Medição da temperatura de corte no torneamento do aço-ferramenta AISI D6 temperado e revenido auxiliado por LN2

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2020
Autor(a) principal: Lima Júnior, Edmilson Dantas de
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Brasil
UFRN
PROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28897
Resumo: The present work has the main purpose to investigate the cutting temperature when machining quenched and tempered AISI D6 tool-steel assisted by liquid nitrogen (LN2). Uncoated PCBN inserts were used as cutting tools during turning trials. Tool-work thermocouple was the method used in this investigation. In this technique, the contact between the workpiece and the cutting tool makes the hot junction of the thermocouple and the other extremities connected to the workpiece and the cutting tool makes the cold junction. By the Seebeck effect, as long as these junctions are submitted to different temperatures, an electromotive force will arise in the circuit which can be associated with the hot junction temperature. In order to obtain the relation between the hot junction temperature and the generated electromotive force, it was performed a calibration of the system using a conventional lathe. An oxyacetylene flame and an LN2 delivery system were used to obtain high temperatures (from the environment to 800oC, approximately) and low temperatures (including sub-zero temperatures), respectively. In order to minimize undesirable voltage, it was used the concept of physical compensation, where an element made of the same workpiece material was connected to the circuit. The results obtained through the calibration tests show a practically linear behavior between temperature and electromotive force along with the range of temperature used for calibration. Cylindrical turning trials were performed in which the cutting speed and the cooling condition (dry or LN2) were varied. A platform based on Arduino UNO was developed for data acquisition. It was observed a marginal reduction in the cutting temperature in the cryogenic condition compared to the dry condition.
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By the Seebeck effect, as long as these junctions are submitted to different temperatures, an electromotive force will arise in the circuit which can be associated with the hot junction temperature. In order to obtain the relation between the hot junction temperature and the generated electromotive force, it was performed a calibration of the system using a conventional lathe. An oxyacetylene flame and an LN2 delivery system were used to obtain high temperatures (from the environment to 800oC, approximately) and low temperatures (including sub-zero temperatures), respectively. In order to minimize undesirable voltage, it was used the concept of physical compensation, where an element made of the same workpiece material was connected to the circuit. The results obtained through the calibration tests show a practically linear behavior between temperature and electromotive force along with the range of temperature used for calibration. Cylindrical turning trials were performed in which the cutting speed and the cooling condition (dry or LN2) were varied. A platform based on Arduino UNO was developed for data acquisition. It was observed a marginal reduction in the cutting temperature in the cryogenic condition compared to the dry condition.Este trabalho teve como principal objetivo investigar a temperatura de corte no torneamento do aço-ferramenta AISI D6 temperado e revenido auxiliado por nitrogênio líquido (LN2). Como ferramentas de corte, foram usados insertos de PCBN full form sem revestimento. O método de medição de temperatura usado foi o termopar ferramenta-peça. Nessa técnica, o contato entre a peça e a ferramenta forma a junção quente do termopar e as outras extremidades, ligadas à peça, à ferramenta e ao instrumento de medição da força eletromotriz, a junção fria. Pelo efeito de Seebeck, desde que essas junções estejam submetidas a temperaturas diferentes, surgirá uma força eletromotriz (fem) no circuito que pode ser associada à temperatura que se deseja medir na junção quente. Para se obter a relação entre a temperatura na junção quente e a fem gerada, foi realizada a calibração do sistema no próprio torno usado nos ensaios de medição da temperatura de corte. Nesse caso, utilizou-se um sistema de aquecimento com chama de oxi-acetileno, para a obtenção de temperaturas próximas a 800 oC, e um outro de resfriamento com aplicação de LN2, para obtenção de temperaturas sub-zero. De modo a minimizar tensões indesejáveis nas junções secundárias do circuito, foi usado o conceito de compensação física com a inserção de um elemento constituído do mesmo material da peça. Os resultados obtidos nos testes de calibração mostraram um comportamento praticamente linear na relação entre temperatura e fem ao longo da faixa de temperaturas usadas na calibração. Foram realizados testes de torneamento cilíndrico em que a velocidade de corte e a condição de lubrirrefrigeração (seco ou LN2) foram variadas. Os dados foram adquiridos a partir de uma plataforma de aquisição desenvolvida com Arduino UNO. Observou-se pouca redução da temperatura de corte com a aplicação da condição criogênica em relação à condição a seco.BrasilUFRNPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICAMelo, Anderson Clayton Alves deCastro, Nicolau ApoenaAlves, Salete MartinsSales, Wisley FalcoLima Júnior, Edmilson Dantas de2020-05-05T17:21:57Z2020-05-05T17:21:57Z2020-02-17info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfLIMA JÚNIOR, Edmilson Dantas de. Medição da temperatura de corte no torneamento do aço-ferramenta AISI D6 temperado e revenido auxiliado por LN2. 2020. 135f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2020.https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/28897info:eu-repo/semantics/openAccessporreponame:Repositório Institucional da UFRNinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)instacron:UFRN2020-05-10T07:30:26Zoai:repositorio.ufrn.br:123456789/28897Repositório InstitucionalPUBhttp://repositorio.ufrn.br/oai/repositorio@bczm.ufrn.bropendoar:2020-05-10T07:30:26Repositório Institucional da UFRN - Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN)false
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