Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T07:29:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:11:49Z : No. of bitstreams: 1 176575.pdf: 6399055 bytes, checksum: 55e9a5b37005019531a6959f8e0bc780 (MD5) / Neste trabalho é estudado o comportamento de diferentes tipos de sensores baseados em grandezas indiretas usadas para reconhecimento do desgaste e quebra de brocas inteiriças de metal duro. Os sensores utilizados foram: plataforma piezelétrica; sensor de emissão acústica e sensor de potência do motor principal. Esta análise é efetuada mediante o acompanhamento, em produção e laboratório, do desgaste e quebra de uma broca utilizada em uma aplicação específica. Ao final do trabalho conclui-se que, para a broca estudada, os sensores piezelétricos e de potência do motor são adequados. O sensor de emissão acústica foi utilizado para capturar o sinal de vibração na faixa de frequências de 0,5 a 15 kHz, que não apresentou nenhuma alteração com o desgaste da broca. Para a quebra também considerou-se o sensor piezelétrico como o mais adequado, em função da resposta mais rápida a este tipo de perturbação.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-19T08:04:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2014-09-25T23:12:03Z : No. of bitstreams: 1 176582.pdf: 21406176 bytes, checksum: e4aa880704671769e72c4acc41c06846 (MD5) / O principal objetivo deste trabalho é analisar o comportamento das forças na usinagem e da vida da ferramenta no processo de fresamento de topo reto com a eliminação ou minimização do fluido de corte. Utilizaram-se fresas inteiriças de metal-duro e aço-rápido, com e sem revestimento de carbonitreto de titânio (TiCN). As ferramentas de metal-duro são de mesma geometria, assim como as de aço-rápido, todas com 10 mm de diâmetro, dois gumes e haste cilíndrica. Nesse estudo foi empregada a usinagem a seco, a usinagem com emulsão e a usinagem com mínimas quantidades de fluido de corte vegetal e mineral (MQFC). Obtiveram-se, assim, informações tecnológicas que permitem uma comparação entre as situações atuais de produção que utilizam emulsão como meio lubri-refrigerante (fluido de corte) e a usinagem com eliminação ou minimização do fluido de corte. Essa característica é importante do ponto de vista econômico e ecológico, pois no processo de fresamento os custos envolvidos desde a compra até o descarte do fluido são, na maioria das vezes, maiores que os benefícios proporcionados à ferramenta em termos de vida, além dos prejuízos à saúde do operador e ao meio ambiente causados pelos fluidos. Nos experimentos foi monitorada também a evolução do desgaste na face e nos flancos de cada gume da ferramenta. O material utilizado para a execução dos ensaios foi o aço SAE 1040 e as condições de usinagem selecionadas para a operação de desbaste. A avaliação dos resultados obtidos mostrou que a utilização de emulsão é prejudicial à vida da ferramenta na maioria dos casos analisados. Esse aspecto ratifica a tendência de eliminação do fluido de corte no processo de fresamento de topo reto. Outra conclusão importante refere-se aos benefícios do revestimento TiCN ao processo de fresamento em termos de taxa de usinagem Q, pois esse tipo de revestimento permite a utilização de maiores velocidades de corte, assim como proporciona maiores vida à ferramenta de corte.

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-12-15Bitstream added on 2015-04-09T12:47:19Z : No. of bitstreams: 1 000815052.pdf: 4072549 bytes, checksum: cd22cd9160a8500ac3bc76309ae0d0ff (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A etapa de dressagem é integrante ao processo de retificação, sendo esta uma operação de afiliação, ou seja, a retificação do rebolo, que tem como principal finalidade a remoção dos grãos abrasivos desgastados e garantir a concentricidade do rebolo. Nesse contexto, essa operação adquire uma grande importância no desempenho do rebolo e na qualidade desse processo. Este trabalho propõe a análise do comportamento do desgaste e a vida útil do dressador de ponta única, etapa esta que é muito comum em rebolos convencionais onde, periodicamente, a face de trabalho deve ser restaurada. Neste trabalho foram avaliados três tipos de diamantes, sendo um sintético e dois naturais, onde os dados coletados dos ensaios foram registrados e arquivados para avaliação dos valores iniciais e sequenciais das etapas estipuladas para retirada de imagem, sendo tabulados e posteriormente analisados entre a relação do desgaste e tempo de vida útil no processo. Observou-se após a análise dos dados obtidos, uma grande variação entre as áreas desgastadas para os modelos de diamantes naturais do tipo Brasil Extra e Mato Grosso. Já o diamante tipo CVD Sintético Nacional apresentou um valor de área desgastada próxima ao Brasil Extra. No decorrer do processo, os diamantes naturais apresntaram grande variação em sua dureza e estrutura, ocorrendo pequenos lançamentos quando comparado ao sintético, no qual apresentou uma dureza mais consistente mesmo às altas temperaturas e sem sofrer lascamento durante os ensaios. Com base nos dados obtidos neste estudo, o diamante tipo CVD Sintético Nacional apresentou uma grande vantagem em sua durabilidade em relação aos outros dois diamantes testados, obtendo um desgaste equivalente ao tipo Brasil Extra. O tipo Mato Grosso apresentou uma qualidade muito inferior em todos os aspectos em relação aos demais / The dressing is an integral step in the grinding process, which is an operation of grinding, in other words, the rectification of the wheel, which has as main purpose the removal of worn abrasive grains and ensure concentricity of the wheel. In this context, this operation becomes more important in the performance of the wheel, and the quality of this process. These tests suggest the analysis of wear behavior and the life of the single point dresser, this step is very common in conventional grinding wheels where periodically the working face must be restored. In this work three types of diamonds are evaluated, one synthetic and two natural, where the data collected from the test will be recorded and achived for evaluation of initial and sequential values of the levels proposed for the removal of image being tabulated and further analyzed the relationship between the wear and lifetime of the worn areas for models of natural diamonds of type Extra Brazil and Mato Grosso. Already the National CVD Synthetic type showed a value of close to Brazil Extra abraded area. To the process, natural diamonds showed great variation in their structure and hardness, chipping occurring small when compared to the synthetic which presented a more consistent hardness at high temperatures without suffering and chipping during rehearsals. Based on the data obtained in this study, the National CVD Synthetic Diamond type showed a great advantage in durability compared to the other two diamonds tested, obtaining an equivalent type Brazil Extra wear. The Mato Grosso type showed a much lower quality in all aspects compared to the other

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-01-30Bitstream added on 2014-12-02T11:21:42Z : No. of bitstreams: 1 000750012.pdf: 56043843 bytes, checksum: 65a9d8f4fcf1fadbce747e43b1d073c2 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A utilização de fluido de corte geralmente é considerada uma solução para o aumento da produtividade por atuar na redução do desgaste da ferramenta. Contudo, os custos do sistema, manutenção, descarte e os danos à saúde e ao meio ambiente demandam uma evolução tecnológica sustentável. Alguns métodos de refrigeração, como a usinagem criogênica, o uso da mínima quantidade de lubrificante ou mesmo o corte a seco têm sido estudados, mas o desempenho destes métodos é restrito a condições específicas de usinagem. Esta pesquisa trata da concepção, do desenvolvimento e da análise de um método de um método de refrigeração ambientalmente correto, sem prejuízos à saúde, de simples integração em diversos equipamentos, sem alterar a estrutura das ferramentas de corte e tão ou mais eficiente que a aplicação de fluido de corte. Um porta-ferramentas foi adaptado com um canal interno de refrigeração por onde o refrigerante R141-b fluia e evaparava ao remover calor da ferramenta durante o torneamento, sendo em seguida condensado sem liberação para a atmosfera, criando um circuito fechado. Os resultados do método proposto foram comparados à aplicação convencional de fluído de corte e ao corte a seco no torneamento de aço ABNT 1045, utilizando ferramenta de corte de metal duro sem revestimento, bem como no torneamento do aço austenítico de difícil usinabilidade SAE XEV-F, utilizando-se ferramentas revistidas. Os testes mostraram que o novo sistema proporcionou vidas de ferramentas similares ou superiores às obtidas com fluido de corte e superiores ao corte a seco, sugerindo que a redução na temperatura da ferramenta foi capaz de atenuar os mecanismos de desgaste e as alterações na dureza e resistência do metal duro. No torneamento do aço inoxidável o fluído de corte propiciou a refrigeração e lubrificação do processo, superando o método concebido, já que a baixa condutividade térmica e desgaste... / The use of cutting fluid are generally considered a solution for the increase of productivity, reducing the cutting tool wear. However, the costs of the system, maintenance and disposal of the fluid, besides the damage to health and to the environment, make necessary the development of a sustainable technological evolution. Sme alternatives such as cryogenic machinig, the use of minimum quantity of lubrificant or even the dry cutting have been studied, but the performance of these methods is restricted to specific conditions. This work presents the conception, development and analysis of an environmental ly friendly method of cooling without health hazards, with integration, into several equipments, without changing the structure of the cutting tools and equally or even more efficient than the application of cutting fluid. A toolholder was desined with an internal cooling circuit in which cooling fluid R141-b flows and evaporates when removing the heat from the cutting tool, and then condensed, creating a closed circuit without release to the atmosphere. The results of using the proposed system were compared to conventional application of cutting fluid and dry cutting in turning of AISI 1045, using uncoated carbide, cutting tools, as well as in the turning of difficult to cut austenitic steel SAE XEC-F, using coated cutting tools. The tests indicated that the proposed system provided a tool life similar to cutting fluid application, suggesting that the reduction in temperature of the cutting tool was able to attenuate the wear mechanisms and the changes in hardness and toughness of the comented carbide. During the turning of stainless steel, the cutting fluid led to cooling and lubrification, exceeding the conceived method, since the low thermal conductivity and high abrasion are common when machining this material

[pt] Curvas tensão × deformação sigmaxvarepsilon de um aço 1020 trabalhado a frio foram obtidas sob controle da taxa de deformação imposta no corpo de prova (e não da velocidade do pistão ou do travessão da máquina de testes), no intervalo 10-5 menor ou maior que Moeda menor ou igual 3 s-1. Este amplo conjunto de dados, tratado por um versátil programa desenvolvido para adquiri-los, filtrá-los e apresentá-los em tempo real, foi usado para verificar a adequação de diversos modelos propostos para descrever o efeito desta taxa, aplicando um algoritmo de otimização de Levenberg-Marquardt para ajustar os vários modelos estudados ao conjunto dos dados medidos. Este procedimento relativamente simples elimina os erros sistemáticos inerentes à prática tradicional de medir o efeito da taxa de deformação nas curvas s×e controlando a velocidade da carga, que podem ser particularmente relevantes nos corpos de prova de aço, cuja rigidez muitas vezes é pelo menos uma ordem de grandeza maior do que a da máquina de testes. / [en] Stressxstrain sigmaxvarepsilon curves of a cold worked 1020 steel were measured controlling the strain-rate imposed on the test specimens (and not the testing machine piston or load bean speed), in the range 10-5 less or equal E less or equal 3 s-1. This ample data set, properly treated by a versatile software developed to acquire, filter and present the data in real time, was used to verify the adequacy of several models proposed to describe the strain-rate influence, using an Levenberg-Marquardt optimization algorithm to fit the models to the ensemble of the measured data. This relatively simple procedure avoids the intrinsic systematic errors associated to the traditional practice of measuring the strain-rate effect on the sigmaxvarepsilon curves controlling the load speed, which may be particularly relevant when testing steel specimens, as their stiffness is many times at least an order of magnitude greater than those of the testing machines.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:19:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 246129.pdf: 6388092 bytes, checksum: 9be53ec475343cb7c9a8ce9ecc6d30fe (MD5) / Este trabalho apresenta a influência dos revestimentos sobre a resistência ao desgaste de matrizes de recorte utilizadas para a conformação mecânica a frio de parafusos sextavados. A abrasão é o mecanismo básico de desgaste predominante no processo de conformação estudado, promovido pelo atrito entre a matéria-prima e as faces de contato da ferramenta. Foram analisadas matrizes de recorte revestidas com três diferentes tipos de revestimentos das superfícies de trabalho: nitreto de titânio, carbonitreto de titânio e nitreto de cromo, aplicados pelo processo de Deposição Física de Vapor (P.V.D.). O desgaste destas ferramentas foi acompanhado em escala industrial traçando-se as curvas de evolução do desgaste na conformação de dois aços comumente utilizados na fabricação de elementos de fixação, o SAE 1015 e o SAE 1038. As superfícies de corpos de prova padronizados foram revestidas com os mesmos revestimentos aplicados nas matrizes de recorte e submetidos a dois diferentes ensaios laboratoriais de desgaste, segundo as normas ASTM G65 - Ensaio de Desgaste Disco de Borracha-Areia Abrasiva e ASTM G99 - Ensaio de Desgaste Pino-sobre-Disco. A obtenção de informações sobre o desgaste das ferramentas em condições industriais e laboratoriais permitiu a comparação do desempenho dos revestimentos em função das propriedades mecânicas dos aços conformados. O revestimento de carbonitreto de titânio, em todos os testes realizados, proporcionou as menores taxas de desgaste, seguido pelo nitreto de cromo e pelo nitreto de titânio.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-graduação em Engenharia Mecânica. Florianópolis, 2008. / Made available in DSpace on 2013-12-05T21:43:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 274970.pdf: 22137327 bytes, checksum: edf58635b3a65de2a2a6bc7392cfbead (MD5) / Recentemente, o uso de fluido dinâmica computacional, CFD, vem ganhando espaço no setor siderúrgico impulsionado pela crescente demanda e pela acirrada concorrência do mercado mundial. As operações siderúrgicas são por excelência fisicamente complexas conjugando diversos fenômenos físicos a temperaturas extremamente elevadas. A abordagem multifásica dos problemas que envolvem a fluido dinâmica do metal líquido ainda é rara, e os sistemas são geralmente tratados como monofásicos. Uma operação unitária crítica onde esta simplificação não é razoável é a de vazamento do alto-forno, que se constitui num sistema onde pelo menos três fases fluidas estão presentes: ferro-gusa, escória e ar atmosférico. A operação tem por objetivo separar a escória do metal líquido e a sua eficiência é grandemente influenciada pela interação dinâmica do jato de ferro-gusa proveniente do alto-forno com a superfície líquida de ferro-gusa contida no canal de extravazamento. O tempo de vida do equipamento, o canal, é determinado pela taxa de desgaste de seu revestimento refratário. O mecanismo pelo qual se dá o desgaste é complexo e muito controverso, contudo, sabe-se que o comportamento fluido dinâmico do sistema está de alguma forma diretamente ligado ao processo. Como uma primeira abordagem do seu tipo, este trabalho propõe um modelo matemático que descreva apenas o escoamento bifásico tridimensional, transiente e turbulento de ferro-gusa, desconsiderando a escória. O sistema é tratado isotermicamente. O modelo foi resolvido numericamente uando-se o código comercial ANSYS CFX® Release 11. Os resultados obtidos demonstraram que a abordagem multifásica considerando a interação jato/superfície livre é a mais apropriada no tratamento do problema, pois várias características intrínsecas do escoamento, como por exemplo o comportamento oscilatório da superfície livre, escoamento vorticoso e reverso na zona de mergulho do jato, até então observadas apenas experimentalmnete ou na planta industrial, foram também observadas na simulação. Os perfis de desgaste obtidos na planta industrial foram comparados com os campos de velocidade, tensão de cisalhamento, fração volumétrica de ar, e energia cinética turbulenta, e constatou-se que os níveis de energia cinética turbulenta aparentam ser o principal fator facilitador do desgaste seguido pela velocidade superficial. Estes dados corroboram o que se têm escrito sobre o problema, reforçando a idéia de que há uma provável sobreposição de efeitos dos mais diversos, sendo um deles a geração de turbulência junto à zona de impacto e as tensões cisalhantes (pequenas, mas contínuas) infligidas pelo escoamento às paredes do canal, promovendo a sua erosão físico-química.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Engenharia de Materiais, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-10-19T12:41:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336652.pdf: 5534226 bytes, checksum: 7d337d5771cb9e8f7fcefeb40db37093 (MD5) Previous issue date: 2015 / Laser surface alloying (LSA) é uma poderosa técnica de modificação de camada limite de um componente, cada vez mais reconhecida, usada para aumentar a resistência ao desgaste e à corrosão em componentes de engenharia. Neste trabalho, a região próxima a superfície de uma ferramenta de estampagem automotiva (aço ASTM A681), foi tratada com um laser de fibra Nd: YAG contínuo de comprimento de onda de 1064 nm e com pó de adição WC-Cr-Co, na proporção de 86%, 6% e 8%. Este processo consiste basicamente em fundir uma camada próxima a superfície de um substrato, adicionando simultaneamente partículas de um material de adição na forma de um pó pré ligado, modificando a composição química e microestrutura, assim como tamanho de grão de forma localizada da ferramenta, alterando sua dureza e resistência ao desgaste. Para analisar a resistência ao desgaste para este processo, foram feitas mil estampagens em uma ferramenta tratada por LSA e em outra não tratada e seus resultados comparados entre si. A finalidade do processo LSA é a de aumentar o tempo de vida de uma ferramenta em uma aplicação industrial. As análises da ferramenta tratada apresentaram um resultado significativo quando comparada com uma ferramenta sem o tratamento. Obteve-se uma redução cerca de nove vezes na rugosidade superficial e uma maior resistência ao desgaste. Neste trabalho também foi analisada a influência do aumento da potência do laser no processo de laser surface alloying. Para isto cinco diferentes amostras foram tratadas e analisadas quanto a microdureza, composição química, identificação de fases e ensaios de resistência ao desgaste. Os resultados obtidos neste trabalho foram importantes para concluir que este é um processo muito complexo e deve ser rigorosamente controlado, pois diversos fatores alteraram a estrutura e resistência ao desgaste da camada próxima à superfície tratada. <br> / Abstract : Laser Surface Alloying (LSA) is a powerful boundary limit of a component modification technique, increasingly recognized, used to increase the wear and the corrosion of engineering components resistance. In this thesis a near surface region of an automotive deep drawing tool (steel ASTM A681) was treated with a continuous fiber laser Nd: YAG with wavelength of 1064 nm and with WC-Cr-Co particles in ratio of 86%, 6% and 8%. This process consists basically in melting a substrate's layer near of surface adding simultaneously particles of a filler material in a pre-connected powder shape, altering the microstructure, as well as the grain size in localized form of the tool, altering the hardness and wear resistance. To perform a comparative analysis of this process one thousand deep drawings were made in a tool treated by LSA and in an untreated tool. The behavior's characteristics of these tools have been analyzed and their results compared with each other. The purpose of LSA process is to increase the lifetime of a tool in the industrial application. What could be observed after the analysis was the success of this process, because all the characteristics results showed significant improvement when compared with the untreated tool. As example cite a decrease of about nine times the roughness and significantly reducing of the treated tool wear. In this work the influence of the increase in laser power in the laser surface alloying process was analyzed. Five different samples were treated and analyzed, their hardness, chemical composition, phase identification and wear resistance were investigated. The results obtained of this work were important to conclude that LSA is a very complex process and must be strictly controlled, as there are several factors that can change the structure and wear resistance of the surface treated.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-graduação em Engenharia Elétrica. / Made available in DSpace on 2012-10-21T15:51:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 203609.pdf: 5632684 bytes, checksum: 0b63d2591765416e45a82afd6753571f (MD5) / A área de desenvolvimento de sistemas para o monitoramento do desgaste de ferramentas de corte vem recebendo grande atenção tanto do meio acadêmico quanto do meio industrial. A complexidade do assunto atrai o interesse da comunidade científica, ao passo que a redução de custos com menor desperdício de matéria-prima e ferramentas e o aumento da qualidade de produtos tornam esta área bastante atrativa aos olhos do setor produtivo. Duas são as principais abordagens para este problema: métodos indiretos, baseados na correlação de algum sinal proveniente do processo com o desgaste da ferramenta e os métodos diretos, baseados na avaliação do desgaste a partir da própria ferramenta. A utilização de um método direto, como o baseado em sistemas de visão, possibilita uma avaliação mais confiável do real estado da ferramenta, fornecendo medidas quantitativas e qualitativas do desgaste. Neste trabalho, o sistema TOOLSPY para o monitoramento do estado de ferramentas de corte é apresentado, sendo ênfase dada a sua cadeia de processamento de imagens e visão computacional e a estrutura do programa que implementa esta cadeia de processamento. O sistema descrito e proposto está em estado de testes e a ponto de poder ser validado através de parceriais com o setor industrial. A arquitetura IPFRAMEWORK bem como a cadeia de processamento de imagens e visão computacional do sistema e os diversos módulos montados para a implementação da mesma junto à biblioteca S2ILIB são apresentados e discutidos. Resultados da aplicação da estrutura IPFRAMEWORK ao programa do sistema TOOLSPY e os resultados obtidos com este na medição de pastilhas de torneamento são mostrados.

Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-18T15:06:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-09T04:07:17Z : No. of bitstreams: 1 138248.pdf: 45022082 bytes, checksum: 84028ff14caf08e1de63b754b9fc3a28 (MD5)