Prova de Processos de Usinagem - FURG - Exame Final

Universidade Federal do Rio Grande FURG Processos de Usinagem 2020 04274 turma B Exame final NOME DO ALUNOMATRICULA QUESTÃO 1 20 pontos Um eixo cilíndrico é fabricado em aço ABNT 1040 a partir de um material bruto com 25 mm de diâmetro O diâmetro nominal do eixo acabado é de 20 mm A operação é realizada em dois passes sendo o primeiro de desbaste e o segundo de acabamento com uma profundidade de corte de 05 mm e avanço de 01 mm por rotação É utilizada uma ferramenta de pastilha intercambiável de metal duro com raio de ponta de 04 mm e ângulo de posição da ferramenta de 45 a Determine a profundidade de corte na operação de desbaste b Faça um esboço seu sem cópia de figuras do plano de referência e do plano ortogonal da ferramenta e indique os ângulos medidos neles c Com relação à ferramenta de corte o operador da máquina tem as seguintes opções de escolha metal duro da classe P10 aço rápido M32 cerâmica mista Al2O3 TiC metal duro da classe K40 cermet Relacione estes materiais de ferramentas de corte em ordem decrescente de tenacidade QUESTÃO 2 40 pontos Um eixo de comprimento 1900 mm deve ser usinado em 4 passes sendo que a velocidade de corte recomendada para esta operação é de 140 mmin para desbaste e 280 mmin para acabamento O diâmetro inicial da peça é de 380 mm e o final é de 358 mm o avanço a ser empregado deve ser de 18 mmrot para desbaste e 06 mmrot para acabamento e a profundidade de corte para desbaste e acabamento deve ser de 7 mm e 1 mm em diâmetro respectivamente As rotações disponíveis da máquina são 36 50 68 80 105 130 175 200 250 300 e 400 Em relação a isso as rotações utilizadas devem ser as imediatamente inferiores as determinadas pelas VCs recomendadas caso não sejam coincidentes a Calcule a rotação apropriada para cada passe de desbaste e acabamento b Calcule o tempo de corte total leve em conta as rotações utilizadas e não as calculadas c Supondo ser o material usinado um AISI 4320 com Ks 2260 Nmm2 e 1z 07 calcule a força de corte máxima e a potência necessária supondo ter a máquina um rendimento de 90 Para tal utilize a fórmula de Kienzle não faça correções no Ks e considere o ângulo de posição da ferramenta como 900 e o ângulo de saída da ferramenta como 60 QUESTÃO 3 40 pontos Deve ser feito um processo de torneamento cilíndrico externo partindo de um diâmetro de 75 mm e indo até um diâmetro final de 70 mm com comprimento de 85 mm Para tal o avanço indicado foi de 04 mmvolta e a rotação de 400 RPM O torno utilizado possuía 15 KW de potência e rendimento de 80 Utilizouse uma ferramenta de metal duro da classe P triangular que teve os coeficientes de Taylor x e K respectivamente dados como 335 e 107x104 Essa ferramenta possui uma profundidade de corte máxima de 5mm Na mesma máquina e na mesma peça após outras operações foi realizada uma operação de acabamento com ferramenta de metal duro de outra classe também triangular também com ap máx de 5 mm mas com coeficientes de Taylor de 335 e 061x108 Nessa operação partiuse do diâmetro de 65 mm para 63 mm com comprimento de 60 mm O avanço utilizado foi de 02 mmvolta e a rotação de 650 rpm Verifique se as rotações utilizadas estão dentro dos intervalos de eficiência de cada ferramenta e para a operação de desbaste supondo que os dados de tempo fornecidos sejam relativos somente a ela calcule a produção horária a 90 e o custo de produção por peça supondo que o lote seja de 500 peças Considere o custo do operador como R1500 por hora e o da máquina R 4000 Os tempos de preparação troca de ferramenta e tempos improdutivos tsta de 60 3 e 3 minutos respectivamente O custo da pastilha foi de R 2100 Universidade Federal do Rio Grande FURG Processos de Usinagem 2020 04274 turma C Exame final NOME DO ALUNOMATRICULA Somente será corrigido o gabarito mas devem ser apresentados os cálculos juntos para verificação QUESTÃO 1 10 pontos Em relação a movimentos relativo no processo de Usinagem assinale V ou F para cada alternativa e no caso de F nomeie o movimento de forma correta a O movimento efetivo de corte é o movimento entre a ferramenta e a peça a partir do qual resulta o processo de usinagem Esse movimento é classificado como ativo b O movimento de ajuste é o movimento entre a ferramenta e a peça sendo empregado para compensar alterações de posicionamento devidas por exemplo ao desgaste da ferramenta variações térmicas e deformações plásticas Esse movimento é classificado como ativo c O movimento de corte é o movimento entre a ferramenta e a peça que sem a ocorrência concomitante do movimento de avanço provoca remoção de cavaco durante uma única rotação ou em um curso de ferramenta Esse movimento é classificado como passivo d O movimento de avanço é o movimento entre a ferramenta e a peça que juntamente com o movimento de corte possibilita a remoção continua ou repetida de cavaco Esse movimento é classificado como passivo e O movimento de correção é o movimento entre a ferramenta e a peça no qual é predeterminada a espessura da camada de material a ser removido Esse movimento é classificado como passivo QUESTÃO 2 100 pontos Em relação a geometria de ferramentas de corte assinale V ou F para cada alternativa e no caso de F justifique de maneira OBJETIVA a escolha a Se a ponta da ferramenta estiver localizada abaixo do centro de rotação da peça ocorre uma redução do ângulo de folga principal αp provocando com isso o desgaste prematuro da ferramenta b O ângulo de saída γ negativo é recomendado para a usinagem de peças que exigem elevada força de corte c O ângulo de folga αp negativo é usado para a usinagem de materiais muito duros d Um ângulo de cunha mais elevado 60 por exemplo favorece o desgaste da superfície lateral da ferramenta e O ângulo de saída γ positivo é recomendado para a usinagem com corte do tipo interrompido QUESTÃO 4 100 pontos Em relação aos materiais para ferramentas de corte assinale V ou F para cada alternativa e no caso de F justifique de maneira OBJETIVA a escolha a Cermet é um material compósito formado por cerâmica e metal Possui baixa tendência à formação de gume postiço boa resistência à corrosão resistência à temperatura elevada e alta estabilidade química b O aço rápido é usado na fabricação de ferramentas de corte tais como broca fresa serra bits de usinagem fresa para cortar engrenagens etc As ferramentas de aço rápido podem ser revestidas com uma camada de outro metal para aumentar sua vida útil c O CBN Nitreto de Boro Cúbico de elevada dureza é utilizado para fabricação de ferramentas de corte Pode usinar aços duros peças fundidas e forjadas realizando somente operações de acabamento d O diamante policristalino é um compósito de partículas de diamante sinterizado com um ligante geralmente metálico Como ferramenta de corte ele tem boa resistência ao desgaste porém falta estabilidade química em altas temperaturas e O metal duro é fabricado por fusão apresenta elevada dureza contudo sua tenacidade é inferior à do aço rápido Ferramentas de metal duro podem ser aplicadas para o torneamento de peças endurecidas QUESTÃO 5 30 pontos Desejase tornear uma peça cilíndrica presa em quatro castanhas em aço ABNT 4320 saindo de um diâmetro de 60 mm e indo para um diâmetro de 36 mm O comprimento a usinar e de 60 mm com velocidade de corte recomendada de 300 mmin A máquina possui 40 KW de potência e rendimento de 90 Ferramenta ap 03 a 50 mm f 02 a 06 040 mmrot geometria Kr 75º 80 ps dados de pressão de corte fornecidos em Kgfmm2 1 Kgf 10N Calcule o tempo de corte mínimo para a usinagem e verifique se existe potência para tal Calcule o tempo de corte e verifique se existe potência para a usinagem com o avanço recomendado pelo fabricante de ferramenta Tabela 1 Dados de corte Material St Kgfmm2 1z Ks1 Kgfmm2 Aço 1030 52 074 199 1040 62 083 211 1050 72 070 226 1045 67 086 222 1060 77 082 213 8620 77 074 210 4320 63 070 226 4140 73 074 250 4137 60 079 224 6150 60 074 222 Ferro Fundido HRc46 081 206 FoFo GG26 HB200 074 116 QUESTÃO 6 40 pontos A peça da figura 1 deve ser feita em um torno revólver motor 15 kW 08 seguindo o processo dado pela tabela 1 A operação 20 é feita com uma ferramenta de metal duro P30 pastilhas triangulares intercambiáveis cuja equação de vida é TV235107x106 e a operação 40 é feita por uma ferramenta de pastilha intercambiável triangular P10 cuja equação de vida é TV334614108 Ambas as ferramentas possuem ap máx de 5mm Com base nesses dados e nos da tabela 2 pedese 1 Criticar a escolha da rotação na operação 20 e na operação 40 com relação aos intervalos de máxima eficiência de cada ferramenta 2 Somente para a operação 20 supondo que todos os dados de tempo sejam referentes somente a esta operação calcule a produção horária Ph100 e o custo da ferramenta por peça Kuf Peça Tubo de aço ABNT 1060 lote 500 peças Tabela 1 Plano de processos Operação Descrição da operação Condições 10 Facear a peça f 04 mmrot n 400 rpm 20 Desbastar 75 deixando com 70 no comprimento de 85 mm f 04 mmrot n 400 rpm 30 Desbastar 70 para 65 no comprimento de 60 mm f 04 mmrot n 400 rpm 40 Acabar 63 f 02 mmrot n 650 rpm 50 Tornear furo 30 em um único passe no comprimento de 85 mm f 02 mmrot n 900 rpm 60 Cortar a peça no comprimento de 80 mm f 02 mmrot n 400 rpm Tabela 2 Dados de custos e tempos Descrição de custos e tempos Valores Salário do operador Rh 1500 Saláriomáquina Rh 4000 Custo da pastilha P30 R 2100 Custo da pastilha P10 R 3600 Tempo de preparação min 60 Tempo de troca da ferramenta min 3 Tempos improdutivos tsta min peça 3 Questão 1 V ou F Nome do movimento a b c d e Questão 2 V ou F Justificativa da escolha a b c d e Questão 4 V ou F Justificativa da escolha a b c d e Q5 Q6 Caso 1 Ks Fcmax Fcreal Pc tmin Op 20 Vc max Vc min Vc etapa T etapa tempo tt Ph100 Custo Kp Caso 2 Ks Fcmax Fcreal Pc tusin Op 40 Vc max Vc min Vc etapa