Aprimoramento da técnica da mínima quantidade de lubrificante (MQL) no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho de aços endurecidos

Pós-graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais - FC

Analysis of the different forms of application and types of cutting fluid used in plunge cylindrical grinding using conventional and superabrasive CBN grinding wheels

The work reported here involved an investigation into the grinding process, one of the last finishing processes carried out on a production line. Although several input parameters are involved in this process, attention today focuses strongly on the form and amount of cutting fluid employed, since these substances may be seriously pernicious to human health and to the environment, and involve high purchasing and maintenance costs when utilized and stored incorrectly. The type and amount of cutting fluid used directly affect some of the main output variables of the grinding process which are analyzed here, such as tangential cutting force, specific grinding energy, acoustic emission, diametrical wear, roughness, residual stress and scanning electron microscopy. To analyze the influence of these variables, an optimised fluid application methodology was developed (involving rounded 5, 4 and 3 turn diameter nozzles and high fluid application pressures) to reduce the amount of fluid used in the grinding process and improve its performance in comparison with the conventional fluid application method (of diffuser nozzles and lower fluid application pressure). To this end, two types of cutting fluid (a 5% synthetic emulsion and neat oil) and two abrasive tools (an aluminium oxide and a superabrasive CBN grinding wheel) were used. The results revealed that, in every situation, the optimised application of cutting fluid significantly improved the efficiency of the process, particularly the combined use of neat oil and CBN grinding wheel. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Analysis of diametrical wear of grinding wheel and roundness errors in the machining of steel VC 131

Due to the high industrial competitiveness, the rigorous laws of environmental protection, the necessary reduction of costs, the mechanical industry sees itself forced to worry more and more with the refinement of your processes and products. In this context, can be mentioned the need to eliminate the roundness errors that appear after the grinding process. This work has the objective of verifying if optimized nozzles for the application of cutting fluid in the grinding process can minimize the formation of the roundness errors and the diametrical wear of grinding wheel in the machining of the steel VC 131 with 60 HRc, when compared to the conventional nozzles. These nozzles were analyzed using two types of grinding wheels and two different cutting fluids. Was verified that the nozzle of 3mm of diameter, integral oil and the CBN grinding wheel, were the best options to obtain smaller roundness errors and the lowest diametrical wears of grinding wheels.

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)

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.

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)

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.

Análise da influência da profundidade de corte e de diferentes métodos de lubri-refrigeração na retificação plana de aço ABNT 4340

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Grinding process monitoring based on electromechanical impedance measurements

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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

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.

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

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