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Programa Usinagem: CONTEÚDO PROGRAMÁTICO (UNIDADES E SUBUNIDADES) Carga horária Unidade I – Introdução ▪ Conceitos Básicos; ▪ Segurança e Medicina do Trabalho. 06 Unidade II – Tecnologia de Usinagem: ▪ Materiais para ferramentas de corte; ▪ Movimentos relativos Peça x ferramenta; ▪ Força e potência de corte ▪ Geometria de corte; 30 Unidade III – Fabricação mecânica: ▪ Operações básicas de usinagem; ▪ Elaboração de ciclos de fabricação; ▪ Custos/orçamentos industriais; ▪ Processos de usinagem não convencional 25 Unidade IV – Complementos ▪ Fluidos de corte; ▪ Impacto ambiental; ▪ Noções básicas de CNC. 15 Bibliografia: BIBLIOGRAFIA BÁSICA: DINIZ, Anselmo Eduardo; MARCONDES, Francisco Carlos; COPPINI, Nivaldo Lemos. Tecnologia da Usinagem dos Materiais. 5. ed. São Paulo: Artliber Editora, 2006. 255p. ISBN 85-872-9601-9 FERARESI, Dino. Fundamentos da Usinagem dos Metais. São Paulo: Edgard Blucher,2000. ISBN 85-212-0257-1 FREIRE, J. M.. Tecnoclogia do Corte. Rio de Janeiro: Livros Técnicos e científicos1977 370 p. São Paulo: Atlas, 2004. 410 p. ISBN 8522437653 COMPLEMENTAR: CASILLAS, A. L. Ferramentas de Corte. 3. ed. São Paulo: Mestre Jou, 1973. 198p. CHIAVERINI, Vicente. Aços e Ferros Fundidos. 6. ed. São Paulo: Associação Brasileira dos Metais- ABM 1990. 576p CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica. 2. ed. São Paulo: Mc Graw-Hill do Brasil, 1986. 2v. 315 p. PROVENZA, Francesco. Projetista de Máquinas. São Paulo:Provenza1996 STEMMER, Gaspar Erich. Ferramentas de Corte I. 4. Ed. Santa Catarina Editora da UFSC, 1995. 249p. Conceito: “Processo de fabricação mecânica que tem como objetivo a fabricação de uma peça, conforme desenho, sendo a mesma submetida a ação de uma ferramenta de corte, com a geração de cavaco.” • Ênfases: - Custos; - Qualidade; - Produtividade; - Segurança e medicina no trabalho; - Treinamento; - Relacionamento interpessoal; - Meio ambiente. Pilares: • SEGURANÇA H • SAÚDE . MEIO AMBIENTE Física/mental Decomposição de Resíduos: Impacto Ambiental: Pontos de atenção: “Nosso maior patrimônio é a nossa integridade física e mental juntamente à de nossos colaboradores.” Atenção: - Conhecimento da legislação; - Utilização de EPIs; - Implantação de EPCs; - Manutenção; -Treinamento técnico/operativo; - Atitude: concentração, atenção, tranquilidade. - Programas voltados à segurança; Programas: - CIPA; - SIPAT; - Treinamento / cursos de um tema; - Dispositivo a prova de erros (Error proofing); - Programa 5s; - Programa de sugestões; - Reuniões “bom dia”; - Atenção a datas anteriores/posteriores a feriados; - Palestras orientativas; -Check list operacional; - Rota de fuga; - Mapa de risco; - Segurança doméstica/no transito; Programa 5S: Propriedades: • Dureza elevada Alta resistência ao desgaste; • Boa tenacidade Alta Resistência mecânica; • Boa condutividade térmica; • Custo x Benefício. Propriedades: Famílias: • Aços carbono; • Aços rápidos, • Metal duro, • Cerâmica, • Cermets, • Policristalinos. Aços Rápidos: Liga de Fe/C mais a presença de elementos de liga. Principais elementos de liga: W, Va, Cr, Mo. DEFINIÇÃO: – Dureza elevada 60~65 HRC Função da transformação martensítica aliada a formação de carbonetos. – Resistência ao revenido (até @ 600°c). – Tenacidade e resistência mecânica compatíveis PROPRIEDADES: – AISI M2 – AISI M35 PROPRIEDADES: Ferramentas: Metal Duro: Família de carbonetos metálicos que utiliza como aglutinante o elemento cobalto. DEFINIÇÃO: – Elevada dureza 1.200 a 2.200 HV. – Tenacidade e resistência mecânica compatíveis. – Excelente custo benefício. PROPRIEDADES: P, M, K. CLASSES: Ferramentas intercambiáveis: Cerâmica: Liga constituída basicamente de óxido de Alumínio ou nitreto de silício obtida pelo processo de sinterização apresentando alta dureza. DEFINIÇÃO: – Elevada dureza a quente @ 2.000~2500 HV. – Tenacidade limitada. – Baixa condutividade térmica. – Atenção à choque térmico. – Restrição quanto a geometria de quebra cavaco. PROPRIEDADES: Cemet/Policristalinos: Família de carbonetos que utilizam como aglutinante o elemento níquel. Aplicação: Usinagem de acabamento em aços. CERMET: CBN -> Nitreto cúbico de boro. Aplicação: usinagem de materiais duros (> 45 HRC). PCD -> Diamante policristalino. Aplicação: usinagem de materiais não ferrosos por evitar a formação da APC (aresta postiça de corte). POLICRISTALINOS: Gráfico Comparativo: Conclusão: ITEM APLICAÇÃO LIMITAÇÃO QUANTO A UTILIZAÇÃO Aço rápido - Uso geral - Bom custo benefício. - Excelente tenacidade - Não possibilidade a temperaturas superiores a 600°c. Metal Duro - Uso geral - Bom custo benefício. - Excelente tenacidade. - Velocidade de trabalho maior. - Ferramentas integrais custo elevado quando existem quebras. Cerâmica - Elevada dureza. - Usinagem de ferro fundido. - Baixa reatividade química. - Restrição à geometria de quebra cavaco. - Atenção à choques térmicos. Cermet - Operações de acabamento em aços. - Velocidades de corte maiores. - Baixa reatividade química. - Operação de desbaste. PCD - Usinagem de materiais não ferrosos. - Evitar o surgimento da APC. - Custo elevado (balanço econômico). CBN - Usinagem de materiais com dureza superior a 45 HRC. - Custos elevado (balanço econômico). - Avanços de corte baixos. Elementos: • Velocidade de corte (m/min); • Rotação (rpm); • Velocidade de avanço (mm/min); •Avanço por giro (mm/rot); •Profundidade de corte (mm); •Seção de cavaco (mm ). 2 Considerações: Principais tempos em usinagem: . Tempo ativo: É o tempo em que a máquina está trabalhando em velocidades de corte, seja usinando, em aproximações e recuos. Podemos assim concluir que teoricamente o tempo ativo é aquele que se está gerando cavaco. . Tempos passivos: É o tempo em que não há processo de corte durante a fabricação. Em geral são os maiores tempos no processo de fabricação. . Tempo máquina: Tempo medido referente a fabricação a partir do início (start) do ciclo até o seu final. Em máquinas com carregamento automático o carregamento e descarregamento estão contidos no tempo máquina. . Considerações: . Tempo Ciclo: É o tempo utilizado para determinação da produção horária, sendo levado em conta: - Tempo máquina - Tempo de troca da ferramenta - Controle de peças - Retirada de alarmes - Limpeza máquina - Controle e inspeções - Preset - Reabastecimento de material - Fatores fisiológicos - Descanso - Etc. . Fatores de perdas industriais: - Refugo - Limpeza - Ineficiência do equipamento. - Falta de matéria prima - Reuniões institucionais, treinamento - Etc . Mão de obra=: ((Prod diária x Tempo ciclo x % perdas)+peças adicionais)) x % presença Horas/dia Considerações: • Forças de corte: - Força principal de corte; - Força radial;- Força axial; • Potência de corte: Quantidade de energia por unidade de tempo necessária para realização do corte. Considerações: Considerações: Ângulos: • ............ Ângulo de Saída ou Ataque; • ............ Ângulo de Folga ou Incidência; • ............. Ângulo de Cunha; Dinâmica: Considerações: • Corte/ajustagem; • Torneamento; • Furação/rosqueamento; • Fresamento; • Retificação. Torneamento: Furação: Fresamento: Fresamento: Retificação: Considerações: “ Sequência lógica de operações visando a fabricação de uma determinada peça ou equipamento, sendo contemplado: operação, máquina, dispositivos, ferramenta, meios de controle.” Pontos de atenção: Orçamento: • Custo da matéria prima: • Peso específico do aço: • Custo de mão de obra: - Torneamento, ajustagem, furação: - Fresamento, mandrilamento: - Retífica: - Eletroerosão: -CNC: • Despesas administrativas: • Custos fixos: • Lucro: Planilha: Elaborada por : Prof. João André Desenho: Orçamento: OP PROCESSO MÁQUINA/ACESSÓRIO FERRAMENTA CONTROLE TEMPO CUSTO 10 Corte Serra alternativa Lâmina de serra 3,0 mm Paquímetro 20 Faceamento Torno mecânico Ferramenta de facear Esquadro 30 Furação de centro Torno mecânico Broca de centro Gabarito 40 Torneamento de desbaste Torno mecânico Ferramenta de desbaste Paquímetro 50 Torneamento em acabamento Torno mecânico Ferramenta de acabamento Paquímetro 60 Rosqueamento Torno mecânico Ferramenta perfilada Padrão 70 Furação Furadeira de coluna Broca diâ. 6,00 mm Paquímetro 80 Tratamento térmico Trabalho externo Certificado 90 Retífica Retificadora Rebolo Micrômetro CUSTO OPERATIVO: CUSTO MATÉRIA PRIMA: DESPESAS ADMINIST.: CUSTOS FIXOS: LUCRO: CUSTO TOTAL UNIT.: Formação: • Definição: material removido durante à usinagem. • Tipos: - Cavaco do tipo partido; - Cavaco do tipo contínuo: Sem Controle Controlado Controle: • Criticidades: - Segurança operacional; - Danos a máquina/componentes; - Danos à qualidade do produto; - Maior potência consumida; - Problemas de logística. • Mecanismos de controle: - Adoção de quebra cavaco; - Alteração dos parâmetros de trabalho; - Alteração na geometria de corte; - Interrupção durante o corte. Funções: • Retirar calor; • Lubrificação: Melhor acabamento da peça Reduzir o desgaste da ferramenta • Condução do cavaco para fora do ponto de corte; • Proteção anti-corrosiva para máquina/peça/ferramenta; • Controle da temperatura do sistema. Flúido ideal: • Ter boa capacidade de refrigerar e lubrificar; • Não ser nocivo; • Não ser corrosivo; • Ser translúcido; • Não ser inflamável; Tipos: • Óleo emulsionável - Constituído por água + óleo+ emulgadores Exemplo: concentração de 3 a 15% • Óleos solúveis - Constituído por água e óleo em solução. • Óleos integrais - Óleos puros (geralmente de origem mineral). • Óleos sintéticos - Excelentes características de lubrificação e resfriamento além de resistência a ação de micro organismos. • Ar comprimido - Função específica de condução do cavaco. Visão sistêmica: Utilizar ou não um fluido de corte Aspectos a serem analizados • Viabilidade técnica; • Medicina do trabalho; •Custos de aquisição; •Custo de descarte; •Instalações; •Pressões sociais; •Impacto ambiental. Tendência: • Sistema convencional lubrificação abundante Ex: 2,4 m /h Minimização do fluido de corte: • 10 a 20 ml/h; • pressão de 3 a 4 bar 3 Conclusão: “Com a evolução dos materiais e equipamentos utilizados em processos de usinagem existe uma real tendência de minimizar a quantidade de fluido de corte a ser empregado, podendo chegar até mesmo à sua eliminação.” “Assim sendo deve ser feito uma análise de viabilidade contabilizando os ganhos e limitações quanto sua utilização, sem conclusões pré formadas.” Considerações: Considerações: • Definição: processo de usinagem que consiste na remoção gradativa de material a partir da ação de múltiplos dentes de corte incrementados entre si, objetivando a realização de um determinado perfil. • Processo: brochamento (interno ou externo) • Ferramenta: brochas (planas e cilíndricas) •Máquina: brochadeira vertical e horizontal Concepção de trabalho: tração ou compressão Ferramenta: Considerações: • Definição: processo de usinagem que consiste na conformação de perfis a partir da ação de descargas elétricas entre eletrodo e peça, erodindo-a (fusão). • Temperaturas: até 50.000°C • Ferramenta: eletrodo (cobre eletrolítico, grafite, etc) • Flúido dielétrico: controle do processo, limpeza (não ser inflamável) Considerações: Definição: • CNC: comando numérico computadorizado Sistema computadorizado que permite a automatização de máquinas a partir da programação quanto à trajetória, parâmetros de usinagem das ferramentas, objetivando otimização de processos industriais. Evolução: Torneamento CNC: Cinemática: Considerações: • Vantagens: - Maiores velocidades de tabalho; - Redução dos tempos passivos; - Redução tempo de troca de ferramentas; - Repetibilidade; - melhor nível qualitativo; - Programação do percurso; - Máquinas rígidas e potentes; - Maior segurança operacional; - Desenvolvimento pessoal. • Limitações: - Maior preço de aquisição; - Maior custo de manutenção, principalmente eletro eletrônica; - Necessidade de mão de obra especializada; Considerações: • Elementos determinantes: • Ferramentas: insertos intercambiáveis, policristalinos, ferramentas de metal duro integral; • Programação da trajetória: avanços rápidos e de trabalho; • Refrigeração convencional / interna; • Potência de trabalho; • Segurança operacional.