Fluidos de corte convencionais utilizados em operações de usinagem, apesar das diversas funções que cumprem, apresentam risco de incêndios e riscos à saúde dos operários, também apresentando dificuldades em seu descarte. Na retificação, diversas técnicas têm sido propostas para a redução ou até mesmo a eliminação desses fluidos; dentre elas está a utilização de fluidos criogênicos. Grande parte dos trabalhos até então, tem focado na aplicação do resfriamento criogênico por meio de jatos pressurizados, aplicados na região de corte, durante o processo de retificação de superfícies planas. Nesse contexto, o presente trabalho busca avaliar: aplicações criogênicas em processos de retificação cilíndrica de mergulho, tanto por meio de jatos pressurizados aplicados durante o processo, denominado método de resfriamento in-process, como também por meio de um pré-resfriamento da peça seguido de uma retificação a seco. Durante os experimentos, foram medidas as temperaturas em alguns abaixo da superfície da amostra, por meio de termopares; a potência do ciclo em função do tempo; e sinais de emissão acústica. Após os experimentos, também foram avaliadas as rugosidades, circularidades e microestruturas das amostras. Adicionalmente, para o caso do método de pré-resfriamento, foi avaliada também a influência da razão volume por área de superfície na execução da usinagem e nas variáveis monitoradas. Por fim, simulações térmicas do processo de retificação cilíndrica de mergulho também foram desenvolvidas, com o objetivo de ampliar o entendimento térmico do processo. Neste estudo, verificou-se que os experimentos com resfriamento in-process apresentaram uma maior potência de ciclo, elevados picos de temperatura, formação de camada branca e acabamento superficial mais grosseiro em comparação a processos realizados a seco ou com pré-resfriamento. O método de pré-resfriamento resultou em menores temperaturas de pico, conferiu às peças resultantes um acabamento superficial similar à peça retificada a seco, e a razão volume por área de superfície demonstrou ser um parâmetro relevante na eficiência do pré-resfriamento e na precisão dimensional resultante. Em relação às simulações, foram modelados os fenômenos de convecção natural, condutância térmica de contato entre peça e máquina, e uma fonte móvel de calor de Jaeger foi utilizada para modelar o calor gerado na zona de retificação. Comparações foram realizadas entre valores de temperatura experimentais e simulados e uma boa concordância foi verificada, com uma diferença percentual máxima de 8,5 % no processo de retificação a seco.

Despite the various functions they perform, conventional cutting fluids used in machining operations, represent a risk of fire and health hazards to workers while also presenting difficulties in their disposal. Regarding grinding processes, several techniques have been proposed to reduce or even eliminate conventional fluids; among them, cryogenic fluids have been an alternative. Much of the work has focused on applying cryogenic cooling through pressurized jets applied into the cutting region during the grinding process of flat surfaces. In this context, the present study aimed to evaluate cryogenic applications in plunge cylindrical grinding processes through pressurized jets applied during the process, called in-process cooling, and through pre-cooling followed by a dry grinding procedure. During the experiments, temperature values were measured at certain positions below the sample surface using thermocouples; grinding power over time was monitored, and acoustic emission signals were recorded. After the experiments, roughness, circularity, and the microstructure of the samples were evaluated. Additionally, for the case of the pre-cooling method, the influence of the volume-to-surface area ratio on the experiment execution and monitored variables was also assessed. Finally, numerical simulations of the process were developed to help understand the thermal aspect of grinding. This study found that experiments with in-process cooling led to higher cycle power and temperature peaks, white layer formation, and an inferior surface finish compared to either dry or pre-cooling processes. The pre-cooling method resulted in lower temperature peak values, yielded a surface finish similar to the workpieces subjected to dry grinding, and the volume-to-surface area ratio proved to be a relevant parameter to determine the pre-cooling efficiency and resulting dimensional precision. Regarding the simulations, phenomena such as natural convection and thermal contact conductance between workpiece and part fixture device were modeled, and a Jaeger moving heat source was used to model the heat generated in the grinding zone. Comparisons were made between experimental and simulated temperature values, and a good agreement was verified, with a maximum percentage difference of 8.5 % in the dry grinding process.