fabricação em série de armas e munições no 3ºQ/Sec. XX€¦ · A produção em massa de artigos idênticos O fabrico em série de armas e munições • 1912 ÙFabrico de granadas

A metalomecânica de precisãona

fabricação em série de armas e muniçõesno 3ºQ/Sec. XX

Vítor Carreira Martins

LLocalização do “cluster” do Armamento no 3º quartel do sec. XX

Fundição de Oeiras

Vistas aéreas em 1947 e início dos anos 50 Visita do Presidente da República

Stand da FBP, na Feira Popular, em 1947

FABRICA MILITAR DE BRAÇO DE PRATA

Planta da FMBP nos anos 60 e 70 do sec. XX

Área de implantação da FMBP (após a demolição)

Parte da fachada do edifício preservado e panorâmicas da área demolida (Nov. 2008)

Área de implantação da FNMAL, em fase final de demolição (posterior a 2004)

Quatro anos depois do encerramento da FNMAL

A produção em massa de artigos idênticosO fabrico em série de armas e munições

• 1912 Fabrico de granadas de 7,5 cm na F. Braço de Prata• 1910 Ford mod. “T” é apresentado em Salt Lake City• 1816 Simeon North constrói a primeira fresadora mecânica• 1798 Eli Whitney mostra, perante o Congresso da União, a montagem

de armas com peças intermutáveis• 1765 Jean Gribeauval introduz o conceito de intermutabilidade no

fabrico de tubos-canhões de artilharia

O fabrico em série de armas e muniçõesA problemática a resolver e a solução

• A escassez de mão-de-obra qualificada• O processo de fabrico sucessão de operações elementares• A divisão do trabalho e a especialização

• A capacidade física limitada do ser humano e a precisão do sistema homem-máquina

• O emprego generalizado de máquinas-ferramentas• O emprego de ferramentas especializadas e dispositivos

• A montagem (s/ ajustar) e o funcionamento <> Intermutabilidade– A precisão dos processos de fabrico e o conceito de tolerância– A concepção e o emprego de calibres

A DISTRIBUIÇÃO NORMAL OU DE GAUSS

1

2

3

.

.

.

98

99

100

?

1 + 100 = 101

50502 + 99 = 101

3 + 98 = 101

A precisão dos processos e a curva de GAUSSO génio Carl Friederiech Gauss, aos 10 anos (1786)

A precisão dos processos – lei de variação / curva normal (de Gauss)

Medição da altura 50+/-0,015 maquinada em rectificadora de planos

INTERMUTABILIDADE – a precisão dos processos de fabrico• IT01, IT0, IT1, IT2, IT3, IT4, IT5, IT6.. Production of gauges and instruments. • IT 5, IT6, IT7, IT8, I9, IT10, IT11, IT12...Precision and general Industry. • IT11, IT14, IT15, IT16..Semi finished products

• IT16, IT17, IT18 ..Structural Engineering

ISO IT Grade 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Lapping

Honning

Cylind. grinding

Plan grinding

Broaching

Reaming

Turning & Boring

Milling

Sawing

Cold rolling & drawing

Drilling

Forging

Hot rolling

T band / Size 80 - 120 2,5 4 6 10 15 22 35 54 87 140 220 350 540 870 1400 2200

T band / Size 3 - 6/10 1 1,5 2,5 4 5/6 8/9 12 18 30 48 75 120 180 300

Extruding

O FABRICO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕESNO 3º Q/SEC. XX

Técnicas e processos em que a FMBP foi pioneira

• Controlo da qualidade industrial – controlo estatístico do processo

• Engenharias de produto/processo simultâneas (DFM)• Projecto e fabrico de ferramentas, dispositivos e calibres• Programas de redução de leadtimes• Laboratórios de metrologia, de análises e ensaio de

materiais• Fusão, laminagem e embutissagem do latão 70/30• Tratamentos térmicos de aços, cementação e nitruração• Fundição injectada de ligas de Zn e Al (pequenas peças)• Torneamento de precisão c/ tornos automáticos mono e

multi-árvore• Planeamento e controlo da produção e custos com TAD

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕESAs tecnologias específicas no 3º Q / Sec. XX

Controlo da qualidade industrial – CEP

Engenharias de produto/processo simultâneas(DFM – Design For Manufacture)

Engenharias de produto/processo simultâneas(DFM)

Objectivos• Rever o projecto em função

do processo• Garantir o cumprimento da

especificação do produto

Plano de acções• Execução série ‘0’• Ensaio de tiro• Rebentamento em cercado

de Brouges

Engenharias de produto/processo simultâneas(DFM)

Engenharias de produto/processo simultâneasEstudo do ajustamento ‘tubo do morteiro / granada de 81mm’


determinação de cotas nominais e tolerâncias

Condições de funcionamento no tiro• Folga mínima permitida fm = 435 μ• Folga máxima permitida fM = 1206 μ (80% para projecto) = 965 μ• Folga de projecto nas condições de máximo material

fp = (435 + 1206*0,80) / 2 = 699,9 μ = 0,70 mm

Parametrização do sistema ‘tubo / granada’+a

• D = φ+b(diametro interior do tubo), com φ = 81-x

• d = φ-y (diametro na faixa de centragem), φ = 81• fm = Dm – dM = (81+b) – (81-x) = b + x • fM = DM – dm = (81+a) – (81-y) = a + y



Equações de funcionamento do sistema ‘tubo / granada’• fpm = b + x = 0,70 b + x = 0,70• fpM = a + y < 0,965 a + y + k = 0,965

Domínio de funcionamento0,435 < f < 0,965

Critério de cotação funcional do sistema ‘tubo / granada’Repartição equitativa da ‘folga de projecto’ pelo diâmetro interior do tubo do morteiro e pelo diâmetro da faixa de centragem da granada,na condição de máximo material.



Determinação da cota nominal e tolerância do diâmetro do tubo

Dm = φ + fp/2 = 81 + 0,70/2 = 81,35 (máximo material)• O processo de fabrico garante o grau de tolerância IT7 = 0,035

D = 81,35 H7 = 81,35+0,035

• Tomaremos, porém, a cota o tubo do morteiro FBP em serviçoD = 81,40+0,04 (ficando a = 0,44 e b = 0,40)

Determinação da cota do diâmetro da faixa de centragem

δM = φ – x = 81 – (0,70-b) = 81 – 0,30 = 80,70 (máximo material) δ = 80,70 max (após pintura)



Determinação do diâmetro da faixa de centragem após maquinagem• O processo de pintura garante uma espessura de película de 30μ

dM = 80,70 – 2*0,030 = 80,64 • Aplicando agora a 2ª equação de funcionamento

a + y + k = 0,965 a + y < 0,965 0,44 + y < 0,965y < 0,525

O que nos deixa uma margem muito folgada para fixação da tolerância Do diâmetro da faixa de centragem na operação de rectificação, face àprecisão das máquinas utilizadas (torno de cópia e rectificadora sem centros). Como então seguíamos as normas americanas, fixou-se o intervalo de tolerância de 0,005” = 0,127, donde resulta a cota

d = 80,64-0,127

GRANADA DE MORTEIRO DE 81 MMprojecto dos calibres para inspecção do diâmetro da granada na

faixa de centragem

• Cota a inspeccionar d = 80,64-0,127

• Controlo por atributos• Tipo de calibres maxila P/NP

GRANADA DE MORTEIRO DE 81 MMprojecto dos calibres para inspecção do diâmetro da granada na

faixa de centragem

• Dimensionamento do calibre– Cota a controlar d = 80,64-0,127

– tolerância a controlar IT = 0,127 mm– tolerância de fabrico do calibre H = IT/10 = 0,013 mm– Zona de gastamento z = IT/10 = 0,013 mm

• Cota do calibre P (novo) +0,0065

– L = (dM – z) + H/2 = (80,64-0,013) + 0,0065 = 80,627-0,0065

• Limite de utilização do calibre P (usado)– L’ = 80,64

• Cota do calibre NP +0,0065

– l = dm + H/2 = (80,64-0,127) + 0,0065 = 80,513-0,0065

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES Projecto e fabrico de um calibre tampão ‘Passa’

Calibre tampão P para furo 8,5 D10 = 8,5(+0,040 /+0,098)IT10 = 58 μ <> z = 1/10*IT10 = 5 μIT4 = 4 μ (tolerância de fabrico do calibre)Diâmetro máximo do calibre = 8,540 + 5 + 4 = 8,549 mmDiâmetro mínimo do calibre = 8,540 + 5 = 8,545 mmLimite de gastamento = 8,540 mm

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES Calibre P/NP para inspecção cavilha-eixo diam. 5m6 (5,004 - 5,0012)

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES As tecnologias específicas no 3º Q / Sec. XX

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES Calibres tampão e anel para inspecção de roscas

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES -3ºQ/SecXXA operação mecânica elementar

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES - 3ºQ/Sec.XXas movimentações e o leadtime

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES programas de redução de leadtimes - II

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES programas de redução de leadtimes - I


Ferramentas ‘estandardizadas’

FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES As tecnologias específicas no 3º Q / Sec. XX

Torno multi-árvores




A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES Laboratórios e Gabinete de Estudos e Métodos

A FABRICAÇÃO EM SÉRIE DE ARMAS E MUNIÇÕES Laboratório balístico e carreira de tiro


Dinâmicas de cooperação e desenvolvimento

• Cooperação empresarial– Fornecimento de serviços (trat.térmicos , metrologia dimensional,

análises e ensaio de materiais)– Apoio às iniciativas individuais de criação de oficinas de ferramentas – Apoio técnico aos fornecedores– Visitas técnicas.

• Formação de capital humano p/ o mercado de trabalho– Treino dos engenheiros em SMO – Formação de aprendizes– Treino de pessoal executante e dirigente fabril

FÁBRICA MILITAR DE BRAÇO DE PRATA1907 - 1997

O fabrico em série de armas e munições3º Q / Sec. XX

• Sistema económico de produção em massa de bens para venda e distribuição aos consumidores

– Mecanização e standardização– Divisão do trabalho– Especialização– MOD semi-qualificada

• Macro-tecnologia integradora das engenharias de processo e de produto

– Projecto do produto– Plano de fabrico

• Operações Elementares• Estudo e medição do trabalho• Máquinas-ferramentas• Ferramentas, dispositivos e

calibres– Qualidade industrial

• CEP• Inspecção, teste e ensaio• Calibração

DIRECTOR

FMBP

SERV.COMERCIAIS

SERV.INDUSTR.

SERV.ADM. FIN.

SERV.GERAISPessoalFormaçãoServ. Apoio

1ª DIVISÃOEst&MétodosMed.trabalhoPlaneamentoQualidade Ver. Geral

2ª DIVISÃO.MuniçõesTecn latão mil.Arr. AparaPr. Ch. FinaRev. Elect.

3ª DIVISÃOFab. CanosMnt.Arm lig.MorteirosMat. Art.Carpint.

4ª DIVISÃOOf.FerramentTrat. TérmicoMant.&Cons.Obra Nova



Forjamento por extrusão

Arranque de apara

Tecnologia do latão militar(70% Cu / 30% Zn)

Fabrico de canos

Fabrico de ferramentas e calibres

T. térmicos e electroquímicos

Estampagem de chapa fina

Fabrico de molas

Laboratório de metrologia dimensionalLaboratório de ensaio de materiaisLaboratório de análisesLaboratório balístico

• Fornos de sais• Fornos de indução• Prensas hidráulicas

• Tornos automáticos mono e multiárvore• Rectificadoras de produção • Máquinas transfer• Fresadoras de série

• Fusão e laminagem do latão 70/30• Embutissagem profunda• Tratamento térmico

• Maquina de martelar

• Fresadoras ferramenteiras• Tornos• Rectificadoras de planos e cilindricas

• Tratamentos térmicos do aço • Zincagem, cadmiagem, cromagem,…

• Prensas mecânicas

• Máquinas especiais para arame e chapa

O paradoxo do gato de Schrodinger

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fabricação em série de armas e munições no 3ºQ/Sec. XX€¦ · A produção em massa de artigos idênticos O fabrico em série de armas e munições • 1912 ÙFabrico de granadas