Thesis (Ph. D.)--Ohio State University, 2007. / Title from first page of PDF file. Includes bibliographical references (p. 220-233).

- / -

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-11Bitstream added on 2014-06-13T20:16:07Z : No. of bitstreams: 1 000755310.pdf: 4444260 bytes, checksum: da0afdb8588e7917a1f1fd0fc00f6b92 (MD5) / O aumento das exigências mundiais por melhores produtos e a crescente competição entre empresas no mercado globalizado aumenta a busca por processos que garantam menores custos aliados a grande produtividade e produto de alta qualidade. Assim o grande desenvolvimento industrial e tecnológico tem aumentado a pesquisa em processos de usinagem que promovam, por exemplo, alto desempenho no que diz respeito à remoção de material, menor avaria e desgaste da ferramenta e menores impactos ao meio ambiente. Em relação às superligas a base de níquel, as mesmas têm um papel extremamente importante nas indústrias aeronáutica, automobilística, petróleo e gás dentre outras. As superligas a base de níquel estudadas foram a Nimonic 80A, o Inconel 718 e a Pyromet A31, materiais de difícil usinagem que possuem alta resistência mecânica e à corrosão em temperaturas elevadas. O objetivo deste trabalho é o estudo da formação do cavaco em relação aos diversos parâmetros de usinagem, a fim de alcançar alto desempenho e melhorias no torneamento cilíndrico externo destas ligas. As ligas foram torneadas utilizando-se diversos parâmetros de usinagem: velocidades de corte (75 e 90 m/min), avanço (0,15 e 0,18 mm/rot), profundidade (0,8 mm), Mínima Quantidade de Fluido (MQF), Fluido abundante e ferramenta de metal duro com recobrimento (TiAlN). Analisou-se a formação de cavacos, a rugosidade do material, o volume de material removido, o comprimento usinado. Foram realizadas ainda análises macroestruturais e de tempo de vida das ferramentas utilizadas a fim de se detectar possíveis desgastes, bem como análises microestruturais dos cavacos através da microscopia óptica e das ferramentas por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e espectroscopia de energia dispersiva (EDS). Assim foi possível notar que há mais de um tipo de desgaste associado... / The increase of world requirements per better products and the growing competition between companies in the global market makes them seek processes that ensure lower costs allied to high productivity and high quality product. Thus the great industrial and technological development has increased the search for machining processes that promote, for example, high performance as regards the chip removal, less tool wear and failure and reduced impact on the environment. Regarding superalloys based on nickel, they have an extremely important role in the aeronautical and automotive industries among others. The nickel-based superalloy studied are the Nimonic 80A, Inconel 718, Pyromet A31 difficult to machine materials that has high mechanical strength and corrosion resistance at higher temperatures. The objective of this work is to study the influence of the application of cutting fluids in turning and the machining parameters in order to achieve high performance and optimization of machining this alloys. The alloys were machined using various machining parameters: cutting speed (75 and 90 m/min), feed rate (0,15 and 0,18 mm/rot), cutting depth (0,8 mm), Minimum Quantity fluid (MQF), Fluid abundant and coated tools. After turning chip samples were obtained, was measured the surface roughness, chip volume removed, cutting length and macrostructural analyzes were performed and of lifetime of the tools used in order to detect possible wear, as well as, microstructural analyzes of the chips by optical microscopy and tools by scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive spectroscopy (EDS). Thus it was possible to note that there is more than one type of wear associated the turning of nickel alloys, as well as the cutting speed of 75 m/min was the best in general terms for use of abundant fluid. Regarding the application of MQF obtained satisfactory ... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: José Vitor Candido de Souza / Banca: Amauri Hassui / Resumo: Este trabalho é uma proposta para facilitar a quantificação da usinabilidade de um material de alta resistência destinado à produção de peças de segurança para indústria automotiva. A complexidade dos processos de usinagem necessita do desenvolvimento de um método de avaliação da usinabilidade nas mãos de quem produz o material e, pelo grande número de parâmetros envolvidos, dificulta a rápida e precisa obtenção de resultados. A evolução tecnológica tende a desenvolver materiais com melhores propriedades mecânicas e com microestruturas mais refinadas que oferecem maior resistência à usinagem. Neste trabalho foram desenvolvidas ferramentas que permitiram simular uma situação real de usinagem de barras do aço DIN C45, por torneamento radial. O objetivo do trabalho foi avaliar os parâmetros do processo atualmente utilizado, bem como, estabelecer um padrão de referência para aferição, no próprio fornecedor, de melhorias implantadas neste produto. Como resultado foi possível confirmar que o avanço e a rotação atualmente utilizados estão perfeitamente adequados. Entretanto, outro ângulo de saída proposto apresentou aumento significativo da vida da ferramenta nas várias condições testadas. Foi possível realizar a quantificação da usinabilidade, conforme a intenção inicial deste trabalho / Abstract: This is work is a proposal to quantify the machinability of a high strength material for safety parts production in automotive industry. The complexity of machining processes requires development of an evaluation method of machinability that can be done by those who produce the material before the end-user involvement and, mainly due to large number of parameters involved, it's difficult to obtain fast and accurate results. Technological evolution leads to the development of materials with improved mechanical properties and finer microstructures that offer greater resistance to machining. This work aimed to establish tools that simulated a real situation machining grade DIN C45 steel bars. The goal was to evaluate the process parameters used currently and also to establish a benchmark for evaluation in laboratory for future improvements to be incorporated in the steel bar. In this evaluation, it was confirmed that the advance and speed currently used are perfectly adequate. However, another angle output proposed achieved superior results, significantly increasing tool life in several conditions tested / Mestre

Um dos métodos de fabricação de engrenagem em grande escala é baseado na usinagem por ferramentas de corte denominadas Cortador Hob ou Fresa Caracol. Esse método permite agilidade e precisão. A máquina e a ferramenta destinadas a esse processo são para aplicação específica na fabricação de dentados em engrenagens e eixos, fazendo-se necessário portanto um aprofundamento na otimização, melhor utilização dessas ferramentas. A não substituição da ferramenta no momento correto implica em dois problemas: ou ela poder ser trocada antes do término da vida ou ela pode ser usada em excesso e formar o chamado desgaste excessivo, o que reduz o número de afiações do cortador. O ponto a ser estudado o qual se trata essa dissertação é poder estimar a quantidade de peças a ser produzida com cada uma dessas ferramentas. Entretanto, sabe-se que uma mesma ferramenta pode ser aplicada a diversos tipos de peças, com variação de diâmetro e espessura, o que caracteriza a complexibilidade desse processo. Para isso foram coletados dados de usinagem e de desgaste da ferramenta em função das dimensões do par peça/ferramenta. Depois foram determinada curva padrão de desgaste em relação ao par peça/ferramenta e a partir dessa curva padrão, determinar a vida dos cortadores em quantidade de peças a serem fabricadas. Em seguida, os testes realizados puderam comprovar a efetividade dessa correlação. / The method of manufacture of gear on a large scale is based on process that use cutting tools, called Hob or “Caracol”. This method allows the speed and accuracy. The machine and tool designed for this process are specific for application in the manufacture of toothed gears and shafts. This making it necessary insight into the optimization of these tools. Failure to replace the tool at the right time involves two problems: or it can be exchanged before the end of life, or it can be overused and form the so-called excessive wear, which reduces the number of cutter sharpenings. The point of study from which it comes this work is to determine the quantity of parts to be produced with each of these tools, it know that the same tool can be applied to various types of pieces, ranging in diameter and thickness, which characterizes the complexity of this process. Therefore data about machining tool wear depending on the size of the pair part / tool were plotted collected. After that, standard curves of wear in relation to the pair part / tool and by this standard curve, to determine the life of the cutters in quantities of parts to be manufactured. Soon after, the tests performed could proved the effectiveness of this correlation.

Ce travail de recherche présente les résultats concernant à la modélisation et identification des paramètres d’un robot sériel pour une utilisation en usinage dans le but d’améliorer la précision de la position de l’outil dans un espace de travail dédié. Dans ce sens, les travaux présentés permettent de proposer une méthodologie de modélisation géométrique pertinente avec la précision de la tâche et la maîtrise des erreurs d’assemblage et de fabrication des éléments du robot. Avec l’utilisation des modèles géométriques appliqués au robot ABB IRB 6660 nous avons développés des modèles avec des paramètres liés à la structure physique du robot et nous avons complémenté ces modèles avec la modélisation des paramètres géométriques d’une broche dédiée à l’usinage implémenté dans le dernier axe du robot. / This work presents the results concerning the modeling and identification of the parameters of a serial robot for use in machining in order to improve the precision of the position of the tool in a dedicated workspace. In this sense, the presented works allow to propose a methodology of geometrical modeling pertinent with the precision of the task and the control of the errors of assembly and manufacture of the elements of the robot. With the use of the geometric models applied to the ABB IRB 6660 robot we have developed models with parameters related to the physical structure of the robot and we complemented these models with the modeling of the geometric parameters of a spindle dedicated to the machining implemented in the last axis of the robot.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:09Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-19. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:43Z : No. of bitstreams: 1 000832736.pdf: 1526672 bytes, checksum: ee8bfcad1aecbfafe63ac8c11901722b (MD5) / Este trabalho é uma proposta para facilitar a quantificação da usinabilidade de um material de alta resistência destinado à produção de peças de segurança para indústria automotiva. A complexidade dos processos de usinagem necessita do desenvolvimento de um método de avaliação da usinabilidade nas mãos de quem produz o material e, pelo grande número de parâmetros envolvidos, dificulta a rápida e precisa obtenção de resultados. A evolução tecnológica tende a desenvolver materiais com melhores propriedades mecânicas e com microestruturas mais refinadas que oferecem maior resistência à usinagem. Neste trabalho foram desenvolvidas ferramentas que permitiram simular uma situação real de usinagem de barras do aço DIN C45, por torneamento radial. O objetivo do trabalho foi avaliar os parâmetros do processo atualmente utilizado, bem como, estabelecer um padrão de referência para aferição, no próprio fornecedor, de melhorias implantadas neste produto. Como resultado foi possível confirmar que o avanço e a rotação atualmente utilizados estão perfeitamente adequados. Entretanto, outro ângulo de saída proposto apresentou aumento significativo da vida da ferramenta nas várias condições testadas. Foi possível realizar a quantificação da usinabilidade, conforme a intenção inicial deste trabalho / This is work is a proposal to quantify the machinability of a high strength material for safety parts production in automotive industry. The complexity of machining processes requires development of an evaluation method of machinability that can be done by those who produce the material before the end-user involvement and, mainly due to large number of parameters involved, it's difficult to obtain fast and accurate results. Technological evolution leads to the development of materials with improved mechanical properties and finer microstructures that offer greater resistance to machining. This work aimed to establish tools that simulated a real situation machining grade DIN C45 steel bars. The goal was to evaluate the process parameters used currently and also to establish a benchmark for evaluation in laboratory for future improvements to be incorporated in the steel bar. In this evaluation, it was confirmed that the advance and speed currently used are perfectly adequate. However, another angle output proposed achieved superior results, significantly increasing tool life in several conditions tested

Um dos métodos de fabricação de engrenagem em grande escala é baseado na usinagem por ferramentas de corte denominadas Cortador Hob ou Fresa Caracol. Esse método permite agilidade e precisão. A máquina e a ferramenta destinadas a esse processo são para aplicação específica na fabricação de dentados em engrenagens e eixos, fazendo-se necessário portanto um aprofundamento na otimização, melhor utilização dessas ferramentas. A não substituição da ferramenta no momento correto implica em dois problemas: ou ela poder ser trocada antes do término da vida ou ela pode ser usada em excesso e formar o chamado desgaste excessivo, o que reduz o número de afiações do cortador. O ponto a ser estudado o qual se trata essa dissertação é poder estimar a quantidade de peças a ser produzida com cada uma dessas ferramentas. Entretanto, sabe-se que uma mesma ferramenta pode ser aplicada a diversos tipos de peças, com variação de diâmetro e espessura, o que caracteriza a complexibilidade desse processo. Para isso foram coletados dados de usinagem e de desgaste da ferramenta em função das dimensões do par peça/ferramenta. Depois foram determinada curva padrão de desgaste em relação ao par peça/ferramenta e a partir dessa curva padrão, determinar a vida dos cortadores em quantidade de peças a serem fabricadas. Em seguida, os testes realizados puderam comprovar a efetividade dessa correlação. / The method of manufacture of gear on a large scale is based on process that use cutting tools, called Hob or “Caracol”. This method allows the speed and accuracy. The machine and tool designed for this process are specific for application in the manufacture of toothed gears and shafts. This making it necessary insight into the optimization of these tools. Failure to replace the tool at the right time involves two problems: or it can be exchanged before the end of life, or it can be overused and form the so-called excessive wear, which reduces the number of cutter sharpenings. The point of study from which it comes this work is to determine the quantity of parts to be produced with each of these tools, it know that the same tool can be applied to various types of pieces, ranging in diameter and thickness, which characterizes the complexity of this process. Therefore data about machining tool wear depending on the size of the pair part / tool were plotted collected. After that, standard curves of wear in relation to the pair part / tool and by this standard curve, to determine the life of the cutters in quantities of parts to be manufactured. Soon after, the tests performed could proved the effectiveness of this correlation.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:28:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-18Bitstream added on 2014-06-13T18:57:24Z : No. of bitstreams: 1 bukvic_g_me_bauru.pdf: 10769904 bytes, checksum: 62e0300f452d06ec5fe503cb8b56d8d5 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A usinagem de cerâmicas avançadas geralmente é feita com o objetivo de corrigir as deformações após a etapa de sinterização, conferir precisão dimensional e qualidade superficial. Para cumprir esta tarefa é utilizada, principalmente, a retificação com rebolo de diamante sob baixas taxas de remoção de material. O torneamento com ferramenta de diamante pode ser aplicado para a maioria das cerâmicas, mas esbarram em condições limites de remoção de material, como profundidade de corte nanamétricas, que se ultrapassadas mudam o regime de remoção de dúctil para frágil. Uma alternativa é a usinagem da peça no estado verde, a qual apresenta fácil usinagem com a diminuição da introdução de defeitos prejudiciais à resistência mecânica. Após a sinterização invariavelmente ocorrem distorções devido à distribuição heterogênea de gradientes de densidade que se localizam nas porções mais externas do compactado. Na tentativa de remover estes gradientes, o presente trabalho analisou a influência da remoção de sobrematerial no estado verde na distorção da peça após a sinterização. Corpos-de-prova de alumina, com 99,8% de pureza, foram torneados com sobremateriais de 1,0, 2,0 3,0, 4,0 e 5,0 mm por uma ferramenta de metal duro sob condições constantes de usinagem. Além da distorção, outras variáveis de saída foram analisadas, com desgaste de ferramenta, força de corte (Fc) e rugosidade média aritmética (Ra) do compactado em verde e sinterizado. Os resultados apontam uma redução da distorção da peça sinterizada de até 81,4% com o maior valor de remoção de sobrematerial em verde e a influência do desgaste da ferramenta na rugosidade da peça em verde e na correspondente peça sinterizada / Advanced ceramics machining is generally done with the objective of correcting distortions in pieces after sintering. In order to comply with this task grinding with a diamond grinding wheel is mainly used with low material removal rates. Turning can be done diamong tool to most of the ceramics, but is runs into very narrow material removal limit conditions, as nanometric cutting depths, which if exceeded change the removal system from ductile to brittle. An alternative is machining the piece on the green state, which presents easy machining without the introduction of harmful defects to mechanical resitance. However, after sintering there are invariably distortions caused by the heterogeneous distribution of density gradients that are located in the most outlying portions of the compacted. In an attempt to remove these gradients, this study examined the influence of different allowance values removed and the corresponding distortion after sintering. Alumina speciments are used for this procedure, with 99,8% purity, from which allowances of 1.0,2.0,3.0,4.0, 5.0 mm are removed by turning with a cermented carbine tool under constant machining conditions. Besides distortion, other output variables were analyzed, such as tool wear, cutting force and surface roughness of the green ceramics and the sintered. The results presents a reduction of the distortion of the sintered piece of 81,4% with the greater allowance removal values and the influence of tool wear on the green machining surface roughness and on the corresponding sintered piece

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:43:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:58:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP