Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-13Bitstream added on 2014-06-13T19:31:49Z : No. of bitstreams: 1 cruz_jhd_me_bauru.pdf: 3641948 bytes, checksum: b4c0a20ae031697c0e2cd3d13e4151ae (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os clientes dos fabricantes de equipamentos exigem cada vez mais eficiência com melhor desempenho e maior economia de energia. Prova disso são produtos que vem diminuindo no tamanho e no peso. Um componente mais eficiente necessita de melhor qualidade de acabamento superficial e tolerâncias mais apertadas. Na fabricação de componentes precisos destaca-se a usinagem, os processos convencionais mais precisos são a retificação, a lapidação e o brunimento. Entretanto desenvolvimentos recentes nas áreas de eletrônicos e computadores geraram a necessidade de tolerâncias nanométricas, métodos ultra-precisos, que usam abrasivos livres, trabalham com tolerâncias de milésimos de micrometros. A retificação é o processo abrasivo mais utilizado para promover acabamento e formas finais em componentes de precisão. Utiliza como ferramenta um rebolo abrasivo, e conta com a operação de dressagem para controle da capacidade de corte. As elevadas temperaturas geradas podem provocar danos térmicos e deformações dimensionais e de forma na peça de trabalho. Na lapidação são utilizados grãos abrasivos livres e o perfil é transferido a peça através de movimentos aleatórios. O grande número de variáveis envolvidas na lapidação a tornam complexa e dispendiosa. Nos anos 90, difundiu-se um processo abrasivo de grãos fixos, no qual as peças e o rebolo abrasivo composto de pastilhas de CBN ou diamante, produzem movimento análogo ao da lapidação. Esse processo, muitas vezes denominado por brunimento plano, traz vantagens em relação à lapidação, como: peça limpa, reduzido desperdício de abrasivo e maior taxa de remoção. Neste trabalho é descrito um equipamento denominado de lápidoretificadora que usina peças pelo processo de lápidoretificação. Diferente de qualquer outro processo a lápidoretificação une uma cinemática que gera riscos aleatórios com uma ferramenta... / Customer's equipment manufacturers demand more efficiency with better performance and greater energy saving. In parallel is development of products with less size and weight. The most efficient components need quality of surface finish and increased manufacturing accuracy. Precise component manufacturer is normally produced by cutting process. Grinding, lapping and honing are the most commons manufacturing precision processes in practice today. Recent developments in electronics and computers created the need for nanometer tolerances, ultra precision cutting machines, which use free abrasive process, working tolerances in thousandths of microns. Grinding is the most common abrasive process used to promote final form in precision components. Using an abrasive wheel as a tool, it is possible to control the cutting conditions with the dressing operation. The high temperatures generated can cause thermal damage and dimensional deformation. Lapping use free abrasive grains with random movements. The immense numbers of variables involved in the lapping make the process to complex and expensive. In the '90s, it spread a fixed abrasive grains process using CBN or diamond wheels, with movements similar to lapping. This process, often called flat honing, product clean surfaces, reduced abrasive waste and increased removal rate. This paper described a device named lappingriding machine. Different of any other process, the lappingriding kinematics generates random risks with an abrasive tool prepared by dressing operation. The surface fining quality is similar to lapping or flat honing and the operational versatility is similar to grinding processes. The lappingring machine has specific functions such as the kinematics of workpiece fixing device and automatic dressing device. Its main features are rigidity and effectiveness of control, providing precision and cutting capacity stabile.

Orientador: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / Banca: Carlos Alberto Fortulan / Banca: Carlos Elias da Silva Junior / Resumo: Atualmente tem-se verificado crescente demanda por processos de fabricação capazes de produzir peças sob estreitas faixas de tolerâncias dimensionais e geométricas. Dentre os processos utilizados para conferir acabamento superficial e correção de forma destacam-se a retificação e a lapidação. Porém, muitas peças mostram-se suscetíveis ao calor gerado pela retificação, como no caso da deformação de peças delgadas ou então naquelas peças passíveis de mudanças microestruturais, recorrendo-se nestes casos à lapidação que, por sua vez, é um processo de difícil seleção de parâmetros. Neste trabalho é iniciado o desenvolvimento de um processo híbrido capaz de aliar algumas importantes características da retificação e da lapidação, no qual do primeiro é usado a operação de dressagem e do segundo o movimento cinemático. Dessa forma dotou-se uma... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Lately, one can verify that there has been a growing demand for manufacturing processes capable of producing workpieces under tight dimensional and geometric tolerance rangers. Among the processes used to assure surface finish and shape correction to the part, grinding and lapping arise as the most used. However, many parts show themselves sensitive to the heat generated during the grinding process, as in the case of thin ones, or those susceptible to micro-structural changes. On these cases, one can use lapping, even though being a more difficult parameter selection process. In these studies, the development of a hybrid process capable of binding some important grinding and lapping features is initiated; the dressing operation, for the case of grinding and, for the case of lapping, the cinematic movement... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Luiz Eduardo de Angelo Sanchez / Banca: Eduardo Carlos Bianchi / Banca: Carlos Elias da Silva Junior / Resumo: Os clientes dos fabricantes de equipamentos exigem cada vez mais eficiência com melhor desempenho e maior economia de energia. Prova disso são produtos que vem diminuindo no tamanho e no peso. Um componente mais eficiente necessita de melhor qualidade de acabamento superficial e tolerâncias mais apertadas. Na fabricação de componentes precisos destaca-se a usinagem, os processos convencionais mais precisos são a retificação, a lapidação e o brunimento. Entretanto desenvolvimentos recentes nas áreas de eletrônicos e computadores geraram a necessidade de tolerâncias nanométricas, métodos ultra-precisos, que usam abrasivos livres, trabalham com tolerâncias de milésimos de micrometros. A retificação é o processo abrasivo mais utilizado para promover acabamento e formas finais em componentes de precisão. Utiliza como ferramenta um rebolo abrasivo, e conta com a operação de dressagem para controle da capacidade de corte. As elevadas temperaturas geradas podem provocar danos térmicos e deformações dimensionais e de forma na peça de trabalho. Na lapidação são utilizados grãos abrasivos livres e o perfil é transferido a peça através de movimentos aleatórios. O grande número de variáveis envolvidas na lapidação a tornam complexa e dispendiosa. Nos anos 90, difundiu-se um processo abrasivo de grãos fixos, no qual as peças e o rebolo abrasivo composto de pastilhas de CBN ou diamante, produzem movimento análogo ao da lapidação. Esse processo, muitas vezes denominado por brunimento plano, traz vantagens em relação à lapidação, como: peça limpa, reduzido desperdício de abrasivo e maior taxa de remoção. Neste trabalho é descrito um equipamento denominado de lápidoretificadora que usina peças pelo processo de lápidoretificação. Diferente de qualquer outro processo a lápidoretificação une uma cinemática que gera riscos aleatórios com uma ferramenta... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Customer's equipment manufacturers demand more efficiency with better performance and greater energy saving. In parallel is development of products with less size and weight. The most efficient components need quality of surface finish and increased manufacturing accuracy. Precise component manufacturer is normally produced by cutting process. Grinding, lapping and honing are the most commons manufacturing precision processes in practice today. Recent developments in electronics and computers created the need for nanometer tolerances, ultra precision cutting machines, which use free abrasive process, working tolerances in thousandths of microns. Grinding is the most common abrasive process used to promote final form in precision components. Using an abrasive wheel as a tool, it is possible to control the cutting conditions with the dressing operation. The high temperatures generated can cause thermal damage and dimensional deformation. Lapping use free abrasive grains with random movements. The immense numbers of variables involved in the lapping make the process to complex and expensive. In the '90s, it spread a fixed abrasive grains process using CBN or diamond wheels, with movements similar to lapping. This process, often called flat honing, product clean surfaces, reduced abrasive waste and increased removal rate. This paper described a device named lappingriding machine. Different of any other process, the lappingriding kinematics generates random risks with an abrasive tool prepared by dressing operation. The surface fining quality is similar to lapping or flat honing and the operational versatility is similar to grinding processes. The lappingring machine has specific functions such as the kinematics of workpiece fixing device and automatic dressing device. Its main features are rigidity and effectiveness of control, providing precision and cutting capacity stabile. / Mestre

O Rio Grande do Sul possui um enorme potencial na exploração de material gemológico. Municípios como Ametista do Sul e Salto do Jacuí extraem mais da metade do volume de ágata e ametista comercializadas mundialmente. Nesse mesmo contexto o município de Soledade se consolida como Polo Comercial desse tipo de material, existindo empresas (no estudo realizado foram encontradas cerca de 180) relacionadas com exportação e beneficiamento de material gemológico. No entanto grande parte dessas empresas exporta esse material com pouco beneficiamento, não valorizando as peças, que são beneficiadas no exterior, muitas vezes voltando ao Brasil para serem comercializadas com um alto valor agregado devido ao Design e a tecnologia empregada. Com investimentos em pesquisa, tecnologia e Design, assim como capacitação de mão de obra, é possível realizar no Brasil beneficiamentos de qualidade, gerando produtos diferenciados que podem ser exportados ou comercializados internamente a um preço competitivo e adequado. Nesse sentido o objetivo desse trabalho é mostrar a aplicação da tecnologia de digitalização tridimensional para o design e lapidação de gemas, obtendo o máximo de aproveitamento e valorizando o material nas nos municípios do Rio grande do sul que extraem e comercializam as gemas. No Centro Tecnológico de Pedras, Gemas e Joias do Rio Grande do Sul foram realizados testes com digitalizador HandyScan, obtendo modelos virtuais de gemas marteladas de ametista e citrino com bastante precisão. Os resultados obtidos mostram o grande potencial dessa ferramenta em fornecer modelos virtuais de gemas, possibilitando o cálculo e o projeto de sua lapidação antes do seu corte, diminuindo perdas e erros no processo de lapidação. / Rio Grande do Sul has a huge potential regarding gemological material exploration. Municipalities as Ametista do Sul and Salto Jacuí extract more than half of the volume of agate and amethyst sold worldwide. In this context the town of Soledade is consolidated as a Commercial Polo of the material and there are companies (in the research done were found about 180) related with exporting and processing gemological material. However most of these companies export this material with little improvement, not valuing the parts, which are benefit in foreign countries, often returning to Brazil to be marketed with a high added value due to the applied design and technology. Investments in research, technology and design, as well as training of manpower can be achieved in Brazil benefit from quality, create differentiated products that can be exported or commercialized internally at an appropriate price and competitive. In this sense the objective of this research is to show the application of threedimensional scanning technology to gems design and polishing, getting the maximum utilization and valuing to the material in its extraction region. In the Technology Center of Rocks, Gems and Jewelry of Rio Grande do Sul (CTPedras), tests were performed with Handyscan scanner, obtaining virtual models of hammered amethyst and citrines gems with plenty of accuracy. The results show the great potential of this tool to provide virtual models of gems, enabling the calculation and project of gemcut before its cut, reducing losses and errors in gemcut process.

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-26T13:17:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Araujo_GilbertodeLima_M.pdf: 4592521 bytes, checksum: 2e679dc1a192c0f7897695fb43c81107 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Os processos de brunimento visam buscar precisão de usinagem mais acentuada em superfícies cilíndricas, principalmente em diâmetros internos, em que tais tolerâncias não podem ser obtidas por um processo de retificação cilíndrica. As operações anteriores deste processo também contribuem na qualidade final em termos de obtenção de características geométricas mais precisas. A determinação dos parâmetros de corte de usinagem, o tipo de ferramenta, neste caso a pedra de brunimento ou brunidor, as condições de fixação da peça a ser usinada e o fluido de corte também afetam tais requisitos de especificação geométrica no produto final. Quando as especificações do produto em erros de forma de circularidade e retilineidade demandam valores abaixo de 0,001mm e rugosidade média máxima de 0,10 µm Ra, para sua produção seriada é necessário a realização de uma operação complementar de lapidação, que em muitas aplicações são manuais e utilizam pastas de difícil remoção na superfície da peça. O presente trabalho busca estudar as operações de brunimento e lapidação, tendo como objetivo: realizar experimentos em busca de alternativas de processo para substituir a operação de lapidação diretamente pelo brunimento de precisão, aplicado em aços-liga de alta dureza. Como resultado final, obter erros de forma estatisticamente aceitáveis em produção seriada, inferiores à 0,001mm e rugosidade média abaixo de 0,10 µm Ra, através de experimentos planejados de todo sistema máquina e ferramenta. Os primeiros ensaios comprovaram a forte influência da baixa granulometria dos brunidores na rugosidade da peça, alcançando valores similares ao da lapidação. Os demais ensaios mostraram que a rotação do fuso da brunidora e o avanço dos brunidores em valores baixos, nos limites inferiores dos que foram definidos nos ensaios, proporcionaram melhores características geométricas de circularidade e retilineidade. A estabilidade dimensional do diâmetro da peça também foi melhorada nestas condições. A conclusão desta pesquisa foi de que é possível substituir uma operação de lapidação pelo brunimento de precisão. Palavras Chave: Brunimento, brunidor, brunidora, lapidação, circularidade, retilineidade, rugosidade / Abstract: Honing process is used when a high precision machining is required to correct bore errors on a cylindrical surface, mainly in internal diameters, which is more accurate than grinding process. The operations carried out before honing affect directly the final quality in order to achieve tighter tolerances. The specification of the cutting parameters, such as the tool type, in this case the honing stone, the fixturing condition and the honing coolant affect the geometric results on the final product. In some products applications when roundness and straightness specification is very tight, around or less than 0,001mm and surface finishing of 0,10 ?m Ra maximum, it is necessary a complementary operation of lapping, which is manual and uses the lapping paste, difficult to remove from the piece surface. The objective of this research is to analyze the behavior of the above parameters on precision honing process for hardened steels and suggest process alternatives to achieve the above tolerances directly from honing without lapping. The results must be statistically accepted in production environment by planned experiments in the machine and tooling system. The experiments confirmed the influence of lower honing stones grit size in the roughness quality and it was achieved equivalent surface from the lapping operation. In addition, it was demonstrated that lower spindle speed and stones feedrate figures, in the bottom limit from the range adopted in the trials resulted in a better geometry quality in the roundness and straightness. Also the diameter capability improved with this cutting condition. The conclusion of this research was that it is possible to replace a lapping operation to a precision honing. Keywords: Honing, honing stones, honing machine, lapping, cylindricity, roundness, straightness, surface finishing / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Esta tese tem como objetivo descrever o processo de desenvolvimento da gema lapidada, do início até o fim, abordando o comportamento dos minerais colocados em produção e sua aplicação no Design. O mineral gemológico foi submetido a processos mecânicos, comumente utilizados na lapidação de gemas, e analisados através da tribologia. A lapidação de gemas foi desenvolvida através de processos empíricos, em que pode ser descrita pela ciência através de fatores como tempo, velocidade de rotação, carga aplicada e padrões de qualidade de brilho são parâmetros julgados pelo lapidário e avaliados através de padrões visuais. Neste trabalho, destacaram-se parâmetros mineralógicos preponderantes que possibilitaram a otimização da lapidação de gemas, como a relação da orientação cristalográfica com o polimento (dureza, direção de polimento); relação da composição química do mineral com os pós de polimentos e lubrificantes; sua influência na planicidade de superfície; determinação de propriedades ópticas em relação aos ângulos críticos aplicados nas faces do pavilhão, e itens preponderantes que referem-se ao Design de Gemas. Foram utilizados seis conjuntos de minerais gemológicos, que ocorrem em abundância no Brasil e são largamente utilizados na indústria joalheria. São eles: granada, topázio, berilo, turmalina, espodumênio e quartzo. Os mesmos minerais foram lapidados no Brasil e na Alemanha. Foram feitos ensaios de brilho, rugosidade e comparações da qualidade da superfície em micrografias no Microscópio Eletrônico de Varredura. Análises complementares foram realizadas com os minerais e os pós de polimento, entre eles a microdureza Vickers nos diferentes eixos cristalográficos dos minerais e análise do pó de polimento quanto ao tamanho, formato e composição química. O objetivo foi identificar a melhor combinação de mineral, pó de polimento e ângulos de facetamento, através da qualidade da superfície e brilho. É proposto ao final, a aplicação do conhecimento para a área de desenvolvimento em Design de Gemas. Os parâmetros de qualidade em lapidação, permitirão a evolução da compreensão do comportamento dos minerais perante seu processamento, admitindo possibilidades futuras de melhorias da qualidade e excelência para criação de novos formatos para a gema lapidada. / This thesis aims to describe the procedure of gemstone cutting regarding its mineralogical characteristics, production and Design. Chosen gemstones underwent usual mechanical procedures for gemstone cutting and were then subject to tribology analysis. Gemstone cutting was developed through an empirical process, in which can be described by science with rotation speed, applied strength, and brightness are parameters judged by the lapidary and evaluated visually. Herein the main mineralogical parameters that optimize gemstone cutting are emphasized, namely: crystallographic axes and polish orientation relationship (hardness, polishing direction); the choice of polishing powders and lubricants according to the mineral chemical composition; their influence on the flatness of surface; refraction indexes and critical angles (used to determine the ideal pavilion angles), and their applications concerning Design. Six groups of gem minerals abundant in Brazil and vastly used in the jewelry industry were used for this study: garnet, topaz, beryl, tourmaline, spodumene and quartz. The cutting processes were performed both in Brazil and in Germany. The faceted gemstones brightness and roughness were determined and compared with SEM (Scanning Electron Microscope) micrographs. In addition, the minerals and polishing powder grains went through complementary analysis, such as: Vickers micro hardness tests on all crystallographic axes and evaluation of grain size, shape, chemical composition and its influence on flatness of surface, respectively. All tests were performed to better correlate minerals, polishing powders and faceting angles. The evaluation criteria included surface quality and light reflection standards. Lastly, this thesis aims to apply the knowledge acquired in this work to develop Gemstone Design. Gemstone cutting quality standards allow for further comprehension of mineral \"behavior\" during its processing and open future possibilities on cutting quality enhancement and excellence to develop of new shapes for faceted gemstones.