Usinagem: Exercícios e Desafios

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Exercícios e desafios Usinagem 
 
1 ) Muitos dos equipamentos que manuseamos diariamente têm peças usinadas. É o caso 
dos eixos ou das peças que foram produzidas com uma matriz de injeção de plástico, a qual 
foi usinada para dar forma à peça plástica. Identificar o tipo de processo em que a peça foi 
produzida é uma informação importante para o dia a dia do engenheiro. 
1 - Escolha uma peça que utilize os processos de fabricação com e sem remoção de cavaco 
para sua execução. 
2 - Desenhe a peça, identifique e explique quais as formas geradas com e sem remoção de 
material. 
 
 
 
2) Os processos de fabricação dependem do material e principalmente das propriedades 
mecânicas e físicas dele. Tais propriedades limitam os processos de fabricação que podem 
ser aplicados. A usinabilidade indica a facilidade com que um determinado material pode ser 
usinado utilizando ferramentas e condições de corte apropriadas. 
Imagine que você é um engenheiro de processos e precisa definir os parâmetros de 
usinagem para a produção de uma peça. A engenharia de produto deixou a especificação 
de dois possíveis materiais para a produção da peça e as características deles são 
apresentadas no quadro abaixo: 
 
 
Com base nessas informações, defina o melhor material para o processo de usinagem e 
justifique sua escolha. 
 
 
 
3) Sabendo que você tem uma plaina limadora horizontal, calcule o 
número de golpes por minuto, o curso da plaina e a profundidade de corte 
para uma peça com dimensões brutas de 50 x 250 x 250 mm, de forma a 
deixar a altura de 43 mm. Sabe-se que a peça é de aço 1020 e a ferramenta 
é de aço rápido. 
Escreva sua resposta no campo abaixo: 
 
4) Você é responsável pela definição dos processos de usinagem de uma empresa. Tem 
à disposição uma barra de aço 1020 bruto de φ19 mm, um torno mecânico e ferramentas 
de aço rápido para execução da peça abaixo. Indique as velocidades de corte e de avanço 
indicadas, a profundidade de corte adotada, o planejamento com a sequência das 
operações, os tipos de ferramenta indicados em cada operação e o tipo de instrumento de 
medição necessário. 
 
 
 
 
O torno disponível tem as seguintes rpm possíveis. Indique para que deve ser utilizado. 
 
5) Daniel está criando o projeto de duas peças e precisa indicar qual o tipo de rosca que 
será empregado em cada uma delas. 
A primeira das peças é uma união para tubulação de ventilação de ar e o objetivo é unir 
duas peças. 
A segunda das peças é um eixo roscado para transmissão de movimento de uma manivela, 
gerando translação com firmeza para os dois sentidos. O intuito é de movimentar o carro 
porta-ferramentas. Indique qual o tipo de rosca você aplicaria em cada um dos casos e 
justifique o motivo. 
Escreva sua resposta no campo abaixo: 
 
6) João executa os projetos de matrizes de corte e dobra e especifica as furações e tipos 
de ferramentas necessárias para cada processo. João está finalizando um projeto de base 
de matriz, que possui 4 furos para colunas retificadas, 4 furos passantes para alojamento do 
parafuso e dois furos para pinos guias paralelos. Sabendo que João aplica o pino guia com 
diâmetro de 4-0,005 mm e comprimento de 30mm, o parafuso é Allen cabeça chata M5 com 
comprimento de 30 mm e colunas retificadas com diâmetro 15-0,007mm. 
 
 
 
7) André foi chamado em oficina para sugerir os processos de finalização das 
seguintes peças: 
 
 
 
8) João precisa fazer a especificação das lâminas de serra para o corte de três materiais 
que serão utilizados no novo lote a ser liberado para a produção. 
Material 1 – Aço 1020 - diâmetro de 10 mm. 
Material 2 – Aço 1020 - diâmetro de 19 mm. 
Material 3 – Tubo aço 1020 40 x 80 mm com parede de 2,5 mm. 
Escreva sua resposta no campo abaixo: 
 
 
9) Você é o engenheiro responsável pela definição dos processos de usinagem, e a peça 
apresentada abaixo, fabricada em aço 1020, precisa ser usinada. Sabe-se que você tem 
disponível uma fresadora vertical com morsa, parafusos com apoiadores para fixação de 
peças e que o bloco de material é de 56x110x210 mm. 
 
 
10) Giovani é um projetista de matrizes e está definindo a sequência de processos 
necessários para a finalização de uma peça. Ele já definiu o formato, o material - aço SAE 
1045 -, a posição dos furos para pinos-guia e para roscas e especificou a têmpera e o 
revenimento. Está faltando apenas o processo de acabamento para tirar as imperfeições 
superficiais geradas no processo de endurecimento da peça e reduzir a rugosidade do 
processo de aplainamento empregado na execução das dimensões-base. Agora auxilie 
Giovani e especifique qual o processo de usinagem com ferramenta não definida que você 
utilizaria para o acabamento e o motivo. 
 
11) André está com o projeto de duas matrizes, precisa definir o processo de usinagem 
e está indeciso se aplica eletroerosão a fio ou eletroerosão por penetração. 
 
 
 
 
12) Francisco precisa definir os gases de plasma para o corte de alguns materiais. Os 
elementos a serem cortados são aço SAE 1020 de 2 até 8 mm de espessura para a 
fabricação de peças de alumínio com espessura de 3 mm. Ajude Francisco na tarefa e 
indique quais os gases de corte que devem ser aplicados, explicando o motivo de sua 
escolha. 
 
 
 
 
13) João é engenheiro mecânico em uma empresa de usinagem e foi chamado pelo 
setor de usinagem para auxiliar na solução de um problema. Uma peça de 56 mm de aço 
baixo carbono está em usinagem sendo desbastada com uma ferramenta de aço rápido no 
torno mecânico, gerando a formação de cavaco em fita. 
Sabendo que os parâmetros de corte em uso são Vc=40m/min, profundidade= 2mm e 
avanço 1mm/volta, indique as alterações necessárias para evitar o cavaco em fita. 
Além disso, indique o tipo de quebra-cavaco a ser executado na ferramenta em uso. 
Escreva sua resposta no campo abaixo: 
 
 
14) Uma montadora de veículos está realizando um orçamento para terceirizar a produção 
de um eixo para seus carros. A empresa na qual você trabalha vai participar desta 
negociação e você é o responsável por calcular o custo operacional, considerando o 
consumo de energia elétrica para fabricar esses eixos. 
Como ainda não se tem a quantidade determinada para a produção, realize o cálculo com 
base na produção de um eixo, sabendo que o custo da energia é de R$0,50 KW. 
 
 
 
15) Os fenômenos de desgaste por abrasão, oxidação, difusão, deformação plástica 
e trincas são excitados/ativados devido às altas temperaturas na usinagem. 
Você, como engenheiro mecânico consultor, especialista em processos de fabricação, foi 
questionado por um de seus clientes: 
Existe alguma forma de reduzir o desgaste das ferramentas de corte com o aumento da 
temperatura de usinagem? 
Qual seria a sua resposta para o cliente? 
Escreva sua resposta no campo abaixo: 
 
 
16) Neste Desafio, você é responsável pelo centro de usinagem Corte Metal. Ao analisar 
os resultados da tabela a seguir, obtidos ao tornear uma peça de aço SAE1045, utilizando 
ferramenta de metal duro revestido, você deve explicar aos operadores: 
a) A escolha pela condição de corte com Vc = 360 m/min com a utilização de óleo solúvel. 
Desconsidere a diferença da qualidade superficial entre as duas velocidades diferentes. 
b) O efeito da diferença no tempo de vida da ferramenta em meio lubrificante a óleo e a seco 
nas duas velocidades utilizadas. 
 
 
17) Você é responsável pela definição dos processos de usinagem de uma 
empresa. Tem à disposição uma barra de aço 1020 bruto de f19 mm, um torno 
mecânico e ferramentas de aço rápido para execução da peça abaixo. Indique 
as velocidades de corte e de avanço indicadas, a profundidade de corte 
adotada, o planejamento com a sequência das operações, os tipos de 
ferramenta indicados em cada operação e o tipo de instrumento de medição 
necessário. 
 
O torno disponível tem as seguintes rpm possíveis. Indique para que deve ser 
utilizado. 
Meio lubrificante 
Velocidadede 
corte [m/min] 
Vb [mm] 
Vida da ferramenta 
 t [minutos] 
Óleo sintético 360 0,3 5,0 
A seco 360 0,3 3,0 
Óleo sintético 445 0,3 2,5 
A seco 445 0,3 4,4