Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica (Opção Produção, Desenvolvimento e Engenharia Automóvel). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Estágio realizado na ADIRA, S.A. e orientado pelo Eng.º Tiago Brito e Faro / Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2010

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica (Opção de Automação). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Tese de mestrado integrado. Engenharia Mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Dissertation submitted for obtain the degree og Doctor of Philosophy, at the University of Nottingham

O aumento da produtividade é sem dúvida um dos maiores desafios para a indústria de manufatura. Neste sentido, a vibração tem se apresentado ao longo das últimas décadas como um dos principais limitantes para a melhoria da produtividade, especialmente em operações de usinagem. Nos últimos anos muitas pesquisas foram conduzidas com o objetivo de suprimir ou minimizar os efeitos causados pelo fenômeno de vibrações regenerativas ou chatter. Este trabalho contribui propondo o desenvolvimento de um método para minimizar os efeitos da vibração em operações de torneamento por meio da variação dinâmica de parâmetros de corte relacionados com a área da seção de corte. No presente estudo optou-se pela operação de torneamento cilíndrico e a atuação dinâmica na profundidade de usinagem. Uma análise teórica e uma verificação das condições técnicas necessárias para a aplicação do método proposto são apresentadas. Além disso, simulações numéricas foram realizadas para verificação dos modelos analíticos e correlação com os ensaios práticos. Finalmente, utilizou-se o método em um processo de usinagem real e os resultados demonstram que é possível minimizar consideravelmente os efeitos do fenômeno de chatter variando dinamicamente a profundidade de usinagem sem afetar a qualidade final da peça usinada. / Improve productivity is with no doubts one of the greatest challenges for manufacturing industries nowadays. In that way, chatter vibrations has been arisen in last decades as a major limiting issue for productivity, especially on machining operations. In the last years many investigations has been carried out to suppress or minimize chatter vibrations effects on machining. In this work a development of a method to minimize chatters vibrations on turning operations by dynamically variation of cross section of the chip is proposed. Cylindrical turning operation was selected as the main target for this study and depth of cut as the parameter to be dynamically varied. A theoretical and essentials technical features analyses to apply the proposed method on a market machine tool are. Furthermore, numerical simulations were performed to validate and correlate analytical model to practical experiments. Finally, the proposed model was applied on real machining process and the results show that it is possible to substantially minimize the chatter vibration phenomenon by dynamically variation on depth of cut without affect the surface finishing.

Neste trabalho, um novo cabeçote indexador mecatrônico foi projetado, construído e testado. Dois motores de passo girando dois sem-fins acionam a mesma engrenagem de indexação. Um dos motores é usado para a indexação propriamente dita, enquanto que o outro é usado para eliminar a folga e travamento. Durante a movimentação, o sem-fim de travamento é liberado e gira sem tocar nos dentes da engrenagem. Desta forma a indexação pode ser feita com um mínimo de atrito. Alta repetibilidade, portanto, foi alcançada em consequência direta da eliminação dos efeitos da folga e do atrito não-linear. A indexação foi calibrada com o Cabeçote Divisor da "Zeiss" de alta precisão (exatidão de 1 segundo de arco). Foi verificado que os erros experimentais são periódicos. Portanto, esses erros foram decompostos em suas componentes de Fourier usando FFT. Um algoritmo de correção usando esse modelo matemático foi desenvolvido e incorporado ao programa de indexação controlado por microcomputador. A repetibilidade (ou precisão) foi melhorada em 6 vezes; o desvio padrão dos erros, baseado em 250 medições, foi reduzido para somente 14.8 segundos.

O aumento da produtividade é sem dúvida um dos maiores desafios para a indústria de manufatura. Neste sentido, a vibração tem se apresentado ao longo das últimas décadas como um dos principais limitantes para a melhoria da produtividade, especialmente em operações de usinagem. Nos últimos anos muitas pesquisas foram conduzidas com o objetivo de suprimir ou minimizar os efeitos causados pelo fenômeno de vibrações regenerativas ou chatter. Este trabalho contribui propondo o desenvolvimento de um método para minimizar os efeitos da vibração em operações de torneamento por meio da variação dinâmica de parâmetros de corte relacionados com a área da seção de corte. No presente estudo optou-se pela operação de torneamento cilíndrico e a atuação dinâmica na profundidade de usinagem. Uma análise teórica e uma verificação das condições técnicas necessárias para a aplicação do método proposto são apresentadas. Além disso, simulações numéricas foram realizadas para verificação dos modelos analíticos e correlação com os ensaios práticos. Finalmente, utilizou-se o método em um processo de usinagem real e os resultados demonstram que é possível minimizar consideravelmente os efeitos do fenômeno de chatter variando dinamicamente a profundidade de usinagem sem afetar a qualidade final da peça usinada. / Improve productivity is with no doubts one of the greatest challenges for manufacturing industries nowadays. In that way, chatter vibrations has been arisen in last decades as a major limiting issue for productivity, especially on machining operations. In the last years many investigations has been carried out to suppress or minimize chatter vibrations effects on machining. In this work a development of a method to minimize chatters vibrations on turning operations by dynamically variation of cross section of the chip is proposed. Cylindrical turning operation was selected as the main target for this study and depth of cut as the parameter to be dynamically varied. A theoretical and essentials technical features analyses to apply the proposed method on a market machine tool are. Furthermore, numerical simulations were performed to validate and correlate analytical model to practical experiments. Finally, the proposed model was applied on real machining process and the results show that it is possible to substantially minimize the chatter vibration phenomenon by dynamically variation on depth of cut without affect the surface finishing.

Estágio realizado no INEGI e orientado pelo Eng.º João Paulo Pereira / Tese de mestrado integrado. Engenharia mecânica. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

Made available in DSpace on 2010-04-20T20:20:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-04-01T00:00:00Z / A motivação para este estudo nasceu de uma avaliação inicial, ocorrida durante a obtenção dos meus créditos em Marketing, segundo a qual, na bibliografia disponível, existiriam poucos trabalhos que tratassem das técnicas e métodos de gestão mercadológica, aplicáveis a indústrias não seriadas. Tendo desenvolvido carreira em indústrias fabricantes de bens de capital, pude assistir a várias 'ondas' de filosofias, processos e tecnologias, as quais, freqüentemente, foram ou ainda são acompanhadas por pressões pela análise, para eventual adoção, destas 'modas', o que, quando não levava à tomada de atitudes mal pensadas, tinha como contrapartida o desperdício de tempo dos envolvidos. Com o passar do tempo, isto trazia como conseqüência o desenvolvimento de uma cultura de rejeição a tudo que vinha de fora, pois os envolvidos já estavam tão cansados de analisar novidades, as quais raramente eram implementadas, que dificilmente concordavam em investir mais tempo neste tipo de atividade, preferindo seguir as receitas caseiras. Na área mercadológica, que não se constitui em exceção à regra, freqüentemente surgem novos modismos, e o fenômeno acima descrito ocorre com renovada intensidade, pelas características peculiares do setor: as vendas para cada cliente são muito espaçadas no tempo, em termos de equipamentos, e no caso dos serviços, embora haja uma maior freqüência nas vendas, o centro de compras envolvido é, via de regra, diverso daquele empenhado na compra de novos equipamentos, o que torna a administração dos relacionamentos com os clientes bastante complexa. No caso específico das técnicas e metodologias, publicadas na área de Marketing, pode-se perceber que a imensa maioria foi desenhada para ser aplicada na transação final com o consumidor, ou nos estágios finais da cadeia produtiva, entre os fornecedores de material produtivo para produtores de bens de consumo e os próprios, e/ou entre os produtores de bens de consumo e seus respectivos canais. No entanto, isto não impede que se tente vender aos fabricantes de bens de capital versões, mais ou menos modificadas, das técnicas e sistemas 'da moda', o que nos remete à situação, citada anteriormente, de ter de escolher