Upload
internet
View
115
Download
3
Embed Size (px)
Citation preview
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. Engo 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 embutidosno pavimento
Betão Solas de borracha Apoios
ANÁLISE DESCRITIVA DE MÉTODOS DE ASSENTAMENTO DE MÁQUINAS
4
Assentamento de máquinas em apoios
Máquinas portáteis Máquinas ligeiras Máquinas pesadas
5
CONSTRUÇÃO E FUNCIONAMENTO DO APOIO
6
Condição de resistência
Tensão de tracção:
Tensão de torção:
eq2 2
12
r
pr 2
p 13 e
ss
eq
3
F
AA
d
4T
WT 0 5 F d tg 0 67 F R f
W 0 2 dK
K 15 2 5
66 81 MPa 284 5 MPa
;
; , ,
, ; ; , : ,
, ,
VERIFICAÇÃO À FADIGA
SK
S S 151
a m
; ,
Limite de fadiga:
1 0 1 0 52
, : ,/
r m
ap par
par
F F
A
Tensão média:
apar
parmax ap par
max min
eqap
12 ap
12
F 2
AF F Z F A
F F
2
13 4 F
dF
d
4 13
/; ;
,;
,
S = 52,9 >> [S] = 1,5
VERIFICAÇÃO DA RESISTENCIA DA LIGAÇÃO ROSCADA
7
Espessura da borracha
Desl est 4 K m g 0
Desl din 4 K X m X
m X 4 K X 0
4 K
m
2 p n
60K
Wn
o
st
. .:
. .:
; ;
..
..
= 104,67 rad/s > n = 31,4 rad/s
Amplitude de oscialação: X 1
r 1r
st2
n
;
X = 1,05 mm
Toma-se a espessura da borracha de 25 mm de acordo com a disponibilidade do mercado e porque supera δst = 10 mm.
8
ANALISE TECNOLÓGICA DO PARAFUSO 1
Coeficientes de tecnologibilidade
KQQ
KQQ
K 11
Q n
Q
K1
RR
R nQ
KV
V
NN
uu
ppm
pmpi i
rzm
zmzi i
umpa
pb
;
;
Coeficiente de normalização:
Coeficiente de unificação:
Coeficiente de precisão:
Coeficiente de rugosidade:
Coeficiente do uso de material:
KN Ku Kp Kr Kum
1 0,83 0,93 0,026 0,84
9
Dimens. [mm] p [m] a [m] d [m] i [m] IT/3
121 0 0 250 250 333,3Ø12;M12x125 0 0 45 45 60 C2 0 0 250 250 333,3
Dimens. [mm] p [m] a [m] d [m] i [m] IT/3
8 0 0 0 0
110 0 0 200 200 333,33
Fases de tratamento
BASES TECNOLÓGICAS
i p a d 2 2 2
10
40. FresagemFresadora 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
tmm
Smm
mm/min
vr
m/min
nm
r.p.m.
tp
min
10 44 17,1 68 0,892
11
CÁLCULO DO REGIME DE CORTE DE FRESAGEMDimensões da fresa
Df > da + 2 x (t + f )
Para fresa normalizadasDf; Bf; z é escolhida da tabela
Parâmetros geométricos da fig.
12 10 15
12
Coeficientes e expoentes da velocidade de corte Cv, xv, yv, uv, pv; m da tabela
Duração da fresa, T da tabela; coeficientes Kesv, Kfv da tabela
Velocidade de corte: VC D K
T t S B Zcv
qvv
m xvzyv uv PV
;
Frequência de rotações:
Smc = Sz x z x nm; Smm pela maquina; Szr = Smm/ (z x nm)
Coeficientes e expoentes da força de corte Cp, xp, yp, up, qp, wp da tabela , O coeficiente Kdf da tabela
O coeficiente de correcção em função do material a trabalhar Kmp pela fórmula: K 750n da tabelamp
tn
;
Força de corte: PC t S B Z K K
D nzp
xpzryp up
mp df
fqp
mWp
Avanços Sz da tabela
Profundidade de corte t ; B da figura
Regime de corte
n1000 V
Dn da m aquina; V
n D
1000cc
fm r
m f
;
Coeficiente de correcção em função do material a trabalhar e o coeficiente da velocidade
de corte pelas fórmula: K C750
n pel a ta bel a K K K Kmv m
nv
v v mv esv fv
; ;
A potência de corte: NP V60000c
z r
Nc = 0,303 < Nm x η = 3 x 0,75; o tratamento pode ser realizada na máquina escolhida
13
Verificação da resistência do mandril
eq
2f2
o
z ff z
o3
M M
W
MP D
2M P l
W 0 1 d
;
, ; eq = 19,38 MPa < [] = 70 MPa
O coeficiente do uso da máquina: CN
Numc
m
O coeficiente do uso da ferramenta: CV
Vr
cuf
Cálculo do tempo de tratamento: tl l 3
Sl t D dp
s f
mmf
;
Parâmetros do regimes de corte
t[ mm]
Szr
[mm/dente]
Smm
[mm/min]
vr
[m/min]
nm
[r.p.m.]
2 x Pz
[ N]
Nc
[kW]
tp
[min]10 0,043 44 17,1 68 1062,45 0,303 0,892
14
ANALISE TECNOLÓGICA DO CASQUIILHO 5 Coeficientes de tecnologibilidade
KN Ku Kp Kr Kum
1 0,5 0,923 0,026 0,7
BASES TECNOLÓGICAS
Dimen. [mm] p
[mm]
a
[mm]
d
[mm]
i
[mm]
IT/3
29; 28 0 0 130 130 173,33
Ø10,7 - - - 0
2 0 0 70 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 0 130 130 173,33
2 0 0 130 130 173,33
4; 3;r1,5 - - - 0
15
CÁLCULO DO REGIME DE CORTE DE FACEJAMENTOFerro cortante P6M5; Scção de cabo 12 x 12Torno CNC Dyna Mute: N = 0,95 kW; h = 70%
Parâmetros geométricos da fig.
a [ o ] gch [ o ] g [ o ] l [ o ] j [ o ] j1 [
o ] rb [mm]
12 - 4 25 0 45 15 1
Profundidade de corte: t = 0,5 mm
Regime de corte
Aavanços Svm [mm / v] da tabela
Coeficientes e expoentes da velocidade de corte Cv, xv, yv, uv, m da tabela
O período de resistência da ferramenta: T = Te X Ktf X KTm
Coeficientes Te, KTf, KTm da tabela
Coeficientes Kesv, Kfv, Kmtv, Kv, K1v, Krv, Kqv da tabela
A velocidade de corte: VC C
T t SK
K K K K K K K K K
cv cv
m xvvmyv v
v mv esv fv jv j1v rv qv mtv
;
Coeficiente Kmtv , ja calculado
Frequência de rotações: Ver a fórmula apresentado no slide 12
A força de corte: P C t S V Kz pxp
vmyp
rnp
p Kp = Kmp x Kφp x Kγp x Krp x Kλp
16
Os coeficientes e expoentes Cpz, xpz, ypz, npz da tabela
Os coeficientes Kjp, Kgp, Klp, Krp da tabela
A potência de corte
Nc = 0,476 < Nm x η = 0,95 x 0,7 O tratamento pode ser realizado na máquina escolhida.
Calcula-se Cum e Cuf
O tempo de tratamento: tC t ctg 2
n SC d Dp
m mm
;
Parâmetros do regimes de corte t[ mm]
Svm
[mm/v]
vr
[m/min]
nm
[r.p.m.]
Pz
[ N]
Nc
[KW]
tp
[min] 0,5 0,257 50,24 800 568,14 0,476 0,058
CÁLCULO DO REGIME DE CORTE DE BROQUEAMENTO FURO 7Broca 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:
tD d
2
17
Aavanços Sv [mm / v] da tabela
Cálculo da rigidez: X = l / dm; dm = (d + 0,4 x d) / 2
Período de resistência da broca T; coeficientes Te, KTf, KTm da tabela
A velocidade de corte: VC D KT t S
K K K K K Kcv b
qvv
m xvvyv v mv mtv fv av esv
;
Coeficientes Kesv, Klv, Kmfv, Kav da tabela; Kmv ja calculado
Frequência de rotações: Ver a fórmula apresentado no slide 12
Cálculo do momento tursor: M C D t S K K Kt m bqm xm
vym
mp ap df
Coeficientes e expoentes do cálculo do momento Cm, qm, xm, ym da tabela
Os coeficientes de correcção do momento tursor Kap, Kdf da tabela; Kmp ja calculado
A força de corte: P C D t S K K K K Ka p bqp xp
vmyp
p p mp ap df ;
Coeficientes e expoentes do cálculo do momento Cp, qp, xp, yp da tabela
A potência de corte: NM n
9550ct m
Nc = 0,23 < Nm x η = 0,95 x 0,7 O tratamento pode ser realizado na máquina escolhida.
Calcula-se Cum e Cuf
O tempo de tratamento:
tC 13 t ctg
S npf
v m
:
Parâmetros do regimes de corte
t [ mm] Svm[mm/v] Vr [m/min] Nm[.p.m.] Pa [ N] Nc [kW] tp [min]
0,35 0,35 42,86 1246 132,45 0,23 0,089
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
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
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
ANALISE TECNOLÓGICA DO PRATO 6 Coeficientes de tecnologibilidade
KN Ku Kp Kr Kum
1 0,33 0,93 0,025 0,67
CÁLCULO DO DIÂMETRO DOS DISCOS
D d 2 28 r d 0 56 r 4 d h D 92 3 mm12
1 1 12
1 , , ; ,
PLANEAMENTO DA CHAPA
P = D + s; Lt = D + 2 x st; Lt = 97,3 mm
Se cortar a chapa em tiras paralelamente a largura, vamos ter o seguinte
A quantidade de tiras por chapas: QC
L t
A quantidade de peças por cada tira: QC
Pptt 2
O número total de peças em cada chapa: Np = Qt x Qpt
Np = 300 peças / chapa
22
Se cortar a chapa em tiras paralelamente ao comprimento:
A quantidade das tiras: QL
Lc
t
A quantidade de peças por cada tira: Qpt = 25 peças / tira
O número total de peças em cada chapa: Np = 300 peças / chapa
Se usar tiras com discos em duas filas
Lt = (Dd + 2) x cos30o + Dd + 2 x st ; Lt = 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: QC -2
Pptt 2
O número total de peças em cada chapa: Np = 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: Qpt = 51 peças / tira
O número total de peças em cada chapa: Np = 306 peças / chapa
ESCOLHA DAS BASES TECNOLÓGICAS
Dimen. [mm] p [mm] p [mm] p [mm] p [mm] IT/3
178,9 0 0 300 300 333,33
24
Dimen.[mm] p [mm] p [mm] p [mm] p [mm] IT/3
Ø92,3; Ø26 - - - 0
94,3 0 0 200 200 290
48,65 0 0 150 150 206,27
Dimen.[mm] p [mm] p [mm] p [mm] p [mm] IT/3
Ø74; Ø80 - - - 0
13 515 0 0 525 143,33
3; 6 0 0 0
Fases de tratamento
Força de corte
F 0 5t
tgK
F 1122 F 50 t
2
c df
max
,
,
25
Força de corte
Q p t K
Q 86 6 t F 100 tc df
max
,
Força de deformaçãoRaios de embutidura: Ro = R = D / 2; r = d1 / 2
Coeficientes de deformações relativa:
As resistências das deformações: Rd1, Rd2 de tabela
A resistência média: RR R
2R 28 kg mmdm
d1 d2dm
2
; /
A força máxima da embutidura:
Ro
r
R
R
R
r ln ; ln
P 2 p r t R lnR
rdmo
A tensão máxima: rmax dmo
rmax2R ln
Rr
5 3 kg mm ; , /
26
ANALISE TECNOLÓGICA DO CASQUIILHO 8Coeficientes de tecnologibilidadeKN Ku Kp Kr Kum
1 0,25 0,93 0,028 0,6
DIÂMETRO DOS DISCOS
D = 53,2 mm
PLANEAMENTO DA CHAPAPara disposição das peças em duas filas na tira
O número total de peças em cada chapa: Np = 1012 peças / chapa
27
Cálculo das dimensões da matriz e punção para estampagem do casquilho 8.
Para o puncionamento do disco:
Dmmin = Dd
min Para folga, f = 0,08 mm
Dmmax = Dm
min + Itm Dmmax = 53, 45+0,74 mm
dpmax = Dm
min – 2 x f dpmax = 53, 04-0,74 mm
dpmin = dp
max – ITp dpmin = 52, 79-0,74 mm
Para embutidura do casquilho:
dpmax = df
max
dpmin = dp
max – ITp dpmin = 19,97-0,084 mm
Dmmin = dp
max +(2 x f1,2) Dmmin = 26,8+0,084 mm
Dmmax = Dm
min + ITp Dmmax = 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>> Lp
Para a embutidura do casquilho 8 Ø20H10, considerando o punção: L = 725,34 mm > Lp
Necessidade de placa de choqueCondição de resistencia: 1,1 x σc < [ σ]
Para o corte dos disco: 1,1 x σc = 214,5 Mpa > [ σ] = 150 Mpa; precisa placa
Para embutidura dos casquilhos: 1,1 x σc = 236,23 MPa > [ σ] = 150 Mpa; precisa placa
f
2
2 fc
2
c
E L
ii
j
S
F
S; L
E j
F
; ; ;
Disposição da espiga
GP d
PG 42 81 mm
GP d
PG 52 72 mm
xxi
ix
yi yi
iy
; ,
,
29
CÁLCULO ECONÓMICO
Pv = 1.432.555,39 Mt
Para a determinação do preço de cada apoio toma-se a
seguinte metodologia do cálculo.
Preço venda: Pv = (1 +IVA + Kcv + KL) x CpU
Preço de produção unitário: CpU = Cm + Cf +Cad
Custo de material: Cm = mpb x Pm x K
Custo de fabricação: Cf = Σ Pfi x tfi; Cad = Kad x Cf
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