Manufatura Mecânica Usinagem U4
MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U4 - SEÇÃO 1 U4 S1 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) Uma máquina-ferramenta do tipo CNC é aquela que não é operada manualmente, mas por meio de um programa que controla a sequência de operações a ser executada. Assim, o operador da máquina passa a ser um programador da linguagem ISO, também conhecida (erroneamente) como linguagem G.
Considerando, então, um torno CNC, uma das formas para troca de ferramentas é usar:
2) O conceito de usinagem já existe desde a idade da pedra quando os homens começaram a esculpir pedras para fazer ferramentas para ajudá-los em suas tarefas diárias. De lá para cá muita coisa evoluiu e a partir da década de 50 começamos a ter máquinas-ferramenta computadorizadas.
Sobre esta evolução, considere as seguintes asserções:
I - Uma máquina CN é controlada pelo próprio equipamento (hardware) e podem controlar várias máquinas de usinagem.
II - Uma máquina CNC é controlada pela programação feita por um programador e controla a própria máquina.
III - Uma máquina CNC somente opera programada por um CAM, interligado a ela, que lhe passa os comandos.
Agora escolha a alternativa correta:
3) As operações de usinagem em uma indústria podem ser realizadas manualmente (por exemplo, em tornos universais) ou de forma automática (por exemplo, em tornos CNC). Os equipamentos CNC oferecem maior velocidade na produção de peças seriadas, maior repetitividade e, normalmente, maior qualidade.
Então, considerando as máquinas CNC, escolha a alternativa a seguir que seja a correta.
MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U4 - SEÇÃO 1 U4 S1 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1)As operações de usinagem atualmente estão muito evoluídas. Usinagens manuais somente são empregadas quando se deseja produzir poucas peças. Em produções em larga escala sempre se utiliza um equipamento CNC. E muitas vezes, conectado a um sistema CAD com CAM. Neste caso se tem a produção mais rápida possível para grandes lotes de peças.
Então, considerando esses sistemas, analise as seguintes asserções:
I - Um sistema CAM só tem sentido para trabalhar com máquinas CNC.
II - Se o sistema CAD empregado já produzir a peça em 3D, não é necessário um sistema CAM para interagir com a máquina-ferramenta CNC.
III - Um sistema CAD, para interagir com uma máquina-ferramenta CNC precisa de um sistema CAM.
2) Definido um processo de usinagem, a escolha da máquina a realizá-lo depende de vários fatores, entre os quais, disponibilidade, custos e capacidade (e vários outros). A capacidade da máquina está relacionada aos esforços existentes entre as ferramentas e a peça usinada. A potência da máquina a ser usada, então, depende dos torques necessários para as operações de usinagem.
Então, considere as seguintes asserções e a relação entre elas:
I - A potência do motor de acionamento é diretamente proporcional ao esforço de corte efetuado pela ferramenta.
II - Ao aumentar o esforço de corte, aumenta o torque necessário para o corte e, portanto, aumenta a potência de corte necessária.
3) A usinagem com um equipamento CNC é normalmente mais rápida e mais precisa do que a usinagem feita com equipamentos convencionais. A possibilidade de uso de várias ferramentas com troca rápida é um dos fatores que colabora com a alta velocidade do processo em máquinas CNC. A figura a seguir ilustra um porta-ferramentas tipo revólver, empregado em um torno.
Com relação à troca rápida de ferramentas, marque V para verdadeiro ou F para falso nas afirmações a seguir:
( ) Com este tipo de porta-ferramenta, um torno CNC pode trabalhar com mais de uma ferramenta ao mesmo tempo.
( ) Embora haja o revólver, a troca de ferramenta deve ser feita pelo operador.
( ) A decisão sobre a troca de ferramenta é programada junto com os outros comandos.
Agora escolha a alternativa com a sequência correta.
MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U4 - SEÇÃO 2 U4 S2 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) Em uma programação de comandos para um torno CNC é preciso saber exatamente onde posicionar a ferramenta e indicar qual comando realizar. Um comando mal indicado prejudica todo o processo a partir daquele ponto.
Para esta situação, associe a coluna 1, a seguir, que contém os pontos de 1 a 4 com a coluna 2, que contém as coordenadas absolutas (Z,X) de cada ponto.
a. 29;80
b. 50;54
c. 00;80
d. 32;74
2) A programação de uma máquina CNC é feita através da linguagem ISO (também conhecida, erroneamente, como linguagem G). Esta programação pode ser feita diretamente na máquina ou pode ser gerada por um sistema CAD/CAM que a transmite para a máquina. A figura a seguir ilustra um painel de comando típico de um equipamento CNC.
Então, se no programa se encontra o comando K150, isso significa:
3) Ao trabalhar com uma máquina CNC é preciso levar em conta o sistema de coordenadas adotado, para que as operações se realizem com precisão. Então deve-se utilizar as coordenadas cartesianas, com as quais pode indicar qual o deslocamento da ferramenta de um ponto ao outro da peça. A figura a seguir ilustra um sistema típico de coordenadas.
Sobre esse sistema de coordenadas, então, considere as seguintes asserções:
I - Em um torneamento o eixo Y corresponde a deslocamentos a partir da origem em direção ao operador da máquina.II - As coordenadas incrementais se aplicam ao torneamento devido ao movimento de giro da peça.
III - Em um fresamento o eixo Y corresponde a deslocamentos ao longo do eixo da ferramenta.
MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U4 - SEÇÃO 2 U4 S2 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1) Os comandos da linguagem ISO definem como precisão como a ferramenta deve se comportar. Definem os deslocamentos, os posicionamentos, as trajetórias em operação e muito mais. Por isso é muito importante que a sequência de comandos seja bem determinada.
Considere a figura a seguir
Suponha que a ferramenta esteja na posição indicada. A partir daí ela deve fazer o arredondamento com raio 8 indicado na figura.Então, um comando que poderia ser usado para isso seria:
2) Quando se fala de máquinas CNC, pensa-se em operação via programação, utilizando a linguagem ISO. Esta linguagem prevê todos os tipos de comandos necessários para a movimentação e operação da ferramenta e, dependendo da máquina, até movimentação da mesa. As coordenadas empregadas podem ser absolutas ou incrementais e é o operador que decide qual tipo utilizar.
Sobre estes tipos de coordenadas, então, considere as seguintes asserções e a relação entre elas.
I - Para trabalhar em tornos CNC, as coordenadas incrementais são mais indicadas.
II - Com as coordenadas incrementais a ferramenta executa movimentos sequenciais e não precisa voltar à origem.
Agora selecione a alternativa correta:
3) O sistema de coordenadas adotado para um processo de usinagem em máquinas CNC é essencial para que as operações sejam bem feitas. São usadas as coordenadas absolutas e as coordenadas incrementais, cada uma com suas vantagens e limitações.
Considere a figura a seguir, que mostra um sistema de eixos para uma operação de fresamento, na qual os números indicam a sequência das operações.
Considerando que o ponto 1 tem coordenadas absolutas (20, 0), marque V para verdadeiro ou F para falso nas afirmações a seguir e depois escolha a alternativa correta.
( ) O ponto 2 tem coordenadas absolutas (-15, 20).
( ) O ponto 3 tem coordenadas relativas (-15, 10).( ) O ponto 4 tem coordenadas relativas (40, -40).
( ) O ponto 3 tem coordenadas absolutas (-10, 30).Agora escolha a alternativa correta.
MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U4 - SEÇÃO 3 U4 S3 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA
1) Os computadores, atualmente, são imprescindíveis no funcionamento de uma indústria mecânica. Eles estão em todos os setores e, na fabricação, participam ativamente. Existem o CAD, CAE, CAM, CAI.
Então, associe esses processos, que aparecem na coluna 1, com algumas de suas funções, que aparecem na coluna 2, abaixo.
I – CAD
a) Permite determinar o diâmetro de um eixo
II – CAE
b) Permite definir o melhor comando para mover uma ferramenta
III – CAM
c) Permite determinar a sequência de verificação do funcionamento das máquinas
IV – CAI
d) Permite criar uma peça complexa sem usar matéria-prima
2) Atualmente as indústrias que trabalham com produção de peças utilizam de forma intensiva os sistemas CAD, CAM e CAE. A grande vantagem no uso destes sistemas é o ganho de tempo, pois é possível simular o funcionamento de uma peça antes mesmo de sua fabricação.
Então, sobre esses sistemas, complete a frase a seguir com as palavras da alternativa correta.
O sistema ________ traduz para a máquina CNC os comandos necessários para a produção da peça que foi criada no sistema ________ e testada segundo algumas simulações no sistema _______.
3) Em uma indústria, o uso de sistemas CAx (CAD, CAE, CAM, etc.) agiliza muito a produção e eventuais modificações nas peças. Além disso, outro ponto forte desses sistemas é melhorar a qualidade das peças produzidas. Entretanto, esses sistemas devem ser empregados na ordem correta, para produzirem o efeito desejado.
Então, escolha a alternativa que mostra a ordem correta de utilização desses sistemas.
MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U4 - SEÇÃO 3 U4 S3 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM
1) O uso de equipamentos CNC revolucionou a produção industrial de peças. Seja por sua precisão, seja por sua repetitividade, ou mesmo outros fatores, não é mais possível imaginar uma grande ou média indústria mecânica sem essas máquinas. Entretanto, essas máquinas não são usadas isoladamente. Elas normalmente são conectadas a um CAM que, por sua vez, recebe informações de um sistema CAD.
Então sobre esses sistemas, verifique as seguintes asserções e a relação entre elas:
I - É fundamental que o sistema CAD permita simulações da usinagem.
II - Simulações poupam tempo, matéria-prima e evitam desgastes e manutenção da máquina CNC.
2) Quando uma indústria decide fabricar um peça utilizando sistemas CAD/CAM, ela desenvolve o Plano de Processo para aquele produto. Esse plano fornece a sequência de passos para que a produção da peça seja bem sucedida. Existe uma prioridade entre os passos para que tudo dê certo.
A seguir são listados somente alguns dos passos de um plano desses. Então, sobre este Plano de Processo, coloque os passos listados na ordem correta de execução.
1 – Importação do modelo geométrico do CAD para o CAM.
2 – Definição do tipo de processo de fabricação.
3 – Definição da geometria da peça (com as dimensões).
4 – Simulação da usinagem.
5 – Definição do PTF e da trajetória da ferramenta.Agora escolha a alternativa que coloca esses passos em ordem.
3) O uso de máquinas CNC agilizou enormemente os processos de fabricação na indústria, pois a velocidade de produção aumentou e a repetitividade também. Entretanto, o uso dessas máquinas simplesmente, tem um problema: a programação, que deve ser feita com mito cuidado, pois um erro qualquer pode fazer com que a ferramenta colida com a peça ou com o suporte da peça. Para agilizar ainda mais essas máquinas, então, foram criados os sistemas CAM, que convertem o desenho feito em um sistema CAD para comandos da máquina CNC.
Sobre o CAM, então, considere as seguintes asserções:
I - Uma das funções do CAM é conferir a possibilidade de colisões entre o porta-ferramenta e o suporte da peça.
II - Um sistema CAM somente pode ser usado após ter sido usado um sistema CAE.
III - Um sistema CAM define a troca de ferramentas sem interferência do operador.
Agora escolha a alternativa correta.
MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U4 - SEÇÃO 3 U4 - AVALIAÇÃO DA UNIDADE
1) Em um processo de usinagem, a decisão sobre a capacidade (potência) da máquina a ser usada é fundamental, pois uma escolha errada pode tornar a usinagem impossível (falta de potência) ou pode torná-la cara (excesso de potência). Assim, o cálculo dos torques envolvidos é de suma importância.
Então, considere uma usinagem de uma peça de aço com os seguintes dados: Massa da peça: mp = 4,0 kg; massa da mesa: 35 kg; força de corte: Fc = 1800 N; ângulo entre a direção da força de corte e o plano horizontal da mesa: θ = 35 °; massa do fuso: mf = 7,5 kg; diâmetro do fuso: df = 80 mm; aceleração angular: α = 1 rad/s2 e inércia do rotor do motor: Jr = 1,1 kg.cm2; passo do fuso: p = 5 mm/volta; coeficiente de atrito nas guias: µg = 0,21.
Os valores do torque estático devido ao atrito nas guias e o torque devido à força de corte, em N.m, são respectivamente de:
2) Quando se emprega máquinas de usinagem tipo CNC, precisa-se de um programa que as faça operar de acordo com nossas necessidades. Este programa pode ser feito por um operador da máquina que seja programador também, ou pode ser feito por um sistema CAM. Quando se usa um CAM, são identificados dois pontos da trajetória da ferramenta: o ponto CC (Cutter Contact) e o ponto CL (Cutter Location). A figura a seguir ilustra esses pontos e a trajetória teórica da ferramenta.
Sobre a trajetória da ferramenta, então, considere as seguintes asserções e a relação entre elas:
I - A ferramenta sempre fará sua trajetória passando primeiramente pelo CC e depois pelo CL.
II - O ponto CC é determinado pelo ponto onde a ferramenta faz contato com a peça e a partir deste ponto é calculado o CL.
3) Em um equipamento CNC, a parte mais importante e difícil do processo é a criação do programa. Cada linha deste programa indica um conjunto de movimentos e operações que a máquina fará. A sequência dos comandos também é crucial para que tudo funcione adequadamente.
Sobre os comandos de programação, então, considere as seguintes asserções:
I - O comando G01 X50 Y30 Z10 F10 significa que a ferramenta deve se deslocar para o ponto (50, 30, 10) (X,Y,Z) rapidamente.
II - O comando G03 X40 Z80 R10 significa que a ferramenta deve fazer um arco no sentido anti-horário de raio 10 e que as coordenadas do ponto final são (80, 40) (Z,X).
III - Em um comando, se o parâmetro F está definido, o número que o acompanha indica o avanço a ser adotado, em mm/min.
4) Quando se programa uma máquina CNC atualmente, um de seus recursos é um simulador de movimentos, de forma que em uma tela é mostrada a usinagem simulada. Com isso ganha-se em tempo, matéria-prima e na própria máquina. Um dos maiores erros que se detecta com este procedimento é o de coordenadas erradas. Isso nos mostra a importância de estabelecer corretamente as coordenadas das peças.
A figura a seguir mostra uma peça que deve ser usinada em um torno CNC.
A distância entre os pontos B e D é de 20 mm. Os nomes dos pontos foram dados na sequência da usinagem. Nesta situação, e levando em conta coordenadas (Z, X), considere as seguintes asserções:
I - As coordenadas absolutas do ponto D são (30, 30).
II - As coordenadas relativas do ponto E são (-10, -5).III - As coordenadas relativas do ponto C são (3, 20).
5) Normalmente nos processos de usinagem deseja-se empregar a maior velocidade de corte possível, para que a usinagem ocorra no menor tempo possível. Entretanto, para usar uma velocidade alta é preciso conjugar vários fatores, tais como material da ferramenta, máquina-ferramenta a utilizar, fluido de corte e vários outros. Quanto maior a velocidade de corte, menor a vida da ferramenta. Em um torno CNC foram levantadas as curvas da vida de ferramentas em função da velocidade de corte para usinagem de aço, mostradas a seguir.
Com base nesta figura e no torneamento CNC, considere as asserções a seguir e marque V para verdadeiro e F para falso para cada uma.