os materiais torneados o melhor desempenho foi obtido com maiores velocidades de corte. / The manufacturing process and the machining parameters selected lead to different integrity of the surface, and these characteristics will influence the functional performance of the components. This study evaluated and analyzed the effect of surface integrity on the contact fatigue resistance of the H13 hot work tool steel. The surfaces were manufactured by hard turning and grinding process. Therefore, the influences of the machining process and the cutting parameters on the surface and on the subsurface layer were studied. Four different turned surfaces were obtained as a combination of cutting parameters selected for the tests. On the other hand, grinding surfaces were generated using the same machining conditions. The characteristics of surface integrity evaluated were: surface roughness parameters, residual stresses, Barkhausen noise, and microhardness of surface and sub-layers in transverse section. It was also evaluated the performance of the samples by rolling contact fatigue tests conducted in a ball on washer machine. The specimens were rings made of AISI H13 steel, which were quenched and tempered. All tests were performed until the occurrence of spalling. The tests were carried out under lubrication and with a maximum Hertz contact pressure of 3.6 GPa. Monitoring and failure detection were carried out by analyzing the changes in the vibration signal of the test machine sensors. It was observed that the performance of the surface in rolling contact fatigue resistance was affected by the level of the surface integrity, related to the machining process and the machining parameters.

Dentre as diversas aplicações onde o titânio e suas ligas são empregados destaca-se a indústria aeroespacial, pois suas excelentes propriedades de resistência à fratura, resistência à corrosão e razão resistência/peso, a qual se mantém a elevadas temperaturas, torna imprescindível o seu uso. Por outro lado, a usinabilidade de titânio e suas ligas é geralmente considerada como sendo ruim devido a algumas características, como por exemplo, baixa condutividade térmica, reatividade química com a maioria dos materiais ferramenta, alta resistência em altas temperaturas e baixo módulo de elasticidade, entre outras. Por esses motivos, foram realizadas operações de torneamento de ultraprecisão com ferramenta de diamante, a fim de determinar o comportamento do Ti comercialmente puro (CP) e sua liga mais comercialmente usada (Ti-6Al-4V). Os ensaios foram feitos com uso de fluido de corte aplicado em forma de névoa (~100ml/hora) em uma máquina-ferramenta com alta rigidez e precisão de posicionamento (resolução 10 nanômetros). As técnicas de caracterização de superfície usadas foram: microscopia eletrônica de varredura, óptica e de força atômica, microdureza Vickers, perfilometria mecânica e óptica. Os danos superficiais observados devido à interação ferramenta/material foram associados ao fenômeno conhecido como delaminação. Os resultados obtidos de microdureza superficial mostraram aumentos que chegaram à ordem de 85% para o Ti (CP) e de 77% para o Ti-6Al-4V. Os menores valores encontrados para Ra ficaram em torno de 30 nm para o Ti (CP) e de 46 nm para o Ti-6Al-4V enquanto os menores valores encontrados de Rt para o Ti(CP) foi de 590 nm e para o Ti-6Al-4V foi de 416 nm sob as mesmas condições de usinagem. Portanto, a usinagem de ultraprecisão se torna uma alternativa eficiente no uso de operações de acabamento melhorando a integridade superficial do Ti (CP) e suas ligas. / Among the various applications where titanium and its alloys are employed, the aeronautic industry is one of the most important, because of their excellent properties such as fracture strength, corrosion resistance and high strength to weight ratio, which is maintained at high temperatures. However, the machinability of titanium and its alloys is generally considered poor due to some of their characteristics as low thermal conductivity, chemical reactivity with most tool materials, high resistance to mechanical work at high temperature and low young\'s modulus, etc. Ultraprecision diamond turning has been carried out in order to determine the behaviour of commercially pure Ti and the most used alloy ((Ti-6Al-4V). Cutting fluid has been applied in the form of mist (~100 ml/hora) during the experiments. A high stiffness and high precision machine tool has been used (positioning precision of 10 nm). Scanning electron microscopy, optical microscopy, atomic force microscopy, Vickers microhardness test and contact and optical perfilometry have been used to characterize the machined surfaces. The surface damage observed due to the interaction tool-workpiece have been associated with the known phenomenon of delamination. The microhardness results presented an increase of the order of 85% for Ti (CP) and of 77% for the Ti-6Al-4V alloy after machining. The lowest values for Ra are around 30 nm for Ti (CP) and 46 nm for Ti-6Al-4V and the lowest values of Rt for Ti (CP) are about 590 nm and 416 nm for the Ti-6Al-4V, for the same conditions. The ultraprecision machining of titanium and its alloys may be an efficient alternative for finish operations resulting in better surface integrity.

Dentre as diversas aplicações onde o titânio e suas ligas são empregados destaca-se a indústria aeroespacial, pois suas excelentes propriedades de resistência à fratura, resistência à corrosão e razão resistência/peso, a qual se mantém a elevadas temperaturas, torna imprescindível o seu uso. Por outro lado, a usinabilidade de titânio e suas ligas é geralmente considerada como sendo ruim devido a algumas características, como por exemplo, baixa condutividade térmica, reatividade química com a maioria dos materiais ferramenta, alta resistência em altas temperaturas e baixo módulo de elasticidade, entre outras. Por esses motivos, foram realizadas operações de torneamento de ultraprecisão com ferramenta de diamante, a fim de determinar o comportamento do Ti comercialmente puro (CP) e sua liga mais comercialmente usada (Ti-6Al-4V). Os ensaios foram feitos com uso de fluido de corte aplicado em forma de névoa (~100ml/hora) em uma máquina-ferramenta com alta rigidez e precisão de posicionamento (resolução 10 nanômetros). As técnicas de caracterização de superfície usadas foram: microscopia eletrônica de varredura, óptica e de força atômica, microdureza Vickers, perfilometria mecânica e óptica. Os danos superficiais observados devido à interação ferramenta/material foram associados ao fenômeno conhecido como delaminação. Os resultados obtidos de microdureza superficial mostraram aumentos que chegaram à ordem de 85% para o Ti (CP) e de 77% para o Ti-6Al-4V. Os menores valores encontrados para Ra ficaram em torno de 30 nm para o Ti (CP) e de 46 nm para o Ti-6Al-4V enquanto os menores valores encontrados de Rt para o Ti(CP) foi de 590 nm e para o Ti-6Al-4V foi de 416 nm sob as mesmas condições de usinagem. Portanto, a usinagem de ultraprecisão se torna uma alternativa eficiente no uso de operações de acabamento melhorando a integridade superficial do Ti (CP) e suas ligas. / Among the various applications where titanium and its alloys are employed, the aeronautic industry is one of the most important, because of their excellent properties such as fracture strength, corrosion resistance and high strength to weight ratio, which is maintained at high temperatures. However, the machinability of titanium and its alloys is generally considered poor due to some of their characteristics as low thermal conductivity, chemical reactivity with most tool materials, high resistance to mechanical work at high temperature and low young\'s modulus, etc. Ultraprecision diamond turning has been carried out in order to determine the behaviour of commercially pure Ti and the most used alloy ((Ti-6Al-4V). Cutting fluid has been applied in the form of mist (~100 ml/hora) during the experiments. A high stiffness and high precision machine tool has been used (positioning precision of 10 nm). Scanning electron microscopy, optical microscopy, atomic force microscopy, Vickers microhardness test and contact and optical perfilometry have been used to characterize the machined surfaces. The surface damage observed due to the interaction tool-workpiece have been associated with the known phenomenon of delamination. The microhardness results presented an increase of the order of 85% for Ti (CP) and of 77% for the Ti-6Al-4V alloy after machining. The lowest values for Ra are around 30 nm for Ti (CP) and 46 nm for Ti-6Al-4V and the lowest values of Rt for Ti (CP) are about 590 nm and 416 nm for the Ti-6Al-4V, for the same conditions. The ultraprecision machining of titanium and its alloys may be an efficient alternative for finish operations resulting in better surface integrity.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-09-20Bitstream added on 2014-06-13T20:35:21Z : No. of bitstreams: 1 suyama_di_me_ilha.pdf: 1507336 bytes, checksum: 25314bb28cba6a4bdcb4957ea5b7de49 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A usinagem é um dos processos de fabricação mais utilizados mundialmente. Com destacada importância no setor industrial, este processo se encontra em contínua evolução com o surgimento de novos materiais (com propriedades melhoradas), novas ferramentas (mais resistentes ao desgaste e de custo reduzido) e novas máquinas (mais rígidas, mais precisas e com maior nível de tecnologia embarcada). Neste contexto surgiu a usinagem com altas velocidades de corte que, apesar do surgimento na década de 1930, tem pesquisas realizadas no meio acadêmico e industrial, mais aberta e divulgadamente, há cerca de 20 anos. Entretanto, a maioria dos trabalhos refere-se, de um modo geral, a estudos sobre produtividade, custo, desempenho de ferramentas e máquinas-ferramentas, entre outros. Poucos estudos procuram investigar possíveis efeitos desse tipo de usinagem na integridade superficial do produto usinado. Em função dessa lacuna e do aprimoramento de processo de obtenção de aços ferríticos com grãos ultrafinos (com refino de grão em toda seção transversal), este trabalho visou descobrir se há efeito do fresamento com alta velocidade de corte (High-Speed Cutting - HSC) sobre a rugosidade quantitativa e visual, sobre o campo de tensões residuais presentes na superfície (mensurados por difração de raios X) e sobre comportamento em fadiga (através de flexão em quatro pontos) da peça usinada. Observou-se que, quantitativamente, a rugosidade melhorou 63% quando comparada à usinagem feita sob condições ditas convencionais. De modo análogo, o campo de tensões residuais (de tração para ambas as condições convencional e HSC) foi reduzido em 73% e a resistência à fadiga para um determinado número de ciclos foi elevada, porém com limite de fadiga igual para todas as condições de usinagem. Em suma, do ponto de vista do desempenho, a usinagem HSC provém melhorias significativas ao componente usinado / Machining is one of the most widely used manufacturing processes worldwide. With outstanding importance in the industrial sector, this process is continually evolving with the emergence of new materials (with improved properties), new tools (more wear resistance and low cost) and new machines (more stiffness, more precision and with a higher level of embedded technology). In this context came the machining with high speed cutting that, despite the rise in the 1930s, has researches conducted in academy and industry, with more emphasis, about 20 years ago. However, most of the works refers, in general, to studies on productivity, cost, performance of tools and machine tools, among others. Few studies seek to investigate possible effects of this type of machining on surface integrity of the machined product. Because of this gap on this subject and the enhancement of the process to obtain low carbon ferritic steels with ultrafine grains (with grain refinement throughout the whole cross section), this work searched whether there is effect of milling with high speed cutting (High-Speed Cutting - HSC) on the quantitative and visual roughness, on the residual stress field on the surface (measured by X-ray diffraction) and on the fatigue limit (by four point bending) of the workpiece. It was observed that, quantitatively and in average, the roughness reduced 63% when compared to machining done under stated conventional conditions. Similarly, the residual stress field (tensile for both conventional and HSC conditions) was reduced by 73% and the fatigue strength was improved, but with fatigue limit equal to all cutting conditions. In short, from the standpoint of performance, HSC machining brings significant improvements for the machined component

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-05-17Bitstream added on 2014-06-13T18:31:02Z : No. of bitstreams: 1 assis_clf_me_ilha.pdf: 4160188 bytes, checksum: af661727a1b0c2791d68616863a3adb8 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Este trabalho apresenta um estudo sobre a influência das condições de fresamento na formação de cavaco, microestrutura, dureza e rugosidade da peça. Foi ensaiado um aço baixo carbono 0,15%C com dois tamanhos de grão distintos. Para ambos os materiais da peça, empregou-se 8 condições de usinagem variando a velocidade de corte, o avanço da ferramenta e a profundidade de usinagem visando à aplicação da Análise de Variância (ANOVA), dando-se destaque à usinagem considerada como alta velocidade de corte e convencional. Os ensaios de fresamento de topo concordante a seco foram conduzidos em um centro de usinagem CNC de 11 kW de potência e rotação do eixo-árvore de 7.500 rpm. Utilizou-se ferramenta de diâmetro 25 mm com dois insertos de metal duro revestidos com Al2O3. Os resultados apontam para uma influência dos parâmetros de corte sobre todas as variáveis de resposta, exceto a macrodureza. Velocidades de corte e profundidades de usinagem maiores causaram deformação da microestrutura do material “como recebido” próxima à superfície fresada. Os mesmos parâmetros governaram o aumento da microdureza superficial e da profundidade da camada endurecida. O material com grãos ultrafinos não apresentou deformação da microestrutura próxima à superfície fresada nem aumento de microdureza superficial. A velocidade de corte influiu apenas na profundidade da camada endurecida. A rugosidade foi inversa e diretamente influenciada pela velocidade de corte e avanço da ferramenta, respectivamente, sendo dependente também do tamanho de grão do material da peça. Os mesmos parâmetros de corte influíram de forma significativa no ângulo de deformação da microestrutura dos cavacos, cuja classificação foi dependente do material e das condições de usinagem. / This work deals with the influence of milling conditions on chip formation, microstructure, hardness and roughness of workpiece. A 0.15%C low carbon steel with two different grain sizes was milled. For both workpiece materials eight milling conditions were employed where cutting speed, tool feed and depth of cut varied and combined aiming at Analysis of Variance application. The machining conditions considered as High-Speed Cutting (HSC) and Conventional were focused. The milling tests considering down-milling and dry conditions were carried out in a CNC machining center with 11 kW power and 7,500 rpm spindle rotation. A 25 mm diameter endmill with two inserts coated of Al2O3 was used. The results indicated the cutting parameters influenced on all output variables except the macrohardness. Greater cutting speed and depth of cut caused deformation of workpiece microstructure with 10.8 um grain size near milled surface. The same parameters governed the increase of surface microhardness and hardened layer depth. Refined grain material did neither present deformation of microstructure near milled surface nor increase of microhardness. The cutting speed influenced only on depth of hardened layer. Roughness was inverse and directly influenced by cutting speed and tool feed, respectively, and dependent on grain size of workpiece material. These parameters also influenced on deformation angle of chip microstructure which were classified as continuous for 10.8 um grain size and segmented for the ultrafine grain, in this case just for some milling conditions.

Este trabalho abrange o estudo do processo convencional de fabricação de moldes e matrizes, ou seja, passando por processos de fresamento, eletroerosão e lixamento. Estes três processos foram aplicados ao material AISI H13, usualmente empregado na fabricação de moldes e matrizes. Além disso, foram variadas condições de usinagem, como o uso de fluído de corte. No material, a integridade da superfície foi avaliada através: da rugosidade; da dureza; da existência de deformações plásticas, trincas, tensões residuais; entre outros. No processo de fresamento foram encontradas deformações plásticas que variam de 5 μm a 8 μm. Já para o processo de EDM, foi encontrada uma camada branca de aproximadamente 20 μm. Para o lixamento constataram-se marcas de riscos e micro-rupturas. O perfil de dureza encontrado para as condições empregadas mostram um valor médio menor próximo a borda do que para a base do material. Os resultados de ruído magnético de Barkhausen mostraram que os processos de usinagem empregados modificaram a estrutura da sub-superfície dos corpos-de-prova usinados, o que pode ser percebido também para os valores medidos de tensão residual pela técnica de difração de raio X. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-05-14T18:16:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliano M Oliveira.pdf: 16772078 bytes, checksum: 2563eb47fc3f04e372ff4f36edadc956 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-14T18:16:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Juliano M Oliveira.pdf: 16772078 bytes, checksum: 2563eb47fc3f04e372ff4f36edadc956 (MD5) / This work includes the conventional way of die and mold production. Process such as milling, EDM and sanding are discussed. These three processes of die and mold making were applied to the AISI H13 material, that is wide used by die and mold makers to produce the mold s parts. Besides that, some conditions were modified such as the cutting fluids applications. The surface integrity was observed in the machined material by the follow itens: the roughness, the hardness, the plastic deformations existence, chippings, residual tensile, among others features were observed. In the milling process the plastic deformations varied from 5 μm to 8 μm and a white layer with about 20 μm were found to the EDM process. In the sanding process were found risks mark s and micro-breaches. The average value measured for the hardness profile shows that in the boundary there is a low value than in the material base. The Barkhausen noise results show that the machining process employed had changed the sub-surface of the blank material. This changed can be seen analyzing the stress results measured by X ray diffraction.

Este trabalho abrange o estudo do processo convencional de fabricação de moldes e matrizes, ou seja, passando por processos de fresamento, eletroerosão e lixamento. Estes três processos foram aplicados ao material AISI H13, usualmente empregado na fabricação de moldes e matrizes. Além disso, foram variadas condições de usinagem, como o uso de fluído de corte. No material, a integridade da superfície foi avaliada através: da rugosidade; da dureza; da existência de deformações plásticas, trincas, tensões residuais; entre outros. No processo de fresamento foram encontradas deformações plásticas que variam de 5 μm a 8 μm. Já para o processo de EDM, foi encontrada uma camada branca de aproximadamente 20 μm. Para o lixamento constataram-se marcas de riscos e micro-rupturas. O perfil de dureza encontrado para as condições empregadas mostram um valor médio menor próximo a borda do que para a base do material. Os resultados de ruído magnético de Barkhausen mostraram que os processos de usinagem empregados modificaram a estrutura da sub-superfície dos corpos-de-prova usinados, o que pode ser percebido também para os valores medidos de tensão residual pela técnica de difração de raio X. / This work includes the conventional way of die and mold production. Process such as milling, EDM and sanding are discussed. These three processes of die and mold making were applied to the AISI H13 material, that is wide used by die and mold makers to produce the mold s parts. Besides that, some conditions were modified such as the cutting fluids applications. The surface integrity was observed in the machined material by the follow itens: the roughness, the hardness, the plastic deformations existence, chippings, residual tensile, among others features were observed. In the milling process the plastic deformations varied from 5 μm to 8 μm and a white layer with about 20 μm were found to the EDM process. In the sanding process were found risks mark s and micro-breaches. The average value measured for the hardness profile shows that in the boundary there is a low value than in the material base. The Barkhausen noise results show that the machining process employed had changed the sub-surface of the blank material. This changed can be seen analyzing the stress results measured by X ray diffraction.