The minimum quantity of lubricant (MQL) technique in the surface grinding of steel

This research aimed to analyze the viability of the minimum quantity of lubricant (MQL) technique towards different methods of lubri-refrigeration in surface grinding of steel, considering process quality, wheel life and the viability of using cutting fluids The proposal methods were the conventional (abundant fluid flow), the minimum quantity lubrication (MQL) and the optimized method with Webster nozzle (rounded) This analysis was carried out in equal machining conditions, through the assessment of variables such as grinding force, surface roughness, G ratio (volume of removed material/volume of wheel wear), and microhardness The results showed the possibility of improvement of the grinding process Besides, there is the opportunity for production of high quality workpieces with lower costs The MQL technique showed efficiency in machining with lower depths of cut The optimized method with Webster nozzle applies the fluid in a rational way, without considerable waste Hence, the results show that industry can rationalize and optimize the application of cutting fluids, avoiding inappropriate disposal, inadequate use and consequently environment pollution

Experimental investigations of heat transfer coefficients of cutting fluids in metal cutting processes: analysis of workpiece phenomena in a given case study

This paper reports an experimental method to estimate the convective heat transfer of cutting fluids in a laminar flow regime applied on a thin steel plate. The heat source provided by the metal cutting was simulated by electrical heating of the plate. Three different cooling conditions were evaluated: a dry cooling system, a flooded cooling system and a minimum quantity of lubrication cooling system, as well as two different cutting fluids for the last two systems. The results showed considerable enhancement of convective heat transfer using the flooded system. For the dry and minimum quantity of lubrication systems, the heat conduction inside the body was much faster than the heat convection away from its surface. In addition, using the Biot number, the possible models were analyzed for conduction heat problems for each experimental condition tested.

Influência na qualidade final de metais retificados através da variação da velocidade de mergulho

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência da lubrirrefrigeração na qualidade superficial de metais retificados

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho utilizando a técnica da mínima quantidade de lubrificação (MQL) com rebolos diamantados

Nas últimas duas décadas, as cerâmicas avançadas têm sido exaustivamente utilizadas em aplicações na indústria devido às suas propriedades de elevada resistência ao desgaste e dureza. Entretanto, ainda se tem um alto custo agregado ao acabamento da peça. Esse acabamento geralmente é feito pelo processo de retificação, único processo economicamente viável que produz superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. Nesse contexto, as empresas vêm buscando a otimização no processo de retificação como, por exemplo, a redução do fluxo de fluido de corte utilizado, o que também visa atender exigências mundiais de preservação ambiental. Desta forma, este projeto pretendeu explorar a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) na retificação cilíndrica externa de mergulho em cerâmicas com rebolos diamantados. Foram utilizados dois métodos de refrigeração: o convencional e o MQL, com três avanços de corte para cada caso. Foram usados um bocal convencional e um bocal para o MQL, tendo este um uniformizador de saída do jato. Foram analisadas como variáveis de saída: a emissão acústica, relação G, aspecto da superfície via microscopia eletrônica de varredura (MEV), rugosidade e circularidade. Assim, embora a refrigeração convencional ainda apresente os melhores resultados em comparação com a refrigeração com MQL, esta última pode atender os requisitos necessários para diversas aplicações, em especial quando utilizadas baixas espessuras equivalentes de corte (h eq). Além disso, a técnica de MQL possui a vantagem de gerar um menor impacto ambiental em comparação com a lubrificação convencional, devido ao uso mínimo de fluido de corte cujo descarte é cada vez mais regulamentado e custoso.

Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com rebolos diamantados com a técnica da mímima quantidade de lubrificação e refrigeração otimizada

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Retificação da alumina com rebolo diamantado utilizando-se diferentes métodos de lubri-refrigeração

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influência das técnicas de mínima quantidade de lubrificante, refrigeração otimizada e refrigeração convencional na qualidade de peças produzidas com aços endurecidos no processo de retificação

The influence of minimum lubrication, optimized and conventional cooling at different flows and application rates of cutting fluids on the quality of hardened-steel pieces produced by external cylindrical plunge grinding with super-abrasive grinding wheels with low CBN concentrations was verified. The analysis of the quality of the pieces was performed through the assessment of the behavior of the specific energy of the grinding, roughness, roundness deviation, and the generated residual stress. By analyzing of the application ways and of the several flows and application rates of the cutting fluid, one could encounter lubrication/cooling conditions that enable the reduction in cutting fluid volume, reduction in grinding time without compromising the dimensional parameters (superficial finishing, surface integrity). Regarding the different applications of cutting fluids, it could be noted the optimized application for higher velocities has presented the best performance, demonstrating the effectiveness of the new concept of nozzle utilized.

Utilização da técnica da mínima quantidade de lubrificante (MQL) com adição de água no processo de retificação cilíndrica externa de aços endurecidos com rebolos de CBN

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência dos métodos de lubri-refrigeração na retificação do aço ABNT 4340 usando rebolo de CBN

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Influência na qualidade final de metais retificados através da variação da velocidade de mergulho

A retificação, processo final de usinagem de uma peça, utiliza fluidos de corte com a finalidade de lubrificação, refrigeração e remoção de cavacos. No entanto, esses fluidos são extremamente agressivos com o meio. Com o avanço tecnológico a tendência mundial é produzir peças cada vez mais sofisticadas, com elevado grau de tolerância geométrica, dimensional, com bom acabamento superficial, com baixo custo e, principalmente, sem causar danos ao meio. Para tanto, ao processo de retificação está intrínseca a reciclagem do fluido de corte, que se destaca pelo seu custo. Através da variação da velocidade de avanço no processo de retificação cilíndrica externa do aço ABNT D6, racionalizando a aplicação de dois fluidos de corte e usando um rebolo superabrasivo de CBN (nitreto de boro cúbico) com ligante vitrificado, avaliaram-se os parâmetros de saída da força tangencial de corte, emissão acústica, rugosidade, circularidade, desgaste da ferramenta, tensão residual e a integridade superficial através da microscopia eletrônica de varredura (MEV) dos corpos-de-prova. Com a análise do desempenho do fluido, do rebolo e da velocidade de mergulho, encontraram-se as melhores condições de usinagem propiciando a diminuição do volume de fluido de corte e a diminuição do tempo de usinagem, sem prejudicar os parâmetros geométricos e dimensionais, o acabamento superficial e a integridade superficial dos componentes.

Influência da lubrirrefrigeração na qualidade superficial de metais retificados

Na fabricação de componentes mecânicos precisos, que necessitam de alta resistência mecânica e ao desgaste, utiliza-se o processo de retificação, para conferir o acabamento final desejado e, também, para eliminar as deformações ocorridas durante a têmpera do aço. No entanto, as condições de retificação devem ser adequadas, para que não sejam introduzidas falhas na peça. Novos conceitos de lubrificação e refrigeração, para o processo de retificação, estão sendo pesquisados, de forma a diminuir os custos e os danos ambientais causados pelos fluidos de corte. Nesse trabalho, é analisada a influência das técnicas de mínima quantidade de lubrificante (MQL), refrigeração otimizada e refrigeração convencional, com diferentes vazões e velocidade de aplicação do fluido de corte, na qualidade das peças produzidas com aço ABNT 4340 endurecido, no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com a utilização de rebolos de CBN. O Aço ABNT 4340 apresenta várias aplicações industriais, sendo considerado de uso aeronáutico devido, sua alta resistência mecânica sem aumentar o peso dos componentes que o utilizam. A análise da qualidade das peças foi realizada com a verficação das rugosidades e com a análise de microscopias eletrônicas de varredura. Verificou-se, ainda, a força tangencial de corte. em relação às diferentes formas de aplicação do fluido de corte, notou-se o melhor desempenho da aplicação otimizada, para maiores velocidades, mostrando a eficiência do bocal utilizado. O processo otimizado e o processo MQL foram capazes de manter a integridade superficial das peças produzidas. Exceção somente para a condição MQL com vazão de fluido de corte de 40ml/h, que produziu trincas e queima superficial. Rebolos com baixa concentração de CBN, conseqüentemente mais baratos, proporcionaram bons resultados, quando associados com técnicas mais eficientes de aplicação de fluido de corte apresentando desgaste reduzido.

Application of the Minimum Quantity Lubrication (MQL) Technique in the Plunge Cylindrical Grinding Operation

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Influence of optimized lubrication-cooling and minimum quantity lubrication on the cutting forces, on the geometric quality of the surfaces and on the micro-structural integrity of hardened steel parts

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Utilization of teflon and aluminum oxide for wheel cleaning in Minimum Quantity Lubrication (MQL) grinding

Researches concerning cooling-lubrication optimization in grinding have been conducted to contribute to a more sustainable process. An alternative to flood coolant is minimum quantity lubrication (MQL), which spray oil droplets in a compressed air jet. However, problems related to wheel cleaning were reported, due to wheel loading by a mixture of chips and oil, resulting in worsening of surface quality. This work aims to evaluate the viability of Teflon and aluminum oxide for wheel cleaning, compared to MQL without cleaning and MQL with cleaning by compressed air, through the following output variables: surface roughness, roundness, wheel wear, grinding power and acoustic emission. Vickers microhardness measurements and optical microscopy were also carried out. The results showed that both materials were efficient in cleaning the wheel, compared to MQL without cleaning, but not as satisfactory as compressed air. Much work is to be done in order to select the right material for wheel cleaning.