Studies on the cooling minimum quantity and conventional cooling at hardened steels in grinding process

The purpose of this work is to explain the concept of cutting fluids reasonable usage through the fluid minimum quantity in grinding processes. on that purpose, the development of a new nozzle and an own and adequate methodology should be required in order to obtain good results and compare them to the conventional methods. The analysis of the grinding wheel/cutting fluid performance was accomplished from the following input parameters: flow rate variation by nozzle diameter changes (three diameters values: 3mm, 4mm and 5mm), besides the conventional round nozzle already within the machine. Integral oil and a synthetic emulsion were used as cutting fluids and a conventional grinding wheel was employed. The workpieces were made of steel VC 131, tempered and quenched with 60HRc. Thus, as the flow rate and the nozzle diameter changes, keeping steady fluid jet velocity (equal to cutting velocity), attempted to find the best machining conditions, with the purpose to obtain a decrease on the cutting fluid volume, taking into consideration the analysis of the process output variables such as cutting strength, cutting specific energy, grinding wheel wear and surface roughness. It was verified that the 3mm diameter optimized nozzle and the integral oil, in general, was the best combination among all proposed.

Study on the behavior of the Minimum quantity lubricant - MQL technique under different lubricating and cooling conditions when grinding ABNT 4340 steel

The behavior of the minimum quantity lubricant (MQL) technique was analyzed under different lubricating and cooling conditions when grinding ABNT 4340 steel. The comparative analysis of the residual stress values showed that residual compressive stresses were obtained under all the lubrication/cooling conditions and types of abrasive tools employed. The highest residual compressive stress obtained with the aluminum oxide grinding wheel with MQL under the condition of V= 30m/s for air and V= 40ml/h for lubricant was -376MPa against the -160MPa attained with conventional cooling, representing a 135% increase in residual compressive stress. The results show that method and quantity of lubricant and cooling are factors that influence the grinding process.

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)

Evaluation of different methods of cooling-lubrication in cylindrical grinding of advanced ceramic dip

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)

Analysis of surface integrity for minimum quantity lubricant - MQL in grinding

The quality of machined components is currently of high interest, for the market demands mechanical components of increasingly high performance, not only from the standpoint of functionality but also from that of safety. Components produced through operations involving the removal of material display surface irregularities resulting not only from the action of the tool itself, but also from other factors that contribute to their superficial texture. This texture can exert a decisive influence on the application and performance of the machined component. This article analyzes the behavior of the minimum quantity lubricant (MQL) technique and compares it with the conventional cooling method. To this end, an optimized fluid application method was devised using a specially designed nozzle, by the authors, through which a minimum amount of oil is sprayed in a compressed air flow, thus meeting environmental requirements. This paper, therefore, explores and discusses the concept of the MQL in the grinding process. The performance of the MQL technique in the grinding process was evaluated based on an analysis of the surface integrity (roughness, residual stress, microstructure and microhardness). The results presented here are expected to lead to technological and ecological gains in the grinding process using MQL. (c) 2006 Elsevier Ltd. All rights reserved.

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.

Retificação de cerâmica de alumina relacionada com diferentes técnicas de lubri-refrigeração: convencional e mínima quantidade de lubrificação

Atualmente a preocupação ambiental está fazendo com que as empresas busquem diminuir os impactos ambientais por elas causados, ao mesmo tempo em que melhoram a qualidade do produto e processos de fabricação. Logo, muitas pesquisas estão sendo desenvolvidas na área de usinagem para se analisar o real dano ao meio ambiente quando usados diferentes métodos de lubri-refrigeração. Este trabalho teve como objetivo analisar a qualidade da peça produzida e o desgaste do ferramental de corte de uma retificadora plana ao se usinar cerâmica de alumina com dois métodos distintos de aplicação de fluido de corte: método convencional com vazão de 458,3 mL/h e o método da mínima quantidade de lubrificação (MQL) com 100 mL/h. A partir dos resultados obtidos pode-se constatar que para os mesmos parâmetros de usinagem a técnica do MQL utilizou uma quantidade muito menor de fluido e garantiu bons resultados de desgaste diametral do rebolo. No entanto, a qualidade da peça foi bem pior para o método do MQL em relação a técnica de refrigeração convencional. Estes resultados mostraram que se utilizando formas alternativas de lubrificação para reduzir o uso do fluido de corte, são possíveis dependendo de quais fatores são mais importantes para o processo que se deseja. Nesse sentido, se o método do MQL fosse adotado pelas empresas dependentes da retificação, certamente iria trazer, de um lado, benefícios quanto a problemas de descarte e reciclagem de fluido de corte, mas por outro lado, levaria a uma menor qualidade superficial das peças.

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)

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.

Portaferramentas para torneamento com refrigeração interna baseada na mudança de fase do fluido

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de diferentes métodos de lubri-refrigeração na retificação cilíndrica externa de mergulho de cerâmica avançada com rebolo diamantado

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Otimização da retificação tangencial plana de compósitos plásticos reforçados com fibras de carbono

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

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)

Análise de métodos de lubri-refrigeração aplicados no processo de retificação cilíndrica interna de mergulho em aços endurecidos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)