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Type: TESE DIGITAL
Degree Level: Doutorado
Title: Amortecedor de partículas auxiliado por fluxo de ar no porta ferramenta em torneamento interno de aço endurecido
Title Alternative: Particle damper aided by airflow through the tool holder in internal turning of hardened steel
Author: Aguiar, Herbert Gonçalves de, 1979-
Advisor: Hassui, Amauri, 1967-
Abstract: Resumo: No torneamento interno com insertos de nitreto de boro cúbico (cBN) do aço AISI 4340 endurecido, a principal preocupação é com o acabamento da peça. O objetivo é atingir um acabamento da peça semelhante ao processo de retificação com ganhos na produtividade. Mas as vibrações decorrentes do balanço da ferramenta, muitas vezes, causam avarias prematuras na ferramenta e/ou danos ao acabamento da peça. Para minimizar as vibrações, pesquisas recentes utilizaram amortecedores passivos e ativos com diferentes tipos de construções. Com objetivo de propor uma solução de baixo custo, foi utilizado neste trabalho um amortecedor passivo por impacto de partículas otimizado e auxiliado por um fluxo de ar, de modo a amplificar o volume de impacto dentro da cavidade e tornando-o um amortecedor semi-ativo. Para potencializar os efeitos do amortecedor de partículas, foram analisados os parâmetros associados a ele, como o material e o diâmetro das esferas, o preenchimento da cavidade e o tamanho da cavidade. Posteriormente, foi analisado o efeito de amortecimento para vários balanços da ferramenta com e sem auxílio do fluxo de ar. Além disso, foram analisadas diferentes estratégias de inserção do fluxo de ar. Para a compreensão dos efeitos do amortecedor, foram feitas as análises dos resultados de vibração, rugosidade e desgaste da ferramenta de corte. O principal resultado deste trabalho mostrou que a ferramenta de aço amortecido por partículas com o volume da cavidade preenchida por 30% de esferas de chumbo com 3 mm de diâmetro, e utilizando um vórtice de fluxo de ar frio no sistema de amortecimento, apresentou uma melhora significativa na rugosidade. O mesmo fluxo de ar frio utilizado para amortecer foi aproveitado para refrigerar a superfície de saída da ferramenta, promoveu um aumento de 22% na vida da ferramenta

Abstract: In internal turning with cubic boron nitride (cBN) tools on hardened AISI 4340 steel, the main concern is with the workpiece surface finish. The aim is to achieve a surface finish similar to that attained in the grinding processes, obtaining gains in productivity. To minimize vibration, recent research has used passive and active dampers with different types of construction. In order to propose a low cost solution, a passive particle optimized and aided by an airflow was used in this work to amplify the impact volume within the cavity and making it semi-active damping. To enhance the effects of the particle damper, the parameters associated with it were analyzed, such as material and ball diameter, packing ratio and cavity size. Subsequently, the damping effect for various tool balances with airflow and without airflow was analyzed. In addition, different strategies of airflow insertion were analyzed. To understand the effects of the damper, the results of vibration, roughness, and wear of the cutting tool were studied. The main result of this work showed that the particles damped steel tool with packing ratio 30% of lead balls of 3 mm diameter using cold airflow vortex in the damping system showed a significant improvement in the surface roughness. The same cold airflow used to damper was reused to cool the output surface of the tool, which promoted a 22% increase in the tool life
Subject: Acabamento
Vibração
Ar comprimido
Usinagem
Ferramentas de corte
Language: Português
Editor: [s.n.]
Citation: AGUIAR, Herbert Gonçalves de. Amortecedor de partículas auxiliado por fluxo de ar no porta ferramenta em torneamento interno de aço endurecido. 2019. 1 recurso online ( 104 p.) Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica, Campinas, SP.
Date Issue: 2019
Appears in Collections:FEM - Tese e Dissertação

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