Avaliação da eficiência energética no processo de retificação de metal duro

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2022
Autor(a) principal: Carreira, Luan Augusto de Souza
Orientador(a): Ventura, Carlos Eiji Hirata lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMec
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/15772
Resumo: The quest to make manufacturing processes sustainable is an increasingly important need. In this context, the present work assessed the grinding process of cemented tungsten carbide inserts with SNGN geometry (square, with zero clearance angle and without edge preparation) and WC-5%CO composition (ISO grade K10), one of the most used in the industry. The following cutting conditions were varied: cutting speed (12, 40 and 60 m/s), feed speed (2 and 12 mm/min) and coolant fluid flow (12.6 and 16.2 l/min). The combination of the proposed parameters led to 12 conditions applied for each type of diamond grinding wheel, with concentration C100 (0.88 g/cm³), different abrasive grain sizes and bonding materials: grain size of 15 μm and resinoid binder (D15R), grain size of 15 μm and vitrified binder (D15V), grain size of 46 μm and resinoid binder (D46R), grain size of 46 μm and vitrified binder (D46V). The grinding tests were carried out to assess the influence of the different parameters on surface and edge roughness, as well as on energy consumption and efficiency. As a result, it was observed that the variation of grinding parameters had little influence on the insert quality, although a slight increase could be noticed with the use of the vitrified bonded diamond grinding with bigger grain size. The increase in the single grain chip thickness led to an increase in cutting forces and a decrease in specific energy, but there was no influence of grinding conditions on the electric power, being the energy consumption reduced by 62.8% only by changing the feed speed from 2 to 12 mm/min, which actually caused a decrease in processing time.
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The following cutting conditions were varied: cutting speed (12, 40 and 60 m/s), feed speed (2 and 12 mm/min) and coolant fluid flow (12.6 and 16.2 l/min). The combination of the proposed parameters led to 12 conditions applied for each type of diamond grinding wheel, with concentration C100 (0.88 g/cm³), different abrasive grain sizes and bonding materials: grain size of 15 μm and resinoid binder (D15R), grain size of 15 μm and vitrified binder (D15V), grain size of 46 μm and resinoid binder (D46R), grain size of 46 μm and vitrified binder (D46V). The grinding tests were carried out to assess the influence of the different parameters on surface and edge roughness, as well as on energy consumption and efficiency. As a result, it was observed that the variation of grinding parameters had little influence on the insert quality, although a slight increase could be noticed with the use of the vitrified bonded diamond grinding with bigger grain size. The increase in the single grain chip thickness led to an increase in cutting forces and a decrease in specific energy, but there was no influence of grinding conditions on the electric power, being the energy consumption reduced by 62.8% only by changing the feed speed from 2 to 12 mm/min, which actually caused a decrease in processing time.A busca por tornar os processos de fabricação sustentáveis é uma necessidade cada vez mais importante. Neste sentido, o presente trabalho avaliou o processo de retificação de insertos de metal duro com geometria SNGN (quadrado, com ângulo de folga nulo e sem preparação de aresta) e composição WC-5%Co (classe ISO K10), um dos mais utilizados na indústria. Foram variadas as seguintes condições de corte: velocidade de corte ( = 12, 40 e 60 m/s), velocidade de avanço ( = 2 e 12 mm/min) e vazão de fluido lubrirrefrigerante (̇ = 12,6 e 16,2 l/min). A combinação dos parâmetros deu origem a 12 experimentos para cada tipo de rebolo testado, com abrasivo de diamante, concentração C100 (0,88 g/cm³), diferentes tamanhos de grão e tipos de ligante: tamanho de grão de 15 μm e ligante resinoide (D15R), tamanho de grão de 15 μm e ligante vitrificado (D15V), tamanho de grão de 46 μm e ligante resinoide (D46R) e tamanho de grão 46 μm e ligante vitrificado (D46V). A combinação de todos os parâmetros testados visou avaliar sua influência sobre as rugosidades de superfície e de aresta, bem como sobre o consumo e eficiência energética. Como resultado, observou-se que a variação dos parâmetros de corte teve pouca influência sobre a qualidade do inserto, apresentando o uso do ligante vitrificado uma leve tendência de aumento da rugosidade em relação ao resinoide. O aumento da espessura de cavaco por grão levou ao aumento das forças e à diminuição da energia específica de corte, mas não se observou influência das variáveis de entrada sobre a potência da máquina, tendo sido o consumo energético reduzido em 62,8% apenas a partir da mudança da velocidade de avanço de 2 para 12 mm/min, que causou, na realidade, diminuição do tempo de processamento.Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)CAPES: Código de Financiamento 001porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMecUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessRetificaçãoMetal duroEficiência energéticaGrindingCemented tungsten carbideEnergy efficiencyENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOAvaliação da eficiência energética no processo de retificação de metal duroEvaluation of energy efficiency in the carbide grinding processinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALDissertacao_Luan_Final.pdfDissertacao_Luan_Final.pdfapplication/pdf1264844https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15772/1/Dissertacao_Luan_Final.pdfdcde0bd098ff7a0f41fe80b6b500ef65MD51Carta à BCO - Mestrado Luan (1).pdfCarta à BCO - Mestrado Luan (1).pdfapplication/pdf355676https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15772/3/Carta%20%c3%a0%20BCO%20-%20Mestrado%20Luan%20%281%29.pdfc8907233b74b3f63a5d7164bf3bcb75aMD53CC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8811https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15772/4/license_rdfe39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34MD54TEXTDissertacao_Luan_Final.pdf.txtDissertacao_Luan_Final.pdf.txtExtracted texttext/plain84958https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15772/5/Dissertacao_Luan_Final.pdf.txtee0ba8fe9d97259c2a613bb22e8387b4MD55Carta à BCO - Mestrado Luan (1).pdf.txtCarta à BCO - Mestrado Luan (1).pdf.txtExtracted texttext/plain1514https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15772/7/Carta%20%c3%a0%20BCO%20-%20Mestrado%20Luan%20%281%29.pdf.txt8623e39345572fe277ff10e6b03818d6MD57THUMBNAILDissertacao_Luan_Final.pdf.jpgDissertacao_Luan_Final.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7049https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15772/6/Dissertacao_Luan_Final.pdf.jpg21430eaf1ac9db72326f637051f8e17aMD56Carta à BCO - Mestrado Luan (1).pdf.jpgCarta à BCO - Mestrado Luan (1).pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg7223https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/15772/8/Carta%20%c3%a0%20BCO%20-%20Mestrado%20Luan%20%281%29.pdf.jpg451d6be403100c00138d85d0425e0001MD58ufscar/157722022-03-29 03:45:37.933oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/15772Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222023-05-25T13:03:13.550311Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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