1 TRABALHO DE LICENCIATURA Preparação construtiva e tecnológica de fabricação de apoios UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE FACULDADE DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA DISCENTE: Macuacua, Jorge Mário SUPERVISOR: Dr. Eng o Alexandre Kourbatov

2 Objectivos: - dimensionar as peças do apoio; - elaborar os processos tecnológicos de fabricação das peças do apoio; - projectar algum equipamento necessário para a produção das peças que compõem o apoio; - fazer cálculo económico do projecto.

3 Assentamento de máquinas Pernos embutidos no pavimento Betão Solas de borracha Apoios ANÁLISE DESCRITIVA DE MÉTODOS DE ASSENTAMENTO DE MÁQUINAS

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5 CONSTRUÇÃO E FUNCIONAMENTO DO APOIO

6 Condição de resistência Tensão de tracção: Tensão de torção: VERIFICAÇÃO À FADIGA Limite de fadiga:Tensão média: S = 52,9 >> [S] = 1,5 VERIFICAÇÃO DA RESISTENCIA DA LIGAÇÃO ROSCADA

7 Espessura da borracha = 104,67 rad/s > n = 31,4 rad/s Amplitude de oscialação: X = 1,05 mm Toma-se a espessura da borracha de 25 mm de acordo com a disponibilidade do mercado e porque supera δ st = 10 mm.

8 ANALISE TECNOLÓGICA DO PARAFUSO 1 Coeficientes de tecnologibilidade Coeficiente de normalização: Coeficiente de unificação: Coeficiente de precisão: Coeficiente de rugosidade: Coeficiente do uso de material: KNKN K u K p K r K um 1 0,83 0,93 0,026 0,84

9 Dimens. [mm] p [ m] a [ m] d [ m] i [ m] IT/ ,3 Ø12;M12x C ,3 Dimens. [mm] p [ m] a [ m] d [ m] i [ m] IT/ ,33 Fases de tratamento BASES TECNOLÓGICAS

Fresagem Fresadora universal modelo Milko 35r, bucha hidráulica de 3 grampos 1. Fresar o quadrado 4 até 8 – 0,15 ; L = 110 –0,87 ; r = 0,5 ±0,1 ; Rz40. Fresas cilíndricas P6M5; paquímetro 0,05; L= 180 mm; calíbre 8h12 t mm S mm mm/min v r m/min n m r.p.m. t p min ,1 68 0,892

11 CÁLCULO DO REGIME DE CORTE DE FRESAGEM Dimensões da fresa D f > d a + 2 x (t + f ) Para fresa normalizadasD f ; B f ; z é escolhida da tabela Parâmetros geométricos da fig

12 Coeficientes e expoentes da velocidade de corte C v, x v, y v, u v, p v ; m da tabela Duração da fresa, T da tabela; coeficientes K esv, K fv da tabela Velocidade de corte: Frequência de rotações: S mc = S z x z x n m ; S mm pela maquina; S zr = S mm / (z x n m ) Coeficientes e expoentes da força de corte C p, x p, y p, u p, q p, w p da tabela,O coeficiente K df da tabela O coeficiente de correcção em função do material a trabalhar K mp pela fórmula: Força de corte: Avanços S z da tabela Profundidade de corte t ; B da figura Regime de corte Coeficiente de correcção em função do material a trabalhar e o coeficiente da velocidade de corte pelas fórmula: A potência de corte: N c = 0,303 < N m x η = 3 x 0,75; o tratamento pode ser realizada na máquina escolhida

13 Verificação da resistência do mandril eq = 19,38 MPa < [ ] = 70 MPa O coeficiente do uso da máquina: O coeficiente do uso da ferramenta: Cálculo do tempo de tratamento: Parâmetros do regimes de corte t [ mm] S zr [mm/dente] S mm [mm/min] v r [m/min] n m [r.p.m.] 2 x P z [ N ] N c [kW] t p [min] 100, , ,450,3030,892

14 ANALISE TECNOLÓGICA DO CASQUIILHO 5 Coeficientes de tecnologibilidade KNKN K u K p K r K um 1 0,5 0,9230,026 0,7 BASES TECNOLÓGICAS Dimen. [mm] p [mm] a [mm] d [mm] i [mm] IT/3 29; ,33 Ø10, ,33 Ø13; Ø18; C M12 x 1, Dimen. [mm] p [mm] a [mm] d [mm] i [mm] IT/ , ,33 4; 3;r1,

15 CÁLCULO DO REGIME DE CORTE DE FACEJAMENTO Ferro cortante P6M5; Scção de cabo 12 x 12 Torno CNC Dyna Mute: N = 0,95 kW; h = 70% Parâmetros geométricos da fig. a [ o ]g ch [ o ]g [ o ]l [ o ]j [ o ]j 1 [ o ]r b [mm] Profundidade de corte: t = 0,5 mm Regime de corte Aavanços S vm [mm / v] da tabela Coeficientes e expoentes da velocidade de corte C v, x v, y v, u v, m da tabela O período de resistência da ferramenta: T = T e X K tf X K Tm Coeficientes T e, K Tf, K Tm da tabela Coeficientes K esv, K fv, K mtv, K v, K 1v, K rv, K qv da tabela A velocidade de corte: Coeficiente K mtv, ja calculado Frequência de rotações: Ver a fórmula apresentado no slide 12 A força de corte: K p = K mp x K φp x K γp x K rp x K λp

16 Os coeficientes e expoentes C pz, x pz, y pz, n pz da tabela Os coeficientes K jp, K gp, K lp, K rp da tabela A potência de corte N c = 0,476 < N m x η = 0,95 x 0,7 O tratamento pode ser realizado na máquina escolhida. Calcula-se C um e C uf O tempo de tratamento: Parâmetros do regimes de corte t [ mm] S vm [mm/v] v r [m/min] n m [r.p.m.] P z [ N] N c [KW] t p [min] 0,5 0,257 50, ,14 0,476 0,058 CÁLCULO DO REGIME DE CORTE DE BROQUEAMENTO FURO 7 Broca helicoidal P6M5 de cabo cónico tipo morse Parâmetros geométricos da fig. a [ o ]w [ o ]2j [ o ]y [ o ] Regime de corte Profundidade de corte:

17 Aavanços S v [mm / v] da tabela Cálculo da rigidez: X = l / d m ; d m = (d + 0,4 x d) / 2 Período de resistência da broca T; coeficientes T e, K Tf, K Tm da tabela A velocidade de corte: Coeficientes Kesv, Klv, Kmfv, Kav da tabela;K mv ja calculado Frequência de rotações: Ver a fórmula apresentado no slide 12 Cálculo do momento tursor: Coeficientes e expoentes do cálculo do momento C m, q m, x m, y m da tabela Os coeficientes de correcção do momento tursor K ap, K df da tabela; K mp ja calculado A força de corte: Coeficientes e expoentes do cálculo do momento C p, q p, x p, y p da tabela A potência de corte: N c = 0,23 < N m x η = 0,95 x 0,7 O tratamento pode ser realizado na máquina escolhida. Calcula-se C um e C uf O tempo de tratamento: Parâmetros do regimes de corte t [ mm]S vm [mm/v]V r [m/min]N m [.p.m.] P a [ N] N c [kW] t p [min] 0,35 42, ,45 0,23 0,089

18 PROGRAMA CNC Programa 000 START MM TOLL FR X / M = FR Z / M = SET UP > dczx 005 SPINDLE ON 006 SPD SP = GOf X Z GO X GO Z X > CLR X 012 Z > CLR Z

TOLL SPD SP = GOf X Z GO Z GOf Z X > CLR X 020 Z > CLR Z 021 TOLL SPD SP = GOF X Z GO Z GOf X GOf Z X > CLR X 029 Z > CLR Z

TOLL GOf X GOf Z GO Z GOf X X > CLR X 036 Z > CLR Z 037 TOLL SPD SP = GOF X Z GO X GO Z GOf X GOf Z GO Z GO Z X > CLR X 048 Z > CLR Z 049 SPINDLE OFF 050 CONTROL END NEW PART

21 ANALISE TECNOLÓGICA DO PRATO 6 Coeficientes de tecnologibilidade KNKN K u K p K r K um 1 0,33 0,930,025 0,67 CÁLCULO DO DIÂMETRO DOS DISCOS PLANEAMENTO DA CHAPA P = D + s; L t = D + 2 x s t ; L t = 97,3 mm Se cortar a chapa em tiras paralelamente a largura, vamos ter o seguinte A quantidade de tiras por chapas: A quantidade de peças por cada tira: O número total de peças em cada chapa: N p = Q t x Q pt N p = 300 peças / chapa

22 Se cortar a chapa em tiras paralelamente ao comprimento: A quantidade das tiras: A quantidade de peças por cada tira: Q pt = 25 peças / tira O número total de peças em cada chapa: N p = 300 peças / chapa Se usar tiras com discos em duas filas L t = (D d + 2) x cos30 o + D d + 2 x s t ; L t = 178,9 mm Se cortar a chapa em tiras paralelamente a largura A quantidade de tiras: Q = 13 tiras / chapa A quantidade de peças por cada tira: O número total de peças em cada chapa: N p = 325 peças / chapa

23 Se cortar a chapa em tiras paralelamente ao comprimento, A quantidade de tiras numa chapas: Q = 6 tiras / chapa A quantidade de peças por tira: Q pt = 51 peças / tira O número total de peças em cada chapa: N p = 306 peças / chapa ESCOLHA DAS BASES TECNOLÓGICAS Dimen. [mm] p [mm] IT/3 178, ,3 3

24 Dimen.[mm] p [mm] IT/3 Ø92,3; Ø , , ,27 Dimen.[mm] p [mm] IT/3 Ø74; Ø ,33 3; Fases de tratamento Força de corte

25 Força de corte Força de deformação Raios de embutidura: R o = R = D / 2; r = d 1 / 2 Coeficientes de deformações relativa: As resistências das deformações: R d1, R d2 de tabela A resistência média: A força máxima da embutidura: A tensão máxima:

26 ANALISE TECNOLÓGICA DO CASQUIILHO 8 Coeficientes de tecnologibilidade KNKN K u K p K r K um 1 0,25 0,930,028 0,6 DIÂMETRO DOS DISCOS D = 53,2 mm PLANEAMENTO DA CHAPA Para disposição das peças em duas filas na tira O número total de peças em cada chapa: N p = 1012 peças / chapa

27 Cálculo das dimensões da matriz e punção para estampagem do casquilho 8. Para o puncionamento do disco: D m min = D d min Para folga, f = 0,08 mm D m max = D m min + It m D m max = 53, 45 +0,74 mm d p max = D m min – 2 x f d p max = 53, 04 -0,74 mm d p min = d p max – IT p d p min = 52, 79 -0,74 mm Para embutidura do casquilho: d p max = d f max d p min = d p max – IT p d p min = 19,97 -0,084 mm D m min = d p max +(2 x f 1,2 ) D m min = 26,8 +0,084 mm D m max = D m min + IT p D m max = 26,83 +0,084 mm Material de punção e da matriz o aço para ferramenta UX200Cr12

28 Verificação de punções quanto à flambagem Para o corte de discos Ø53,2h14 considerando o punção guiado:L = 2078,69 mm>> L p Para a embutidura do casquilho 8 Ø20H10, considerando o punção:L = 725,34 mm > L p Necessidade de placa de choque Condição de resistencia: 1,1 x σ c < [ σ] Para o corte dos disco: 1,1 x σ c = 214,5 Mpa > [ σ] = 150 Mpa; precisa placa Para embutidura dos casquilhos: 1,1 x σ c = 236,23 MPa > [ σ] = 150 Mpa; precisa placa Disposição da espiga

29 CÁLCULO ECONÓMICO P v = ,39 Mt Para a determinação do preço de cada apoio toma-se a seguinte metodologia do cálculo. Preço venda: P v = (1 +IVA + K cv + K L ) x C pU Preço de produção unitário: C pU = C m + C f +C ad Custo de material: C m = m pb x P m x K Custo de fabricação: C f = Σ P fi x t fi ; C ad = K ad x C f

30 CONCLUSÃO Foi feita análise construtiva e tecnológica da fabricação de quatro peças do apoio para máquinas pesadas. Para o parafuso e casquilho foram elaborados processos tecnológicos de fabricação através de usinagem e de máquina CNC. Para o prato e o casquilho 8 foram elaborados processos tecnológicos de fabricação através de estampagem a frio. Foi dimensionado uma estampa para o fabrico do casquilho. Foi apresentado metodologia do cálculo do custo de fabricação e de venda de peças metalomecânicas.

31 RECOMENDAÇÕES Recomenda-se a instalação de máquinas nos apoios amortecedores, que aumentam a produtividade e diminuem o índice de doenças profissionais. Os apoios são constituídos normalmente por peças simples, que podem ser facilmente produzidas nas empresas nacionais com custos competitivos. A documentação construtiva e tecnológica elaborada pode ser usada para organização da fabricação das peças principais do apoio. As peças normalizadas como a porca e a anilhas podem serem compradas.

32 MUITO OBRIGADO FIM TRABALHO DE LICENCIATURA