TCC_Completo_Gabriel_Mecanica_Industrial_Mettzer

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Gabriel Henrique Souza de Morais
CPET – Centro de Profissionalização e Educação Técnica
Parnamirim – RN
2025
PROJETO E FABRICAÇÃO DE UM FLANGE DE AÇO PARA APLICAÇÕES INDUSTRIAIS
RESUMO
Este trabalho tem como objetivo desenvolver o projeto e simulação da fabricação de um flange de aço, utilizado em sistemas de tubulação industriais. O estudo contempla a elaboração do desenho técnico conforme normas ABNT, definição de material, análise do processo de usinagem (torneamento e furação), além de uma estimativa básica de custo. O projeto foi modelado no SolidWorks, com foco em aplicação prática para uso real na indústria. Este TCC demonstra como o conhecimento técnico de mecânica industrial pode ser aplicado na prática, utilizando ferramentas CAD e processos de fabricação convencionais.
Palavras-chave: Flange, Usinagem, Projeto Mecânico, SolidWorks, Tolerância, Desenho Técnico.
1 INTRODUÇÃO
No contexto industrial, flanges são componentes fundamentais em sistemas de tubulações, pois permitem a conexão segura entre tubos, válvulas, bombas e outros equipamentos. A fabricação e o dimensionamento corretos dos flanges são essenciais para garantir a vedação, resistência mecânica e facilidade de manutenção.
Este trabalho tem por finalidade projetar e simular a fabricação de um flange com base nas práticas aprendidas ao longo do curso técnico em Mecânica Industrial. A escolha do tema se deu pela relevância desse componente em diversos setores industriais, como petroquímico, alimentício e automobilístico.
2 OBJETIVOS
2.1 Objetivo Geral
Projetar e simular a fabricação de um flange metálico, desde a modelagem no SolidWorks até a análise do processo de usinagem.
2.2 Objetivos Específicos
- Criar o desenho 2D e 3D do flange no SolidWorks;
- Definir o material e características mecânicas do componente;
- Analisar as etapas do processo de fabricação (torneamento, furação, acabamento);
- Aplicar normas técnicas da ABNT e DIN para flanges;
- Apresentar um estudo de custo e controle dimensional básico.
3 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
3.1 O que é um Flange
Um flange é uma peça mecânica circular, utilizada para unir tubos ou válvulas, possibilitando montagem e desmontagem de sistemas com segurança. Pode ter diferentes padrões conforme normas técnicas, como DIN 2633, ANSI/ASME e ABNT NBR 5590.
3.2 Normas Técnicas Aplicáveis
No Brasil, os flanges são regulados por normas como a NBR 5590 e DIN 2576/2633. Estas normas definem as dimensões padronizadas, furações, pressões de trabalho e tolerâncias geométricas.
3.3 Materiais Utilizados
Os flanges são comumente fabricados em aço carbono, aço inoxidável ou ligas metálicas. Neste trabalho, foi escolhido o aço SAE 1020 por sua boa usinabilidade e custo acessível.
3.4 Processos de Fabricação
A fabricação de flanges envolve etapas como corte do material bruto (tarugo), torneamento, furação, rebarbação e acabamento superficial. Esses processos são essenciais para garantir precisão dimensional e acabamento adequado, conforme as normas técnicas.
4 DESENVOLVIMENTO
4.1 Dimensões do Flange
- Diâmetro externo: 150 mm
- Diâmetro interno: 80 mm
- Espessura: 10 mm
- Número de furos: 4
- Diâmetro dos furos: 10 mm
- Distância entre furos (P.C.D.): 120 mm
4.2 Modelagem CAD
A modelagem foi realizada no SolidWorks 2023, utilizando ferramentas como Boss-Extrude, Cut-Extrude e criação de padrão de furos. O desenho 2D foi gerado com vistas frontal, superior e isométrica, aplicando cotas funcionais e tolerâncias dimensionais.
4.3 Processo de Usinagem
O processo de fabricação do flange foi dividido nas seguintes etapas:
- Torneamento do diâmetro externo e interno em torno mecânico;
- Furação dos quatro furos simétricos em furadeira de bancada;
- Rebarbação e acabamento superficial com lima e esmerilhadeira.
4.4 Controle Dimensional
O controle foi realizado com paquímetro analógico de resolução 0,02 mm, e aplicou-se uma tolerância geral de ±0,2 mm para todas as dimensões.
4.5 Estimativa de Custo
- Matéria-prima (tarugo SAE 1020): R$ 20,00
- Tempo estimado de usinagem: 1 hora
- Custo de produção aproximado: R$ 50,00
5 RESULTADOS E DISCUSSÃO
O flange projetado atendeu aos requisitos técnicos, com medidas padronizadas e fabricação viável em oficina mecânica convencional. A aplicação de normas técnicas garantiu conformidade dimensional e funcionabilidade prática.
6 CONCLUSÃO
O desenvolvimento do projeto de um flange permitiu aplicar os conhecimentos do curso técnico de forma prática, desde o uso de software CAD até a análise dos processos de fabricação. Este trabalho destacou a importância do desenho técnico, das normas e do planejamento de fabricação no contexto industrial.
7 REFERÊNCIAS
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 5590: Flanges para tubulações. Rio de Janeiro, 1994.
DIN DEUTSCHES INSTITUT FÜR NORMUNG. DIN 2633: Flanges para tubulações PN16. Alemanha, 2001.
MACHADO, Fernando. Tecnologia Mecânica – Volume 1. São Paulo: Érica, 2012.
SENAI. Processos de Usinagem: Torno Mecânico Convencional. 2018.
SolidWorks Corporation. Manual Técnico do SolidWorks 2023.