Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-11T04:16:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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Previous issue date: 2016 / Abstract : The aviation and medical implants industries have reached significant relevance and growth during the past decades. As grinding processes with abrasive mounted points are widely employed to achieve the strict tolerances of such industries, it is essential to assess alternative grinding strategies in order to improve the production efficiency of the high-performance components being manufactured. Examples of these alternative strategies are tilted and oscillation grinding processes, both able to fulfill all the tolerances and demands required for such high-performance components. One particular characteristic of these two developed strategies is the existence of the structure angle, which is the angle generated by the direction of cutting speed and feed rate vectors. In wake of such context, the concept behind the structure angle can be transferred into 5-axis grinding with abrasive mounted points. To achieve this, the current investigation seeks the development of such technology in order to improve the 5-axis grinding process with abrasive mounted points of high performance ceramics specimens and, more specifically the influence of the structure angle and feed rate on graphite and Si3N4 specimens by analyzing the specimens topography, grinding tool wear, process forces and also developing a geometric-kinematic grinding simulation process. To this end, the study separated the analysis of micro roughness, where individual grooves were ground, from macro roughness, where several grooves within a distance of 0.1 mm of each other were ground, both also simulated. The results proved a significant improvement on the surface of the ground surfaces by varying the structure angle, although no significant influence of the feed rate was noticed. Furthermore, some differences regarding the grinding tool topography were noticed but none pertaining to the grinding forces during process. / Com o notável crescimento da indústria aeroespacial e de implantes médicos nas últimas décadas, o desenvolvimento de novas estratégias de usinagem, especificamente de retificação, são de suma importância para o desenvolvimento de novas cadeias de produção. Essas cadeias objetivam a redução de custos e aumento de qualidade do produto final. Por exemplo, o desenvolvimento das estratégias de usinagem com pontas abrasivas montadas utilizando movimentos oscilatórios ao longo da direção de avanço, ou a inclinação da ferramenta à fim de gerar um ângulo entre a direção da velodidade e corte e de avanço da ferramenta, possibilitou a geração de excelente qualidade de superfície cumprindo os requisitos estrítos das áreas de aplicação previamente citadas. O método que permitiu que estes objetivos fossem atingidos, existe a partir de uma análise profunda do ângulo de estrutura e da velocidade de avanço. O ângulo de estrutura é resultante da direção dos vetores de velocidade de corte e avanço ao longo do processo. Com os conceitos previamente estabelecidos, formulou-se neste trabalho uma maneira de implementá-los na retificação de 5 eixos com pontas abrasivas esféricas montadas visando melhorar as superfícies de ceramicas avançadas retificadas, especificamente quanto a influência do ângulo de estrutura e da velocidade de avanço em corpos de prova de grafite e nitreto de silício. A análise da influência destes parâmetros foi conduzida através da avaliação das topografías dos materiais retificados, desgaste de ferramenta, monitoramento de forças durante o processo e o desenvolvimento de simulações geométricas-cinemáticas do processo de retificação. A análise de topografía dos corpos de prova retificados foi dividida em duas análises: micro rugosidade, na qual ranhuras individuais foram usinadas em graphite e nitreto de silício; e macro rugosidade, na qual várias ranhuras foram usinadas no corpo de prova de nitreto de silício com 0,1 mm de espaçamento. Ambas as análises também foram simuladas. Os resultados apresentaram uma melhora considerável nas superfícies retificadas com até 45° de aumento do ângulo de estrutura, porém nenhuma alteração foi constatada com o aumento da velocidade de avanço. Mesmo com o micro desgaste constatado na ferramenta, nenhuma alteração significativa de forças foi observada ao longo dos ensaios.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsc.br:123456789/174703 |
| Date | January 2016 |
| Creators | Rolon, Daniel Alexandre |
| Contributors | Universidade Federal de Santa Catarina, Weingaertner, Walter Lindolfo, Klein, Tiago Borsoi |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | English |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | 153 p.| il., grafs., tabs. |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSC, instname:Universidade Federal de Santa Catarina, instacron:UFSC |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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