Empreendimentos industriais requerem o completo e preciso acompanhamento de dados de máquinas em tempo real, integrando as atividades do chão de fábrica com a engenharia, suporte e de negócios. É reconhecido que sistemas de monitoramento são fundamentais para melhorar a qualidade do produto, reduzir os tempos e para a adaptação rápida às mudanças de produção. Os sensores de processos possuem altos custos, não são compactos e são de difícil implementação. Portanto, seria estratégico desenvolver sistemas de monitoramento que utilizem ao máximo os recursos já existentes nas máquinas ferramentas e que não representem custos adicionais de implementação. O uso de CNC´s de arquitetura aberta nas indústrias é crescente. Estes se mostram como potenciais ferramentas para atender a estas exigências. Possuem os recursos necessários para a aquisição de informações administrativas e tecnológicas e para o desenvolvimento de sistemas de monitoramento. O objetivo do presente trabalho é pesquisar arquiteturas de monitoramento e supervisão para processos de usinagem que tenham como base informações disponíveis em CNC´s de arquitetura aberta. Tais sistemas, apesar de todo o potencial existente, ainda não tem sido explorados nem desenvolvidos adequadamente para os processos de usinagem. O presente trabalho é multidisciplinar nas áreas de automação e usinagem. Está dividido em partes em que são analisados tanto os elementos tecnológicos dos CNC´s abertos, bem como os processos de monitoramento e supervisão da usinagem. São apresentadas propostas no sentido de integrar as duas áreas pelo desenvolvimento de arquiteturas de software dedicadas. Os sistemas desenvolvidos foram testados em laboratório e também nas empresas parceiras. Os resultados mostram que o uso de CNC´s abertos para monitoramento e supervisão de processos é viável e proporciona funções de monitoramento/supervisão que não eram possíveis com os sistemas convencionais e sem a necessidade de recursos adicionais, como hardware, sensores e instalação. A implementação de protótipo em empresa parceira foi bem sucedida e deverá ser expandida no futuro. / Manufacturing enterprises require complete real time and accurate monitoring of machine tool data for integrating the shop floor with other company activities, as engineering, maintenance and business. It is acknowledged that monitoring systems capabilities are unavoidable to improve product quality, to reduce production time, and to the rapid adaptation in the changes of production. The use of external sensors gives high costs and do not have the advantages of compactness and the ease of use. Therefore, it is extremely advantageous to develop monitoring systems maximizing the use of the resources already existent in the machine tools and without additional costs of implementation. The use of open CNC\'s on industries is growing. This kind of control has been a great tool to attend these present requirements. It has the necessary resource to get managerial and technological information, and to develop monitoring systems. The objective of this work is to research monitoring and supervision architectures for machining process, based on information already available in open CNC\'s. Such systems, in spite of the whole existent potential, have not still been explored nor developed appropriately for the machining processes. The present work is multidisciplinary in the automation and machining areas. It is divided in parts where the technological elements of open CNC\'s are analyzed, as well as the monitoring and supervision systems of the machining processes. An architecture is proposed in the sense of integrating both monitoring and supervision. The developed systems were tested in laboratory and also in the partner companies. The results show that the use of open CNC\'s for monitoring and supervision of processes is viable and provides monitoring/ supervision functions which were not possible with the conventional systems and without the need of additional resources, as hardware and sensor installation. The prototype tested in a partner company succeeded and should be expanded in the future.

O estudo trata da medição da força de usinagem a verde de corpos de provas cerâmicos e sua correlação com as propriedades mecânicas após a sinterização. A usinagem a verde é empregada em compactos brutos para conferir formatos sem extremo compromisso com precisão dimensional ou para obter uma pré-forma antes da usinagem de acabamento após sinterização; é extensivamente empregada na usinagem de cerâmicas avançadas. Durante o processo de usinagem a verde os esforços de corte determinam a introdução de defeitos críticos na superfície e são geralmente estes defeitos que governam as propriedades mecânicas das cerâmicas após a sinterização. O trabalho objetiva a elaboração e montagem de um sistema de aquisição de dados das forças de usinagem, e procura identificar o limite de agressividade de corte na manutenção da integridade do corpo de prova com produção econômica. As medidas de torque de usinagem e velocidade periférica do rebolo podem representar um modelo para predizer a associação das forças de usinagem. Corpos de prova cilíndricos foram conformados a 100 e 200 MPa, tratados termicamente após a prensagem e usinados com diferentes parâmetros de corte, sinterizados e ensaiados quanto à resistência mecânica através de compressão e flexão a quatro pontos. Os resultados mostraram a importância do tratamento térmico antes da usinagem acima da temperatura de transição vítrea do ligante para peças prensadas a 100 e 200 MPa. Peças prensadas a 200 MPa e tratadas termicamente foram usinadas sem danos a taxas de remoção de 10.000 \'MM POT.3\'/min com potencia consumida de 1700 W. Com o emprego de um cabeçote com mancais aerostáticos de alta potência e baixo ruído não se detectou a introdução progressiva de defeitos críticos na superfície devido à ação do rebolo, porém se identificou um limite de velocidade de 400 mm/min em função da profundidade de corte que excedeu a resistência mecânica dos corpos de prova comprimidos a 100 MPa, levando a ruptura. A correlação entre potência consumida e taxa de remoção, forneceu informações muito importantes para o projeto de uma máquina de usinagem á verde de produtos cerâmicos em alumina. / The present study deals with the measurement forces of green machining ceramics and their correlation with the mechanical properties after sintering. The green machining is employed in crude compacts either to check raw formats without compromising the extreme dimensional accuracy or to obtain a preform prior to finish machining after sintering, extensively used in the machining of advanced ceramics. During the process of the green machining, cutting forces determine the introduction of the critical defects in the surface, which generally govern the mechanical properties after the sintering of ceramics. The study aims at the development and installation of a system of machining forces data acquisition and also the identification of the limit of cutting aggression to maintain the integrity of the ceramics with economic production. The torque measurements of machining and grinding wheel peripheral speed can represent a model to predict the association of the machining forces. Cylindrical bodies were conformed at 100 and 200 MPa, heat-treated after pressing and machined with different cutting parameters, sintered and tested concerning strength by compression and bending at four points. The results showed the importance of the heat treatment before machining above the glass transition temperature of the binder for the parts pressed at 100 and 200 MPa. Parts pressed at 200 MPa and heat-treated were machined without damage at 10.000 \'MM POT.3\'/min removal rates with power consumption of 1700 W. With the use of a spindle with aerostatic bearings for high power and low noise the gradual introduction of critical defects into the surface was not detected due to the action of the wheel. However a speed limit was identified in function of the depth of the cut, which exceeded the strength of the ceramics compressed at 100 MPa, leading to rupture. The correlation between power consumption and rate of removal provided very important information for the design of a green machining of ceramic products in alumina.

O presente trabalho trata do projeto e da fabricação de uma mini máquina para usinagem de esferas cerâmicas verdes. Esferas de cerâmicas avançadas encontram grande aplicação em componentes de alta precisão como rolamentos híbridos ou como a cabeça de próteses de quadril. A grande demanda pelas esferas de cerâmicas avançadas nesses componentes se deve à combinação única de suas propriedades tais como: alta estabilidade dimensional, alta dureza, baixo coeficiente de expansão térmica, biocompatibilidade (bioinerte) e alta resistência mecânica à compressão. No entanto o alto desempenho só será alcançado se as esferas tiverem tolerâncias estreitas (dimensão e forma) e acabamento superficial ultrafino. Esse trabalho objetiva o projeto e a fabricação de um protótipo de mini máquina para usinagem de esferas cerâmicas prensadas de até 30 mm de diâmetro. O desenvolvimento do projeto foi dirigido por uma metodologia de projeto mecânico e após definição do conceito foi gerado um pré-projeto virtual seguido da fabricação de um protótipo, o conceito é composto por três rebolos, sendo dois de arraste que, tendo velocidades e direções de giro variáveis, promovem a variação do eixo de giro das esferas, parâmetro necessário para atingir baixo desvio de esfericidade. Blanks esféricos em zircônia foram conformados por prensagem isostática e usinados no protótipo construído. As esferas passaram pela caracterização metrológica através da medição de esfericidade, circularidade e acabamento superficial. / This work deals with the design and manufacturing of a mini machine for grinding of green ceramic balls. Balls of advanced ceramics find wide application in high-precision components such as hybrid bearings or as bearings of hip prostheses. The large demand for advanced ceramic balls in these components is due to their unique combination of properties such as high dimensional stability, high hardness, low coefficient of thermal expansion, biocompatibility (bio inert) and high compressive strength. However the high performance can only be achieved if the balls have narrow tolerances (size and shape) and ultra-fine surface finish. This work aims to design and manufacture a mini prototype machine to obtain a green ceramic balls up to 30 mm in diameter. The project development was driven by a mechanical design methodology and after the concept generation a virtual pre-design has been generated followed by manufacturing a prototype, the initial concept is composed of three wheels, two of drag that having variables turning speeds and directions, promote a random orbital effect in the balls necessary to reduce the sphericity error. Spherical zirconia blanks were shaped by isostatic pressing and machined in the built prototype. The balls were characterized by measuring sphericity error and surface roughness.

Neste trabalho verificou-se o efeito da ferroxidação a vapor, aplicada antes e após operações de usinagem de acabamento final, na resistência ao desgaste de um ferro sinterizado, utilizado na fabricação de bielas usadas em mancais de deslizamento de compressor hermético. Ensaios micrográficos, de dureza e microdureza, ensaios de perfil e circularidade, testes de vida acelerados em um compressor hermético doméstico de refrigeração e ensaios de microdesgaste, usando-se o mesmo tipo de óleo aplicado em compressores, ou abrasivos com diferentes granulometrias, foram realizados em peças e amostras com e sem a camada ferroxidada. Verificou-se que a camada ferroxidada apresentou valores de durezas superiores ao do substrato em 130%. No caso das amostras ferroxidadas, os resultados indicaram significativa melhora na resistência ao desgaste tanto no teste de aplicação direta no compressor, demonstrado nos testes de perfis e de circularidades, como nos ensaios de microdesgaste, evidenciando a grande efetividade desse tratamento no aumento da resistência ao desgaste nas condições testadas neste trabalho. / The intent of this work was to verify the effect of steam treatment applied before and after finishing machining operations on wear resistance of sintered steel used in the manufacturing of connecting rod applied in sliding bearings of hermetic compressor. Micrographic tests, hardness and micro hardness, test profile and roundness, accelerated endurance test in domestic refrigeration hermetic compressor and micro wear test using the same oil used in the compressor or abrasive with different grain size were made on parts and samples with and without oxide layer. It was verified that the oxide layer indicated hardness values over 130% than that of the substrate. In the case of layer oxide, the results showed significant improvement on wear resistance in the direct compressor application shown by test profile and roundness as well as micro wear test, showing the high efficiency of treatment increasing the wear resistance in the conditions tested in this work.

Este trabalho teve por objetivo estudar o efeito dos parâmetros de corte e dos tratamentos térmicos na usinagem de três aços inoxidáveis austeníticos (ABNT 303, 304 e 310). Estes aços apresentam mesma estrutura cristalina e microestrutura semelhante. O aço ABNT 303 tem composição próxima ao ABNT 304, exceto pelo elevado teor de enxofre. Já o aço ABNT 310 apresenta maiores teores de elementos de ligas. Esses materiais foram tratados termicamente (solubilização ou envelhecimento). Os aços estudados foram caracterizados microestruturalmente e foram realizadas medidas de dureza Vickers. Os aços foram então torneados em várias condições de usinagem, variando principalmente a relação avanço por profundidade de corte. Foram medidas as forças de corte e de avanço em algumas das condições e coletados os cavacos resultantes para análise morfológica, que foram realizadas utilizando-se principalmente microscopia óptica e eletrônica de varredura. Foram também medidas as rugosidades e determinados os perfis das superfícies usinadas para a avaliação do acabamento superficial. Os resultados obtidos neste trabalho permitiram determinar algumas diferenças no comportamento dos três aços inoxidáveis estudados. As maiores diferenças foram verificadas quando as superfícies foram observadas utilizando microscopia. O aço ABNT 303 apresentou as piores superfícies e os menores esforços de corte em relação aos aços ABNT 304 e 310. A utilização de diferentes ferramentas neste trabalho mostrou influência principalmente na formação do cavaco, não tendo muita influencia nos esforços de corte e tão pouco no acabamento superficial. Os tratamentos térmicos realizados propiciaram a formação de outras fases, as quais causaram alterações na microestrutura. No entanto, esses tratamentos térmicos não alteraram de forma significativa o processo de torneamento. Finalmente, a formação de martensitas induzidas por deformação foi identificada no cavaco, mas não pode ser quantificada. / The main objective of this work is to study and evaluate the effect of cutting parameters, the cutting tool and the heat treatments in the turning process of three different types of austenitic stainless steels (ABNT 303, 304 e 310). The steels studied are structurally and microstructurally comparable. The chemical composition of the ABNT 303 and the ABNT 304 is similar except for the presence of sulfur in the ABNT 303 steel which alloeds the manganese sulfide formation. On the other hand, the ABNT 310 steel is richer in alloying elements and has lower tendency to strain induced martensite formation than the other steels studied. The steels studied were also heat treated in different conditions (annealed and aged). The materials were microstructurally characterized and Vickers hardness was also measured. The turning tests were carried out by using different cutting parameters, mainly the feedcutting depth relations. These relations lead to a plane state of tension or a plane state of deformation. The cutting and feed forces were measured during turning tests. During the tests the chips were also collected for morphological analysis through optical and scanning electron microscopies. The roughness and the surfaces characteristics were also determined to evaluate the surface finishing. The major difference in the steels turned was related to surface finishing observed by using optical and scanning electron microscopies. On the whole, the ABNT 303 steel presented the worst surface and the lowest cutting forces. However, the differences among all results were not significant. The tests carried out also showed there was not considerable difference between the tools used except for the chip morphology. The heat treatments led to precipitation in the steels studied and changes in their microstructure. However, the microstructural changes hardly affected the results of the turning tests. Finally, the martensite formation was detected although this phase could be not quantified.

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-25T20:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JoaoPaulode_M.pdf: 2286790 bytes, checksum: ca7af2ca9f54e30cbe97dca258b4870d (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Para as indústrias aumentarem a produtividade, se faz necessário buscar melhorias contínuas e muitas vezes radicais em seus processos de fabricação. Uma das maneiras de obter êxito e melhorar os processos existentes é investir em inovação. Diante deste cenário, o presente trabalho visa contribuir para evolução do processo de obtenção do furo quadrado em máquina CNC. O processo para obtenção de furo quadrado em máquina CNC é recente, porém limitado, atualmente é possível produzir furos quadrados com cantos arredondados e apenas com ferramenta de medida igual à medida do furo que se quer produzir. Os testes feitos com uma nova modelagem matemática, mostraram ser possível obter mais pontos de programação e consequentemente obter uma melhor geometria do furo, com cantos afiados, e também aumentar a flexibilidade do processo, já que com uma ferramenta é possível fazer vários furos de medidas distintas à medida da ferramenta. Através dos experimentos, também foi possível mostrar uma aplicação prática do processo, tornando-o ainda mais vantajoso e produtivo / Abstract: For industries to increase productivity it is necessary to keep seeking for improvements and often radical improvements in their manufacturing processes. One of the ways to succeed and improve the existing processes it is to invest in innovation. In this scenario, the present work aims to contribute to the evolution of obtaining the square hole in CNC machine process. The process for obtaining the square hole CNC machine new, but limited. Currently it is possible to produce square holes with rounded corners and with only the same extent as the hole tool which it is willing to produce. The tests made with a new mathematical modeling showed that it is possible to obtain more points programming therefore get a better geometry of the hole with sharp corners also increase the flexibility of the process, as with a tool it is possible to make several holes measures as distinct from the tool. Through the experiments it was also possible to show a practical application of the process, making it even more beneficial and productive / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-22T23:01:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_SilviadoNascimento_D.pdf: 7768437 bytes, checksum: 66742bf3f167d6f7c0f9f06567fb171a (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nas ferramentas de corte de metal duro não somente o estado de tensão residual do revestimento e do substrato é de importância, mas a topografia da superfície do substrato também influencia significativamente no desempenho da ferramenta durante o processo de usinagem. Uma ferramenta com boas propriedades de substrato e revestimento, mas com uma topografia favorável à aceleração de desgaste pode ter seu desempenho severamente prejudicado. Neste trabalho, brocas de metal duro revestidas pelo processo PVD foram produzidas com diferentes texturas de substrato e a adesão entre o revestimento e o substrato foi analisada. As análises foram baseadas nos ensaios de indentação Rockwell C, de riscamento, de tensão residual na interface, na medição de rugosidade, nos esforços de corte e nos desgastes das ferramentas durante o processo de usinagem. Os revestimentos estudados foram os comerciais BalinitÒ Futura (TiAlN) e Balinit® Helica (TiAlCrSiN). Os experimentos de vida da ferramenta foram realizados utilizando teste de furação com fluido de corte no aço forjado AISI 1548 que é frequentemente utilizado na produção de virabrequim. Os resultados mostraram que os substratos com superfícies mais rugosas apresentaram boas propriedades de adesão, mas alcançaram as menores vidas durante o processo de usinagem. Apesar do revestimento Futura possuir boa resistência ao riscamento quando comparado ao revestimento Helica, as brocas revestidas por Futura não obtiveram desempenho melhor que as revestidas por Helica. Um dos motivos seria a formação de óxidos mais protetores e aderentes que podem ser formados na superfície desgastada das ferramentas revestidas por Helica, devido à composição química da ferramenta. Este fato influenciou na variação dos esforços de corte que foi maior no revestimento Futura. O principal mecanismo de desgaste em todas as brocas foi o "attrition". A principal conclusão do trabalho foi que o substrato com menor rugosidade superficial, maior tensão compressiva e revestido com Helica é o que ofereceu maior desempenho nas condições estudadas nesta tese / Abstract: In the carbide cutting tools not only the residual stress state of the coating and substrate is important, but the substrate surface topography also significantly influences in the tool performance during machining. A tool with good coating and substrate properties but with unsuitable topography may accelerate wear and, consequently have its performance impaired. In this work cemented carbide drills coated using PVD process were produced with different substrate textures and the adhesion between the coating and the substrate was examined. The analyzes were based on the Rockwell C indentation test, the scratch test, residual stress at the interface, surface roughness, cutting forces and tool wear during the machining process. The commercial Balinit Futura (TiAlN) and Balinit Helica (TiAlCrSiN) were the studied coatings. The tool life experiments were carried out using drilling tests with a cutting fluid in the forged AISI 1548 steel which is often utilized in crankshaft manufacturing. The results showed that the surfaces with highest roughness exhibited good adhesion properties, but presented the lowest tool life in the machining process. Although Futura coating possess good scratching strength compared to Helica coating the Futura coated drills did not present better performance in terms of tool life than the Helica coated drills. One reason could be the formation of protective and more adherent oxides that can be formed on the worn Helica coated surfaces, due to the tool chemical composition. This fact influenced in the variation of cutting forces which was higher in Futura coating. The main wear mechanism was attrition in all the drills. The main conclusion of this work was that the substrate with the lowest roughness, the highest compressive residual stress and Helica coated was the one that reached the best performance in conditions tested in this thesis / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutora em Engenharia Mecânica

Orientador: Olivio Novaski / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:16:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_CarlosAntonioMeyer_M.pdf: 3781718 bytes, checksum: b99e44e483629bd4188c06722f7681ab (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O objetivo deste trabalho é comparar o desempenho de duas diferentes geometrias de brocas de metal duro sem cobertura, com canal reto e refrigeração interna, na furação de ferro fundido cinzento. As geometrias avaliadas nos experimentos foram a geometria de ponta normalizada (normal) e uma geometria desenvolvida chamada de geometria de ponta esférica. A avaliação do desempenho foi feita com testes de vida realizados na linha de produção de blocos de motores, em que, além da vida, foram monitoradas a circularidade, a cilindricidade e o diâmetro dos furos. Os testes foram divididos em três partes, em que foi possível verificar a evolução do desgaste da aresta de corte da broca, da circularidade, da cilindricidade e dos diâmetros dos furos. Inicialmente foi utilizado como critério de fim de vida o tempo do processo original e posteriormente outro critério utilizado foi o desgaste da aresta principal. Os resultados obtidos permitiram concluir que a geometria de corte com melhor desempenho foi a geometria proposta, denominada esférica, que mostrou uma redução no custo na produção das peças estudadas, sendo possível esta implementação no processo de furação em ferro fundido cinzento em escala industrial. Na seqüência, utilizando a broca de geometria de ponta esférica foram feitos os mesmos monitoramentos para duas velocidades de corte maiores, sendo que os custos ficaram acima do resultado encontrado com os parâmetros de corte do processo original / Abstract: The aim of this study is to compare the performance of two different geometries of uncoated carbide drills, with straight flute and internal cooling, in drilling of gray cast iron. The geometries evaluated in the experiments were the standard tip geometry and a developed geometry called spherical tip geometry. The performance evaluation was done with life tests performed an engine blocks production line, for which, beyond tool life, measures were made for circularity, cylindricity and diameter of the holes. The tests were divided on three parts, where it was possible to check the wearing progress of the cutting edge of the drill, the circularity, cylindricity and diameter of the holes. Initially the original process time was used as end of life criteria and after the criterion of main edge wearing was used. The results showed that the cutting geometry with better performance was the one proposed, called spherical, which produced a reduction in the cost of manufactured parts, making possible the implementation of this process of drilling cast iron on an industrial scale. Subsequently, using the spherical tip drill geometry the same measures were made at two higher cutting speeds, and these last costs were higher than results found with the cutting parameters of the original process / Mestrado / Manufatura / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Amauri Hassui / Dissertação (mestrado profissional) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:13:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silveira_Valmir_M.pdf: 7181215 bytes, checksum: 11cf9a0b0b615a822328f0eecf19522e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A busca pela competitividade industrial tem sido a tônica dos últimos tempos. Uma das formas de se atingir alto nível nesse quesito é a diminuição dos custos de fabricação. A usinagem é um dos processos de fabricação mais importantes quando se necessita de tolerâncias mais precisas. Dentro da usinagem, um dos processos que apresentam maior custo é a retificação. As retificadoras são máquinas mais caras e menos flexíveis, com baixas taxas de remoção de cavaco. Além disso, esse processo demanda abundância de fluido de corte, que atualmente, apresenta alto custo, principalmente de descarte. Nos últimos tempos os processos de torneamento, principalmente suas ferramentas de corte, desenvolveram-se muito, possibilitando a obtenção de valores muito baixos de rugosidade e tolerâncias tanto dimensionais quanto geométricas. Assim, a retificação tem sido substituída, sempre que possível, pelo torneamento. Neste trabalho foi feita uma tentativa de substituição do processo de retificação de alguns diâmetros do eixo comando, pelo processo de torneamento. Para isso, foram feitas diversas melhorias no processo de torneamento utilizado atualmente. Dentre essas melhorias, pode-se mencionar o sistema de fixação da peça, a utilização de uma luneta, o sistema de fixação da ferramenta. Após essas melhorias, diferentes condições de corte e materiais de ferramentas foram testados visando atingir-se as especificações de produto. Os resultados obtidos permitiram a eliminação da retificação de dois diâmetros dentre os cinco estudados. Para os demais, é possível eliminar-se a retificação desde que a engenharia de produto altere a especificação de rugosidade. Porém, a substituição dos dois diâmetros já implicou numa redução substancial de custos / Abstract: The search for industrial competitiveness has been the tonic lately. One mean of achieving high level in this item is a manufacturing cost reduces. Machining is one of the most important manufacturing processes when more precise tolerances are a must. Among the machining processes, grinding is one that presents higher costs. The grinding machines are more expensive and less flexible than others, besides they present low chip removal rate. Moreover, this process demands high amounts of cutting fluid, representing high costs nowadays, mainly to discard the fluid. Lately the turning processes, especially its cutting tools, has presented a deeply development, turning it possible the achieving of very low values for surface roughness and tight dimensional and geometrical tolerances. Therefore, the grinding process has been replaced, whenever it is possible, by turning processes. In this work, it was done an attempt of replacing the grinding of some diameters of the camshaft, by the turning process. To do this, some improvements in the used turning process were done. Among these improvements it can be mentioned the workpiece device fixturing, the introduction of a steady rest and the cutting tool holder. After these improvements, different cutting conditions and cutting tool materials was tested aiming to achieve the product specifications. The attained results allowed the grinding process elimination for two diameters among five studied. To the other ones, it is possible to eliminate the grinding operations since the product engineering change the surface roughness specification. The replacement to the two diameters has already implicated in a substantial cost reduction / Mestrado / Manufatura / Mestre em Engenharia Automobilistica

Orientador: Anselmo Eduardo Diniz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-19T18:33:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Aguiar_MarceloMendesde_M.pdf: 3795090 bytes, checksum: a76ee2a93e8e7595881459d7a6d71b50 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Normalmente, a utilização de aços ferramenta endurecidos, juntamente com as formas complexas típicas das peças utilizadas na área de moldes e matrizes, oferecem dificuldade na usinagem por fresamento, principalmente nas operações de acabamento que exijam o uso de ferramentas longas. A técnica de fresamento HSM (High Speed Machining - usinagem em altas velocidades, ou ainda High Speed Milling - fresamento em altas velocidades) tem se tornado uma alternativa para realizar este tipo de usinagem, reduzindo, ou às vezes até eliminando operações de eletro-erosão e polimento. Tipicamente, as fresas de pastilhas de metal duro intercambiáveis tem sido usadas em operações de desbaste e semi-acabamento, enquanto nas operações de acabamento ou em usinagem de geometrias que exijam ferramentas com pequenos diâmetros ainda predomina o uso de fresas inteiriças. O objetivo principal deste estudo é avaliar a influência de cinco variáveis de processo de fresamento com alta velocidade de corte, sobre o acabamento da superfície usinada. A influência do desgaste das ferramentas sobre o acabamento superficial, ao longo de 400 minutos de usinagem, também foi avaliado, além de uma comparação entre ferramentas inteiriças de metal duro e ferramentas de pastilha intercambiável montada em corpo de metal duro, a fim de avaliar a viabilidade técnica do uso deste segundo tipo de ferramenta, em substituição às tradicionais fresas inteiriças utilizadas em operações de acabamento. Na maioria dos experimentos realizados, pequenos valores de rugosidade foram mantidos, demonstrando que operações de acabamento em aço ABNT H13 IM com dureza de 50 HRC é possível com vida longa de ferramenta, mesmo utilizando-se valor de 500 m/min para velocidade de corte. Além disto, a análise da influência das variáveis de processo utilizadas neste trabalho mostrou que é possível, sob algumas condições, utilizar tanto ferramentas inteiriças, quanto de pastilha intercambiável montada em corpo de metal duro em operações de acabamento / Abstract: Typically, the use of hardened tool steels, along with complex shapes typical of the parts used in the field of molds and dies, offer difficulty in machining by milling, mainly in finishing operations that demand the use of long tool. The HSM (High Speed Machining or High Speed Milling) has become a possible alternative for making this type of machining, reducing, or sometimes eliminating electric discharge machining and polishing operations. Usually, indexable carbide insert mills has been used for roughing and semi-finishing, while in finishing operations or when the machining geometries that require tools with small diameters the integral tools are used yet. The main objective of this study is to evaluate the influence of five process variables, with high cutting speed, on the finish of the machined surface. The influence of tool wear on surface finish through 400 minutes of milling was also evaluated, as well as a comparison between integral carbide mills and indexable insert mounted at cemented carbide toolholder endmills, in order to evaluate the technical feasibility of using this second type of tool, replacing the traditional integral carbide endmills used in finishing operations. In most experiments, small roughness values were maintained, showing that finishing operations on AISI H13 IM with a hardness of 50 HRC is possible with long tool life, even using the cutting speed of 500 m/min. Furthermore, the analysis of the influence of process variables used in this study showed that is possible, under some conditions, the use either integral carbide tools, or indexable insert mounted at cemented carbide toolholder endmills on finishing operations / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica