Thesis (Ph. D.)--University of Wollongong, 2005. / Typescript. Includes bibliographical references (leaf 111-114).

Thesis (Ph. D.)--Carleton University, 2004. / Includes bibliographical references (p. 123-134). Also available in electronic format on the Internet.

Thesis (Ph.D.)--Flinders University, Dept. of Chemistry. / Typescript bound. Includes bibliographical references. Also available online.

Thesis (Revise). / Includes bibliographical references (p. [337]-363).

Thesis (Ph. D.)--University of Umeå, 1986. / Includes bibliographical references (p. 188-194).

Thesis (M.A.)--University of West Florida, 2007. / Title from title page of source document. Document formatted into pages; contains 320 pages. Includes bibliographical references.

Thesis (MScEng (Industrial Engineering))--Stellenbosch University, 2008. / There is a growing global demand for titanium. The aircraft industry is the driving force behind the demand for titanium. The reason for this is that titanium has attractive properties that justify its use both economically and environmentally. Titanium alloys have superior strength-to-weight ratios. This implies that by substituting components manufactured from other metals in the aircraft with titanium components, a substantial reduction in structural weight can be achieved. From an economical point of view a lower mass implies lower fuel consumption. From an environmental point of view lower fuel consumption implies less harmful greenhouse emissions. Ti6Al4V components are the most widely used titanium alloy products in aircraft components. Ti6Al4V is known as a difficult-to-machine material. This is due to its low thermal conductivity and small contact area between the tool and the chips causing higher temperatures to be generated closer to the cutting edge of the insert. This will subsequently increase the rate at which the cutting tool wears. For this reason relatively low cutting speeds and feed rates are employed for the machining of Ti6Al4V compared to the machining of steels. Ti6Al4V is an exceptionally high cost material. The low cutting speeds and feed rates used in Ti6Al4V machining raises the machining cost of parts and contributes to an increase in the price of Ti6Al4V parts. By employing higher cutting speeds and feed rates machining times on Ti6Al4V products could be decreased, subsequently lowering the price for Ti6Al4V components. An increase in cutting speeds and feed rates will subsequently cause an increase in generated cutting temperatures, resulting in an increase in tool wear. This stresses the importance of controlling the cutting temperature during machining of Ti6Al4V in order to prolong tool life. The focus of this work was to investigate different lubrication strategies for polycrystalline diamond (PCD) and tungsten carbide inserts for Ti6Al4V milling operations in the quest to develop improved feasible cutting parameters. The results of this study showed that flood lubrication should be utilized for PCD inserts, while a “softer” 60 bar high pressure through spindle lubrication worked best for the tungsten carbide inserts. By utilizing these lubrication strategies, cutting speeds of 100 m/min and feeds per tooth of 0.05 mm/rev for both the PCD and tungsten carbide grades could be attained with satisfactory tool life.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:26Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-05-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:30:39Z : No. of bitstreams: 1 000852079_20160527.pdf: 384748 bytes, checksum: d13287fe4bb4e50857976157165dd2ee (MD5) Bitstreams deleted on 2016-05-30T11:37:07Z: 000852079_20160527.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-05-30T11:37:52Z : No. of bitstreams: 1 000852079.pdf: 3951366 bytes, checksum: 259ae6df8d263a1d123b5707ff472b77 (MD5) / Reduzir o uso de fluidos de corte em operações de usinagem é uma meta que tem sido buscada na indústria devido aos problemas ecológicos e de saúde humana, causados pelos fluidos de corte. No entanto, os fluidos de corte ainda promovem uma vida de ferramenta mais longa para muitas operações de usinagem. Este é o caso da operação de fresamento de acabamento da liga de titânio Ti6Al4V usando pastilhas de metal duro recobertas. Portanto, o objetivo deste trabalho é estudar condições de corte mais adequadas para o uso da técnica de mínima quantidade de fluido, ou seja, condições que tornem a vida da ferramenta na técnica MQF, mais próximas ou superiores àquelas obtidas com corte sem lubri-refrigeração e corte com jorro de fluido, sem prejudicar a rugosidade da peça. Para alcançar estes objetivos vários experimentos de fresamento de acabamento foram realizados, variando-se a velocidade de corte e taxa de avanço com aplicação da técnica MQF com o uso de três diferentes fluidos comparados com o corte sem lubri-refrigeração e corte com jorro de fluido. A principal conclusão deste estudo foi que a aplicação da técnica MQF no processo de fresamento de acabamento do Ti-6Al-4V aumenta a vida da ferramenta, melhorando a produtividade e rugosidade, quando mantidas as mesmas condições de corte originalmente propostas / To reduce cutting fluids use in machining operations is one goal that has been searched in industrial companies, due to ecological and human health problems caused by the cutting fluid. However, the cutting fluids still provide a longer tool life for many machining operations. This is the case of Ti6Al4V titanium alloy end milling operation using coated carbide inserts. Therefore, this work objective is to study cutting conditions more suitable for minimum quantity of fluid technique use, i.e., conditions which make tool life in MQF technique, closer or over to that obtained with dry cutting and cutting with fluid fload, without damaging the workpiece roughness. To reach these goals several end milling experiments were carried out, varying up cutting speed and feed rate with MQF technique application with three different fluids compared with dry cutting and cutting with fluid fload. The main study conclusion was that applying the MQF technique in Ti-6Al-4V end milling process increases tool life, improving productivity and roughness, when kept up the same cutting conditions proposed originally

Made available in DSpace on 2014-12-02T11:16:54Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-21Bitstream added on 2014-12-02T11:20:56Z : No. of bitstreams: 1 000792987.pdf: 4111727 bytes, checksum: 017f0ba351e83931e66d4d3b81d00708 (MD5) / A usinagem de moldes e matrizes possui grande potencial de expansão e expressiva importância econômica. O processo de fresamento é amplamente empregado na confecção de cavidades de moldes e pode ser um substituto ao processo de eletroerosão (EDM), gerando superfícies com melhor integridade superficial. Sabe-se que as tensões residuais podem ser geradas nos processos de usinagem e são apontadas como uma das possíveis causas de falhas em componentes, tendo como agravante o fato de na maioria das vezes permanecerem como incógnita, desde a fabricação até a falha. Este trabalho mediu experimentalmente o campo, a magnitude, a profundidade e a direção das tensões residuais pelo Método do Furo-Cego, após o fresamento de acabamento do aço para moldes e matrizes VP100 com durezas diferentes obtidas por meio de tratamento térmico de têmpera. Os resultados foram correlacionados com a microdureza superficial da peça, microestrutura subsuperficial, pressão específica de corte e temperatura na interface cavaco-ferramenta. Os ensaios foram conduzidos em um centro de usinagem vertical CNC, com fresa  25 mm e dois insertos revestidos de TiNAl. Os resultados mostraram que as tensões residuais dependem dos parâmetros de corte empregados no fresamento, e por meio de simulação mostrou-se que o dispositivo de fixação não interferiu na geração de tensões residuais. O aumento do avanço tende a gerar tensões trativas em peças beneficiadas, ao passo que o incremento da velocidade de corte resulta em tensões compressivas em peças temperadas. A microdureza superficial da peça e a pressão específica de corte apresentaram relação inversa e não linear com a tensão residual. Grãos próximos à superfície fresada podem ser deformados pela ação mecânica da aresta de corte da ferramenta desde que tenham orientação preferencial com a das tensões principais máximas. / Machining of moulds and dies has a promising potential of expansion and expressive economic importance. The milling process is widely used in the manufacture of mold cavities and can be a substitute to the process of EDM (EDM) and generate surfaces with better surface integrity. Residual stress may be produced in machining processes and they are the main causes of failure in structural components. This research experimentally measured the field, magnitude, depth and orientation of residual stress by using Hole Drilling Method after finishing milling of VP100 steel for moulds and dies with distinct hardness. The results where correlated with part surface microhardness, subsurface microstructure, specific cutting energy and chip-tool interface temperature. The milling tests were carried out in a CNC machining center by using 25 mm diameter endmill with two TiNAl coated carbides. The results showed residual stresses depend on cutting parameters. Tensile stress is yielded in annealed parts as the tool feed increases, whereas compressive one is generated in quenched workpieces as the cutting speed grows. Part surface hardness and cutting specific pressure presented inverse non-linear relationship with residual stress. Grains near milled surface may be deformed by mechanical action of cutting tool edge since they have preferential orientation regarding to maximum principal stresses.

Orientador: Alessandro Roger Rodrigues / Co-orientador: Adriano Fagali de Souza / Banca: Wyser Jose Yamakami / Banca: Aldo Braghini Júnior / Resumo: A usinagem de moldes e matrizes possui grande potencial de expansão e expressiva importância econômica. O processo de fresamento é amplamente empregado na confecção de cavidades de moldes e pode ser um substituto ao processo de eletroerosão (EDM), gerando superfícies com melhor integridade superficial. Sabe-se que as tensões residuais podem ser geradas nos processos de usinagem e são apontadas como uma das possíveis causas de falhas em componentes, tendo como agravante o fato de na maioria das vezes permanecerem como incógnita, desde a fabricação até a falha. Este trabalho mediu experimentalmente o campo, a magnitude, a profundidade e a direção das tensões residuais pelo Método do Furo-Cego, após o fresamento de acabamento do aço para moldes e matrizes VP100 com durezas diferentes obtidas por meio de tratamento térmico de têmpera. Os resultados foram correlacionados com a microdureza superficial da peça, microestrutura subsuperficial, pressão específica de corte e temperatura na interface cavaco-ferramenta. Os ensaios foram conduzidos em um centro de usinagem vertical CNC, com fresa  25 mm e dois insertos revestidos de TiNAl. Os resultados mostraram que as tensões residuais dependem dos parâmetros de corte empregados no fresamento, e por meio de simulação mostrou-se que o dispositivo de fixação não interferiu na geração de tensões residuais. O aumento do avanço tende a gerar tensões trativas em peças beneficiadas, ao passo que o incremento da velocidade de corte resulta em tensões compressivas em peças temperadas. A microdureza superficial da peça e a pressão específica de corte apresentaram relação inversa e não linear com a tensão residual. Grãos próximos à superfície fresada podem ser deformados pela ação mecânica da aresta de corte da ferramenta desde que tenham orientação preferencial com a das tensões principais máximas. / Abstract: Machining of moulds and dies has a promising potential of expansion and expressive economic importance. The milling process is widely used in the manufacture of mold cavities and can be a substitute to the process of EDM (EDM) and generate surfaces with better surface integrity. Residual stress may be produced in machining processes and they are the main causes of failure in structural components. This research experimentally measured the field, magnitude, depth and orientation of residual stress by using Hole Drilling Method after finishing milling of VP100 steel for moulds and dies with distinct hardness. The results where correlated with part surface microhardness, subsurface microstructure, specific cutting energy and chip-tool interface temperature. The milling tests were carried out in a CNC machining center by using 25 mm diameter endmill with two TiNAl coated carbides. The results showed residual stresses depend on cutting parameters. Tensile stress is yielded in annealed parts as the tool feed increases, whereas compressive one is generated in quenched workpieces as the cutting speed grows. Part surface hardness and cutting specific pressure presented inverse non-linear relationship with residual stress. Grains near milled surface may be deformed by mechanical action of cutting tool edge since they have preferential orientation regarding to maximum principal stresses. / Mestre