Inteligência artificial aplicada à preparação e aplicação de insertos de metal duro

dc.contributor.advisor-co1Antonialli, Armando Ítalo Sette
dc.contributor.advisor-co1Latteshttp://lattes.cnpq.br/4367459395417045por
dc.contributor.advisor-co1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-3466-0416por
dc.contributor.advisor1Fontes, João Vitor de Carvalho
dc.contributor.advisor1Latteshttp://lattes.cnpq.br/9473668144091435por
dc.contributor.advisor1orcidhttps://orcid.org/0000-0002-2196-690Xpor
dc.contributor.authorSinzato, Mateus Keniti Nakashima
dc.contributor.authorlatteshttp://lattes.cnpq.br/0001417310482126por
dc.contributor.authororcidhttps://orcid.org/0000-0002-5828-7978por
dc.date.accessioned2025-01-13T20:02:02Z
dc.date.available2025-01-13T20:02:02Z
dc.date.issued2024-11-30
dc.description.abstractGrinding is an abrasive process often employed in finishing operations due to the possibility of obtaining narrow dimensional and geometric tolerances, besides low surface roughness. Besides hardened steels, that usually undergo finishing operations with grinding wheels, other materials may also be ground, like cermets: composites with ceramic particles and metallic matrix. Popularly known as hard metals, these materials mainly constituted by tungsten carbides and cobalt have wide application as machining tools. In this case, grinding is one among several abrasive processes that can be applied to the preparation of cutting edges; but it is verified a lack of publications on this purpose when related to the artificial intelligence, although their increasing number in the last few years. This work proposes to apply artificial intelligence (AI) algorithms as an optimization tool for carbide inserts grinding considering cutting speed, feed rate and radial depth of cut as input factors and geometric features of the products, such as surface roughness (Ra e Rz), as response outputs. Besides, as a complementar study, the IA application on the optimization of the straight turning was studied, using tools with two-chamfer cutting edges produced by grinding, which were evaluated the feed rate, tool nose radius and form factor (K), and their influences over the roughness Ra e Rz and residual stress generated on the 4142 alloy steel. A preliminary model was developed using the Taguchi methodology in addition to the analysis of variance (ANOVA) to complement the methodology; afterwards, it was developed optimization models using artificial Neuro-Fuzzy inference system (ANFIS) and artificial neural networks (ANN). The results demonstrated that the ANN model presented better prediction capability compared to the ANFIS model, obtaining higher capacities of becoming an optimization tool.eng
dc.description.resumoA retificação é um processo abrasivo comumente empregado em operações de acabamento por conferir tolerâncias dimensionais e geométricas estreitas, bem como reduzida rugosidade. Além dos aços endurecidos, que frequentemente passam por operações de acabamento com rebolo, outros materiais também são objetos da retificação, como os cermetos: compósitos com partículas cerâmicas e matriz metálica. Conhecidos popularmente como metais duros, esses materiais constituídos majoritariamente de carbetos de tungstênio e cobalto têm larga aplicação como ferramentas para usinagem. Nesse caso, a retificação é um dentre os diferentes processos abrasivos que podem ser aplicados para a preparação das arestas cortantes; mas se verifica uma certa falta de publicações a esse respeito quando é considerado a sua relação com a inteligência artificial, ainda que em crescente número nos últimos anos. Esta pesquisa propõe utilizar algoritmos de inteligência artificial (IA) como recurso de otimização para a retificação de insertos de metal duro considerando a velocidade de corte, velocidade de avanço e penetração de trabalho como fatores de influência e características geométricas dos produtos, tal qual as rugosidades (Ra e Rz), como variáveis de resposta. Ademais, como estudo de caso complementar, também estudou-se a utilização da IA para a otimização do torneamento longitudinal realizado com ferramentas de arestas cortantes com dois chanfros produzidos pela retificação, sendo avaliados o avanço, o raio de ponta da ferramenta e o fator de forma (K), e suas influências sobre as rugosidades Ra e Rz e a tensão residual geradas sobre uma liga de aço 4142. Um modelo preliminar foi amparado na metodologia de Taguchi além de análise de variância (ANOVA) para complementar o método; após isto, foi implementado modelos de otimização utilizando sistema artificial de inferência Neuro-Fuzzy (ANFIS) e rede neural artificial (ANN). Os resultados demonstraram que o modelo ANN apresentou melhores capacidades de predição quando comparados ao ANFIS, possuindo maiores capacidades de se tornar uma ferramenta de otimização.por
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)por
dc.description.sponsorshipFundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 2022/01711-7, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.description.sponsorshipIdProcesso nº 2023/06179-4, Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)por
dc.description.sponsorshipIdCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior – Brasil (CAPES) – Código de Financiamento 001por
dc.identifier.citationSINZATO, Mateus Keniti Nakashima. Inteligência artificial aplicada à preparação e aplicação de insertos de metal duro. 2024. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) – Universidade Federal de São Carlos, São Carlos, 2024. Disponível em: https://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21207.por
dc.identifier.urihttps://repositorio.ufscar.br/handle/20.500.14289/21207
dc.language.isoporpor
dc.publisherUniversidade Federal de São Carlospor
dc.publisher.addressCampus São Carlospor
dc.publisher.initialsUFSCarpor
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica - PPGEMecpor
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazil*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/*
dc.subjectUsinagempor
dc.subjectMetal duropor
dc.subjectMetodologia de taguchipor
dc.subjectPreparação de arestapor
dc.subjectMachiningeng
dc.subjectCarbideeng
dc.subjectTaguchi methodologyeng
dc.subjectEdge preparationeng
dc.subject.cnpqENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::PROCESSOS DE FABRICACAOpor
dc.titleInteligência artificial aplicada à preparação e aplicação de insertos de metal duropor
dc.title.alternativeArtificial intelligence applied to the preparation and application of carbide insertseng
dc.typeDissertaçãopor

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Dissertação de Mestrado - Mateus Keniti Nakasshima Sinzato