Navegando por Autor "Pereira, Igor Cezar"
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Item An approach to torque and temperature thread by thread on tapping.(2020) Pereira, Igor Cezar; Vianello, Pedro Ivo Alves; Boing, Denis; Guimarães, Gilmar; Silva, Marcio Bacci daDuring internal threading, small alterations in cutting parameters, tool geometry, or process characteristics produce considerable effects on torque and temperature behavior. Understanding these effects is critical to the design and development of new taps. In this work, the torque behavior for a tap operation is evaluated as a function of the number of threads, tool manufacturer, and angle of the taper region of the tool. The chip–tool interface temperature was analyzed, considering the influence of cutting speed and number of threads. Experimental tests were carried out using M10x1.5 taps and cutting speeds of 10 m/min and 25 m/min. Taps with two different geometries were considered in this analysis. The results show a difference in the distribution of the torque along the threads of the conical part between the tools. The presence of adhered material increased the torque during the reverse stage. The torque during the reverse stage for a tap with a damaged tooth was approximately 50% of the torque during the cutting stage. The temperature showed an increase with the number of threads stabilizing between the fourth and fifth threads and increasing again in the sixth filled due to adhesion of workpiece material.Item Análise e comparação do torque filete a filete no rosqueamento interno por machos de corte.(2018) Vianello, Pedro Ivo Alves; Souza, R. F. A.; Silva, Marina Carla Bezerra da; Pereira, Igor CezarThe thread process is responsible for internal and external threads creation which are of large application in several areas. Even though its large usage in industry, there are few papers about this process. In this paper, it was carried out torque fillet by fillet measurements over the chamfer portion of the tap and the torque comparation between tools from two distinct manufacturers. It was used M 10 x1,5 HSSE straight flute taps, with and without coating in tapping process on a grey cast iron GG30, in order to analyse the relation between the number of fillets in the tap’s chamfer and its geometry in torque signal behaviour.Item Dynamic behavior of tapping axial force.(2021) Pereira, Igor Cezar; Mapa, Lidianne de Paula Pinto; Barros, Thamiris Nogueira de; Fortes, Reinaldo Clemente; Silva, Marcio Bacci da; Guimarães, Gustavo PaulinelliBackground Tapping is one of the processes that most requires attention in the industry, due to the stage in which it occurs and its characteristics. In the case of tapping, it is common to use components and equipment with less rigidity, which com promises the dynamic behavior in several situations and can lead to process distortion or failure. Purpose The objective of this paper is to study the dynamic behavior of tapping in relation to several characteristics of the process. Methods The dynamic behavior of the force signal was used to evaluate the process, varying the cutting parameters and the clamping system of the workpiece. Results The experimental results indicate that the foating system did not present a good dynamic behavior at high cutting speeds, this greater application of vibration is due to the resonance due to the combination of oscillations under forced and natural vibration. Conclusions The natural frequency of the foating fxture system infuenced the behavior of the axial forces. The increase in cutting speed resulted in a direct increase in the axial force vibrations as its frequency came close to the natural frequency of the system. Through dynamic analysis of the axial force signal observed the dynamic characteristics of the process and the machine tool. This allowed the dynamic evaluation of the system through the measurement of force signals generated in the threading process.Item Efeito do ângulo de saída na temperatura obtida pelo método termopar-ferramenta-peça no torneamento da liga TI-6AL-4V.(2023) Freitas, Diego Barbosa de; Silva, Marcio Bacci da; Silva, Marcio Bacci da; Pereira, Igor Cezar; Silva, Rosemar Batista daO titânio e suas ligas são amplamente reconhecidos pelas suas excelentes propriedades físicas, incluindo uma elevada resistência mecânica em relação à sua baixa densidade, além de manter essa resistência mesmo em altas temperaturas, e sua notável resistência à corrosão. No entanto, a usinagem desses materiais é desafiadora devido a suas características de difícil usinabilidade. Por esse motivo, o estudo da usinabilidade das ligas de titânio, como a liga Ti- 6Al-4V, desempenha um papel crucial na compreensão do desgaste da ferramenta, que é acelerado pelas altas temperaturas atingidas na interface cavaco-ferramenta. A geometria da ferramenta de corte é essencial na usinagem, afetando calor, eficiência, qualidade e vida útil das ferramentas, bem como a precisão das peças usinadas. Dois parâmetros críticos na geometria da ferramenta de corte são o ângulo de saída e o ângulo de folga. O ângulo de saída influencia a dissipação de calor e o controle de temperatura na zona de corte, enquanto o ângulo de folga é essencial para reduzir o atrito entre a ferramenta e o material usinado, evitando o superaquecimento da ferramenta de corte e melhorando a qualidade da usinagem. Esse trabalho tem como objetivo principal medir a temperatura da interface cavaco-ferramenta durante o processo de torneamento da liga de titânio Ti-6Al-4V, utilizando o método termopar ferramenta-peça. Além disso, investigar o impacto da velocidade de corte, bem como os efeitos dos ângulos de saída e de folga da ferramenta de corte na usinagem da liga. Os resultados obtidos revelam que, de maneira geral, o aumento da velocidade de corte resulta em um aumento correspondente da temperatura gerada na interface cavaco-ferramenta. Além disso, o estudo demonstrou que o aumento do ângulo de saída da ferramenta de corte está associado a uma redução da temperatura de usinagem. Por outro lado, a análise do efeito do ângulo de folga identificou algum impacto do ângulo de folga na temperatura da interface cavaco-ferramenta. Finalmente, uma combinação ideal de ângulo de folga e ângulo de saída foi encontrada para minimizar a geração de calor na interface cavaco-ferramenta em todas as faixas de velocidade de corte, destacando-se como a configuração mais eficaz nos testes realizados.Item Estudo da temperatura de corte no torneamento de um aço AISI D6 com ferramenta de metal duro.(2023) Silva, Adriano Aguiar da; Pereira, Igor Cezar; Pereira, Igor Cezar; Silva, Marcio Bacci da; Cunha, Daniel Fernandes daAs altas temperaturas alcançadas na usinagem de aços endurecidos geram custos elevados ao processo, principalmente, no que tange aos problemas relacionados com os desgastes sofridos pela ferramenta de corte que influenciam tanto a viabilidade econômica como a performance de produção, em contrapartida facilita a usinagem de materiais de baixa usinabilidade como os aços endurecidos. O objetivo do trabalho é analisar o comportamento da temperatura na interface cavaco-ferramenta, através do método termopar ferramenta/peça. Para entender as máximas temperaturas alcançadas será medida a temperatura de interface cavaco/ferramenta, os parâmetros de corte que serão variados são velocidade de corte, avanço, profundidade de corte, ângulo de saída e estado de afiação. O material da peça é um aço AISI D6 temperado com dureza média de 780 HV, o que o classifica como um material extremamente difícil de ser usinado. O material tem entre as suas principais aplicações matrizes de corte e de estampagem, devido a sua enorme estabilidade dimensional. Como resultado, será obtido um maior entendimento das temperaturas médias de usinagem na interface cavaco-ferramenta envolvidas em um material com dureza tão elevada, cita-se a influência da alteração do ângulo de saída negativo (-5°) que fez com que a temperatura aumentasse em virtude da necessidade de maior força e potência de usinagem. Os comportamentos das temperaturas de corte foram efetivamente influenciados de acordo com a alteração dos parâmetros, principalmente, a velocidade de corte que gerou uma variação de 204°C em relação à condição inicial dos ensaios. Observou-se também que a temperatura de corte tende a cair na proporção que a ferramenta começa a se desgastar e falhar.Item Heat fux in machining processes : a review.(2022) Figueiredo, Alisson Augusto Azevedo; Guimarães, Gilmar; Pereira, Igor CezarThe models of temperature prediction in manufacturing processes have advanced considerably in the last decades, either by applying numerical methods or by the development of techniques and methods of temperature measurement, which feed and compare the results of models. Associated with the advancement of prediction models is the improvement in the analysis of heat generation and distribution during materials machining. This work presents state of the art in research related to heat fux estimation in metal cutting processes using direct and inverse methods, through analytical, numerical, and empirical models. Pioneering and current research approaching the problem of estimating heat fux, as the main focus or means to predict the temperature distribution during the process, are reviewed. Its particularities, such as boundary conditions, techniques used, and innovations concerning previous works, are discussed. Therefore, this paper will present and detail diferent methods to estimate the heat fux during machining, aiming to help researchers identify the advantages and limitations in several cases discussed. The heat fux estimation using inverse methods can be more accurate with the development of data acquisition systems, reducing errors in measured temperatures during the process. In addition, multiphysics numerical simulations characterizing plastic deformation and heat transfer can be improved to help estimate the heat generated in machining.Item Influência da taxa de resfriamento sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas de um aço ER-70S6 depositado via Manufatura Aditiva por deposição a arco (MADA).(2022) Neves, José Augusto Pedrosa Baeta; Pereira, Igor Cezar; Porcaro, Rodrigo Rangel; Pereira, Igor Cezar; Porcaro, Rodrigo Rangel; Guimarães, Gustavo Paulinelli; Ziberov, Maksym; Teles, Vinícius CarvalhoA manufatura aditiva está inserida nas tendências tecnológicas da indústria 4.0. Sua importância e os estudos sobre o tema têm crescido significativamente. Assim, neste trabalho, foi investigado alguns fenômenos e, influências destes, durante a deposição de um aço de baixo carbono por meio do processo de manufatura aditiva por deposição a arco (MADA) na modalidade MIG/MAG. As variáveis do processo são arames de diâmetros distintos (0,80 mm e 1,20 mm), com e sem um sistema de refrigeração forçada para troca de calor que utiliza água, sendo a trajetória de deposição controlada por um centro de usinagem vertical. Durante a MADA com auxílio de termopar do tipo S obteve-se gráficos com o comportamento da temperatura durante os ensaios. A partir das paredes depositadas o trabalho avaliou e comparou as estruturas obtidas através de macroestrutura e de microestrutura. As propriedades mecânicas foram obtidas no ensaio de tração e de microdureza vickers em função das variáveis de entrada citadas anteriormente. É possível observar que o uso da técnica de gerenciamento térmico induz menores temperaturas máximas e taxas de resfriamento maiores. Já na macro e micrografia nota-se distinção clara entre regiões brutas do processo MADA (grãos colunares) que se intercalam com regiões reaustenitizadas pelo passe subsequente, o uso do resfriamento forçado evidencia ainda mais tal distinção e maior presença de grãos colunares. De maneira geral há também concentração de descontinuidades na região do topo da parede depositada e aumento de dureza ao se comparar com o restante da amostra.Item Obtenção de diagrama de lóbulos de estabilidade durante o processo de fresamento por meio da análise modal operacional.(2023) Couto, Alison de Andrade; Guimarães, Gustavo Paulinelli; Pereira, Igor Cezar; Guimarães, Gustavo Paulinelli; Pereira, Igor Cezar; Silva, Marcio Bacci da; Cury, Alexandre AbrahãoO diagrama de lóbulos de estabilidade (SLD, do inglês: Stability Lobes Diagram) é uma importante ferramenta para orientar as operações de processos de usinagem, quanto às condições para se evitar a presença de vibrações regenerativas (chatter) durante o processo de formação do cavaco. O diagrama é obtido através do estudo da relação entre as condições de corte e parâmetros dinâmicos do sistema. Como resultado prático tem-se a mitigação dos efeitos negativos das vibrações de chatter. Pela interpretação do gráfico gerado é possível a definição das condições de corte que oferecem a maior estabilidade dinâmica, ou seja, onde pode ocorrer a maior taxa de remoção de material sem que se saia da zona de estabilidade do sistema durante o corte, o que garante uma melhor qualidade superficial da peça e o aumento da vida da ferramenta. Tradicionalmente, os parâmetros modais da ferramenta são extraídos pela análise modal experimental (EMA, do inglês: Experimental Modal Analysis), utilizando os sinais de entrada (força) e saída (aceleração) do sistema (Input-Output), obtidos com a máquina ferramenta em regime não operacional, através do teste de impacto. Neste trabalho o diagrama de estabilidade foi obtido através dos parâmetros estimados pela análise modal operacional (OMA, do inglês: Operational Modal Analysis), que tem como premissa a utilização somente do sinal de saída do sistema (Output Only) com a máquina ferramenta em regime operacional. Neste caso, os dados são obtidos através de acelerômetros fixados nas partes estáticas da máquina ferramenta, processados e submetido à técnica baseada na Decomposição no Domínio da Frequência (FDD, do inglês: Frequency Domain Decomposition) para a extração dos parâmetros modais que serão utilizados na obtenção do diagrama de lóbulos de estabilidade. Neste trabalho são demonstradas as vantagem e limitações de cada método, comparando os diagramas obtidos para cada caso, onde foi possível observar que o SLD via OMA se mostrou mais realista para a identificação de condições de estabilidade comparado ao EMA.Item Realização de subestruturação nos domínios modal e espectral e estudo para estimação de FRF direta de ponta de ferramenta de usinagem.(2022) Almeida, Ubiratã Sad; Guimarães, Gustavo Paulinelli; Guimarães, Gustavo Paulinelli; Medeiros, Eduardo Bauzer; Neves, Francisco de Assis das; Pereira, Igor CezarAcabamento insatisfatório da peça usinada e baixa durabilidade de ferramentas são exemplos de problemas enfrentados no processo de usinagem. Um dos principais motivos causadores desses problemas diz respeito ao fenômeno de vibração auto-excitada conhecido como chatter. Ocorre quando a superfície ondulada deixada pelo passe anterior da ferramenta excita a própria ferramenta. Usualmente, a Função de Resposta em Frequência (FRF) de ponta de fresa de topo é obtida através de um ensaio dinâmico de impacto e é fundamental para o cálculo do diagrama de estabilidade e, consequentemente, para prevenção e identificação do fenômeno de chatter. Este trabalho avalia a viabilidade de utilização de métodos de subestruturação na estimação da FRF de ponta de fresa de topo. Ou seja, considera características dinâmicas de duas subestruturas separadamente (ferramenta e máquina) para estimar a característica da montagem final. Para tal, o trabalho analisa a aplicação de três métodos de subestruturação dinâmica com o objetivo de prever a FRF de ponta de uma fresa de topo. Os métodos são: Receptance Coupling Substructure Analysis (RCSA) por graus de liberdade rotacionais, RCSA acoplado em dois pontos e Modelo Agrupado. Para isso, são implementados métodos de subestruturação dinâmica baseados em acoplamento de receptâncias e redução modal de Craig-Bapton para um modelo numérico baseado no método de elementos finitos com algoritmos desenvolvidos em SCILAB utilizando geometrias simplificadas. São também desenvolvidas análises modais experimentais e modelos numéricos em elementos finitos utilizando geometrias mais precisas por meio de software comercial. O método de Modelo Agrupado apresentou bons resultados, mas com imprecisões que aumentam conforme o aumento da frequência de interesse. O método de RCSA por graus de liberdade rotacionais apresentou distorções vindas de o método realizar multiplicações em FRFs obtidas experimentalmente, onde os valores próximos de zero obtidos causam erros numéricos. Ao final, o método de RCSA acoplado em dois pontos se mostrou mais adequado para entregar resultados consistentes.Item Study of the internal thread process with cut and form taps according to secondary characteristics of the process.(2017) Pereira, Igor Cezar; Silva, Marcio Bacci daThe internal threading with tap or forming tap, is a widely applied factoring process throughout industry. However, the knowledge held by the toolmakers is not transferred to the scientific literature, which justifies the small number of studies regarding this matter. This data limitation reduces the tool and cutting condition selection guide to geometrical characteristics. This current work has twomain goals; the first one is to study the process behavior regarding the secondary and uncontrollable characteristics, such as thread length, tool coating, feed rate, and hole’s diameter. It also investigated the load distribution in the cutting edge for a tap operation. The second goal of this work is the investigation of the behavior of a new type of floating system in terms of torque and axial force. One of the outcomes of this work was that the torque distribution along the fillet was not uniform, with the torque of the third fillet higher than the others. The floating system tested reduces the axial force and torque by reducing synchronicity errors even in extremely conditions.Item Tool life monitoring in end milling of AISI H13 hot work die steel using a low‑cost vibration sensor connected to a wireless system.(2022) Vianello, Pedro Ivo Alves; Abrão, Alexandre Mendes; Maia, Antônio Augusto Torres; Pereira, Igor CezarMachining of complex components with high added value requires the development and implementation of technologies for monitoring the processes outputs and to ensure the performance and reliability of the manufactured part. Cutting tool wear is one of the most relevant variables in machining due to its efect on both the machining cost and quality of the manufactured component. Although tool wear has been extensively investigated for more than a century, the advent of Industry 4.0 has required more accurate and reliable monitoring systems. This work investigates the feasibility of using a low-cost vibration sensor, based on a micro-electromechanical system (MEMS), connected to a wireless data transmission system attached to a rotary tool (milling cutter) for tool wear monitoring when milling annealed AISI H13 hot work die with coated tungsten carbide inserts. A microcontroller with an integrated internet connection connected to a local server through the Wi-Fi network was employed. In order to validate the proposed system, tests were performed comparing its behavior with a conventional piezoelectric sensor in terms of sensitivity to changes in the cutting conditions and tool wear evolution. The results indicated that the proposed system responds satisfactorily to changes in the cutting conditions, with approximately a four-fold increase in the acceleration amplitude when either cutting speed or axial depth of cut were doubled. Although neither the MEMS nor the piezoelectric accelerometer was capable to detect tool wear evolution (considering a tool life criterion VBB=0.3 mm), the RMS value of the signal generated by the vibration sensor based on MEMS is approximately four times higher than that provided by the piezoelectric accelerometer, thus indicating a better representation of the vibration phenomenon resulting from fxing the MEMS on the tool (in contrast to the piezoelectric accelerometer attached to the workpiece).