Publicação: Uso de calorimetria para estimativa da distribuição do calor gerado no processo de furação de ferro fundido
Carregando...
Tipo do documento
Data
Direito de acesso
Coleções
Área do conhecimento
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAO
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Autores
Orientador
Coorientador
Resumo
O calor gerado e a distribuição de temperaturas em usinagem exercem grande influência no desgaste da ferramenta de corte, na integridade superficial e na precisão dimensional das peças usinadas, de modo que os fenômenos de geração de calor e temperatura têm sido investigados por metodologias experimentais, analíticas e numéricas. Este trabalho teve como objetivo determinar a quantidade de calor gerada na furação do ferro fundido cinzento por meio do método calorimétrico. O calorímetro empregado consistiu de dois recipientes cilíndricos coaxiais fabricados em Poliamida 6.6 e Policloreto de Vinila. Termopares tipo-T foram utilizados para contínua medição das temperaturas do fluido no interior do calorímetro. O equacionamento do calorímetro foi definido para a metodologia utilizada. O calorímetro também foi utilizado para medição da partição de calor transferida para a ferramenta de corte, da partição de calor transferida para os cavacos e das temperaturas da ferramenta de corte e dos cavacos. A distribuição de temperaturas durante o corte foi medida experimentalmente por medição infravermelha e simulada pelo método dos elementos finitos com o programa AdvantEdgeTM. Foi demonstrado que entre 82,63 % e 83,46 % da energia mecânica utilizada para o corte foi transformada em calor durante a usinagem. O método calorimétrico apresentou resultados coerentes com a literatura confirmando a aplicabilidade da metodologia empregada para avaliação da energia mecânica transformada em energia térmica em usinagem. O método dos elementos finitos se mostrou uma ferramenta eficaz para simulação do processo de furação. Por outro lado, a termografia infravermelha apresentou limitações quando associada ao método calorimétrico.
Abstract
The heat generated and the temperature distribution in machining greatly influence cutting tool wear, surface integrity and dimensional accuracy of machined parts, so that heat and temperature generation phenomena have been investigated by experimental, analytical and numeric methodologies. This thesis aimed to determine the amount of heat generated in the gray cast iron drilling through the calorimetric method. The calorimeter employed consisted of two coaxial cylindrical boxes made of Polyamide 6.6 and Polyvinyl Chloride. T-type thermocouples were used to continuously measure the temperatures of the calorimetric fluid. Calorimeter equation was defined for the methodology applied. Calorimeter was also used to measure the heat transfer to the drill bit, the heat transfer to the chips and the temperature of drill bit and chips. The temperature distribution during the cutting were measured experimentally by infrared measurement and simulated by the finite element method with the AdvantEdgeTM software. It has been shown that between 82.63 % and 83.46 % of the mechanical energy spent for the cutting was converted into heat during machining. Calorimetric method presented results consistent with the literature, thereby, confirming the applicability of the methodology employed to evaluate the mechanical energy transformed into thermal energy in machining. Finite element method has proved to be an effective tool in simulation tests of the drilling process. On the other hand, infrared thermography presented limitations when associated with the calorimetric method.
Palavras-chave
geração de calor, heat generation, calorimetria, calorimetry, distribuição de temperaturas, temperature distribution, método dos elementos finitos, finite element method, ferro fundido cinzento, gray cast iron
Citação
COSTA, Ivanilson Sousa da. Uso de calorimetria para estimativa da distribuição do calor gerado no processo de furação de ferro fundido. 2019. 140 f. Tese (Doutorado em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2021. DOI http://dx.doi.org/10.14393/ufu.te.2019.2272
Coleções
Avaliação
Revisão
Suplementado Por
Referenciado Por
Licença Creative Commons
Exceto quando indicado de outra forma, a licença deste item é descrita como Acesso Aberto