Planejamento Do Processo

(1)

-USINAGEM

USINAGEM

Prof

. Anselmo

E. Di

niz

DEF/FEM/UNICAMP

(2)

Planejamento do Processo - Usinagem

Planejar processos de usinagem é

descre

descrever os detalhes dos passos

ver os detalhes dos passos ee

operações necessárias para

transformar uma peça em bruto em

uma peça acabada

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Planejamento do Processo - Usinagem

Planejar processos de usinagem é

descre

descrever os detalhes dos passos

ver os detalhes dos passos ee

operações necessárias para

transformar uma peça em bruto em

uma peça acabada

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Planejamento do Processo - Usinagem

Informações

Informações iniciais para iniciais para planejar sua planejar sua fabricação:fabricação:

Material da peça, desenho da peça bruta, peso, número de Material da peça, desenho da peça bruta, peso, número de peças a serem usinadas, desenho da peça depois da usinagem peças a serem usinadas, desenho da peça depois da usinagem com tolerâncias dimensionais e geométricas e rugosidade

com tolerâncias dimensionais e geométricas e rugosidade

Desenho da peça em bruto

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Planejamento do Processo - Usinagem

Fases do planejamento do processo de usinagem:

1. Escolha das superfícies de referência (ops de referência) 2. Definição da sequência de operações

4. Cálculo dos sobremateriais das operações e das dimensões intermediárias

5. Escolha das ferramentas, das condições de usinagem e dos instrumentos de medição

3. Escolha das máquinas ferramentas para cada operação

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Planejamento do Processo - Usinagem

Antes do início do planejamento – agrupar as peças –

Tecnologia de Grupo

Def.: técnica para identificar e agrupar componentes similares ou relacionados por processos produtivos de modo a tirar

vantagens de suas similaridades – famílias de peças com

processos similares de fabricação

Para fins didáticos, dividiremos os diversos tipos de peças em 3 grandes famílias

• sólidos de revolução com L/D grande (eixos, pinos e varões)

• sólidos de revolução com L/D pequeno (engrenagens, polias, etc.) • peças não associadas à sólidos de revolução (carcaças, blocos)

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Operações de Referência

Objetivo: criar sistema de referência que vai ser usado, nas operações posteriores, para fixar e localizar a peça

• Sólidos de Revolução com L/D grande

Operação de Faceamento e Centragem

Centragem cria a superfície de referência (linha de centro) e o Faceamento cria referências p/ cotas longitudinais

Máquinas: faceadora e centradora para altas séries e tornos para baixas séries (feita em 2 fixações)

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Operações de Referência

Cuidados no faceamento e centragem

• relacionar a remoção de

material com 1 ponto de referência do forjado para evitar falta de material p/ usinagem (cota A)

• quando as peças são furadas – centragem usando chanfros

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Operações de Referência

• Sólidos de Revolução com L/D pequeno

2 opções:

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Operações de Referência

(11)

Operações de Referência

c) Peças não associadas a sólidos de revolução - carcaças

Cotas a1 e b1 – op. de faceamento

que, como consequência, obtem cota C2

Cota d1 – obtida usinando-se a

parede D, tomando-se A como referência

A posição da bolacha de fundição foi calculada no projeto do fundido

Op. de referência – fresamento

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SOBREMETAL DE USINAGEM

Def.: camada de material a ser removida de uma superfície quando esta for usinada

Muitas vezes, uma determinada superfície da peça sofre várias operações de usinagem desde seu estado bruto até as dimensões finais

Então, pode-se definir

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SOBREMETAL DE USINAGEM

p/ superfícies externas p/ superfícies internas



  n i Si St 1 af ab St   ab af St   i i

a

Si

 _₁ 

(14)

SOBREMETAL DE USINAGEM

Se sobremetal removido é muito grande – processo caro

Se sobremetal for insuficiente – maior número de peças

rejeitadas – consequentemente, processo também caro

Sobremetal ótimo – aquele que garanta uma qualidade

previamente fixada da superfície usinada a um custo de processamento mínimo

Sobremetal mínimo necessário (Sn) deve compensar: 1) Espessura da camada danificada da peça em bruto

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SOBREMETAL DE USINAGEM

i i i i i

n

R

t

S



max

_₁



_₁



 _₁



 mi fi li i    





Erro de localização em operação de torneamento

(16)

SOBREMETAL DE USINAGEM

(17)

SOBREMETAL DE USINAGEM

(18)

SOBREMETAL DE USINAGEM

(19)

SOBREMETAL DE USINAGEM

Tolerâncias, sobremetais e dimensões intermediárias –

(20)

SOBREMETAL DE USINAGEM

Sm

DM

Dm

₁



₂



_DM

₁



_Dm

₂



_SM

' 2 2

T



Para não gerar refugos

' 1

1

T



Em operações intermediárias, a tolerância de_{projeto deve ser igual à possível de ser obtida}

pela máquina para não aumentar o sobremetal necessário

(21)

SOBREMETAL DE USINAGEM

Se o processo de usinagem de 1 superfície tiver n operações de usinagem: i i i Dm SM DM _ _ 1

Para operações externas (cont.)

i i

i

DM

Sm

(22)

SOBREMETAL DE USINAGEM

Tolerâncias, sobremetais e dimensões intermediárias – operação interna i i i

DM

SM

Dm

_₁





DM

_i_



Dm

_i



Sm

_i 1

(23)

SOBREMETAL DE USINAGEM

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SOBREMETAL DE USINAGEM

P/ operações nas faces (sentido positivo de cotagem coincide com a sequência de operações):

Face A:

_AM

₁ 

_Am

₂ 

_Sm

_A

Am

1 

AM

2 

SM

_A

Face B:

_Bm

₁ 

_BM

₂ 

_Sm

_B

_BM

₁ 

_Bm

₂ 

_SM

_B

Equações gerais: Lm_i  Lm_i_  Sm_i

1 LM i  Lmi1  SM i

Para sentido negativo de cotagem:

i i i

Lm

Sm

LM



_₁



i i i

LM

SM

Lm



_₁



(25)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

- Sólidos de Revolução com L/D grande - eixos

1) Faceamento e centragem – em faceadoras e

centradoras (alta série) ou em tornos (baixas séries) 2) Torneamento – tornos CNC

5) Retificação cilíndrica e de face

3) Corte e acabamento de dentes de engrenagens – se

houver

(26)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Tolerância típica do faceamento: IT8

Diâmetro da barra ou forjado (mm) Sm por face (mm)

Até 30 1,5

De 30 a 80 2,0

De 80 a 150 3,0

(27)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Tolerância típica do torneamento: IT7

Diâmetro da barra ou forjado (mm) Sm no raio (mm)

Até 50 0,8

De 50 a 100 1,0

De 100 a 180 1,2

(28)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Operações de retificação – são realizadas em 2 condições

distintas

• após o tratamento térmico – visa dar dimensões finais à

peça

• após o torneamento e antes do tratamento térmico –

em superfícies de referência para operações posteriores Podem ser: de face, cilíndrica externa e cilíndrica interna

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OPERAÇÕES DE USINAGEM

Retificação de face – necessária quando a face é usada

para encosto de outra peça (rolamento, engrenagem), ou por necessidade de montagem – visa principalmente a

precisão de medidas e não de rugosidade

Retificação de face com retificação cilíndrica

Retificação de face com rebolos especiais

(30)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Sobremetal mínimo para retificação de face:

i i i i

n

R

S

Sm





max

_₁





_₁



Rugosidade da operação anterior

desvios de posição da operação anterior

Erros de montagem da operação de retificação

A parcela “t” foi removida desta equação, porque a operação anterior é,

(31)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Sobremetais mínimos para operação de retificação de face

Dimensão (mm) Sm (mm)

Até 100 0,10

De 100 a 200 0,10 a 0,12

De 200 a 300 0,10 a 0,15

De 300 a 500 0,15 a 0,25

Rugosidades típicas obtidas pelas operações: Torneamento – Ra de 0,8 a 6,3 mm

Fresamento – Ra de 1,6 a 6,3 mm

(32)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Retificação de diâmetros externos (cilíndrica):

(33)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

(34)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Sobremetais para retificação cilíndrica: Deve sempre ser feita entre centros

]

max

[

2 .

2 S

_i

n



R

_i_₁



 _i_₁



 _i

(35)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Diâme-tro do eixo [mm] Op. Ante-rior Trata-mento térmico

Comprimento do eixo [mm] Tolerância

operacional [mm] Até 100 De 100 a 200 De 200 a 500 Op. anterior Retífica Até 30 Tornea-mento Não sim 0,2 0,25 0,2 0,25 0,25 0,30 0,12 0,025 Retífica mole Sim 0,12 0,12 0,15 0,04 0,025

Sobremetais mínimos no diâmetro na operação de retificação cilíndrica

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OPERAÇÕES DE USINAGEM

- Sólidos de Revolução com L/D pequeno

1) Torneamento – diâmetro externo, face e diâmetro interno

2) Brochamento do furo - principalmente se ele for estriado 3) Corte de dentes de engrenagem – se houver

5) Acabamento da face e do furo –

opção a: retificação

opção b: torneamento com

ferramentas muito duras 4) Tratamento térmico

(37)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Torneamento – operação 1 – fixação pelo furo

Torneamento do diâmetro externo e da face, usualmente com a

mesma ferramenta

Os sobremetais mínimos para as operações de torneamento são os mesmos utilizados para o torneamento de eixos

(38)

OPERAÇÕES DE USINAGEM

Torneamento – operação 2 – torneamento da face e do

furo - fixação pelo diâmetro externo 2 opções:

a) torneamento do furo e da face com a mesma ferramenta