Slide Sistema de Usinagem -2020 2

EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 1 de 41 https://informationisbeautiful.net/beautifulnews/1336-electric-buses/ Supercapacitors don’t hold as much energy as batteries. But they last for years, and charge really quickly. That makes them perfect for use in mass transit systems. In China, supercapacitor buses run all day, fully loaded and with air conditioning on. Some models can charge in just 10 seconds. Better still: they consume 30-50% less energy than other electric vehicles. Beautiful! EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 2 de 41 Sistema de Usinagem Prof. Milton Pereira, Dr. Eng. Prof. Fabio A. Xavier, Dr. Eng. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 3 de 41 Music is the best!! EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 4 de 41  Conceitos básicos de usinagem  Evolução da máquina-ferramenta  Constituintes de máquinas-ferramenta  Subsistemas de uma máquina-ferramenta  Estruturas de máquinas-ferramenta  Materiais das estruturas EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 5 de 41 Conceitos Básicos de Usinagem Dispositivo de fixação • fixação da peça. Ferramenta • executa a operação de usinagem. Porta –ferramenta • fixação da ferramenta. Máquina-ferramenta • elemento que proporcionará os movimentos, velocidade, avanço e a força necessária ao processo de usinagem Peça • sofre uma operação de usinagem. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 6 de 41 Classificação dos Sistemas de Fabricação EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 7 de 41 Evolução da Precisão na Fabricação EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 8 de 41 Definição de Máquina-Ferramenta É uma máquina utilizada na fabricação de peças de diversos materiais (metálicas, plásticas, madeira etc.), por meio da movimentação mecânica de uma ou de um conjunto de ferramentas. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 9 de 41 Evolução da Máquina-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 10 de 41 Desenvolvimento do Torno FUSO - MOUDSLAY ~1800 VARA - FOX ~1810 ENGRENAGENS SUBSTITUÍVEIS - MOUDSLAY POLIA ESCALONADA “LOUCA” - ROBERTS ~1819 PORTA FERRAMENTAS MOUDSLAY ~1800 AVANÇO TRANSVERSAL WITHWORTH ~1835 GUIAS INDEPENDENTES FOX ~1839 CREMALHEIRA – FOX ~1830 EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 11 de 41 Desenvolvimento do Torno EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 12 de 41 Constituintes de Máquinas-Ferramenta (Torno manual) EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 13 de 41 Subsistemas de uma Máquina-Ferramenta É responsável pela sustentação de todos os órgãos da máquina-ferramenta. É constituído pelos seguintes componentes: Apoios, barramento e guias. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 14 de 41 Subsistemas de uma Máquina-Ferramenta Tem a finalidade de proporcionar o movimento automático da ferramenta e suas variações de velocidade. Seus principais componentes são as engrenagens da grade e as engrenagens no próprio variador de avanço. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 15 de 41 Subsistemas de uma Máquina-Ferramenta A função deste subsistema é proporcionar o giro da peça com diferentes velocidades. Como principais constituintes temos o motor de acionamento, polias, correias, eixos e engrenagens para transmissão de movimentos. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 16 de 41 Subsistemas de uma Máquina-Ferramenta É responsável pela fixação, na máquina- ferramenta, da peça a ser usinada. É constituído pelo cabeçote móvel e placa. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 17 de 41 Subsistemas de uma Máquina-Ferramenta Tem a função de fixar a ferramenta e realizar a sua movimentação em diferentes direções. No caso do torno, é composto pelo carro longitudinal, carro transversal, carro porta-ferramentas, torre de fixação das ferramentas, fuso e vara. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 18 de 41 Subsistemas de uma Máquina-Ferramenta Sistema de suporte Sistema de avanço Sistema de acionamento principal Sistema de fixação de peças Sistema de fixação / movimentação da ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 19 de 41 Seleção de Máquinas-Ferramenta ETAPA DE DESCRIÇÃO DA TAREFA ETAPA DE SELEÇÃO GENÉRICA ETAPA DE DETALHAMENTO CARACTERÍSTICAS DAS PEÇAS A FABRICAR: • FORMA • TAMANHO • MATERIAL E SUAS PROPRIEDADES • PRECISÃO • QUALIDADE DA SUPERFÍCIE • TAMANHO DO LOTE DOS PROCESSOS: • USINAGEM • CONFORMAÇÃO GRAU DE AUTOMAÇÃO: • MANUAL • SEMI-AUTOMÁTICO • AUTOMÁTICO DOS DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO: •CONVENCIONAIS •MODULARES •ESPECIAIS DAS FERRAMENTAS: • CONVENCIONAIS • MODULARES • ESPECIAIS DA MÁQUINA FERRAMENTA: •TIPO DE MÁQUINA • FORMA E DIMENSÕES • POTÊNCIA INSTALADA • Nº DE EIXOS DE MOVIMENTO • VELOCIDADE DO EIXO- ÁRVORE E DOS DEMAIS EIXOS • PRECISÃO DE FABRICAÇÃO • QUALIDADE DA SUPERFÍCIE • GRAU DE AUTOMAÇÃO • SISTEMA DE MEDIÇÃO • TRANSPORTE DE CAVACO EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 20 de 41 Seleção de Máquinas-Ferramenta ETAPA DE DESCRIÇÃO DA TAREFA ETAPA DE SELEÇÃO GENÉRICA ETAPA DE DETALHAMENTO CARACTERÍSTICAS DAS PEÇAS A FABRICAR: • FORMA • TAMANHO • MATERIAL E SUAS PROPRIEDADES • PRECISÃO • QUALIDADE DA SUPERFÍCIE • TAMANHO DO LOTE DOS PROCESSOS: • USINAGEM • CONFORMAÇÃO GRAU DE AUTOMAÇÃO: • MANUAL • SEMI-AUTOMÁTICO • AUTOMÁTICO DOS DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO: •CONVENCIONAIS •MODULARES •ESPECIAIS DAS FERRAMENTAS: • CONVENCIONAIS • MODULARES • ESPECIAIS DA MÁQUINA FERRAMENTA: •TIPO DE MÁQUINA • FORMA E DIMENSÕES • POTÊNCIA INSTALADA • Nº DE EIXOS DE MOVIMENTO • VELOCIDADE DO EIXO- ÁRVORE E DOS DEMAIS EIXOS • PRECISÃO DE FABRICAÇÃO • QUALIDADE DA SUPERFÍCIE • GRAU DE AUTOMAÇÃO • SISTEMA DE MEDIÇÃO • TRANSPORTE DE CAVACO EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 21 de 41 Seleção de Máquinas-Ferramenta ETAPA DE DESCRIÇÃO DA TAREFA ETAPA DE SELEÇÃO GENÉRICA ETAPA DE DETALHAMENTO CARACTERÍSTICAS DAS PEÇAS A FABRICAR: • FORMA • TAMANHO • MATERIAL E SUAS PROPRIEDADES • PRECISÃO • QUALIDADE DA SUPERFÍCIE • TAMANHO DO LOTE DOS PROCESSOS: • USINAGEM • CONFORMAÇÃO GRAU DE AUTOMAÇÃO: • MANUAL • SEMI-AUTOMÁTICO • AUTOMÁTICO DOS DISPOSITIVOS DE FIXAÇÃO: •CONVENCIONAIS •MODULARES •ESPECIAIS DAS FERRAMENTAS: • CONVENCIONAIS • MODULARES • ESPECIAIS DA MÁQUINA FERRAMENTA: •TIPO DE MÁQUINA • FORMA E DIMENSÕES • POTÊNCIA INSTALADA • Nº DE EIXOS DE MOVIMENTO • VELOCIDADE DO EIXO- ÁRVORE E DOS DEMAIS EIXOS • PRECISÃO DE FABRICAÇÃO • QUALIDADE DA SUPERFÍCIE • GRAU DE AUTOMAÇÃO • SISTEMA DE MEDIÇÃO • TRANSPORTE DE CAVACO EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 22 de 41 Sistemas de Fabricação: Produtividade x Flexibilidade EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 23 de 41 EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 24 de 41 EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 25 de 41 Fatores que Determinam a Qualidade de uma Peça EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 26 de 41 Fatores que Determinam a Qualidade de uma Máquina-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 27 de 41 Limitantes do Processo de Usinagem EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 28 de 41 Especificação das Máquinas-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 29 de 41 Especificação das Máquinas-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 30 de 41 Requisitos Importantes: Máquinas-Ferramenta ASPECTOS ECONÔMICOS ASPECTOS NORMATIVOS ASPECTOS TECNOLÓGICOS FORMA CONSTRUTIVA PRECISÃO ESTÁTICA E CINEMÁTICA POLUIÇÃO DO MEIO AMBIENTE RESISTÊNCIA E POTÊNCIA ERGONOMIA SEGURANÇA DE TRABALHO GRAU DE AUTOMAÇÃO EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 31 de 41  Garantir a repetibilidade da operação;  Fabricar peças com tolerâncias e formas asseguradas;  Rugosidade e Integridade da Superfície  Alto desempenho com eficiência econômica Requisitos Importantes: Máquinas-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 32 de 41 Requisitos Importantes: Máquinas-Ferramenta Pontos técnicos e econômicos:  Estrutura da máquina;  Montabilidade;  Fabricabilidade;  Transporte;  Manutenção;  Peças de reposição (assistência técnica);  Segurança e ergonomia;  Intercambialidade dos componentes. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 33 de 41 Requisitos de Estruturas de Máquinas-Ferramenta  Rigidez estática;  Rigidez Dinâmica;  Estabilidade térmica;  Estabilidade química;  Facilidade de manipulação;  Acessibilidade aos componentes internos. EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 34 de 41 Estruturas de Tornos ESTRUTURA ANTIGA ESTRUTURA NOVA ESTRUTURA NOVA EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 35 de 41 Estruturas de Concreto a) ESTRUTURA BÁSICA RETANGULAR COM ADIÇÃO DE COMPONENTE TRIANGULAR b) ESTRUTURA BÁSICA RETANGULAR COM ADIÇÃO DE COMPONENTE TRAPEZOIDAL GUIAS TEMPERADAS E RETIFICADAS - PARAFUSADAS COM APLICAÇÃO DE GUIAS DE FERRO FUNDIDO EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 36 de 41 Estruturas de uma Máquina-Ferramenta com Múltiplos Eixos EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 37 de 41 Formas de Guias para Máquinas-Ferramenta GUIAS PRISMÁTICAS GUIAS EM FORMA DE RABO DE ANDORINHAS GUIAS PLANAS EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 38 de 41 Guias com Elementos Rolantes GUIAS PRISMÁTICAS COM ROLETES ROLETES ESFERAS EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 39 de 41 Materiais para Construção de Máquinas-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 40 de 41 Materiais para Construção de Máquinas-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 41 de 41 Materiais para Construção de Máquinas-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 42 de 41 Materiais para Construção de Máquinas-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 43 de 41 Estabilidade de Máquinas-Ferramenta EMC Departamento de Engenharia Mecânica UFSC Universidade Federal de Santa Catarina Usinagem dos Materiais 2020 Fabio A. Xavier Slide 44 de 41 Dúvidas?