Estudo comparativo entre a agressividade superficial obtida na retificação com rebolos de óxido de alumínio e CBN, fabricados com ligantes resinóide e vitrificado

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

Influência da velocidade de avanço do rebolo nos danos de aços endurecidos retificados

A tendência mundial é o aumento da produtividade e da produção de peças cada vez mais sofisticadas, com elevado grau de tolerância geométrica, dimensional, com bom acabamento superficial, com baixo custo. A retificação é responsável pelo acabamento final no processo de usinagem de um material. No entanto, danos gerados nesta fase de produção comprometem todos os recursos utilizados nas fases anteriores. Grande parte dos problemas ocorridos na retificação deve-se à enorme temperatura gerada pelo processo devido às condições de usinagem. Atribui-se à velocidade de avanço, que está diretamente relacionada com a produtividade, os danos ocorridos na retificação, ficando esta variável limitada até valores que não proporcione danos. Neste trabalho, 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, avaliou-se a influência da velocidade de avanço nos danos superficiais de aços endurecidos. Os resultados permitiram concluir que a velocidade de avanço associada a uma eficiente refrigeração e lubrificação, não provocou danos térmicos (queima, trincas, tensões de tração) ao material. Tensões residuais e a rugosidade do material retificado apresentaram uma correlação com as condições de usinagem. O trabalho concluiu ser capaz um aumento dos índices de produtividade sem provocar danos nos componentes retificados.

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.

Comparação entre os métodos de aplicação de fluido de corte convencional e otimizado na retificação plana de cerâmicas

Com o grande crescimento tecnológico e a necessidade de melhoria, um dos materiais que ganhou uma grande gama na área da engenharia mecânica é a cerâmica, pois possui vantagens físico-químicas e propriedades mecânicas significativas sobre o aço. Entretanto, sua usinagem é um processo difícil e delicado, que requer ainda uma grande atenção em relação ao seu estudo. Assim, o processo de retificação é um dos métodos que tem apresentado bons resultados, porém um grande problema acerca de tal processo é o uso excessivo de fluidos de corte, o que se tornou uma preocupação mundial, já que os fluidos apresentam graves problemas socioambientais, além disso, o fluido de corte é responsável por uma grande parte do custo final do processo, provocando, desse modo, um grande interesse em pesquisas referentes a métodos alternativos de forma a reduzir o consumo e melhorar as características do fluido de corte utilizado. Este trabalho visa comparar duas técnicas de lubri-refrigeração, o método convencional e a Lubrificação Otimizada. O uso do método otimizado é uma alternativa à diminuição do volume de fluido utilizado, já que este tem como princípio a aplicação de uma menor quantidade de fluido de corte com uma alta velocidade, localmente aplicada, ou seja, com essa redução benefícios ambientais e socioeconômicas são obtidos. A análise do trabalho será feita a partir da avaliação das variáveis de saída do processo de retificação plana tais como o comportamento rugosidade e desgaste do rebolo, já que por elas é possível avaliar o processo em relação a qualidade da peça versus custo. Com essas analises, pretende-se avaliar se a técnica otimizada é viável a substituição da refrigeração convencional na retificação plana de cerâmicas.

Avaliação do desempenho de corte de diferentes grãos adiamantados

Por meio de um trabalho multidisciplinar entre Engenheiros e Dentistas, foram estudados oito diferentes tipos de grãos abrasivos de diamantes para a fabricação de pontas adiamantadas e/ou rebolos de pequeno diâmetro. Verificou-se qual o grão mais adequado para ser empregado nas pontas, as quais são utilizadas em equipamentos que possuem um pequeno torque disponível. Uma metodologia de experimentação para avaliação da capacidade de corte destas ferramentas foi desenvolvida, utilizando-se o vidro como material a ser desgastado. Como resultados, observou-se que a estrutura e a friabilidade do grão de diamante afetam diretamente a capacidade de corte das pontas adiamantadas. Desta forma, o melhor tipo de diamante foi aquele que apresentou, ao mesmo tempo, as melhores condições de remoção de material e o menor preço.

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)

Investigation on Surface Finishing of Components Ground with Lapping Kinematics: Lapgrinding Process

Over the last three decades, researchers have responded to the demands of industry to manufacture mechanical components with geometrical tolerance, dimensional tolerance, and surface finishing in nanometer levels. The new lapgrinding process developed in Brazil utilizes lapping kinematics and a flat grinding wheel dressed with a single-point diamond dresser in agreement with overlap factor (U(d)) theory. In the present work, the influences of different U(d) values on dressing (U(d) = 1, 3 e 5) and grain size of the grinding wheel made of silicon carbide (SiC = 800, 600 e 300 mesh) are analyzed on surface finishing of stainless steel AISI 420 flat workpieces submitted to the lapgrinding process. The best results, obtained after 10 minutes of machining, were: average surface roughness (Ra) 1.92 nm; 1.19 mu m flatness deviation of 25.4 mm diameter workpieces and mirrored surface finishing. Given the surface quality achieved, the lapgrinding process can be included among the ultra-precision finishing processes and, depending on the application, the steps of lapping followed by polishing can be replaced by the proposed abrasive process.

Surface finishing of flat pieces when submitted to lapping kinematics on abrasive disc dressed under several overlap factors

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

Influence of the grinding wheel's dive speed on the damage of rectified hardened steels

The world tendency is the increase of the productivity and the production of pieces more and more sophisticated, with high degree of geometric and dimensional tolerances, with good surface finish and low cost. Rectification is responsible for the final finish in the machining process of a material. However, damages generated in this production phase affect all the resources used in the previous processes. Great part of the problems happennig in the rectification process is due to the enormous temperature generated in this activity because of the machining conditions. The dive speed, which is directly related to the productivity, is considered responsible for the damages that occur during rectification, limiting its values to those that do not cause such damages. In this work, through the variation of the dive speed in the process of cylindrical grinding of type ABNT D6 steel, rationalizing the application of two cutting fluids and using a CBN (cubic boron nitrate) abrasive wheel with vitrified blond, the influence of the dive speed on the surface damages of hardened steels was evaluated. The results allowed to say that the dive speed, associated to an efficient cooling and lubrication, didn't provoke thermal damages (including heated zones, cracks and tension stresses) to the material. Residual stresses and the roughness of rectified materials presented a correlation with the machining conditions. The work concluded that it is possible to increase the productivity without provoking damages in the rectified components.

Surface characterization of Ti-7.5Mo alloy modified by biomimetic method

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

STUDY of THE TURNING NICKEL BASE ALLOY PYROMET (R) 31V (SAE HEV8)

Considering the constant technological developments in the aeronautical, space, automotive, shipbuilding, nuclear and petrochemical fields, among others, the use of materials with high strength mechanical capabilities at high temperatures has been increasingly used. Among the materials that meet the mechanical strength and corrosion properties at temperatures around 815 degrees C one can find the nickel base alloy Pyromet 31V (SAE HEV8). This alloy is commonly applied in the manufacturing of high power diesel engines exhaust valves where it is required high resistance to sulphide, corrosion and good resistance to creep. However, due to its high mechanical strength and low thermal conductivity its machinability is made difficult, creating major challenges in the analysis of the best combinations among machining parameters and cutting tools to be used. Its low thermal conductivity results in a concentration of heat at high temperatures in the interfaces of workpiece-tool and tool-chip, consequently accelerating the tools wearing and increasing production costs. This work aimed to study the machinability, using the carbide coated and uncoated tools, of the hot-rolled Pyromet 31V alloy with hardness between 41.5 and 42.5 HRC. The nickel base alloy used consists essentially of the following components: 56.5% Ni, 22.5% Cr, 2,2% Ti, 0,04% C, 1,2% Al, 0.85% Nb and the rest of iron. Through the turning of this alloy we able to analyze the working mechanisms of wear on tools and evaluate the roughness provided on the cutting parameters used. The tests were performed on a CNC lathe machine using the coated carbide tool TNMG 160408-23 Class 1005 (ISO S15) and uncoated tools TNMG 160408-23 Class H13A (ISO S15). Cutting fluid was used so abundantly and cutting speeds were fixed in 75 and 90 m/min. to feed rates that ranged from 0.12, 0.15, 0.18 and 0.21 mm/rev, and cutting depth of 0.8mm. The results of the comparison between uncoated tools and coated ones presented a machined length of just 30% to the first in relation to the performance of the second. The coated tools has obtained its best result for both 75 and 90 m/min. with feed rate of 0.15 mm/rev, unlike the uncoated tool which obtained its better results to 0.12 mm/rev.

Produtividade fabril I: método para rápido aumento da produtividade fabril

O método para rápido aumento da produtividade fabril, aplicável principalmente à indústria brasileira de manufatura (17% do PIB), fundamenta-se exclusivamente na redução ou eliminação do tempo inativo do homem, da máquina e do material, que é a grande causa da ineficiência. O método exige a utilização de apenas cinco das mais simples, elementares e conhecidas técnicas e é aplicável às vinte situações mais freqüentes (objetos de estudo) na indústria de manufatura. Nossa experiência atesta que o método é capaz de aumentar a produtividade fabril em valor superior a 30%, em poucos meses e de forma perene (houve um caso de aumento de 160% em toda uma seção de usinagem de uma empresa multinacional). Sua aplicação e a implantação das medidas dele decorrentes são feitas com extrema facilidade e, por isto, os resultados surgem muito rapidamente. Atinge portanto seu objetivo: proporcionar aumento da produtividade fabril em curto espaço de tempo. Os demais artigos da série detalharão os objetos de estudo.

Produtividade fabril II - método para rápido aumento da produtividade fabril: redução de esperas dentro do ciclo da operação

O método para rápido aumento da produtividade fabril, aplicável principalmente à indústria brasileira de manufatura (17% do PIB), fundamenta-se exclusivamente na redução ou eliminação do tempo inativo do homem, da máquina e do material, que é a grande causa da ineficiência. O método exige a utilização de apenas cinco das mais simples, elementares e conhecidas técnicas e é aplicável às vinte situações mais freqüentes (objetos de estudo) na indústria de manufatura. Nossa experiência atesta que o método é capaz de aumentar a produtividade fabril em valor superior a 30%, em poucos meses e de forma perene (houve um caso de aumento de 160% em toda uma seção de usinagem de uma empresa multinacional). Sua aplicação e a implantação das medidas dele decorrentes são feitas com extrema facilidade e, por isto, os resultados surgem muito rapidamente. Atinge portanto seu objetivo: proporcionar aumento da produtividade fabril em curto espaço de tempo. Este artigo detalhará sete objetos de estudo (situações): 1.redução da espera da máquina durante as inspeções; 2.redução da espera do operário, abordando trabalho em equipe, produção em linha e operação com ajudante; e 3.redução da espera do operador de máquina, por meio da diminuição do tempo-máquina, do controle do tempo-máquina e da atribuição de outras atividades ao operador pela adoção da célula de manufatura.

Produtividade fabril III - método para rápido aumento da produtividade fabril: redução de tempos inativos e do tempo de espera do material em processo

O método para rápido aumento da produtividade fabril, aplicável principalmente à indústria brasileira de manufatura (17% do PIB), fundamenta-se exclusivamente na redução ou eliminação do tempo inativo do homem, da máquina e do material, que é a grande causa da ineficiência. O método exige a utilização de apenas cinco das mais simples, elementares e conhecidas técnicas e é aplicável às vinte situações mais freqüentes (objetos de estudo) na indústria de manufatura. Nossa experiência atesta que o método pode proporcionar à produtividade fabril um aumento superior a 30%, em poucos meses e de forma perene. Sua aplicação e a implantação das medidas dele decorrentes são feitas com extrema facilidade e, por isto, os resultados surgem muito rapidamente. Atinge portanto seu objetivo: proporcionar aumento da produtividade fabril em curto espaço de tempo. Este artigo (terceiro e último da série) detalhará doze objetos de estudo (situações): 1. redução dos tempos inativos causados por troca de turno, por refeição e por troca de produtos; 2. redução dos tempos improdutivos acarretados por causas mais importantes, por espera pelo serviço de manutenção, por espera pelo serviço de preparação, por espera pelo operador e por causas não apontáveis pelos procedimentos usuais; 3. redução das atividades improdutivas e das produtivas executadas num ritmo improdutivo; e 4. redução do tempo de espera do material em processamento pela redução do tamanho do lote de fabricação e pelo aumento da velocidade de manufatura.

Surface Integrity Analysis when Milling Ultrafine-grained Steels

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