Characterization of grinding-induced cracks in ceramics

Liao, T. Warren; Sathyanarayanan, G.; Plebani, Louis J.; Thomas, Marlin U.; Li, K

doi:10.1016/0020-7403(94)00077-w

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“…Conseqüentemente é necessário um processo de manufatura do material a fi m de conseguir a forma e a precisão necessária para o componente [5]. A retifi cação é a mais favorável operação de acabamento dos materiais cerâmicos [8]. Pelas características do material, é evidente que o processo de remoção no material no caso da retifi cação em cerâmicas difere consideravelmente da teoria da retifi cação clássica.…”

Section: Cerâmicas Avançadasunclassified

Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com rebolos diamantados com a técnica da mímima quantidade de lubrificação e refrigeração otimizada

et al. 2011

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INTRODUÇÃOA indústria de cerâmica brasileira tem grande importância para o país, sendo que este segmento responde por aproximadamente 1% do Produto Interno Bruto [1]. Apesar de suas atrativas características de dureza e resistência ao desgaste, ainda se tem um alto custo agregado relativo ao acabamento da peça, quase sempre feito pelo processo de retifi cação. A retifi cação é praticamente o único processo economicamente viável para a usinagem de materiais cerâmicos após a sinterização, a fi m de obter superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. Na fabricação de Coube, s/n, C.P. 473, Bauru, SP 17033-360 rafael@fc.unesp.br, aguiarpr@feb.unesp.br Resumo Os materiais cerâmicos têm muitas vantagens em relação a outros materiais, entre elas, três principais: capacidade de operação em altas temperaturas, alta dureza e alta resistência ao desgaste. Por essa razão, são aptos a serem usados em situações que exigem pouco desgaste, tanto em temperatura ambiente quanto em temperaturas elevadas. Estas propriedades fi zeram as cerâmicas avançadas terem uma importante parte na utilização em aplicações na indústria nas últimas décadas. Porém, o custo agregado ao acabamento da peça ainda é muito alto. Esse acabamento geralmente é feito pelo processo de retifi cação, único processo economicamente viável que produz superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. As empresas desse modo vêm buscando a otimização no processo de retifi cação de cerâmicas, explorando outras técnicas de lubrifi cação. Assim, este projeto pretendeu explorar a otimização do método de lubrifi cação na retifi cação cilíndrica externa de mergulho com o método da mínima quantidade de lubrifi cação (MQL) e refrigeração otimizada. Foram utilizadas três métodos de refrigeração, o convencional o MQL e a refrigeração otimizada, com três avanços de corte para cada caso. Foram analisadas como variáveis de saída a relação G, rugosidade e circularidade. Dos resultados obtidos, podese concluir que a refrigeração otimizada é a que apresenta os melhores resultados, sendo esta uma alternativa viável de melhora do processo. O MQL apresentou resultados insatisfatórios em comparação aos outros dois métodos, porém, ainda aceitáveis em alguns processos de retifi cação. Considerando a difi culdade e altos custos de descarte do fl uido de corte devido às rígidas leis ambientais, o MQL vem como uma forte tendência neste tipo de processo. Palavras-chave: cerâmicas avançadas, rebolos diamantados, retifi cação cilíndrica externa, MQL, refrigeração otimizada. Abstract

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Section: Cerâmicas Avançadasunclassified

Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com rebolos diamantados com a técnica da mímima quantidade de lubrificação e refrigeração otimizada

et al. 2011

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“…Machining of these materials to generate required shapes necessitates the use of grinding. Because of the high rigidity, wearability and low toughness, it is difficult to be ground and easy to produce damage in the surface and sub-surface [1]. To reduce the damage by using slower removal rates will make lower effect and higher grinding cost which can comprise up to 65-90%.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

FEM Analysis of Grinding Damage Mechanisms for Ceramics Materials

Hao

Bao

Chai

2006

MSF

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The utilization of ceramics materials for structural components has been widespread because of their excellent properties. But the ceramic components require high precision and integrity of surface. The grinding is the main productive technique for finishing the ceramic components in the manufacturing industry, but it is prone to surface and sub-surface damage. Consequently the induced damage will reduce the life of the component, even leads to failure. So, to improve grinding quality and reduce grinding damage, it is important to understand the damage mechanisms and process for ceramic materials. In this paper, attempts are made to build a damage model and to compute damage variable D. The damage variable will be used in the further computation. The research effort made may be the foundation of the ceramic components design and the optimization and control of ceramic grinding process.

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“…A retificação é a mais favorável operação de acabamento dos materiais cerâmicos [6]. Pelas características destes, é evidente que o processo de remoção no material (retificação) em cerâmicas difere consideravelmente da teoria da retificação clássica.…”

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Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho utilizando a técnica da mínima quantidade de lubrificação (MQL) com rebolos diamantados

et al. 2011

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RESUMONas últimas duas décadas, as cerâmicas avançadas têm sido exaustivamente utilizadas em aplicações na indústria devido às suas propriedades de elevada resistência ao desgaste e dureza. Entretanto, ainda se tem um alto custo agregado ao acabamento da peça. Esse acabamento geralmente é feito pelo processo de retificação, único processo economicamente viável que produz superfícies de elevada qualidade e precisão geométrica. Nesse contexto, as empresas vêm buscando a otimização no processo de retificação como, por exemplo, a redução do fluxo de fluido de corte utilizado, o que também visa atender exigências mundiais de preservação ambiental. Desta forma, este projeto pretendeu explorar a técnica da Mínima Quantidade de Lubrificação (MQL) na retificação cilíndrica externa de mergulho em cerâmicas com rebolos diamantados. Foram utilizados dois métodos de refrigeração: o convencional e o MQL, com três avanços de corte para cada caso. Foram usados um bocal convencional e um bocal para o MQL, tendo este um uniformizador de saída do jato. Foram analisadas como variáveis de saída: a emissão acústica, relação G, aspecto da superfície via microscopia eletrônica de varredura (MEV), rugosidade e circularidade.Assim, embora a refrigeração convencional ainda apresente os melhores resultados em comparação com a refrigeração com MQL, esta última pode atender os requisitos necessários para diversas aplicações, em especial quando utilizadas baixas espessuras equivalentes de corte (h eq ). Além disso, a técnica de MQL possui a vantagem de gerar um menor impacto ambiental em comparação com a lubrificação convencional, devido ao uso mínimo de fluido de corte cujo descarte é cada vez mais regulamentado e custoso. Palavras -chaves: Cerâmicas avançadas, rebolos diamantados, retificação cilíndrica externa, MQL.Advanced ceramics in the external cylindrical plunge grinding using the technique of minimum quantity of lubrication (MQL) with diamond wheels. ABSTRACTAdvanced ceramics have been extensively used in applications in industry in the last two decades because of their properties of high resistance to wear and hardness. Nevertheless, the finishing process highly increases the cost of pieces and components. The finishing process is, in most cases, grinding, the only viable process that produces high quality surfaces and guarantees geometric precision. In this context, companies are seeking to optimize the grinding process by, for example, reducing the usage and flow of cutting fluid, which also helps to achieve global environmental preservation requirements. Thus this project sought to exploit the technique of Minimum Quantity of Lubrication of the external cylindrical grinding in ceramics with diamond wheels. The project used two methods of cooling, the conventional and MQL, with three feed velocity in each case. We used a conventional nozzle, a mouthpiece for the MQL the latter having a uniform output of the jet. Variables were analyzed as the output acoustic emission, G relationship, surface condition by scanning electron microsco...

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Characterization of grinding-induced cracks in ceramics

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Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com rebolos diamantados com a técnica da mímima quantidade de lubrificação e refrigeração otimizada

Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho com rebolos diamantados com a técnica da mímima quantidade de lubrificação e refrigeração otimizada

FEM Analysis of Grinding Damage Mechanisms for Ceramics Materials

Cerâmicas avançadas no processo de retificação cilíndrica externa de mergulho utilizando a técnica da mínima quantidade de lubrificação (MQL) com rebolos diamantados

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