Projeto, construção e avaliação de um dinamômetro para a medição das componentes da força de usinagem no torneamento

dc.contributor.advisorMelo, Anderson Clayton Alves de
dc.contributor.advisorIDhttps://orcid.org/0000-0001-5679-3562pt_BR
dc.contributor.advisorLatteshttp://lattes.cnpq.br/5242440649066569pt_BR
dc.contributor.authorCelone, Matteo
dc.contributor.authorLatteshttp://lattes.cnpq.br/6785802121598987pt_BR
dc.contributor.referees1Oliveira, Adilson José de
dc.contributor.referees1IDhttps://orcid.org/0000-0001-6104-569Xpt_BR
dc.contributor.referees1Latteshttp://lattes.cnpq.br/3158071963293362pt_BR
dc.contributor.referees2Machado, Álisson Rocha
dc.date.accessioned2023-09-05T21:35:55Z
dc.date.available2023-09-05T21:35:55Z
dc.date.issued2022-09-30
dc.description.abstractMachining is a manufacturing process that plays an important role in the industry, with the turning operation as one of its protagonists. Thus, it is important to perform studies that helps to understand and, consequently, optimize it. In this context, the knowledge of the machining force components in turning is essential to define the best parameters to increase the productivity and reduce the costs. Thus, the measurement of machining force components using piezoelectric dynamometers has been widely used. However, such devices have a high initial price, which often becomes prohibitive for many research laboratories. In this context, this work presents a proposal of a dynamometer able to measure the components of the machining force in turning using uniaxial load cells based on strain gauge transducers, which are usually cheaper than piezoelectric load cells. The proposed instrument was statically calibrated in a universal testing machine from 0 to 1,5 kN and presented metrological characteristics, such as a linearity of 99.3%, 98.14% and 94.8% in the cutting, feed and radial directions, respectively. Furthermore, the use of a calibration matrix reduced the cross sensitivity from 44% to 3%. Finally, turning tests were performed under different cutting conditions to evaluate the functionality of the instrument, forces up to 252 N, 162 N and 141 N were obtained for cutting, feed and thrust forces, respectively; like previous works.pt_BR
dc.description.resumoA usinagem é um processo de manufatura que tem um papel importante na indústria, tendo a operação de torneamento como uma de suas protagonistas. Assim, é importante a realização de estudos que venham a auxiliar na sua compreensão e, consequentemente, na sua otimização. Nesse contexto, o conhecimento das componentes da força de usinagem no torneamento é fundamental na definição dos melhores parâmetros de corte para o aumento da produtividade e a redução dos custos. Para isso, a medição das componentes da força de usinagem através do uso de dinamômetros piezoelétricos tem sido largamente utilizada. Entretanto, tais equipamentos têm um alto valor de aquisição, que muitas vezes se torna proibitivo para muitos laboratórios de pesquisa. Assim, este trabalho apresenta o projeto, a construção e a avaliação de um dinamômetro capaz de medir as componentes da força de usinagem no torneamento de faceamento, com o auxílio de células de carga uniaxiais com transdutores do tipo extensômetro, que normalmente têm um valor de aquisição menor do que as células piezoelétricas. O instrumento proposto foi calibrado estaticamente em uma máquina de ensaio universal de 0 a 1,5 kN e apresentou características metrológicas, como uma linearidade de 99,3%, 98,14% e 94,8% nas direções de corte, de avanço e passiva, respectivamente. Além disso, o uso de uma matriz de calibração reduziu de 44% para 3% o erro de sensibilidade cruzada para o eixo da direção da força de corte. Finalmente, testes de torneamento foram realizados em diferentes condições de corte para se avaliar a funcionalidade do instrumento, nos quais foram obtidas forças de até 252 N, 162 N e 141 N para as forças de corte, avanço e passiva, respectivamente; sendo elas compatíveis com a literatura.pt_BR
dc.description.sponsorshipConselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPqpt_BR
dc.identifier.citationCELONE, Matteo. Projeto, construção e avaliação de um dinamômetro para a medição das componentes da força de usinagem no torneamento. Orientador: Anderson Clayton Alves de Melo. 2022. 126f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.pt_BR
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/54704
dc.languagept_BRpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal do Rio Grande do Nortept_BR
dc.publisher.countryBrasilpt_BR
dc.publisher.initialsUFRNpt_BR
dc.publisher.programPROGRAMA DE PÓS-GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICApt_BR
dc.rightsAcesso Abertopt_BR
dc.subjectTorneamentopt_BR
dc.subjectDinamômetropt_BR
dc.subjectForça de usinagempt_BR
dc.subjectInstrumentaçãopt_BR
dc.subject.cnpqCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICApt_BR
dc.titleProjeto, construção e avaliação de um dinamômetro para a medição das componentes da força de usinagem no torneamentopt_BR
dc.title.alternativeDesign, construction, and evaluation of a dynamometer to measure the machining force components in turning operationpt_BR
dc.typemasterThesispt_BR

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