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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46333| ORCID: | http://orcid.org/0000-0003-1499-685X |
| Document type: | Trabalho de Conclusão de Curso |
| Access type: | Acesso Embargado Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States |
| Embargo Date: | 2027-07-03 |
| Title: | Avaliação da retificabilidade de polímeros aplicados à indústria automobilística. |
| Alternate title (s): | Evaluation of grindability of polymers for automotive industry. |
| Author: | Ataide, Matheus Gonçalves de |
| First Advisor: | Silva, Rosemar Batista da |
| First member of the Committee: | Pereira, Mayara Fernanda |
| Second member of the Committee: | Reis, Alcione dos |
| Summary: | Os materiais poliméricos têm ocupado posição de destaque nos últimos anos, pois, com o desenvolvimento de novos materiais desta classe e com propriedades que são compatíveis com metais, nota-se aumento nas aplicações nas indústrias, principalmente na automotiva. Exemplos de aplicações deles são em tampas de reservatórios em Náilon, revestimentos de rolamento em Poliuretano e engrenagens em Poliacetal. Conforme requisitos de projeto, por exemplo, baixos valores de rugosidade e desvios dimensionais com qualidade de trabalho IT06-IT03 são necessários, o que implica em empregar o processo de retificação como primeira alternativa. A retificação é um processo de usinagem por abrasão em que o material da peça é removido por um rebolo, que pode ser convencional ou superabrasivo. Entretanto, há mais variáveis a serem controladas na retificação em relação ao fresamento, uma delas relaciona-se à elevada energia específica, fazendo com que grande parte do calor gerado no processo seja direcionado à peça ao utilizar rebolo convencional. Dependendo do gradiente térmico, defeitos como distorções podem ser gerados na peça e levar à sua inutilidade. Embora existam vários trabalhos com análise da influência de parâmetros de corte na integridade de peças metálicas, para os polímeros a literatura é ainda escassa, o que torna importante o estudo e a compreensão da retificabilidade de materiais poliméricos. A retificabilidade é a capacidade de um material ser retificado em relação a outro. Por exemplo, um material com boa retificabilidade significa que ele apresenta uma menor ocorrência de trincas, melhor acabamento e menor variação de dureza após a retificação em relação a outro. Neste sentido, este trabalho investigou a retificabilidade de 3 polímeros da indústria automotiva (Náilon, Poliuretano e Poliacetal) em termos de rugosidade (parâmetros Ra e Rt) e a diferença entre diâmetros (inicial e final). Foram variadas a velocidade da peça (Vw = 5,64 m/min e 7,848 m/min) e penetração de trabalho (ae = 25 μm e 50 μm). Como resultados, observou-se que em geral o aumento da penetração de trabalho (de 25 μm para 50 μm) combinado com a maior velocidade (7,848 m/min) da peça resultou em menores valores de rugosidade ao usinar o Náilon e o Poliuretano, diferentemente do que ocorreu com o Poliacetal. O aumento da velocidade da peça de 5,64 m/min para 7,848 m/min levou à redução da rugosidade Ra para o Náilon e Poliuretano (decréscimo de 62% e 26%, respectivamente, enquanto a rugosidade Ra foi menor na condição de Vw = 5,64 m/min e ae = 25 μm para o Poliacetal (Ra = 0,24 μm, uma redução de 37%) em relação a peça antes da retificação. Considerando a maior redução de Ra (-61,79%) obtida na combinação da condição de usinagem com Vw = 7,848 m/min e ae = 50 μm, a ordem de retificabilidade (do melhor para o pior) é: Náilon, Poliuretano e Poliacetal. Em relação à diferença entre diâmetros, a ordem de retificabilidade é a seguinte (da menor diferença para a maior): Poliacetal, Poliuretano e Náilon. |
| Abstract: | Polymeric materials have occupied a prominent position in recent years, because with the development of new materials of this class and with properties that are compatible with metals, the number of applications in the industry has increased, especially in the automotive industry. Some examples of application range from reservoir caps (Nylon), bearing liners (Polyurethane) and even gears (Polyacetal). Depending on the design requirements, e.g. low roughness values and dimensional deviations represented by international tolerance grade, varying from IT06-IT03 grade, many of these workpieces will have the grinding as an alternative manufacturing process. Grinding is an abrasion machining process in which the workpiece material is removed by the action of grinding wheel grits. However, in grinding a greater number of variables need to be controlled in relation to milling, for example, and having many peculiarities. Among of them, is the high specific energy that causes large amount of heat generated in the process to be directed to the workpiece when using conventional grinding wheel. Depending on the thermal gradient, defects on the workpiece such as distortions can be generated to the workpiece, thereby leading to its uselessness. Although there are many studies that analyze the influence of cutting parameters on the integrity of metal parts, for polymers the literature is still scarce, so understanding the grindability of polymers becomes important. Grindability is defined as the ability of a material to be ground in relation to another, for example, a material with good grindability may present less occurrence of cracks, better finish and less variation in hardness after grinding in relation to another with lower grindability. Thus, this work aimed to analyze the grinding of 3 important polymers used in the automotive industry (Nylon, Polyurethane and Polyacetal) in terms of roughness (Ra and parameters) and difference between initial and final workpiece diameter. The input variables were workspeed (Vw = 5.64 m/min and 7.848 m/min) and radial depth of cut (ae = 25 μm and 50 μm). The output variables were the final diameter (dimensional variation of the workpiece) and. As a result, it was observed that in general the increase in radial depth of cut (from 25 μm to 50 μm) combined with the higher workspeed (7.848 m/min) of the workpiece resulted in lower roughness values when machining Nylon and Polyurethane, unlike what occurred with when machining the Polyacetal. The increase in the workspeed (from 5.64 m/min to 7.848 m/min) resulted in a reduction of the Ra roughness for Nylon and Polyurethane (decreasing of about 62 % and 26 %, respectively, while the Ra roughness was lower when using Vw = 5.64 m/min combined with ae = 25 μm for Polyacetal (Ra = 0.24 μm, a reduction of 37%) in relation to the workpiece prior to grinding. Considering the greatest reduction in Ra (-61,79%) and machining condition with Vw = 7.848 m/min and ae = 50 μm, the order of grindability (from the best to the worst) was: Nylon, Polyurethane and Polyacetal. Regarding difference between diameters, grindability order was as follows (from the smallest difference to the highest difference): Polyacetal, Polyurethane and Nylon. |
| Keywords: | Retificação Grinding Retificabilidade Grindability Náilon Nylon Poliacetal Polyacetal Poliuretano Polyurethane Rugosidade Ra Ra Roughness Diferença Diametral Diametral difference |
| Area (s) of CNPq: | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA |
| Language: | por |
| Country: | Brasil |
| Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
| Quote: | ATAIDE, Matheus Gonçalves de. Avaliação da retificabilidade de polímeros aplicados à indústria automobilística, 2024. 61 p. Trabalho de conclusão de Curso (Graduação em Engenharia Mecânica) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. |
| URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/46333 |
| Date of defense: | 21-Feb-2024 |
| Appears in Collections: | TCC - Engenharia Mecânica |
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