Aula 1 - Processos de fabricação 1

Processos de fabricaçã fabricação o 1 - Introdução

Introdução

Prof. Jonathan Felipe Camargo, Me. Eng. [email protected]

Processos de fabricaçã fabricação o 1 - Introdução Informações Infor mações Gerais Gerais Discip Disciplin lina: a: Processo Processos s de Fabric Fabricação ação I (0029) (0029) / 4 crédito créditos s Horas Aula: 80 Perío Período do Leti Letivo: vo: 1º 1º Seme Semest stre re de 2018 2018 Professor: Jonathan Felipe Camargo, Me. Eng. E-mail: [email protected]

Processos de fabricaçã fabricação o 1 - Introdução Informações Infor mações Gerais Gerais Discip Disciplin lina: a: Processo Processos s de Fabric Fabricação ação I (0029) (0029) / 4 crédito créditos s Horas Aula: 80 Perío Período do Leti Letivo: vo: 1º 1º Seme Semest stre re de 2018 2018 Professor: Jonathan Felipe Camargo, Me. Eng. E-mail: [email protected]

Processos de fabricaçã fabricação o 1 - Introdução Programa 1. Introdução 2. Fundamentos da Usinagem com Ferramentas de Geometria Definida 3. Ferramentas de Corte de Geometria Definida e suas Aplicações, e Cuidados no Uso de Ferramentas de Corte 4. Meios Lubrirrefrigerantes 5. Usinabilida Usinabilidade de de Materiais Materiais Metálicos Metálicos 6. Determinação de Condições Econômicas de Usinagem 7. Determinação de Condições Econômicas de Usinagem 8. Processos de usinagem com geometria definida 9. Processos de usinagem com geometria definida 10. Aula Prática – Projeto de Usinagem

Processos de fabricaçã fabricação o 1 - Introdução Programa 11. Aula Prática – Projeto de Usinagem 12. Apresentação dos artigos 13. Aula Prática – Projeto de Usinagem 14. Processos de usinagem com geometria não definida 15. Aula Prática – Projeto de Usinagem 16. Processos de usinagem não convencional 17. Máquinas CNC 18. Apresentação Apresentação do Projeto de Usinagem 19. Revisão 20. Prova Final

Processos de fabricaçã fabricação o 1 - Introdução Frequênc Fre quência ia nas aulas Todos acadêmicos têm o direito de se ausentar de 25% das aulas se sem m ne nece cessi ssida dade de de jus justif tifica icativ tiva a.

Para aprovação é necessária a frequência mínima de 75% Atestado NÃ abona a falt faltas as NÃO O abon 

No caso caso de não não real realiz izaç ação ão de uma uma das das ava avali liaç açõe ões, s, deve deverá rá ser ser soli solici cita tado do na secr secret etar aria ia a real realiizaçã zação o de prova prova atras atrasad ada; a;

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provas atrasadas serão realizadas na data reser reserva vada da no calen calendá dári rio o acadê acadêmi mico. co.

Processos de fabricação 1 - Introdução Avaliações (0,8 pontos) : 8 testes no final de algumas aulas. 22/02

01/03

08/03

15/03

12/04

17/05

07/06

14/07

Teste 1

Teste 2

Teste 3

Teste 4

Teste 5

Teste 6

Teste 7

Teste 8

(1,5 pontos) : artigo sobre usinagem

(03/05).

(1,5 pontos) : Projeto de usinagem

(21/06).

(1,0 pontos) : Trabalho de otimização

(29/03).

(4,0 pontos) : Prova Final

(05/07).

(1,2 pontos) : Avaliação geral

(16/05). Terça-Feira

O aluno precisa somar 6,0 pontos e ter uma frequência maior/igual a 75% para ser aprovado na disciplina

Processos de fabricação 1 - Introdução (1,5 pontos) : artigo sobre usinagem (03/05). • O grupo deverá escrever um artigo sobre o assunto escolhido. • Seguir rigorosamente o template disponibilizado no portal (erros de formatação não serão tolerados). • Grupo de no máximo 3 pessoas (o grupo formado por 3 pessoas pode escolher o assunto). • No dia 03/05 o grupo deverá entregar: o o artigo impresso; o o artigo no formato .doc; o a apresentação e os vídeos usados. • Será descontado 10% do peso do trabalho por dia de atraso (tanto do artigo impresso como do artigo digital). • O artigo tem peso 1 e a apresentação tem peso 0,5. • O grupo terá 20 min para apresentar de forma a demostrar que domina o assunto. • Caso algum integrante do grupo não demonstrar durante os 15 minutos da apresentação que domina o assunto, o mesmo terá nota 0 na apresentação.

Processos de fabricação 1 - Introdução 1) Análise da influência da geometria de brocas especiais na furação de chapas finas aeronáuticas. Henrique, Lucas, Viviani 2) Causas de erros geométricos nos processos de usinagem. Geovani, Leonardo D. Joacir 3) A usinagem na indústria bélica: paralelo histórico, influências e evoluções durante as guerras. 4) Tecnologia da perfuração de túneis e poços de petróleo: ferramentas, processos, máquinas, custos de perfuração. Leonardo, Artur, Cristian 5) Método do furo cego para medição de tensões residuais. Alison, Jessica, Dionisio 6) Aplicação de ferramentas de PCBN ou metal duro revestido no torneamento de aços endurecidos. Anderson,Jeferson, Juliano 7) Usinagem de aços endurecidos com ferramentas de geometria definida (integridade da superfície). Douglas 8) Usinagem de aços endurecidos com ferramentas de geometria definida (força e rugosidade). Maiara, Taina, Leonardo 9) Usinabilidade de ligas ferrosas autolubrificantes sinterizadas 10) Analise de formação de cavacos utilizando um dispositivo Quick-Stop device (QSD).

Processos de fabricação 1 - Introdução (1,5 pontos) : Projeto de usinagem

(21/06).

• O grupo deverá fazer um projeto de usinagem através de engenharia reversa. • Grupo de no máximo 3 pessoas (o grupo precisara usinar suas peças). • Seguir rigorosamente o template disponibilizado no portal (erros de formatação não serão tolerados). • No dia 21/06 o grupo deverá entregar o projeto de usinagem, e também postar no portal acadêmico. • Será descontado 10% do peso do trabalho por dia de atraso (tanto do documento impresso como o digital do portal). • O Projeto de Usinagem tem peso 1,0 e a apresentação tem peso 0,5. • O grupo terá 20 min para apresentar de forma a demostrar que domina o assunto. • Caso algum integrante do grupo não demonstrar durante os 15 minutos da apresentação que domina o assunto, o mesmo terá nota 0 na apresentação.

Processos de fabricação 1 - Introdução Planejamento de aulas 2018.1 Fevereiro

Março

Abril

Maio

Junho

Julho

A ul a 1 A ul a 2 A ul a 3 A ul a 4 A ul a 5 A ul a 6 A ul a 7 A ul a 8 A ul a 9 A ul a 10 A ul a 11 A ul a 12 A ul a 13 A ul a 14 A ul a 15 F eri ad o A ul a 16 A ul a 17 A ul a 18 A ul a 19 A ul a 20 Introdução Fund. da usinagem Ferr. de Corte M. Lubrirefrigerantes Usinabilidade Otimização

E.O.

Geometria Definida Aula Pratica

A.P.

Apr. Artigo

A.P.

A.P.

A.P.

Artigo

Geom. não definida Não convencional CNC Projeto de usinagem

P.U.

Revisão Prova Final Teste

P.F. T1 Legenda Teoria Pratica Teste Prova

T2

T3

T4

T5

T6

T7

T8

Processos de fabricação 1 - Introdução Bibliografia Recomendada [1] SCHROETER, R. B., WEINGAERTNER, W. L. Tecnologia da Usinagem com Ferramentas de Geometria Definida – parte 1. Apostila (traduzido e adaptado por Prof. Rolf Bertrand Schroeter e Prof. Walter Lindolfo Weingaertner do livro “Fertigungsverfahren – Drehen, Bohren, Fräsen ”, de Prof. Wilfried König e Prof. Fritz Klocke). [2] KLOCKE, F., KÖNIG, W. Fertigungsverfahren: Drehen, Fräsen, Bohren. Springer- Verlag Berlin Heidelberg, 2008. 8. Edição revisada. Band 1. 599 p. [3] AB RÃO, A. M., COELHO, R. T., MACHADO, A. R., SILVA, M. B. Teoria da Usinagem dos Materiais . Ed. Edgar Blücher Ltda, São Paulo, 2009. 1. Edição. [4] FERRARESI, Dino. Usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blucher, 1977. [5] STEMMER, C. E. Ferramentas de Corte. Ed. da UFSC, Série Didática, Florianópolis, 1989. 2. Edição. [6] DINIZ, A. E., MARCONDES, F. C., COPPINI, N. L. Tecnologia da Usinagem dos Materiais . MM Editora, São Paulo, 1999. 1. Edição.

Processos de fabricação 1 - Introdução Bibliografia Recomendada [7] CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecânica: processos de fabricação e tratamento. 2. ed. São Paulo: McGraw-Hill,1986. Vol.2. [8] WITTE, Horst. Máquinas ferr amenta: elementos bás icos de máquinas e técnicas de construção. São Paulo: Hemus, 1998. [9] FITZPATRICK, Michael. Introdução à usinagem com CNC: comando numérico computadorizado. Porto Alegre: AMGH, 2013. [10] GROOVER, Mikell P. Introdução aos processos de fabricação. Rio de Janeiro: LTC, 2014. MÁQUINAS E METAIS. São Paulo: Aranda. Mensal. Disponível em: . Acesso em: 27 janeiro 2015. [11] SANTOS, Aldeci V. dos. Usinagem em altíssimas velocidades. 2. ed. São Paulo: Érica, 2003. [12] SENAI. Usinagem com ferramentas manuais. Senai (s.d.).

Processos de fabricação 1 - Introdução Objetivos 

Compreender os princípios dos fenômenos físicos e da dinâmica dos processos de usinagem.



Compreender os principais processos, bem como máquinas e ferramentas de usinagem.

Processos de fabricação 1 - Introdução Classificação dos Processos de Fabricação (DIN 8580)

Processos de fabricação 1 - Introdução

Fabricar é transformar matérias primas em produtos acabados, por vários processos, seguindo planos bem organizados em todos os aspectos.

Nos países industrializados, cerca de um terço do produto interno bruto (PIB) corresponde a fabricação de produtos.

A fabricação de um simples produto envolve projeto, seleção de materiais adequados e também seleção de processos de fabricação para atender os requisitos de serviço deste produto.

Processos de fabricação 1 - Introdução Necessidade do Produto Conceito Original Projeto do conceito Análise do Projeto Modelos Físicos e Analíticos Teste do Protótipo Avaliação Revisão do Projeto Avaliação Final Desenho Especificação do Material; Seleção d o Process o de Fabricação e de Equipam entos; Projeto e Construção de Ferramentas e Matrizes

Fabricação


Nos processos de fabricação, geralmente haverá mais de um método que pode ser empregado para fabricar um componente.

A seleção de um método em particular sobre outros vai depender de um grande número de fatores.

Além disto, o produto final é, geralmente, o resultado de muitos processos diferentes.


Para a seleção do processo mais adequado para a fabricação, os seguintes fatores devem ser considerados: • Tipo de material e suas propriedades;

• Propriedades finais desejadas do produto;

• Tamanho, forma e complexidade do componente;

• Tolerâncias e acabamento da superfície requeridos.

Processos de fabricação 1 - Introdução Histórico da Usinagem • Usinagem - mais “popular” tecnologia de produção • Estudo da usinagem - baseado em mecânica (atrito, deformações), termodinâmica (calor) e metalurgia • 800 mil anos - primeiras evidências de ferramentas de pedra lascada • Fato marcante - descoberta dos metais (Cu, Zn, Fe, ...) • 700 a.C. - maioria das ferramentas feitas em ferro • Século XVII - melhoria nos processos de fabricação de ferro/aço •1760 - Reynolds constrói o que se considera a primeira máquina-ferramenta • Século XIX - primeiras pesquisas sobre tecnologia da usinagem • 1900 - Taylor apresenta o aço-rápido na Feira de Paris • 1906 - após 26 anos de pesquisa, Taylor publica "On the art of Cutting Metals” (fundamentos básicos da tecnologia da usinagem)

Processos de fabricação 1 - Introdução Histórico da Usinagem • Ferramentas de pedra lascada

• Serra para pedras do período neolítico

Serra p ara Pedras do Período Neolítico a – Movimento de Avanço b – Movimento de Corte

Processos de fabricação 1 - Introdução Importância da Usinagem • Transformação da matéria-prima:

A maior parte dos produtos industrializados em alguma de suas etapas de produção, direta ou indiretamente, sofre algum processo de usinagem .

• Importantes setores industriais: - Aeronáutico; - Automobilístico; - Produção de moldes e matrizes.

Processos de fabricação 1 - Introdução Definições básicas – ABNT NBR 6162/1989 • Usinagem

Operação que ao conferir à peça forma ou as dimensões , ou acabamento ou ainda uma combinação qualquer desses três itens produz cavaco . • Cavaco

Porção de material da peça retirada pela ferramenta que se caracteriza por apresentar forma geométrica irregular. Material Bruto

Remoção de cavaco

Produto Final

Remoção de cavaco

Remoção de cavaco

Processos de fabricação 1 - Introdução Conceitos Básicos de Usinagem Peça • sofre uma operação de usinagem. Dispositivo de fixação • fixação da peça. Ferramenta • executa a operação de usinagem. Porta –ferramenta • fixação da ferramenta. Máquina-ferramenta • elemento que proporcionará os movimentos, velocidade, avanço e a força necessária ao processo de usinagem

Processos de fabricação 1 - Introdução Automatização da Usinagem • Aplicação de métodos que elevem a produtividade pela

redução crescente do tempo de trabalho necessário à produção • Flexibilidade, produtividade, qualidade, redução de custos • CLP, CNC, CIM, monitoramento, inteligência artificial, ...

Processos de fabricação 1 - Introdução Máquinas CNC • Ciclo de usinagem automático • Pouca intervenção do operador • Preparação mais fácil e rápida • Reprodutibilidade/precisão elevada • Tempo de inspeção reduzido • Várias operações na mesma máquina • Grande quantidade de ferramentas • Redução no ciclo de fabricação • Maior tempo para a máquina gerar cavaco • Investimento inicial alto • Nível mais elevado de manutenção • Custo/hora mais alto • Treinamento de colaboradores mais custoso

Processos de fabricação 1 - Introdução Processos de Usinagem • Determinação de operações de

usinagem com ferramentas de geometria definida, com ferramentas de geometria não-definida e com usinagem não convencional.

•Envolve definição de:

- Processo de Usinagem; - Ferramenta de Corte; - Máquina-ferramenta; - Etc

Processos de fabricação 1 - Introdução Processos de Usinagem com Ferramentas de Geom. Definida 

Torneamento



Fresamento



Furação



Rosqueamento

 Alargamento



Serramento

 Aplainamento

Processos de fabricação 1 - Introdução Processos de Usinagem com Ferram. de Geom. Não-Definida 

Retificação



Brunimento



Lapidação



Lixamento



Polimento



Jateamento



Tamboreamento

Processos de fabricação 1 - Introdução Processos de Usinagem Não-Convencionais 

Corte por Feixe de Elétrons



Usinagem Eletroquímica



Eletroerosão



Corte por jato D’água



Corte por LASER



Corte por Plasma



Ultrassom

Processos de fabricação 1 - Introdução Processos de Usinagem 

Torneamento


Torneamento e Aplainamento

Processos de fabricação 1 - Introdução Processos de Usinagem  Aplainamento

e Furação

Processos de fabricação 1 - Introdução Processos de Usinagem  Alargamento

e Rebaixamento


Rebaixamento, Mandrilamento e Fresamento


Fresamento


Serramento


Brochamento e Rosqueamento


Roscamento, Limagem, Rasqueteamento, Tamboreamento e Retificação


Retificação


Retificação, Brunimento, Lapidação e Super Acabamento

Processos de fabricação 1 - Introdução Exemplos de aplicação de materiais e processos de fabricação Bloco/cilindros

Pistões/Bielas

Virabrequim

Processos de fabricação 1 - Introdução Exemplos de Aplicação de Processos de Usinagem

Processos de fabricação 1 - Introdução Exemplos de aplicação de materiais e processos de fabricação


Processos de fabricação 1 - Introdução Exemplos de Aplicação de Processos de Usinagem








Processos de fabricação 1 - Introdução Exemplos de aplicação de materiais e processos de fabricação No dentista... • Geometria definida – fresamento,

furação, raspagem, alargamento, rosqueamento, torneamento, limagem, serramento,...

Processos de fabricação 1 - Introdução Exemplos de aplicação de materiais e processos de fabricação No dentista... • Geometria não-definida – retificação,

lixamento, jato de abrasivo, polimento, tamboreamento, ...

Aula 1 - Processos de fabricação 1

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