ATIVIDADE 04 MANUFATURA ASSISTIDA POR COMPUTADOR

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1. Na operação de fresamento em um centro de usinagem com torno CNC, para cortar uma peça específica é percorrido um comprimento total de 4,95 cm, com velocidade de corte (VC) a 2 m/s, havendo eliminação de cavacos a uma velocidade de avanço (F) igual a 0,05 mm /dente. Considere a fórmula de rotação: [N = Velocidade de Corte / (Pi x Diâmetro)], com Pi = 3,1415 e taxa de avanço: [N x (n. dentes) x F].
 
Sabendo que a máquina possui dois dentes e que seu diâmetro é de 15mm, assinale a alternativa correta.
A peça leva exatamente 2 minutos para ser cortada a uma taxa de avanço dez vezes menor do que N.
A peça leva exatamente 2 minutos para ser cortada a uma taxa de avanço igual ao valor de N.
A peça é cortada em pouco mais de 2 minutos e com uma taxa de avanço dez vezes maior do que N.
A peça é cortada em cerca de 2 minutos e com uma taxa de avanço dez vezes menor do que N.
A peça é cortada em cerca de 2 minutos e com uma taxa de avanço cinco vezes menor do que N.
RESPOSTA 
É necessário converter a velocidade de corte, que está em m/s, para m/min: (2 x 60 = 120 m/min). Em sequência, convertemos, também, o diâmetro, que está em mm, para metros, ficando com: (15 x 0,001 = 0,015 m). Assim, inserimos na fórmula para calcular N: [(120 m/min)/(0,015 mm x 3,1415)] = 2.546,5 rpm. Agora que temos o valor de N, conseguimos calcular a taxa de avanço, que é dada por (2.546,5 x 2 x 0,05) = 254,65 mm/min (ou seja, dez vezes menor do que o valor de N). Para a taxa de avanço, dividimos o comprimento total pela taxa de avanço: [(495 mm + 15 mm) / 254,65], que dá o valor aproximado de pouco mais de 2 minutos para cortar a peça.
2. A manufatura industrial é um meio pelo qual foi possível atender à crescente demanda de produção, depois das primeiras revoluções industriais. Essa prática de fabricação conta com diferentes técnicas e ferramentas que vêm sendo incrementadas desde as primeiras linhas de produção, alcançando o início da Indústria 4.0.
 
Assinale a alternativa que se refere à prática mais recente desse processo industrial:
Manufatura por torneamento.
Manufatura por assistência.
Manufatura por desbaste.
Manufatura por adição.
Manufatura por usinagem.
A manufatura aditiva consiste em um processo de adição de material, como nas impressões 3D, podendo contar com diferentes práticas consideradas “inteligentes”, a exemplo do uso de protótipos e modelagem 3D, simulação e projetos baseados em metodologias ágeis. Essa é uma tendência associada à Indústria 4.0 e ao futuro da Revolução Industrial.
3. Em uma usina de torneamento, foi projetado um sistema de cilindro hidráulico para empurrar paletes que vêm de uma esteira para uma área de armazenamento. A fonte de energia que alimenta o cilindro gera pressão a uma taxa de 175 m³/seg para acionar o pistão dentro do cilindro.
 
Sabendo que a área do cilindro é de 6,25 m², avalie as proposições a seguir e a relação entre elas:
 
I. A velocidade máxima alcançada pelo pistão do cilindro será igual a 28 m/s.
 
Pois:
 
II. A velocidade é calculada dividindo-se a taxa de pressão pela área do cilindro.
 
A seguir, assinale a alternativa correta.
· A asserção I é uma proposição falsa, e a II é uma proposição verdadeira.
· A asserção I é uma proposição verdadeira, e a asserção II é uma proposição falsa.
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, e a II é uma justificativa correta da I.
· As asserções I e II são proposições falsas.
· As asserções I e II são proposições verdadeiras, mas a II não é uma justificativa correta da I.
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A alternativa I é correta e é verdadeiramente justificada pela II, pois, realizando-se o cálculo de divisão da taxa de pressão pela área do cilindro (175 m³ por seg. / 6,25 m²), obtemos o valor da velocidade que o pistão conseguirá alcançar ao ser acionado pela pressão que alimenta o cilindro e que corresponde a 28 m/s.
4. O assistente de um operador de máquinas CNC, ao elaborar um código de ciclo de desbaste, recebeu seu código de volta para otimização. Sabendo que o acabamento por desbaste utiliza os códigos G70, G71 e G72, avalie o código como foi concebido pelo assistente:
 N1 G00 X10 Z10 M3 S1200
 N2 G71 U20 R15
 N3 G71 P90 Q100 U3 W0 F0.15
 N4 G00 X60
 N5 G01 Z-75 F0.5 G41
 N6 G00 X300 Z200
 N7 G92 S1400
 N120 T3 G96 S200 M03
 N130 G00 X10 Z10
 N140 G70 P90 Q100
 N150 G00 X300 Z200
 N160 M30
 
Agora, assinale a alternativa que indica o que deverá ser alterado para que o código seja validado para uso:
· Alterar os valores de P90 e Q100.
· Eliminar o código G41 na linha N5.
· Corrigir a redundância em N2 e N3.
· Eliminar todos os parâmetros G00.
· Inserir G42 em complemento a G41.
Não é necessário utilizar os comandos G41 e G42 no trecho do programa referente ao ciclo de desbaste, uma vez que tais comandos servem para ativar a compensação de raio (esquerdo e direito), algo desnecessário, uma vez que o ciclo de desbaste já realiza essa ação automaticamente. Inseri-lo no código é, portanto, desnecessário, devendo ser removido o G41 da linha N5.
5. Quando inserimos comandos dos tipos G70, G71 e G72 em um código CNC, estamos inserindo um ciclo de desbaste para acabamento externo de uma peça, sendo que G71 refere-se ao sentido longitudinal e G72, ao sentido transversal. O G71, assim como o G72, requer dois blocos de parâmetros: 
G72 W... R...
G72 P... Q... U... W... F... 
A partir disso, avalie as afirmativas a seguir:
I. As funções W, nos dois blocos, referem-se à profundidade de corte.
II. A função P referencia o bloco inicial de um perfil geométrico.
III. A função Q referencia o bloco final de um perfil geométrico.
IV. U e W, no segundo bloco, são funções relacionadas aos eixos X e Z.
 
É correto o que se afirma em:
· I, apenas.
· II e III, apenas.
· I, II e III, apenas.
· II, III e IV, apenas.
· I e IV, apenas.
As funções P e Q são utilizadas como parâmetro para definição do início e final de um bloco de código associado a um padrão ou perfil geométrico definido para o ciclo de desbaste, enquanto os parâmetros U e W, no segundo bloco, serão usados para definir os valores dos eixos X e Z, respectivamente.
6. Ao programar um processo completo de usinagem, será necessário considerar diversos fatores, desde a rotina e sub-rotina da máquina que será trabalhada, o formato interno e externo da peça, os materiais que serão utilizados, até a interferência de velocidade, temperatura, produção de resíduos e atenção a possíveis falhas ou erros que possam surgir durante a operação.
 
Sabendo disso, avalie as afirmativas a seguir, sobre os elementos que devem ser considerados na programação de um processo de usinagem:
 
I. Identificar os pontos "zero", tanto da peça quanto da máquina.
II. Analisar a geometria das peças, dos painéis e das ferramentas.
III. Conhecer os processos e sub-rotinas CNC que serão utilizados.
IV. Substituir todas as operações manuais por simulação com CAD.
 
Está correto o que se afirma em:
· III e IV, apenas.
· II e IV, apenas.
· II, III e IV, apenas.
· I, II e III, apenas.
· I e III, apenas.
O item II é incorreto, uma vez que um operador, ao lidar com o processo de usinagem, deverá conhecer bem a geometria das peças que serão usinadas, e não a geometria do painel ou das máquinas. O que deverá conhecer, em relação às máquinas, são as configurações e parâmetros, e saber manusear o painel para gerenciar o início, meio e fim da operação. E o item IV é também incorreto, uma vez que não há, por padrão, a necessidade de substituir todas as operações manuais, e a simulação com CAD não serve para esse tipo de automatização e, sim, para a prototipação de modelos 3D.
7. O código CNC, em manufatura assistida por máquina, possui diferentes conjuntos iniciados por "G", que possuem parâmetros predefinidos para usinagem. Os códigos G70, G71 e G72, por exemplo, referem-se ao ciclo de acabamento por desbaste (remoção de imperfeições e rebarbas) da peça.
 
Leia, a seguir, um exemplo de código de desbaste para acabamento de umabarra plana:
 
N1 T101
N2 G97
N3 S3000 M03
N4 G54 G00 X0.5 Z0.2 M08
N5 G71 P6 Q13 U-0.05 W0.006 D0.07 F0.02
 N6 G00 X3.
 N7 G01 X2. R.30 F.006
 N8 Z-2 R.6
 N9 X2 R.130
 N10 Z-3.5 R.130
 N11 X.80 R.130
 N12 Z-5.
 N13 X0.8
 N14 G70 P5 Q12
 N15 M09
 N16 G53 X0
 N17 G53 Z0
N18 M30
 
Com base no código, podemos afirmar que o ciclo de desbaste:
Tem parâmetros definidos entre as linhas N5 e N13, sendo somente iniciado na linha N14, que retoma os códigos P6 e Q13, retomando o parâmetro F, da linha N5, na linha N7.
é inicializado na linha N5 e finalizado na linha N13, quando a definição dos blocos dada por P6 e Q13 é também encerrada, e o parâmetro F é finalizado antes, na linha N7.
Tem a chamada inicial realizada por meio dos códigos P, F e Q, que aparecem na linha N5, sendo que tais blocos são encerrados nas linhas N6, N7 e em N13, respectivamente.
É iniciado por chamada rápida na linha N4, contudo tem a sua operação interrompida na linha N16, para substituição da ferramenta, antes de retomar as operações do ciclo.
Está sendo iniciado na linha N5, onde os códigos P6 e Q13 referem-se ao que é realizado nas linhas N6 e N13, finalizando em N14, e F trata do avanço do acabamento.
O código na linha N4 chama o início por posicionamento rápido, depois define que a peça sofrerá acabamento por ciclo de desbaste chamando o código G71, na linha N5, onde P6 define os blocos iniciais, Q13 define os blocos finais e F define o tamanho do avanço para o acabamento.
8. CAD e CAM são termos relacionados ao design produzido por computação gráfica (computer-aided design) e à manufatura assistida por computação (computer-aided manufacturing). Um sistema CAD/CAM envolve a utilização desses dois formatos de suporte assistidos pela computação, para gerar a simulação e automatização de processos com comandos CNC para torneamento e usinagem.
 
Sobre as vantagens de utilizar CNC baseado em um sistema CAD/CAM em relação à tradicional manufatura assistida por computador, analise as afirmativas a seguir e assinale V para a(s) Verdadeira(s) e F para a(s) Falsa(s). 
 
I. ( ) É possível determinar o custo e tempo de operação com mais rapidez e precisão.
II. ( ) Parâmetros como velocidade e valor de avanço são determinados automaticamente.
III. ( ) Utiliza-se linguagem de máquina de baixo nível, que possui maior desempenho.
IV. ( ) A programação pode ser validada por simulação, antes de dar início às operações.
 
Agora assinale a alternativa que apresenta a sequência correta:
· F, V, F, F.
· V, F, F, F.
· V, F, F, V.
· V, V, F, V.
· F, F, V, V.
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A afirmação I é verdadeira, pois por meio do CAD é possível simular uma operação antes que aconteça e, assim, determinar o tempo e os custos envolvidos em um processo de usinagem. A afirmação II é também verdadeira, pois o sistema CAD/CAM consegue inserir automaticamente valores otimizados de velocidade e avanço a partir das configurações simuladas. E a afirmação IV é também verdadeira, uma vez que o CAD recorre a protótipos modelados em 3D, para gerar a simulação virtual de um processo de usinagem, de modo que o passo a passo da programação poderá ser analisado.
9. A manufatura industrial envolve o processo desde a separação até o tratamento da matéria-prima por agentes químicos e temperatura, o que requer entendimento sobre composição de diferentes ligas metálicas para o processo de fundição e compactação do material que será usinado. Esse processo é ilustrado na figura a seguir:
Fonte: How… (2021).
 
#PraCegoVer: a imagem demonstra três etapas de um processo de manufatura, ilustrados dentro de quadrados com setas, indicando as etapas seguintes. A primeira etapa (I) mostra a matéria-prima passando por tratamento inicial e pesagem; a segunda (II) apresenta os materiais entrando em processos de separação e compactação e a terceira (III), por fim, apresenta diferentes etapas de usinagem, incluindo sinterização (tratamento térmico).
 
HOW is it made? A powder metallurgic material. All about cemented carbid, [2021c]. Disponível em: http://www.allaboutcementedcarbide.com/how-is-it-made/. Acesso em: 26 out. 2021.
 
As três etapas apresentadas na imagem representam os diferentes processos iniciais (I), secundários (II) e finais (III) na manufatura industrial, que podem recorrer, dentre outros, aos quatro processos descritos a seguir:
 
A. Fundição
B. Acabamento
C. Tratamento Químico
D. Controle de Qualidade
 
Assinale a alternativa que indica a correta associação entre os processos citados (A, B, C e D) e sua etapa dentro da manufatura industrial (I, II ou III):
· A-I, B-II, C-III, D-II.
· A-II, B-III, C-I e D-III.
· A-II, B-III, C-III, D-II.
· A-III, B-II, C-II, D-I.
· A-I, B-III, C-II e D-III.
Os processos iniciais da manufatura industrial envolvem o tratamento químico da matéria-prima que será utilizada, chegando, assim, às etapas secundárias de moagem, fundição e compactação no material que será disponibilizado para usinagem. Na terceira etapa, temos o processo de acabamento, que envolve desde a usinagem até o tratamento térmico, sendo que o controle de qualidade é realizado ao final.
10. Uma peça produzida em alumínio deverá ser fresada em uma máquina controlada por programação CNC, a qual possui quatro dentes de 19,1 mm de diâmetro. Pela leitura dos parâmetros, é possível descobrir que a velocidade com que essa máquina realiza o corte é de 120 m/min e que sua velocidade de avanço é de 0,5 mm/dente. Considere a equação: [N = Velocidade de Corte / (Pi x Diâmetro)] e Pi = 3,1415.
 
Sabendo disso, assinale a alternativa que indica os valores de rotação para a velocidade de corte (VC) e de avanço (F) em rotações por minuto (N) e em milímetros por rotação (VF), respectivamente.
· N = 1.999 e VF = 2.
· N = 2.000 e VF = 2.
· N = 2.000 e VF = 8.
· N = 2.001 e VF = 8.
· N = 1.999 e VF = 4.
Para calcular a rotação (N), pela equação e pelos valores fornecidos no contexto do enunciado, é possível chegar à fórmula [120 m /min / (3,1415 x 19,1 mm)]. Aqui, depois de converter o diâmetro para metros, conseguimos realizar a conta e chegar ao valor de 2.000 rpm; já a rotação da velocidade de avanço (VF) é calculada multiplicando-se o número de dentes pela velocidade de avanço fornecida (4 x 0,5), o que dá 2 mm /rotação.