Transferência de calor inversa do método convencional e do otimizado de lubri-refrigeração na retificação plana tangencial

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Monitoramento da condição da ferramenta de dressagem usando sinais de vibração e modelos neurais

Pós-graduação em Engenharia Elétrica - FEB

Análise comparativa dos métodos MQL, MQL/Água e convencional na retificação cilíndrica do aço ABNT 52100, com rebolo de óxido de alumínio

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Estudo experimental do uso de rebolos convencionais na usinagem do aço VP-50 utilizado na retificação cilíndrica, por meio de diferentes métodos de lubri-refrigeração

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Aplicação do método de impedância eletromecânica na detecção da queima no processo de retificação plana

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Sinais de vibração no monitoramento do processo de retificação plana de cerâmicas avançadas

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Desempenho efetivo e influência no sistema de limpeza da colheita mecanizada de cana-de-açúcar utilizando diferentes velocidades de deslocamento e rotações do extrator primário

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Retificação plana tangencial dos ferros fundidos nodular, vermicular e cinzento em várias condições de corte

In a scenario of increasing competitiveness of the global industrial sector and with a consumer market increasingly demanding, there is an increased demand for new materials and, consequently, possibilities to explore new research and technological advances towards the development of new manufacturing methods or the improvement of existing technologies. In the case of cast irons, new grades of them have been developed so that their mechanical properties have been improved, making them more competitive with steel, expanding the applications and thus represents great economic gain for metallurgy and manufacturing sectors. This increases the interest and creates new opportunities to study these materials and identify how they respond in terms of the surface integrity, tool wear, cutting forces, among others, when machined by grinding operation. In this context, due to the lack of results from grinding of cast irons and studies comparing grindability among several grades of cast irons found in the literature, this work aims to generate scientific and technological contribution to the metallurgical and metal working sector through roughness results (Ra and Rz parameters) and evaluation and analysis of the subsurface integrity of three cast iron grades (gray, compacted graphite and nodular). The machining trials were performed on a surface grinding machine with silicon carbide grinding wheel at different cutting conditions. The input variables were the radial depth of cut (15 and 30 μm), worktable speed, vw (5 and 10 m/min) and the abrasive grain size of the grinding wheel. The results showed that surface roughness increased with the radial depth of cut for all materials tested; and the lowest values were obtained for gray cast iron. Also, roughness was sensitive to variation of worktable speed and the lowest values were obtained after machining with vw = 5 m/min. With respect to the abrasive grain size, as it decreased the roughness values increased to gray and nodular cast iron grades. Furthermore, grinding burns marks were observed on the surfaces of nodular cast iron and compacted graphite iron grades after grinding the smallest grain size, contrary to what is usually reported in literature. However, no evidence of severe thermal damages below the machined surfaces of all cast iron grades was observed after analyzing the results of hardness and the SEM micrograph images.

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.

Improving minimum quantity lubrication in CBN grinding using compressed air wheel cleaning

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

A study on the viability of minimum quantity lubrication with water in grinding of ceramics using a hybrid-bonded diamond wheel

With the currently strict environmental law in present days, researchers and industries are seeking to reduce the amount of cutting fluid used in machining. Minimum quantity lubrication is a potential alternative to reduce environmental impacts and overall process costs. This technique can substantially reduce cutting fluids in grinding, as well as provide better performance in relation to conventional cutting fluid application (abundant fluid flow). The present work aims to test the viability of minimum quantity lubrication (with and without water) in grinding of advanced ceramics, when compared to conventional method (abundant fluid flow). Measured output variables were grinding power, surface roughness, roundness errors and wheel wear, as well as scanning electron micrographs. The results show that minimum quantity lubrication with water (1:1) was superior to conventional lubrication-cooling in terms of surface quality, also reducing wheel wear, when compared to the other methods tested.

Operator's manual : grinding machine, machine tool attachment, internal and external grinding, 5" maximum external diameter wheel, 1/4" minimum internal diameter wheel, 4,600 to 42,400 rpm spindle speed, 1/2 hp, AC/DC, 115 V, 60-C, single phase (Dumore series 5) ...

"October 1967."

Study of surface evolution in the wheel-rail interface

This paper aims to trace surface evolution in the wheel-rail interface using data obtained from a twin-disc testing machine and the surface replication technique. Changes in the surface profile of the rail testing disc are explicitly analysed according to the wear mechanism, which helps elaborate a better understanding of the attrition of asperities during the wearing-in process of surface modification. The surface profile amplitude was seen to decrease during the initial running-in phase of the experiment cycle, and after reaching a saturation value, the profile amplitude then increased. Ultimately the results show that grinding will roughen the rail surface and the wheel-rail contact conditions will then remove this surface damage to some saturation value of the profile height. The variation in the rail surface profile beyond this point is then only dependant on the contact conditions which exist between the wheel and rail during normal operation.

Experimental studies on the performance of rail joints with modified wheel/railhead contact

Rail joints are provided with a gap to account for thermal movement and to maintain electrical insulation for the control of signals and/or broken rail detection circuits. The gap in the rail joint is regarded as a source of significant problems for the rail industry since it leads to a very short rail service life compared with other track components due to the various, and difficult to predict, failure modes – thus increasing the risk for train operations. Many attempts to improve the life of rail joints have led to a large number of patents around the world; notable attempts include strengthening through larger-sized joint bars, an increased number of bolts and the use of high yield materials. Unfortunately, no design to date has shown the ability to prolong the life of the rail joints to values close to those for continuously welded rail (CWR). This paper reports the results of a fundamental study that has revealed that the wheel contact at the free edge of the railhead is a major problem since it generates a singularity in the contact pressure and railhead stresses. A design was therefore developed using an optimisation framework that prevents wheel contact at the railhead edge. Finite element modelling of the design has shown that the contact pressure and railhead stress singularities are eliminated, thus increasing the potential to work as effectively as a CWR that does not have a geometric gap. An experimental validation of the finite element results is presented through an innovative non-contact measurement of strains. Some practical issues related to grinding rails to the optimal design are also discussed.