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.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-23Bitstream added on 2014-06-13T20:35:21Z : No. of bitstreams: 1 barrios_ans_me_ilha.pdf: 1240045 bytes, checksum: a46aee2a6cd45b28e7f169c070d0d6bb (MD5) / A usinagem dos metais não é um processo completamente compreendido devido à sua natureza altamente não linear e ao complexo acoplamento entre deformação e o campo de temperatura. O processo de deformação é altamente concentrado em uma zona pequena e as temperaturas geradas nas zonas de deformação afetam ambas a ferramenta e a peça. Conhecendo o fluxo de calor gerado pelo processo de usinagem e, assim, o campo de temperatura, podem-se determinar as melhores condições de corte e também projetar novos produtos com melhor desempenho. Dada a grande importância do estudo térmico para a usinagem, muitas pesquisas continuam hoje sendo desenvolvidos. Este trabalho objetivou estudar a transferência de calor no processo de fresamento de topo do aço comercial VP100, empregado na fabricação de moldes e matrizes. Propôs-se, para isso, um modelo térmico tridimensional resolvido por um método numérico para estimar dois parâmetros: o fluxo líquido de calor e coeficiente de transferência de calor convectivo. Os parâmetros foram estimados através da implementação de um rotina computacional desenvolvida, que teve como dados de entrada as curvas de temperatura experimental do processo de usinagem para um fluido de corte sintético, semissintético e usinagem a seco, utilizando duas velocidades de corte: 200 e 450 m/min. Ademais, foram analisados o perfil de microdureza e a caracterização microestrutural dos corpos de prova, além do desgaste de flanco máximo das ferramentas após a usinagem. Constatou-se que o fluido de corte e a velocidade de corte influenciaram de forma significativa o resfriamento do corpo de prova. Além disso, a usinagem não afetou a microdureza abaixo da superfície fresada da peça, mas a microestrutura até 10 μm de profundidade deformou-se na direção do... / Machining of metals is a process not completely understood because of the highly nonlinear nature and the complex interaction between deformation and temperature field. The process of deformation is highly concentrated in a small zone and the temperatures generated in the deformation zones affect both tool and workpiece. Knowing the heat flux generated by the machining process and thus the temperature field, best conditions for cutting and also for design of new products with improved performance can be determined. Because of the great importance of the thermal effect for machining, several researches have been developed nowadays. This research aimed to study the heat transfer end milling process in commercial VP100 steel, used for producing molds and dies. Thus, a tridimensional thermal model solved by a numerical method was proposed to estimate two parameters: net heat flux and coefficient of convective heat transfer. The parameters were estimated by using computational programming where the input data were temperature curves of the end milling process when using synthetic and semi-synthetic cutting fluid, and dry machining at 200 and 450 m/min cutting speeds. In addition, microhardness and microstructure of workpiece as well as tool wear were analyzed after machining. Cutting fluid and cutting speed significantly influenced on workpiece cooling. Besides, milling process did not affect the part microhardness beneath machined surface, but microstructure up to 10 μm depth was deformed in feed direction of tool, which presented an initial maximum flank wear similar for all cutting conditions (VBBmax ≅ 0.1 mm). Synthetic and semi-synthetic cutting fluids did not presented different cooling capabilities, generating... (Complete abstract click electronic access below)

L’étude présentée est consacrée à l’usinabilité de la fonte à graphite vermiculaire. Celle-ci se situe entre la fonte à graphite lamellaire et la fonte à graphite sphéroïdale par rapport à la forme du graphite constituant ce matériau. Elle est utilisée depuis plus de cinq ans dans les blocs moteurs diesel afin d’améliorer les performances et de diminuer les rejets atmosphériques pour respecter les nouvelles normes Européennes. Pour évaluer l’usinabilité d’un matériau, il faut s’étalonner par rapport à un matériau de référence. Dans notre cas, la fonte à graphite vermiculaire a été comparée à la fonte à graphite lamellaire. Des essais de tractions ont permis d’obtenir les propriétés mécaniques du lot de matière utilisé pour la campagne d’essais d’usinage ; ceci, afin de se situer dans la gamme de ce type de fonte. Les plaquettes d’usinage ont été caractérisées par nano-indentation. Les revêtements PVD et CVD ont subit des essais de micro-rayure afin de caractériser leur adhésion sur leurs substrats respectifs. La mise en place d’un plan d’expérience a permis de limiter le nombre de plaquettes d’usinage prototypes à réaliser. Des essais tribologiques de type pion/disque ont révélé des pistes exploitables pour la compréhension des phénomènes de frottement et d’usures mis en jeu lors de l’usinage de la fonte à graphite vermiculaire. / This study deals with machinability of compacted graphite iron. This material is in-between grey cast iron and nodular cast iron due to the graphite particle shape. It is used for manufacturing diesel engine blocks so as to increase performances and reduce carbon emissions to comply with Euro 5 norm. It is necessary to compare one material to a reference material to evalute machinability criterium. In our case, compacted graphite iron has been compared to grey cast iron. Tensile tests have given us mechanical properties of our test pieces batch used for machining tests. It helped us to qualify the material in its own material range. Inserts have been characterized by nanoindentation. PVD and CVD coatings were benchmarked in microscratch way to determine their respective adhesion to theirs substrates A design of experiment has been setted up so as to reduce number of inserts protypes to be manufactured. Pin on disk tribologic tests gave few hints to have a better understanding of friction phenomena and wear during compacted graphite iron machining.

Made available in DSpace on 2016-12-08T17:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pre-textuais.pdf: 73538 bytes, checksum: 312651a50c92e3fa74c571281d3cdc0e (MD5) Previous issue date: 2010-06-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / During the last years the Compacted Graphite Iron CGI has acquired a growing placein the automobilist industry. It is used to manufacture several automotive parts, such as disk brakes, exhaust manifolds and, mainly, engine cylinder heads and blocks. Its higher strength, compared to grey cast iron, makes possible the manufacturing of cylinder blocks with higher pressure in the combustion chamber, therefore, more efficient and less pollutant. Lighter engines can be manufactured because of the thinner walls required. On the other hand, the Compacted Graphite Iron brings technological challenges for obtaining cast parts and also to machine them, because they normally reduce the tool lives during machining. This work s objective is to research the machinability of different compositions in order to obtain and alloy that can be used as a feasible alternative for manufacturing cylinder heads. The work consists, fundamentally, in the machinability evaluation of three cast iron alloys, Compacted Graphite Iron classes 450 and 350, and Grey Cast Iron class 300, through drilling tests. The machinability criterion used is the tool wear. / Nos últimos anos o ferro fundido vermicular tem conquistado um crescente espaço na indústria automobilística. Destina-se à fabricação de diversas peças automotivas, tais como discos de freio, coletores de escapamento e, principalmente, cabeçotes e blocos para motores. Sua maior resistência mecânica, em relação ao ferro fundido cinzento, possibilita a fabricação de motores com maiores pressões na câmara de combustão, portanto, mais eficientes e menos poluentes. Motores mais leves podem ser fabricados, em função das menores espessuras de parede necessárias. Por outro lado, o ferro fundido vermicular traz consigo desafios tecnológicos tanto para a obtenção da peça fundida quanto para a usinagem, uma vez que, normalmente, provoca redução da vida das ferramentas de usinagem. O presente trabalho objetiva pesquisar a usinabilidade de diferentes composições a fim de obter uma liga que possa ser utilizada como uma alternativa viável para a fabricação de cabeçotes de motor. O trabalho consiste, fundamentalmente, na avaliação da usinabilidade de três ligas de ferro fundido, sendo o vermicular da classe 450, da classe 350 e o cinzento da classe 300, e para tanto foram utilizados ensaios de furação de longa duração. Como critério de usinabilidade considerado foi utilizado o desgaste da ferramenta.

Orientador: Alessandro Roger Rodrigues / Banca: João Batista Campos Silva / Banca: Paulo André de Camargo Beltrão / Resumo: A usinagem dos metais não é um processo completamente compreendido devido à sua natureza altamente não linear e ao complexo acoplamento entre deformação e o campo de temperatura. O processo de deformação é altamente concentrado em uma zona pequena e as temperaturas geradas nas zonas de deformação afetam ambas a ferramenta e a peça. Conhecendo o fluxo de calor gerado pelo processo de usinagem e, assim, o campo de temperatura, podem-se determinar as melhores condições de corte e também projetar novos produtos com melhor desempenho. Dada a grande importância do estudo térmico para a usinagem, muitas pesquisas continuam hoje sendo desenvolvidos. Este trabalho objetivou estudar a transferência de calor no processo de fresamento de topo do aço comercial VP100, empregado na fabricação de moldes e matrizes. Propôs-se, para isso, um modelo térmico tridimensional resolvido por um método numérico para estimar dois parâmetros: o fluxo líquido de calor e coeficiente de transferência de calor convectivo. Os parâmetros foram estimados através da implementação de um rotina computacional desenvolvida, que teve como dados de entrada as curvas de temperatura experimental do processo de usinagem para um fluido de corte sintético, semissintético e usinagem a seco, utilizando duas velocidades de corte: 200 e 450 m/min. Ademais, foram analisados o perfil de microdureza e a caracterização microestrutural dos corpos de prova, além do desgaste de flanco máximo das ferramentas após a usinagem. Constatou-se que o fluido de corte e a velocidade de corte influenciaram de forma significativa o resfriamento do corpo de prova. Além disso, a usinagem não afetou a microdureza abaixo da superfície fresada da peça, mas a microestrutura até 10 μm de profundidade deformou-se na direção do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Machining of metals is a process not completely understood because of the highly nonlinear nature and the complex interaction between deformation and temperature field. The process of deformation is highly concentrated in a small zone and the temperatures generated in the deformation zones affect both tool and workpiece. Knowing the heat flux generated by the machining process and thus the temperature field, best conditions for cutting and also for design of new products with improved performance can be determined. Because of the great importance of the thermal effect for machining, several researches have been developed nowadays. This research aimed to study the heat transfer end milling process in commercial VP100 steel, used for producing molds and dies. Thus, a tridimensional thermal model solved by a numerical method was proposed to estimate two parameters: net heat flux and coefficient of convective heat transfer. The parameters were estimated by using computational programming where the input data were temperature curves of the end milling process when using synthetic and semi-synthetic cutting fluid, and dry machining at 200 and 450 m/min cutting speeds. In addition, microhardness and microstructure of workpiece as well as tool wear were analyzed after machining. Cutting fluid and cutting speed significantly influenced on workpiece cooling. Besides, milling process did not affect the part microhardness beneath machined surface, but microstructure up to 10 μm depth was deformed in feed direction of tool, which presented an initial maximum flank wear similar for all cutting conditions (VBBmax ≅ 0.1 mm). Synthetic and semi-synthetic cutting fluids did not presented different cooling capabilities, generating... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Este estudo teve por objetivo analisar os aspectos estéticos, físicos, mecânicos e de qualidade da superfície usinada da madeira de árvores de Eucalyptus grandis, Eucalyptus urophylla e Eucalyptus dunnii aos 18 anos, tendo como objetivo a sua aplicação na indústria moveleira. Para tanto, foram coletadas três árvores de cada espécie da Estação Experimental de Ciências Florestais (EECF) da ESALQ/USP, localizada em Anhembi-SP. Os ensaios de massa específica aparente, densidade básica, variação dimensional e módulos de ruptura e elasticidade foram realizados de acordo com a NBR 7190/96. Para a análise de qualidade da superfície usinada foram avaliados 48 corpos de prova de cada espécie, aplainados em 7 diferentes velocidades de avanço. Em cada corpo de prova foram feitas 3 leituras, em diferentes posições, com rugosímetro. Foram realizadas análise de variância e testes de médias para cada parâmetro avaliado. Posteriormente, executaram-se as correlações de Pearson entre resultados dos diferentes ensaios. Com base nos resultados obtidos, concluiu-se que as três espécies estudadas apresentam características compatíveis para uso na indústria moveleira, com diferentes aplicações; a madeira de Eucalyptus urophylla apresentou o melhor desempenho em relação à maioria dos parâmetros analisados, o que indica a possibilidade de sua aplicação em grande parte dos componentes de um móvel; o Eucalyptus grandis foi a espécie que apresentou melhor desempenho nos ensaios de variação dimensional, porém apresentou restrições quanto ao uso estrutural e altos valores de coeficiente de variação nos resultados; o Eucalyptus dunnii apresentou maior retratibilidade e pior desempenho em relação à qualidade da superfície usinada, qualificando-se dentre as três espécies estudadas, como a menos indicada para uso em movelaria; as três espécies apresentaram importantes variações das características físicas ao longo do raio; os melhores resultados em relação à qualidade da superfície usinada foram obtidos com baixa velocidade de avanço; pela análise descritiva, os parâmetros de densidade e massa específica aparente são bons indicadores de estabilidade dimensional, desempenho mecânico e qualidade de superfície usinada; os resultados obtidos nas análises e os da bibliografia apontam uma alta variabilidade tecnológica da madeira das três espécies de eucalipto, recomendando a seleção e usos da madeira de clones. / The objective of this work was to analyze the aesthetics aspects, surface quality, physical and mechanical properties of Eucalyptus grandis, Eucalyptus dunnii and Eucalyptus urophylla wood with 18 years-old, aiming to give technical information its best application in furniture production. The material for the tests were three trees of each species, collected at Experimental Campus of Forestry Science from ESALQ/USP at Anhembi/SP. For the physical and mechanical tests the NBR 7190/96 was used. For the surface quality, 48 samples of each species were processed in 7 different forward velocities. In each sample, 3 tests in different positions were done using reliefmeter. Data were evaluated through analysis of variance, tests of comparison of means and Pearson correlation test between the different tests. It was concluded that the three studied species are suitable for furniture production, in different applications; the Eucalyptus urophylla had the best results for most of the realized tests, being suitable for most of the furniture components; the Eucalyptus grandis had the best results on shrinkage test, suitable for rigid joints or the ones with glued pieces and big dimension components, although it had the higher variation coefficient values and the species is not suitable for structure components, due to the low values on the mechanical tests; the Eucalyptus dunnii had the worst results for furniture production, comparing to the other studied, due to it\'s low performance at the shrinkage tests and at the surface quality test;. the three species had important variation trend of physical characteristics for the values on the radial direction, from the pith to the sapwood; the best results for the quality surface were due to the low forward velocity; the basic density and specific gravity parameters have good correlation with the studied characteristics: shrinkage, mechanical performance and surface quality; the results obtained on the analysis and the ones on the references show high technological variability on wood of the three species studied, so it is recommended the selection and use of wood from clones.

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

Les aciers contiennent de nombreuses inclusions : à base manganèse, aluminium, silicium, calcium, ... Leur impact individuel sur l'usinabilité demeure cependant mal connu dans la mesure où il est difficile de les isoler pour en quantifier l'influence. Une des premières tâches est de déterminer précisément leur effet tant sur le procédé en tant que tel (efforts, puissance, température) que sur les outils (nature et vitesse d'usure, modification chimique superficielle).De nombreuses études montrent la formation d'un « lubrifiant solide » à l'interface outil/copeau. Ce dépôt est parfois appelé « couche de transfert sélectif » (Build-up Layer). L'objectif de cette thèse est de savoir quels corps se cachent sous le vocable de « couche de transfert sélectif », quand cette couche est susceptible de se former, sur quelle partie de l'outil, dans quelles conditions opératoires, à quelle vitesse, pour quelles contraintes mécaniques et pour quelles températures. Est-elle susceptible de demeurer sur l'outil à l'arrêt de l'opération d'usinage ? A quelle vitesse se forme-telle ? Est-elle systématiquement stable ? / Steels contain many inclusions essentially composed by manganese, aluminium, silicium, calcium. However the influence of the different inclusions on machinability is poorly quantified. One of our first tasks is to determine precisely the effect of the inclusions on the metal cutting process as well as on the cutting tools. Many research works highlight a solid lubricant provided by the material being machined and spread along the tool-chip interface. This coating is so called Build up Layer.This thesis is devoted to answer some important questions: what is the actual composition of the Build-up Layer? Is it always the same for a tool machining a steel grade? When and where will the Build-up Layer appear? Is it stable?

This diploma thesis studies the machining of group S materials. In the theoretical part of this thesis these materials were divided into groups and subsequently analyzed. These materials were also analyzed in terms of their impaired machinability. In the practical part of this thesis experimental tests were conducted to determine tool life, tool wear and in the case of testing titanium alloy surface roughness too.

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