Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:54:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:12:37Z : No. of bitstreams: 1 152251.pdf: 11370241 bytes, checksum: f7a908f3f5a20643a9ef133803c0489f (MD5)

Dissertação (mesrtrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2012-10-17T09:33:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T23:36:19Z : No. of bitstreams: 1 149223.pdf: 14812273 bytes, checksum: 55011d69420c34a3d232c66be6f3a072 (MD5) / As pesquisas atuais sugerem a combinação de várias técnicas de modificação da microestrutura dos aços, dentre elas a adição de inclusões metálicas, visando a melhoria da usinabilidade sem entretanto comprometer as características de emprego final do material. São utilizados métodos baseados na análise comparativa dos resultados obtidos na usinagem dos aços, com estrutura modificada e não-modificada, através de ensaios de torneamento longitudinal externo, dentro dos principais critérios de avaliação da usinabilidade.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2007. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:46:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 273017.pdf: 4488937 bytes, checksum: 388c0f851737753ad3e42c94494314c3 (MD5) / Atualmente, fatores como: a redução das emissões de poluentes, redução do consumo de combustíveis dos veículos sem alterar a potência, são decisivos para corporações do ramo automobilístico ganhar o mercado consumidor. Neste contexto, o ferro fundido vermicular tem se apresentado como um material de uso potencial, em diversos componentes, bem como em motores diesel devido às suas propriedades superiores. Apesar das boas características mecânicas e dos seus vários benefícios para a indústria, sua microestrutura é de difícil usinabilidade o que se torna um fator limitante de sua aplicação. Um desses fatores é o limite de nodularidade que deve estar em uma faixa de 0 a 20%, pois quanto maior seu aumento, maior será a resistência a tração e a rigidez, diminuindo a condutividade térmica e usinabilidade do material. Ademais, comparado ao ferro fundido cinzento, a dificuldade na usinagem do vermicular está relacionada também a dois fatores: a sua alta resistência mecânica que acarreta grandes forças de corte, e a ausência de sulfeto de manganês em sua microestrutura, sempre presente no ferro fundido cinzento, e que deposita-se sobre a ferramenta de corte garantindo uma ação lubrificante local. Desse modo o presente trabalho tem como objetivo analisar a influência que a variação na nodularidade do ferro fundido vermicular tem sobre a sua usinabilidade. Os critérios utilizados para a análise foram os tempos de vida e os mecanismos de desgaste das ferramentas de metal-duro e de cerâmica na usinagem do ferro fundido vermicular em processo de corte contínuo. Os resultados obtidos mostram que a variação da microestrutura tem grande influência na usinabilidade do material e que as ferramentas de metal-duro se mostram as mais viáveis para a usinagem do ferro fundido vermicular em função dos bons resultados apresentados. / Nowadays, factors such as: the pollutants emission reductions, the fuel consumption reduction on vehicles without loosing power, are decisive to the automobile corporations to win the consumer market. Within this context, the compact graphite iron has showed itself as a material with a lot of potential to many components, as well as diesel engines due its superior properties. Despite its good mechanical characteristics and the many benefits that it can bring to the industry, its structure and the composition have a very hard machinability what become limiting factors to its application. One of these factors is the nodularity that should be between 0-20 percent, because how much increase the nodularity, bigger will be the stiffness and tensile strength, decreasing the machinability and thermal conductivity of the CGI. Furthermore comparing to the gray cast iron, the difficulty on machining the compact graphite iron is related on two factors: its high mechanical resistance which involves great cutting powers and the absence of manganese sulfide on its microstructure, which is always present on the gray cast iron that deposits on the cutting tool and guarantees a lubricant action locally. The present work has as purpose to analyze the influence of the nodularity variation on the machinability of compact graphite iron. The parameters consider for the analyses were the tool life and the wear mechanisms of the carbide and ceramics cutting tools. The results showed that the microstructure variation has great influence on the CGI machinability and that the carbides showed the most viable cutting tool for machining the compact graphite iron.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2012-10-23T06:52:49Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O atual cenário da indústria automobilística brasileira encontra-se numa situação em que as empresas do setor de autopeças enfrentam a concorrência global, e ainda devem manter os custos e a qualidade das peças. Nesse cenário competitivo, a indústria automobilística está ampliando a utilização do disco de freio ventilado (aletado), em função do aumento da segurança e redução do custo de manutenção do sistema, devido à redução da fadiga do sistema de freio. Isto motivou a presente pesquisa, cujo objetivo é estudar a usinabilidade de cinco diferentes ligas de ferro fundido cinzento perlítico FC-250 com adição de elementos de liga, como titânio (Ti), cromo (Cr) e molibdênio (Mo). A adição dos elementos de liga aumenta a resistência ao desgaste e a resistência mecânica, resultando em um ferro fundido cinzento perlítico com maior qualidade. Entretanto, o cromo, o molibdênio e o titânio em determinado percentual têm como característica a formação de carbonetos, o que é prejudicial à usinagem. Os efeitos da variação dos elementos de liga na usinagem foram estudados em ensaios de torneamento, processo de faceamento em desbaste, utilizando ferramentas cerâmicas de Si3N4 com revestimento de Al2O3-TiCN e de metal-duro com revestimento de TiN, com velocidade de corte de 800 m/min e 400 m/min, respectivamente, ambas sem fluído de corte. O estudo apresenta a vida das ferramentas cerâmicas e metal-duro nas condições de desbaste da camada bruta de fundição e também o desbaste após a remoção desta camada, onde se pode avaliar a influência dos elementos de liga e a sensível perda de rendimento das ferramentas na remoção da camada bruta de fundição. Também foram realizados testes de desgaste por abrasão do tipo pino-sobre-disco e disco de borracha-areia abrasiva, nas pistas de frenagem desses discos de freio. Conclui-se que há um aumento significativo no desgaste das ferramentas na usinagem da camada bruta de fundição e que não há uma expressiva influência dos elementos de liga na usinabilidade do ferro fundido cinzento ligado.

Precisão dimensional e qualidade de superfície usinada são fundamentais em componentes de aplicações mecânicas. Dentre as variáveis que exercem influência sobre estes fatores, está a grande quantidade de calor gerado na usinagem, que deve ser reduzida, minimizando seus efeitos na ferramenta e na estrutura superficial e sub-superficial da peça. Reduzir este calor e seus efeitos é uma das funções da lubri-refrigeração, porém, intensificamse as pesquisas com o objetivo de restringir ao máximo o uso destes fluídos. Neste trabalho, analisou-se a eficiência da lubri-refrigeração na qualidade da superfície usinada, no desvio dimensional e na variação microestrutural de amostras do aço AISI 4140 com diferentes microestruturas, usinado pelo processo de torneamento longitudinal. Observou-se que a lubri-refrigeração não teve efeito considerável sobre a qualidade da superfície usinada, não apresentando uma melhora significativa na rugosidade. Na questão dimensional observou-se que, em mais de 60% dos ensaios realizados, os resultados com e sem a presença da lubri-refrigeração mantiveram-se dentro da faixa de tolerância préespecificada, e na avaliação microestrutural, avaliando a deformação plástica, observou-se que houve uma queda na dureza da borda do material, em comparação com regiões mais próximas do centro do corpo-de-prova. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-10-07T13:50:18Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcelo Evandro Tedesco.pdf: 2625254 bytes, checksum: b06979aea49156d0b72bf7d6ea7b3961 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-07T13:50:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Marcelo Evandro Tedesco.pdf: 2625254 bytes, checksum: b06979aea49156d0b72bf7d6ea7b3961 (MD5) / Dimensional deviation and surface quality are fundamental components for mechanical applications. The variables that influence these factors, the quantity of heat generated must be reduced in order to minimize their effects on tool and on the superficial and sub-superficial structure of the piece. Reducing this heat and its effects is one of the cooling functions; however, the researches trying to restrict the use of those fluids. In this work, the cooling efficiency was analyzed on the surface quality, dimensional deviation and microstructural variation of AISI 4140 steel samples machined with different microstructure by longitudinal turning process. As a result, it was found that the cooling is not a significant effect on surface quality, not improving the roughness. In regard to dimensional, it was noticed in more than 60% of tests that the results with and without the presence of cooling kept between the pre-specified tolerance ranges. In the microstructural analysis, analyzing the plastic deformation, it as noticed that the hardness decrease in the edge of the sample, comparing with the center.

Este trabalho visou estudar o efeito dos parâmetros microestruturais da liga de latão 60/40 isenta de chumbo, com enfoque na observação da influência de 4 diferentes frações volumétricas e morfologias da fase &#946 nos aspectos de usinabilidade. Os resultados foram comparados com duas referências comerciais de ligas de latão, sendo uma de corte livre com adição de chumbo, e outra de latão 70/30 isenta de fase &#946. Esta comparação foi feita por meio dos ensaios de caracterização microestrutural, ensaios mecânicos de dureza Vickers, tração uniaxial e ensaios de usinabilidade. Na avaliação da usinabilidade foram estudadas as morfologias macro e microestrutural dos cavacos, rugosidade final das peças usinadas, medição das forças de corte e análise da vida útil da ferramenta. Esta comparação de desempenho em usinabilidade busca viabilizar a gradativa substituição das ligas de latão com chumbo por ligas isentas de metais pesados, preenchendo uma demanda crescente de mercado por este tipo de produto. A fase &#946 exerce uma importante influência na redução das forças de corte e rugosidade, além do fato de que o efeito térmico cumpre um papel importante no comportamento em usinagem dos latões, evidenciado pela alteração das frações volumétricas das fases µ e &#946 no cavaco analisado, a qual é associada a uma transformação de ordem-desordem. / This work presents a study of microstructural features of lead-free 60/40 brasses on their machinability, which was focused on the observation of four different volumetric fractions and morphologies of &#946 phase. Two commercial brasses were used as base materials: a free cutting brass with lead and a 70/30 brass without &#946 phase, respectively. These materials were manufactured through hot extruded, cold worked and heat treated rods of these three different alloys, and submitted a microstructure analysis, and mechanical characterization by Vickers hardness and a uniaxial tensile test. Machinability tests were conducted to evaluate the morphology and microstructure of the chips and the final roughness of the workpieces, cutting forces and tool wear test. The results help to evaluate the feasibility of substitution of the leaded brasses for brasses without heavy metals, filling a growing demand for this product in the industry. The &#946 phase has a strong influence on cutting forces and roughness reduction as well as the thermal effect plays an important role in the volume fraction of µ and &#946 phases of the analyzed chip, which was related to the presence of &#946 phase and an order-disorder transformation.

Orientador: Nivaldo Lemos Cupini / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-20T22:39:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Destro_JosePauloBreda_D.pdf: 26751185 bytes, checksum: c2c5858f536291a50e8606777679e93e (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Este trabalho propõe a introdução de uma nova propriedade: Resistência à Usinagem, que independe de um material-padrão, que deve ser exaustivamente ensaiado, e não está sujeita a critério qualquer, definido pelo usuário. Neste sentido, a princípio, apresenta-se a necessidade de caracterização do desempenho de materiais em usinagem, para guiar a pesquisa e desenvolvimento (P&D) de materiais de corte fácil (sobretudo) e verificação de sua qualidade, durante a produção e a recepção dos mesmos. Em seguida, discute-se a propriedade tecnológica relacionada: usinabilidade e, porque esta não se aplica à caracterização intrínseca de materiais. São detalhadas as hipóteses básicas e requisitos para a nova propriedade e, definidos o parâmetro de medição e metodologia. Descrevem-se e executam-se ensaios preliminares para verificação dos fatores de influência na medição e sensibilidade da medida, que culminam no desenvolvimento de uma proposta de norma para sua determinação, que envolve o Teste de Calibração e Teste de Medição. A referida propriedade é, então, quantificada pelo valor médio das forças médias de avanço (evolutivas com o desgaste da ferramenta), obtidas num ensaio, em que 8 corpos-de-prova do material a ser testado são submetidos a 4 condições diferentes de usinagem, totalizando 32 etapas, simulando um roteiro de fabricação de um lote de peças a ser usinado. Três materiais (aços ABNT 1212, 12L14 e 1045) foram, então, caracterizados em cinco máquinas diferentes (duas localizavam-se em laboratórios de universidades e três, em empresas de localidades distintas). As médias das medidas obtidas nos diferentes equipamentos não apresentaram diferenças significativas a 95% de intervalo bilateral de confiança. A relativa facilidade de realização do Teste de Medição e baixo custo, aliados à reprodutibilidade de 95%, recomendam sua utilização, quando a usinagem é fator determinante na composição de custos. Cumpre registrar que, apesar da Resistência à Usinagem diferir da propriedade tecnológica correlata, a proposta acolhe a aquela e, inclusive, recomenda o seu emprego exclusivamente na otimização do processo em si. E, não na caracterização do material, pois, esta deve ser independente das nuances do processo / Abstract: This work proposes and accomplishes a new property: Machining Strength. That depends neither on a standard material, that will be intensively tested, in the same way the material will be measured. Nor on further interest criterium defined by the testing user. Since it is determined in a padronized test to characterize the material intrinsic performance in relation to the material easiness or difficulty to chip remotion. Thus, in the beginning, it is settled the necessity of the material intrinsic characterization performance in chip removal processes in order to research and develope materials (mostly: free-cutting steels), as well as, the quality assurance during producing or checking by delievering. Basic premisses are stablished. Then, the measuring parameter and procedure are defined. Two preliminary experiments were carried out in order to check the influence factors upon the property determination and the testing procedure sensibility to characterize materials. Towards that, SAE 12L14 steel 20 mm diameter workpieces, that were submitted to different cold drawn rates and rolled, proved to show different machining performances at 95% reliability.Then, it was stablished the property quantification by medium value among the average feed force measurements (those are evolutive with wear, imposed upon the tool) within a padronized test, in which 8 (eigth) workpieces of the material to be tested are submitted to 4 (four) different machining conditions. That totalizes a 32 step testing procedure, which simuIates a complete machining task. Three materials (SAE-1212, -12L14 and -1045 steels) were experimented in five different machines (two ones could be found in laboratories at universities, others, at companies spread in three differnt points). There were no significant difference among the measurements, related to the differnt machines, at 95 % reliability according to inference tests among the measurements, provided by the machines. The relative easiness and relative low cost testing procedure, associated to a 95% reproductibility, recommend it to be used when material machining performance shall be specially considered in manufactured part cost. Machining Strength is different from machinability - the technological property connected. Nevertheless, the new property supports the technological one, that is recommended to describe and optimize the process itself But not the material / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Precisão dimensional e qualidade de superfície usinada são fundamentais em componentes de aplicações mecânicas. Dentre as variáveis que exercem influência sobre estes fatores, está a grande quantidade de calor gerado na usinagem, que deve ser reduzida, minimizando seus efeitos na ferramenta e na estrutura superficial e sub-superficial da peça. Reduzir este calor e seus efeitos é uma das funções da lubri-refrigeração, porém, intensificamse as pesquisas com o objetivo de restringir ao máximo o uso destes fluídos. Neste trabalho, analisou-se a eficiência da lubri-refrigeração na qualidade da superfície usinada, no desvio dimensional e na variação microestrutural de amostras do aço AISI 4140 com diferentes microestruturas, usinado pelo processo de torneamento longitudinal. Observou-se que a lubri-refrigeração não teve efeito considerável sobre a qualidade da superfície usinada, não apresentando uma melhora significativa na rugosidade. Na questão dimensional observou-se que, em mais de 60% dos ensaios realizados, os resultados com e sem a presença da lubri-refrigeração mantiveram-se dentro da faixa de tolerância préespecificada, e na avaliação microestrutural, avaliando a deformação plástica, observou-se que houve uma queda na dureza da borda do material, em comparação com regiões mais próximas do centro do corpo-de-prova. / Dimensional deviation and surface quality are fundamental components for mechanical applications. The variables that influence these factors, the quantity of heat generated must be reduced in order to minimize their effects on tool and on the superficial and sub-superficial structure of the piece. Reducing this heat and its effects is one of the cooling functions; however, the researches trying to restrict the use of those fluids. In this work, the cooling efficiency was analyzed on the surface quality, dimensional deviation and microstructural variation of AISI 4140 steel samples machined with different microstructure by longitudinal turning process. As a result, it was found that the cooling is not a significant effect on surface quality, not improving the roughness. In regard to dimensional, it was noticed in more than 60% of tests that the results with and without the presence of cooling kept between the pre-specified tolerance ranges. In the microstructural analysis, analyzing the plastic deformation, it as noticed that the hardness decrease in the edge of the sample, comparing with the center.

Este trabalho apresenta estudos de usinabilidade de chapas MDF (Medium Density Fiberboard), tendo por objetivo principal efetuar uma análise do desempenho de corte em relação à qualidade da superfície usinada e à força específica de corte paralela necessária, a fim de se verificar a influência dos parâmetros estudados para operações de usinagem de acabamento e desbaste, respectivamente. No estudo para operação de acabamento verificou-se a influência da espessura de corte,velocidade de avanço e sentido de corte, em operação de fresamento cilíndrico periférico, sobre a rugosidade superficial da borda das chapas MDF. Uma fresadora vertical foi utilizada para gerar as superfícies, cuja rugosidade superficial foi medida por um perfilômetro de apalpamento. No estudo para operação de desbaste, a força específica de corte paralela foi avaliada em função da variação do ângulo de saída, da espessura de corte e da profundidade de corte, em operação de corte ortogonal. Para tanto, foram empregadas uma plaina limadora e uma célula de carga de extensômetros resistivos, conectada a um programa de aquisição e análise de dados. A partir da análise dos resultados obtidos, foi possível identificar a influência de cada parâmetro de corte empregado. / This work presents a MDF (Medium Density Fiberboard) machinability study aiming to carry out a cutting performance analysis regarding to surface quality and parallel specific cutting force, in order to verify the cutting parameters effect on the finishing and roughing machining operations, respectively. In the finishing study, it was verified the effect of the cutting thickness, cutting speed and direction of cutterhead rotation with relation to feed direction, in peripheral milling, on the MDF edges surface roughness. The surfaces were developed by a moulder, which roughness were measured by a stylus perfilometer. In the roughing study, the parallel specific cutting force was assessed in relation to the variation of the rake angle, cutting thickness and depth of cut, for the orthogonal cut. For this, it was used a planing machine and a resistance dynamometer, coupled in a data acquisition and analysis system. From the analysis of the obtained results, it was possible to identify the influence of each cutting parameter considered.

Orientador: Marcos Valério Ribeiro / Banca: Manoel Cleber de Sampaio Alves / Banca: Amauri Hassui / Resumo: A utilização de ensaios de avaliação da usinabilidade dos materiais pode ser um fator determinante na viabilidade de processos de fabricação, contribuindo no planejamento dos custos, prazos e na busca pela qualidade do produto através de desenvolvimentos de estratégias e tecnologias de usinagem. Quando o produto usinado é um cilindro, que faz o papel de ferramenta no processo de laminação, a necessidade de tal desenvolvimento fica clara quando se analisa os requisitos para alta performance de cilindros de laminação e se identifica que eles são os mesmos requisitos para alta performance de insertos de usinagem: resistência ao desgaste, tenacidade e dureza. Assim esse trabalho propõe um ensaio de usinabilidade em laboratório para a avaliação de dois materiais de cilindros de laminação: o ferro fundido indefinido e o ferro fundido indefinido microligado. O ensaio foi executado através do fresamento com três arestas de metal duro em um centro de usinagem e a análise de usinabilidade foi feita pelo critério de fim de vida da ferramenta de usinagem. Foi constatado que a adição de elementos de liga na composição química dos cilindros influenciou diretamente na usinabilidade do ferro fundido indefinido microligado, pois a fração volumétrica de carbonetos VC aumentou em quase três vezes nesse material resultando em um desgaste abrasivo nas arestas das ferramentas de corte / Abstract: The use of tests to evaluate the machinability of the material may be a determining factor in the viability of manufacturing processes, and contribute to planning the cost, time and in the search for the quality of the product through development of strategies and machining technologies. When the machined product is rolling mill roll, who played as a tool in the milling process the need for such development becomes clear when is examined the requirements for high performance rolling mill roll and identifies that they are the same requirements for high performance machining tools: wear resistance, toughness and hardness. So, this work proposes a machinability test in laboratory seeking the evaluation of two materials for rolling mill rolls: an indefinite chilled double poured cast iron and a microalloyed indefinite chilled double poured cast iron. The test was performed by milling with three edges of carbide on a machining center and the machinability analysis of this work was done by the criterion of end of life of the machining tool. The work found that the addition of alloying elements on the chemical composition of the rolling mill rolls directly influenced the machinability of microalloyed indefinite chilled double poured cast iron, because the volume fraction of carbides VC increased by almost three times in this material resulting in an abrasive wear on the edges of cutting tools / Mestre