Otimização da retificação das pontas dos anéis de pistão de aço inoxidável martensítico com cobertura de nitreto de cromo

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: EMILIANO, Lucas Rogério
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: por
Título da fonte: Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)
Texto Completo: https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3430
Resumo: No âmbito da indústria automobilística, os processos de usinagem são amplamente aplicados. Dentre estes, o processo de retificação é muito utilizado para acabamento em peças que necessitam de baixa rugosidade e tolerância dimensional, tendo como premissa atender as características de produto e reduzir ao máximo as perdas, ou seja, garantir a qualidade e reduzir custos de fabricação. Neste contexto, este trabalho apresenta uma abordagem estratégica para reduzir a variabilidade no processo de retificação das pontas dos anéis de pistão de aço inoxidável martensítico nitretado (MS066-N1), com revestimento de nitreto de cromo (CrN), aplicado pelo processo de deposição física de vapor (PVD). Neste trabalho, criou-se um planejamento experimental (DOE), na configuração da metodologia de Superfície de Resposta com 3 níveis e 3 fatores. As variáveis de entrada foram os tamanhos dos grãos abrasivos do rebolo de CBN (Cubic boron nitride), a rotação (RPM) e o avanço de usinagem (GPM – golpes por minuto). A metodologia aplicada no planejamento experimental, auxilia na definição da parametrização ótima de usinagem, visando diminuir a variabilidade do processo e atingir a estabilidade dimensional na média da especificação da característica folga entre pontas de anéis de pistão. Os parâmetros de otimização mais próximos e disponíveis na máquina foram com rebolo de CBN de tamanho de grão B46, rotação de 5200 RPM e avanço de usinagem 9,0 GPM. Para validar os parâmetros de otimização realizou-se uma análise de capacidade através dos índices de Cp, Cpk e Pp e Ppk, em que o processo atingiu a estabilidade esperada com redução do percentual de peças fora de especificação de 5,79% para 0,00%.
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As variáveis de entrada foram os tamanhos dos grãos abrasivos do rebolo de CBN (Cubic boron nitride), a rotação (RPM) e o avanço de usinagem (GPM – golpes por minuto). A metodologia aplicada no planejamento experimental, auxilia na definição da parametrização ótima de usinagem, visando diminuir a variabilidade do processo e atingir a estabilidade dimensional na média da especificação da característica folga entre pontas de anéis de pistão. Os parâmetros de otimização mais próximos e disponíveis na máquina foram com rebolo de CBN de tamanho de grão B46, rotação de 5200 RPM e avanço de usinagem 9,0 GPM. Para validar os parâmetros de otimização realizou-se uma análise de capacidade através dos índices de Cp, Cpk e Pp e Ppk, em que o processo atingiu a estabilidade esperada com redução do percentual de peças fora de especificação de 5,79% para 0,00%.In the scope within in the automotive industry the machining processes are widely applied. Among them, the grinding process is widely used for finishing parts that require low roughness and dimensional tolerance, with the premise of achieve product features and reducing losses as much as possible that is, assurance the product quality and reduce manufacturing costs. In this context, this work presents a strategical approach to reduce variability in the grinding process of the tips of nitrided martensitic stainless steel (MS066-N1) piston rings, with chromium nitride (CrN) coated applied by the physical vapor deposition process (PVD). In this work, an experimental design (DOE) was created, in the Response Surface methodology configuration with 3 levels and 3 factors. The input variables were the abrasive grain size of CBN grinding wheel, the grinding wheel rotation parameter (RPM) and the feed parameter (GPM). The methodology applied was experimental planning, which support in defining the optimal machine parameterization, aiming to reduce the process variability and reach dimensional features stability in the specification average of the characteristic gap between piston rings tips. The closest optimization parameters and available on the machine was with abrasive grain size of CBN grinding wheel (B46), the grinding wheel rotation speed parameter (5200 RPM) and the feed parameter (9,0 GPM). To validate the optimization parameters, a study of capability analysis was created which demonstrated through the levels of Cp, Cpk and Pp, Ppk, that the process reached the expected stability, where the percentage of parts outside the specified or defective was reduced from 5,79% to 0,00%.porUniversidade Federal de ItajubáPrograma de Pós-Graduação: Mestrado - Engenharia MecânicaUNIFEIBrasilIEM - Instituto de Engenharia MecânicaCNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECÂNICARetificaçãoAnéis de pistãoAço inoxidável martensíticoFolga entre pontasOtimização de processoOtimização da retificação das pontas dos anéis de pistão de aço inoxidável martensítico com cobertura de nitreto de cromoinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisFERREIRA, João Robertohttp://lattes.cnpq.br/2091584947811081CAROLLO, Luís Felipe dos Santoshttp://lattes.cnpq.br/3357279755109252http://lattes.cnpq.br/0818971077549970EMILIANO, Lucas RogérioEMILIANO, Lucas Rogério. Otimização da retificação das pontas dos anéis de pistão de aço inoxidável martensítico com cobertura de nitreto de cromo. 2022. 82 f. Dissertação. (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2022.info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI)instname:Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)instacron:UNIFEILICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; charset=utf-81748https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3430/2/license.txt8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33MD52ORIGINALDissertação_2022139.pdfDissertação_2022139.pdfapplication/pdf2358665https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/bitstream/123456789/3430/1/Disserta%c3%a7%c3%a3o_2022139.pdfbb3b99f3c33102e9e6e2df9e0db49dacMD51123456789/34302022-11-16 16:03:57.945oai:repositorio.unifei.edu.br:123456789/3430Tk9URTogUExBQ0UgWU9VUiBPV04gTElDRU5TRSBIRVJFClRoaXMgc2FtcGxlIGxpY2Vuc2UgaXMgcHJvdmlkZWQgZm9yIGluZm9ybWF0aW9uYWwgcHVycG9zZXMgb25seS4KCk5PTi1FWENMVVNJVkUgRElTVFJJQlVUSU9OIExJQ0VOU0UKCkJ5IHNpZ25pbmcgYW5kIHN1Ym1pdHRpbmcgdGhpcyBsaWNlbnNlLCB5b3UgKHRoZSBhdXRob3Iocykgb3IgY29weXJpZ2h0Cm93bmVyKSBncmFudHMgdG8gRFNwYWNlIFVuaXZlcnNpdHkgKERTVSkgdGhlIG5vbi1leGNsdXNpdmUgcmlnaHQgdG8gcmVwcm9kdWNlLAp0cmFuc2xhdGUgKGFzIGRlZmluZWQgYmVsb3cpLCBhbmQvb3IgZGlzdHJpYnV0ZSB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gKGluY2x1ZGluZwp0aGUgYWJzdHJhY3QpIHdvcmxkd2lkZSBpbiBwcmludCBhbmQgZWxlY3Ryb25pYyBmb3JtYXQgYW5kIGluIGFueSBtZWRpdW0sCmluY2x1ZGluZyBidXQgbm90IGxpbWl0ZWQgdG8gYXVkaW8gb3IgdmlkZW8uCgpZb3UgYWdyZWUgdGhhdCBEU1UgbWF5LCB3aXRob3V0IGNoYW5naW5nIHRoZSBjb250ZW50LCB0cmFuc2xhdGUgdGhlCnN1Ym1pc3Npb24gdG8gYW55IG1lZGl1bSBvciBmb3JtYXQgZm9yIHRoZSBwdXJwb3NlIG9mIHByZXNlcnZhdGlvbi4KCllvdSBhbHNvIGFncmVlIHRoYXQgRFNVIG1heSBrZWVwIG1vcmUgdGhhbiBvbmUgY29weSBvZiB0aGlzIHN1Ym1pc3Npb24gZm9yCnB1cnBvc2VzIG9mIHNlY3VyaXR5LCBiYWNrLXVwIGFuZCBwcmVzZXJ2YXRpb24uCgpZb3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgdGhlIHN1Ym1pc3Npb24gaXMgeW91ciBvcmlnaW5hbCB3b3JrLCBhbmQgdGhhdCB5b3UgaGF2ZQp0aGUgcmlnaHQgdG8gZ3JhbnQgdGhlIHJpZ2h0cyBjb250YWluZWQgaW4gdGhpcyBsaWNlbnNlLiBZb3UgYWxzbyByZXByZXNlbnQKdGhhdCB5b3VyIHN1Ym1pc3Npb24gZG9lcyBub3QsIHRvIHRoZSBiZXN0IG9mIHlvdXIga25vd2xlZGdlLCBpbmZyaW5nZSB1cG9uCmFueW9uZSdzIGNvcHlyaWdodC4KCklmIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uIGNvbnRhaW5zIG1hdGVyaWFsIGZvciB3aGljaCB5b3UgZG8gbm90IGhvbGQgY29weXJpZ2h0LAp5b3UgcmVwcmVzZW50IHRoYXQgeW91IGhhdmUgb2J0YWluZWQgdGhlIHVucmVzdHJpY3RlZCBwZXJtaXNzaW9uIG9mIHRoZQpjb3B5cmlnaHQgb3duZXIgdG8gZ3JhbnQgRFNVIHRoZSByaWdodHMgcmVxdWlyZWQgYnkgdGhpcyBsaWNlbnNlLCBhbmQgdGhhdApzdWNoIHRoaXJkLXBhcnR5IG93bmVkIG1hdGVyaWFsIGlzIGNsZWFybHkgaWRlbnRpZmllZCBhbmQgYWNrbm93bGVkZ2VkCndpdGhpbiB0aGUgdGV4dCBvciBjb250ZW50IG9mIHRoZSBzdWJtaXNzaW9uLgoKSUYgVEhFIFNVQk1JU1NJT04gSVMgQkFTRUQgVVBPTiBXT1JLIFRIQVQgSEFTIEJFRU4gU1BPTlNPUkVEIE9SIFNVUFBPUlRFRApCWSBBTiBBR0VOQ1kgT1IgT1JHQU5JWkFUSU9OIE9USEVSIFRIQU4gRFNVLCBZT1UgUkVQUkVTRU5UIFRIQVQgWU9VIEhBVkUKRlVMRklMTEVEIEFOWSBSSUdIVCBPRiBSRVZJRVcgT1IgT1RIRVIgT0JMSUdBVElPTlMgUkVRVUlSRUQgQlkgU1VDSApDT05UUkFDVCBPUiBBR1JFRU1FTlQuCgpEU1Ugd2lsbCBjbGVhcmx5IGlkZW50aWZ5IHlvdXIgbmFtZShzKSBhcyB0aGUgYXV0aG9yKHMpIG9yIG93bmVyKHMpIG9mIHRoZQpzdWJtaXNzaW9uLCBhbmQgd2lsbCBub3QgbWFrZSBhbnkgYWx0ZXJhdGlvbiwgb3RoZXIgdGhhbiBhcyBhbGxvd2VkIGJ5IHRoaXMKbGljZW5zZSwgdG8geW91ciBzdWJtaXNzaW9uLgo=Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.unifei.edu.br/oai/requestrepositorio@unifei.edu.br || geraldocarlos@unifei.edu.bropendoar:70442022-11-16T19:03:57Repositório Institucional da UNIFEI (RIUNIFEI) - Universidade Federal de Itajubá (UNIFEI)false
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