1 TRABALHO DE LICENCIATURA Preparação construtiva e tecnológica de fabricação de apoios UNIVERSIDADE EDUARDO MONDLANE FACULDADE DE ENGENHARIA DEPARTAMENTO.

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1 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 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 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 5 CONSTRUÇÃO E FUNCIONAMENTO DO APOIO

6 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 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 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 9 Dimens. [mm]  p [  m]  a [  m]  d [  m]  i [  m] IT/3 121 0 0 250 333,3 Ø12;M12x125 0 0 45 60 C2 0 0 250 333,3 Dimens. [mm]  p [  m]  a [  m]  d [  m]  i [  m] IT/3 8 0 0 0 0 110 0 0 200 333,33 Fases de tratamento BASES TECNOLÓGICAS

10 10 40. 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 10 44 17,1 68 0,892

11 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 10 15

12 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 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] 100,0434417,1681062,450,3030,892

14 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; 28 0 0 130 173,33 Ø10,7 - - - 0 2 0 0 70 83,33 Ø13; Ø18; C2 - - - 0 M12 x 1,25 - - - 0 Dimen. [mm]  p [mm]  a [mm]  d [mm]  i [mm] IT/3 28 0 0 130 173,33 2 0 0 130 173,33 4; 3;r1,5 - - - 0

15 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] 12 - 4 25 0 45 15 1 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 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 50,24 800 568,14 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 ] 14 26 118 50 Regime de corte Profundidade de corte:

17 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 42,86 1246 132,45 0,23 0,089

18 18 PROGRAMA CNC Programa 000 START MM 01 001 TOLL 1 002 FR X / M = 40 003 FR Z / M = 205 004 SET UP > dczx 005 SPINDLE ON 006 SPD SP = 800 007 GOf X 22.0000 008 Z - 1.0000 009 GO X - 1.0000 010 GO Z - 1.0000 011 X > CLR X 012 Z > CLR Z

19 19 013 TOLL 2 014 SPD SP = 1246 015 GOf X 0.0000 016 Z 2.0000 017 GO Z - 35.0000 018 GOf Z 2.0000 019 X > CLR X 020 Z > CLR Z 021 TOLL 3 022 SPD SP = 800 023 GOF X 13.000 024 Z 2.0000 025 GO Z - 3.0000 026 GOf X 10.000 027 GOf Z 2.0000 028 X > CLR X 029 Z > CLR Z

20 20 030 TOLL 4 031 GOf X 18.000 032 GOf Z 2.0000 033 GO Z - 5.0000 034 GOf X 20.0000 035 X > CLR X 036 Z > CLR Z 037 TOLL 1 038 SPD SP = 800 039 GOF X 20.000 040 Z 1.0000 041 GO X 20.0000 042 GO Z - 2.5000 043 GOf X 38.0000 044 GOf Z - 14.0000 045 GO Z - 14.5000 046 GO Z - 14.0000 047 X > CLR X 048 Z > CLR Z 049 SPINDLE OFF 050 CONTROL 1 051 END NEW PART

21 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 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 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/3 178,9 0 0 300 333,3 3

24 24 Dimen.[mm]  p [mm] IT/3 Ø92,3; Ø26 - - - 0 94,3 0 0 200 290 48,65 0 0 150 206,27 Dimen.[mm]  p [mm] IT/3 Ø74; Ø80 - - - 0 13 515 0 0 525143,33 3; 6 0 0 0 Fases de tratamento Força de corte

25 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 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 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 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 29 CÁLCULO ECONÓMICO P v = 1.432.555,39 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 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 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 32 MUITO OBRIGADO FIM TRABALHO DE LICENCIATURA