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.

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)

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)

The minimum quantity of lubricant (MQL) technique in the surface grinding of steel

This research aimed to analyze the viability of the minimum quantity of lubricant (MQL) technique towards different methods of lubri-refrigeration in surface grinding of steel, considering process quality, wheel life and the viability of using cutting fluids The proposal methods were the conventional (abundant fluid flow), the minimum quantity lubrication (MQL) and the optimized method with Webster nozzle (rounded) This analysis was carried out in equal machining conditions, through the assessment of variables such as grinding force, surface roughness, G ratio (volume of removed material/volume of wheel wear), and microhardness The results showed the possibility of improvement of the grinding process Besides, there is the opportunity for production of high quality workpieces with lower costs The MQL technique showed efficiency in machining with lower depths of cut The optimized method with Webster nozzle applies the fluid in a rational way, without considerable waste Hence, the results show that industry can rationalize and optimize the application of cutting fluids, avoiding inappropriate disposal, inadequate use and consequently environment pollution

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.

Estudo comparativo entre a lubri-refrigeração convencional e a MQL no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB

Utilização da mínima quantidade de lubrificante (MQL) com água no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho de cerâmicas com rebolo diamantado

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo experimental da remoção, por jato de ar comprimido, de detritos na superfície de corte de rebolo diamantado durante a retificação da alumina refrigerada pela técnica MQL

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização da técnica da mínima quantidade de lubrificante (MQL) com adição de água no processo de retificação cilíndrica externa de aços endurecidos com rebolos de CBN

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

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

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.

Utilization of Minimum Quantity Lubrication (MQL) with Water in CBN Grinding of Steel

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

Utilização da mínima quantidade de lubrificante (MQL) com água no processo de retificação cilíndrica em cerâmica avançada com rebolo de ligante resino cerâmico/metálico

Pós-graduação em Engenharia Mecânica - FEB