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

QQ

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