Neural tool condition estimation in the grinding of advanced ceramics

Ceramic parts are increasingly replacing metal parts due to their excellent physical, chemical and mechanical properties, however they also make them difficult to manufacture by traditional machining methods. The developments carried out in this work are used to estimate tool wear during the grinding of advanced ceramics. The learning process was fed with data collected from a surface grinding machine with tangential diamond wheel and alumina ceramic test specimens, in three cutting configurations: with depths of cut of 120 mu m, 70 mu m and 20 mu m. The grinding wheel speed was 35m/s and the table speed 2.3m/s. Four neural models were evaluated, namely: Multilayer Perceptron, Radial Basis Function, Generalized Regression Neural Networks and the Adaptive Neuro-Fuzzy Inference System. The models'performance evaluation routines were executed automatically, testing all the possible combinations of inputs, number of neurons, number of layers, and spreading. The computational results reveal that the neural models were highly successful in estimating tool wear, since the errors were lower than 4%.

Grinding process monitoring based on electromechanical impedance measurements

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Evaluation of neural models applied to the estimation of tool wear in the grinding of advanced ceramics

Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico e Tecnológico (CNPq)

Ultra-precision face grinding with constant pressure, lapping kinematics, and SiC grinding wheels dressed with overlap factor

Several machining processes have been created and improved in order to achieve the best results ever accomplished in hard and difficult to machine materials. Some of these abrasive manufacturing processes emerging on the science frontier can be defined as ultra-precision grinding. For finishing flat surfaces, researchers have been putting together the main advantages of traditional abrasive processes such as face grinding with constant pressure, fixed abrasives for two-body removal mechanism, total contact of the part with the tool, and lapping kinematics as well as some specific operations to keep grinding wheel sharpness and form. In the present work, both U d-lap grinding process and its machine tool were studied aiming nanometric finishing on flat metallic surfaces. Such hypothesis was investigated on AISI 420 stainless steel workpieces U d-lap ground with different values of overlap factor on dressing (Ud=1, 3, and 5) and grit sizes of conventional grinding wheels (silicon carbide (SiC)=#800, #600, and #300) applying a new machine tool especially designed and built for such finishing. The best results, obtained after 10 min of machining, were average surface roughness (Ra) of 1.92 nm, 1.19-μm flatness deviation of 25.4-mm-diameter workpieces, and mirrored surface finishing. Given the surface quality achieved, the U d-lap grinding process can be included among the ultra-precision abrasive processes and, depending on the application, the chaining steps of grinding, lapping, and polishing can be replaced by the proposed abrasive process.

Estudio del rectificado de Inconel 718

[ES]Cada vez más industrias como las aeronáuticas o espaciales buscan nuevos materiales con excelentes propiedades hoy en día. Sin embargo, estos materiales suelen presentar hándicaps como por ejemplo su maquinabilidad. Mediante este TFG, se estudiará el rectificado de uno de estos materiales, el Inconel 718. Para conseguir los objetivos, este TFG se elaborará en varias etapas. Primero es necesario conocer las propiedades del Inconel 718 y analizarlas. Tras esto, se realizará el mismo proceso con el proceso de rectificado, haciendo hincapié en el desgaste de muelas; para finalmente, encontrar soluciones y alternativas que optimicen el proceso de rectificado. La ejecución de este TFG permitirá comprender y minimizar el desgaste de las muelas durante el proceso de rectificado.

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)

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)

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.

Limpeza da superfície de corte de rebolos por um sistema de ar comprimido na retificação cilíndrica externa de mergulho de materiais cerâmicos refrigerados com a técnica da mínima quantidade de lubrificante (MQL)

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

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.

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)

Análise do comportamento de rebolos convencionais na retificação de aços frágeis e dúcteis

The aim of this work war to study the behavior of the plan tangential grinding process with conventional grinding wheels, under several machining conditions and a selected dressing condition. The analysis of the grinding performance was done regarding the cutting surface wear behavior of the grinding wheel for brittle and ductile steels workpieces. The grinding input parameters, which were, cutting speed, workpiece speed and cutting feed, were chosen based on the grinding machine characteristics. The results discussion emphasized the wear mechanism of the grinding wheel cutting surface and the cutting phenomenology of the grinding process.

Advanced ceramics: Evaluation of the mechanism of stock removal and ground surface quality

The aim of this work is to evaluate the mechanism of stock removal and the ground surface quality of advanced ceramics grounded by a plane tangential grinding process with diamond grinding wheels. The analysis of the grinding performance was done regarding the cutting surface wear behavior of the grinding wheel for ceramic workpieces. The discussion about the results emphasized the wear mechanism of the grinding wheel cutting surface and the cutting phenomenology of the grinding process. The grounded surface was evaluated using Scanning Electron Microscopy (SEM). © 1999 Society of Automotive Engineers, Inc.