Testes Exames CTM - apkourbatov.narod.ruapkourbatov.narod.ru/Perguntas/Testes_CTM.pdf · fórmula...

Testes e Exames de Complementos de tecnologia mecânica Teste 1 2004

Para um excêntrico, apresentado em baixo, que gira através da alavanca ao longo do eixo deslocado relativamente ao cilindro externo apresentar:

1. O esboço com indicação de todos os parâmetros necessários para sua fabricação (dimensões, precisão, rugosidade, material, etc.) e com referência das superfícies;

2. A análise construtiva do furo para eixo, do cilindro externo e das faces laterais;

3. A analise da sua complexidade;

4. O cálculo e avaliação dos coeficientes de precisão e de rugosidade;

5. O esquema de instalação para trabalhar o plano em 450 relativamente à linha interaxial e a fórmula para o calculo do defeito de posicionamento da dimensão h.

Prof. Doutor Alexandre Kourbatov

26.08.04


2

Teste 1. 2005

Fazer análise constritiva e tecnológica duma peça apresentada no quadro. Apresentar:

1. Descrição das condições de funcionamento e argumentação da escolha do material;

2. Tabela com resultados da análise construtiva da peça (parâmetros das superfícies);

3. Esboço da peça acabada;

4. Resultados da análise tecnológica qualitativa e quantitativa.


9.09.05

Teste 1 2007

1. Apresentar o esboço da alavanca 3 do mecanismo de aperto (ver figura abaixo) com indicação de todas as dimensões necessárias, com desvios fundamentais, grau de tolerância, rugosidade, outras exigências técnicas e material escolhidos.

2. Realizar a análise tecnológica qualitativa da alavanca 3 (complexidade da peça, normalização, unificação, necessidade das ferramentas e medidores especiais, existência das bases tecnológicas cómodas, necessidade dos dispositivos especiais, rigidez do sistema tecnológico, nível dos regimes de tratamento, complexidade das trajectórias das ferramentas, necessidade do equipamento especial, existência dos raios transitórios, de boleamento, inclinações, possibilidade de tratamento simultâneo de algumas superfícies e peças).

3. Escolher as bases tecnológicas para abertura do furo da alavanca onde se instala o pino 4, descrever os resultados da análise das regras e dos princípios da escolha. Determinar os defeitos de colocação para todas as dimensões que se recebem durante tratamento deste furo.

4. Apresentar a rota de tratamento da alavanca 3 para produção em série pequena com indicação do número de fases, seu nome, conteúdo e nome do equipamento (máquina).

5. Apresentar o esquema de abertura do furo da alavanca onde se instala o pino 4 com indicação de todos os parâmetros necessários (número e nome da fase; conteúdo da passagem; nome e modelo da máquina; nome, parâmetros distintivos e material da ferramenta; medidores; esboço da peça a trabalhar com símbolos de instalação e aperto, ferramenta, movimentos, dimensões com desvios admissíveis, rugosidade).


3

Mecanismo de aperto

1. Corpo; 2. Peça a apertar; 3. Alavanca; 4. Pino; 5. Eixo; 6. Suporte


23.03.07

Resolução do Teste 1. 2007

1. O esboço da alavanca 3 Total 16 p.

2. Análise tecnológica qualitativa da alavanca. Total 19 p.

A alavanca 3 é uma peça de complexidade relativamente baixa,* pois tem 32 superfícies maioritariamente de precisão e rugosidade normal e delas 18 superfícies são de boleamento.* Só 2 furos φ5D11 e φ10H8 e banquetas 8 são de precisão elevada e rugosidade baixa o que


4

dificulta o tratamento.* Todas as superfícies são normalizadas, têm a forma e as dimensões normalizadas, por isso pode-se usar as ferramentas e medidores normalizados,* mas para medir a dimensão 25 há de projectar e fabricar um dispositivo especial. Só as superfícies 1, 3, 4 e 5 não são unificadas, outras 28 superfícies são unificadas, o que diminui o número de ferramentas e medidores necessários.*

**

A alavanca tem bases tecnológicas cómodas para sua instalação nas máquinas ferramentas através das morsas e superfícies planas 1, 2 e 7.* Mas para trabalhar furo φ10H8 alem dos planos 2 e 7 há de usar mais o furo 4 como base tecnológica auxiliar para garantir a dimensão 25 mm entre furos o que obriga adicionar mais um pino.* Para garantir a disposição necessária dos furos 3 e 4 e para aumentar a rigidez do sistema tecnológico durante seu tratamento há de projectar e fabricar dois dispositivos condutores.*

A alavanca por si tem rigidez média, pois tem L = 100 mm, B = 30 mm e H 10 mm, mas quando fica instalada no plano 2 torna-se rígida * e pode-se usar os regimes altos de tratamento o que aumenta a produtividade de tratamento.*

As trajectórias de deslocamento de todas as ferramentas cortantes são simples, rectilíneas,* com entradas e saídas livres o que facilita sua fabricação.* Todas as superfícies planas (1, 2 e 7) pode-se trabalhar com uma mesma ferramenta.* Estão previstos chanfros nos furos para facilitar montagem, raios transitórios para diminuir as concentrações das tensões e de boleamento para evitar cortes das mãos, as inclinações das superfícies são desnecessárias.*

Duas banquetas 8 pode-se trabalhar simultaneamente com duas fresas.* Com brocas combinadas pode-se trabalhar simultaneamente furos e chanfros.* Alem disso pode-se trabalhar simultaneamente algumas peças (em jogo), o que vai aumentar a produtividade. Em jogo pode-se fresar planos 1 e 7, banquetas 8.*

3. Escolha das bases tecnológicas para abrir furo 3 Total 24 p.

Para trabalhar furo 4 há de eliminar 5 graus de liberdade, só se pode não eliminar o deslocamento ao longo do eixo do furo, pois o furo é passante.* Neste caso não se pose usar como as bases tecnológicas as construtivas 4 e 8, pois não eliminam a rotação da alavanca ao longo do eixo do furo 4 e não garantem a perpendicularidade do furo 3 aos planos 2.* Como bases tecnológicas pode-se usar o plano 2 como principal (ver figura a baixo) e o plano 7 e o furo 4 como auxiliares que garantem a disposição do furo 3 na peça.* Estas bases tecnológicas eliminam 6 graus de liberdade.*


5

25***

O aperto pode-se realizar com força perpendicular ao plano 2 e assim perpendicularmente as cotas a obter neste tratamento (15, 25 e φ9) o que vai anular os defeitos de aperto εa para estas cotas: εa 15, 25, φ9 = 0. *

O defeito de colocação do diâmetro φ9 εc φ9 = 0 pois não depende da disposição da peça.* Por isso esta dimensão pode ser obtida por método automático de obtenção das dimensões.*

O plano 7, como base tecnológica, coincide com base de medição da dimensão 15, por isso o defeito de posicionamento εp 15 = 0.* O defeito de dispositivo para dimensão 15 pode-se tomar:

εd 15 = IT15 / (3÷5) = 430 / (3÷5) = 86 ÷ 143 μm, tomamos 120 μm.**

O defeito de colocação εc = 222dap εεε ++

Então εc 15 = 222 12000 ++ = 120 μm * que é < IT15 / 3 = 143 μm, por isso esta dimensão também pode ser obtida por método automático de obtenção das dimensões.*

A instalação pelo furo 4 faz-se para garantir a dimensão 25 e realiza-se através do pino. Para facilitar a instalação da peça no pino entre pino e furo pode-se escolher o ajustamento φ5D11/h10.** Neste caso o defeito de posicionamento para dimensão 25:

εp 25 = Ffolgamax = dmax

furo – dminpino = 5 + 0,075 – (5 – 0,048) = 0,123 mm.**

O defeito de dispositivo para dimensão 25:

εd 25 = IT25 / (3÷5) = 520 / (3÷5) = 104 ÷ 173 μm, tomamos εd 25 = 120 μm, **

igual ao defeito εd 15 = que se recebe na mesma instalação e tem limites menores.*

Então εc 25 = 222 1200123 ++ = 145 μm * que é < IT15 / 3 = 173 μm, por isso esta dimensão pode ser obtida por método automático de obtenção das dimensões.*

4. Rota de tratamento da alavanca Total 26 p

10. Corte da chapa 105 x 34 x 12 ** Fabricação da peça bruta Guilhotina de modelo … *

20. Fresagem unitária dos planos 1, 2 e 7 ** Tratamento das bases tecnológicas Fresadora universal Milko-35r * e superfícies principais


6

30. Fresagem de desbastamento de banquetas 8 ** Tratamento das superfícies

Fresadora universal Milko-35r * principais e auxiliares

40. Fresagem unitária do semicilindro R5 ** Fresadora universal Milko-35r *

50. Fresagem de acabamento de banquetas 8 ** Fresadora universal Milko-35r *

60. Abertura e alargamento do furo φ5D11, abertura dos chanfros 1x450 ** Furadora vertical FFI **

70. Abertura e mandrilagem do furo φ10H8, abertura dos chanfros 1x450 ** Furadora vertical FFI *

80. Boleamento dos bordos agudos ** Tratamento das superfícies Bancada de serralheiro* auxiliares

90. Controle final de qualidade * Controle final Bancada de controlador *.

5. Esquema de abertura do furo φ10H8 Total 13 p.

70. Abertura e mandrilagem do furo φ10H8, abertura dos chanfros 1x450 * Furadora vertical FFI Condutor especial *

1. Abrir furo φ9+0,15 nas distâncias 15±0,215 e 25±0,26, Rz40 **

Broca helicoidal curta φ9 com cabo cilíndrico, P5M6 ** Bucha para brocas * Paquímetro 0,02 x 120 *


7

*****

Com * designa-se um passo certo, um ponto positivo.

O número total de passos certos deste teste é 98, o que equivale a 20 valores da nota.

1 p. vale 20/98 ≈ 0,204 valores.


23.03.07


8

Teste 2 2004

Para peça (manivela) de ferro fundido GG200 apresentada em baixo (com alguns elementos omitidos, simplificados) realizar o seguinte:

1. Apresentar a sequência de tratamento das superfícies da manivela sem argumentação.

2. Apresentar a rota de tratamento da manivela para produção em série média com indicação do tipo das máquinas-ferramentas, ferramentas e bases tecnológicas mas sem argumentação (só o resultado).

3. Apresentar a tabela de cálculo das sobrespessuras e cotas intermediárias para tratamento das faces com apresentação só dos esquemas de cálculo dos defeitos no espaço e de colocação, seus cálculos e sua argumentação (sem apresentação das fórmulas, suas substituições e argumentações de cálculo dos outros parâmetros, só apresentar seus resultados na tabela).

4. Apresentar o desenho da peça bruta.


30.09.04


9

Teste 2 2005 Para o eixo apresentado do quadro apresentar:

1. Os esquemas de instalação para fresagem do plano e tratamento do furo, com determinação dos defeitos de colocação das dimensões 14, φ8 e 21.

2. A sequência de tratamento do cilindro φ16d11 e do furo φ8H11 com indicação da precisão, rugosidade e dimensão a obter (em forma da tabela).

3. A rota de tratamento do eixo para produção em série pequena com indicação de número, nome e conteúdo das fases, máquinas ferramentas, dispositivos, ferramentas cortantes e medidores a usar.


17.10.05

Teste 2. 2007 1. Calcular as sobrespessuras e cotas intermediárias do furo passante φ10H8 numa chapa

apresentada a baixo, mostrando os resultados em forma da tabela, os esquemas e a sequência de cálculo. A sequência de tratamento do furo: brocagem, mandrilagem de desbastamento e acabamento que se realizam numa fase.

2. Apresentar o conteúdo do cartão da fase de abertura, mandrilagem de desbastamento e acabamento do furo φ10H8 e abertura dos chanfros de dois lados com escolha e indicação de todos os dados necessários. Em vez dos regimes indicar sua designação (ti, Svi, Vri, ni, tai, tpi, tf1).

3. Calcular o defeito de tratamento do diâmetro do furo φ10H8 por última mandrilagem através dos métodos estatísticos, calcular o número das peças defeituosas, construir a curva de distribuição com indicação dos limites admissíveis, avaliar os resultados e dar propostas. Os resultados da medição do diâmetro do furo são: 1 peça – 10,005; 3 peças – 10,01; 10 – 10,015; 15 – 10,02; 14 – 10,025; 7 – 10,03; 2 – 10,035.


27.04.07


10

1. Cálculo das sobrespessuras e cotas intermediárias 37 p.

Furo φ10H8, Ra1,25 μm

Dim. calc., mm Dim. arred., mm 2 Zreal, mm N p/o

Método de tratamento

IT Rz, μm

h, μm

ρ, μm

ε, μm

2 Zmin, μm

Dim. calc.

Τ, mm Max Min Max Min Max Min

1 Brocagem 12 40* 80* 29*** - - 9,66* 0,15* 9,66* 9,51* 9,55* 9,4** - -

2 Mandril. desb. 10 10* 20* 2* 0* 298* 9,958* 0,058* 9,958 9,9* 9,858* 9,8** 0,4* 0,308**

3 Mandril. acab. 8 5* 8* 0* 0* 64* 10,022* 0,022* 10,022 10* 10,022 10* 0,2* 0,164*

A precisão, rugosidade e profundidade da camada defeituosa depois de cada tratamento escolhemos em conformidade com possibilidades dos métodos de tratamento dados (segundo tabela 7.1 do guia), regras e limites de sua variação. Tomando h = (1 ÷ 2) Rz.

O defeito no espaço ρ para primeiro tratamento calculamos pela fórmula: 2221 edc ρρρρ ++=

O defeito de curvatura ρc calculamos pela fórmula: ρc = Δc ⋅ L segundo esquema a direita.

Tomamos a curvatura específica Δc = 2 μm/mm, pois escolhemos a broca curta que tem rigidez média (L/d = 40 / 9 ≈ 4,4)

Então ρc = 2 ⋅ 10 = 20 μm. O defeito de deslocamento duma parte da superfície observada relativamente a outra ρd = 0, pois furo abre-se com broca que não dá este deslocamento. O defeito da excentricidade do furo relativamente as bases tecnológicas ρe = 20 μm, pois broca é de rigidez média. Então

2221 20200 ++=ρ ≈29 μm

Para outros tratamentos o defeito no espaço calculamos pela fórmula: ρi = ρi-1 ⋅ Kc. O coeficiente de correcção Kc tomamos igual a 0,06 para desbastamento e 0,04 para acabamento. Dai ρ2 = 29 ⋅ 0,06 ≈ 2 μm e ρ3 = 2 ⋅ 0,04 ≈ 0.

O defeito de colocação para dimensão diametral φ10 é igual a 0, pois não depende da disposição da peça, εcφ10 = 0.

Os defeitos de colocação para as dimensões de disposição do furo, também são iguais a 0, pois todos os tratamentos realizam-se sem reinstalação, numa mesma fase, εc25, 15 = 0.

ρ ρ

A sobrespessura mínima para primeiro tratamento não tem sentido, pois a peça ainda não tem furo. Para outros tratamentos sobrespessuras mínimas calculamos pela fórmula:

2 Zmin i = 2 (Rz i-1 + hi-1 + 221 cii ερ +− ).

Pois εc = 0, temos: 2 Zmin 2 = 2 (40 + 80 + 29) = 298 μm

2 Zmin 3 = 2 (10 + 20 + 2) = 64 μm

As dimensões depois de último tratamento tomamos em conformidade com dimensões limites (dimensão nominal Dn, tolerância T para grau de tolerância IT8 e desvio fundamental H):

Dmax 3 = Dmaxadm = Dn + T = 10 + 0,022 = 10,022 mm. Dmin 3 = Dmin

adm = Dn = 10 mm

As dimensões intermediárias calculámos de baixo para cima de seguinte maneira.

As dimensões máximas calculamos pela fórmula: Dmax i = Dmax i+1 - 2 Zmin i+1.

Então: Dmax 2 = 10,022 – 0,064 = 9,958 mm, Dmax 1 = 9,958 – 0,298 = 9,66 mm

As dimensões mínimas calculamos pela fórmula: Dmin i = Dmax i - Ti.

Então: Dmin 2 = 9,958 – 0,058 = 9,9 mm, Dmin 1 = 9,66 – 0,15 = 9,51 mm.

A seguir, arredondamos as dimensões mínimas intermediárias calculadas (excepto de último tratamento) com deficiência até um valor normalizado das dimensões possíveis das ferramentas (broca e mandris): Dmin i Dmin

norm. As dimensões máximas recalculamos segunda a fórmula: Dmax i = Dmin i + Ti.

Dmin 1 = 9,5 mm; Dmax 1 = 9,5 + 0,15 = 9,65 mm;

Dmin 2 = 9,8 mm; Dmax 2 = 9,8 + 0,058 = 9,858 mm.

Depois disso calculamos as sobrespessuras obtidas segundo as dimensões intermediárias reais pelas fórmulas seguintes: 2 Zmax i = Dmin i – Dmin i-1 e 2 Zmin i = Dmax i – Dmax i-1.

2 Zmax 2 = 9,8 – 9,5 = 0,3 mm; 2Zmin 2 = 9,858 – 9,65 = 0,208 mm;

2 Zmax 3 = 10 – 9,8 = 0,2 mm; 2Zmin 3 = 10,022 – 9,858 = 0,164 mm.

Por fim, comparamos as sobrespessuras mínimas reais com as sobrespessuras mínimas admissíveis calculadas antes de baixo para cima. As sobrespessuras mínimas reais não podem ser menores das sobrespessuras mínimas admissíveis. Caso contrário, há de corrigir as dimensões intermediárias, procurando para o tratamento anterior a dimensão normalizada Dmin i-1 menor e recalculando a dimensão máxima, adicionando a tolerância.

Vemos que para o último tratamento a sobrespessura mínima real 0,164 é maior da mínima admissível 0,064, por isso as dimensões intermediárias para o segundo tratamento servem. Mas a sobrespessura mínima real para segundo tratamento 0,208 é menor da mínima admissível 0,298, por isso há de encontrar a broca do diâmetro menor. Tomamos o diâmetro da broca 9,4 mm, neste caso Dmax 1 = 9,4 + 0,15 = 9,55 mm e 2 Zmin 2 = 9,858 – 9,55 = 0,308 mm fica maior do valor mínimo admissível 0,298, por isso esta dimensão da broca serve.

2. Descrição do conteúdo da fase 22 p. 40. Abertura, mandrilagem de desbastamento e acabamento do furo

φ10H8 e abertura dos chanfros de dois lados. tf*

Furadora vertical FFI *

A. Instalar chapa do condutor pelo plano inferior, lateral comprido e furo φ5D11 e tirar taA

**

Dispositivo condutor especial *


12

1. Abrir furo φ10H8 até φ9,4+0,15; l1 = 25±0,26; l2 = 15±0,215; Rz40 t1, Sv1, Vr1, nm1, ta1, tp1

***

Broca helicoidal curta φ9,4h10, P6M5 * Bucha para brocas de alteração rápida *

2. Mandrilar furo φ10H8 até φ9,8+0,058; l1 = 25±0,26; l2 = 15±0,215; Rz20 t2, Sv2, Vr2, nm2, ta2, tp2

**

Mandril φ9,8h8, P6M5 *

3. Mandrilar furo φ10H8 até φ10+0,022; l1 = 25±0,26; l2 = 15±0,215; Ra1,25 t3, Sv3, Vr3, nm3, ta3, tp3

**

Mandril φ10h6, P6M5 *

Calibre tampão φ10H8,* paquímetro 0,1x120 *

4. Abrir chanfro 1±0,25x450±10 dum lado t4, Sv4, Vr4, nm4, ta4, tp4 *

Escareador 2ϕ = 900, P6M5 *

Escantilhão de chanfros 450 *

B. Virar chapa taB *

5. Abrir chanfro 1±0,25x450±10 doutro lado t5, Sv5, Vr5, nm5, ta5, tp5 *

3. Análise estatística da precisão de tratamento do furo φ10H8 25 p.

Segundo as dimensões de medição o defeito de tratamento Δφ10 = 20,035 – 20,005 = 0,03 mm.* Segundo o método de curvas de distribuição o defeito de tratamento Δ = 6 σ, onde

nxxi∑ −

=2)(

σ ; nx

x i∑= .

Segundo as dimensões de medição: - a dimensão média aritmética 0214,10=x mm;*** - o desvio médio quadrático σ = 0,0065 ***

- o número das peças defeituosas N = 14 + 7 + 2 = 23,* que já não podem ser corrigidas.

Dai o defeito de tratamento Δφ10 = 6 ⋅ 0,006455 = 0,039 mm.*

Determinamos as coordenadas dos pontos característicos da curva de distribuição:

x1 = x = 10,0214 mm;* y1 ≈ 0,4 / σ ≈ 62;*

x2 = x - σ = 10,02144 – 0,006455 = 10,015 mm;*

x3 = x + σ = 10,02144 + 0,006455 = 10,028 mm;* y2,3 ≈ 0,6 y1 = 0,6 ⋅ 62 = 37,2;*

x4 = x - 3 σ = 10,02144 – 3 ⋅ 0,006455 = 10,002 mm;*

x5 = x + 3 σ = 10,02144 + 3 ⋅ 0,006455 = 10,041 mm;* y4,5 ≈ 0,01 y1 = 0,01 ⋅ 62 = 0,62.*

Segundo a curva de distribuição vê-se que as dimensões medidas ficam deslocadas a direita. Para diminuir o número de peças defeituosas há de diminuir o diâmetro do mandril* no valor

Δ = x - Dmediaadm = 10,02144 – 10,011 = 0,01044 mm*

Alem disso há de diminuir o defeito de tratamento de 0,03873 até 0,022 (tolerância) por meio da diminuição do batimento do mandril,* diminuição dos regimes de tratamento* e do aumento do caudal do líquido lubrificante refrigerante.*


13

Δ

***

Com * designa-se um passo certo, um ponto positivo.

O número total de passos certos deste teste é 83, o que equivale a 20 valores da nota.

1 p. vale 20 / 84 ≈ 0,238 valores.


27.04.07


14

Teste 2 (Adicional). Complementos da Tecnologia Mecânica 2007

4. Calcular as sobrespessuras e cotas intermediárias dos planos largos duma chapa apresentada a baixo que garantem a espessura 10 mm. Mostrar os resultados em forma da tabela, os esquemas e a sequência de cálculo. Os planos recebem-se de chapa laminada fresagem unitária.

5. Apresentar o conteúdo do cartão da fase de fresagem de todos os planos da chapa apresentada a baixo com escolha e indicação de todos os dados necessários. Em vez dos regimes indicar sua designação (ti, Svi, Vri, ni, tai, tpi, tf1).

6. Calcular o defeito de tratamento da espessura da chapa apresentada a baixo por causa das deformações elásticas e defeitos de ajustamento da máquina através das fórmulas analíticas. Material – aço 45, σr = 650± 50 MPa. Fresa frontal φ63, z = 12, ϕ = 600, T5K10. Regimes da fresagem são: t = 0,5 mm, Smm = 340 mm/min; Vr = 336 m/min; nm = 1700 r.p.m.


4.05.07


15

1. Cálculo das sobrespessuras e cotas intermediárias 34 p.

Furo φ10h14, Rz40 μm

Dim. calc., mm Dim. arred., mm 2 Zreal, mm N p/o


IT Rz, μm

h, μm

ρ, μm ε, μm

Zmin, μm

Dim. calc.

Τ, mm Max Min Max Min Max Min

1 Laminagem 14 80* 80* 200*** - - 10,56* 0,36* 10,92* 10,56* 11* 10,64* - -

2 Fresagem s/ac 14 40* 60* 10* 100* 460* 10,1* 0,36* 10,46* 10,1 10,5* 10,14* 0,5* 0,5*

3 Fresagem s/ac 14 40* 60* 10* 100* 460* 9,64* 0,36* 10* 9,64 10 9,64* 0,5* 0,5*


O defeito no espaço ρ para primeiro tratamento calculamos pela fórmula: 2221 edc ρρρρ ++=


Tomamos a curvatura específica Δc = 4 μm/mm, pois a peça tem rigidez reduzida (L/d = 100 / 16 ≈ 6,3)

Então ρc = 4 ⋅ 50 = 200 μm. O defeito de deslocamento duma parte da superfície observada relativamente a outra ρd = 0 e o defeito de excentricidade da superfície observada relativamente a base tecnológica ρe = 0 pois os planos recebem simultaneamente por laminagem. Então 222

1 00200 ++=ρ =200 μm. Para outros tratamentos o defeito no espaço calculamos

pela fórmula: ρi = ρi-1 ⋅ Kc. O coeficiente de correcção Kc tomamos igual a 0,05 para semiacabamento. Dai ρ2 = 200 ⋅ 0,05 ≈ 10 μm.

O defeito de posicionamento para a espessura 10 é igual a 0, pois a base tecnológica coincide com a de medição, εp10 = 0. O defeito de aperto é igual a 0, pois força de aperto é perpendicular a cota, εa10 = 0. Neste caso o defeito de colocação fica igual ao defeito de dispositivo

εc10 = εd10 = T / (3÷5) = 360 / (3÷5) = 72 ÷ 120 μm, tomamos εc10 = 100 μm.

δ


Teste 3. Complementos da Tecnologia Mecânica 16

A sobrespessura mínima para primeiro tratamento não tem sentido, pois na laminagem não se levanta a camada do material. Para outros tratamentos sobrespessuras mínimas calculamos pela fórmula:

Zmin i = (Rz i-1 + hi-1 + ρi-1 + ει).

Dai temos: Zmin 2 = Zmin 3 (80 + 80 + 200 + 100) = 460 μm

As dimensões depois de último tratamento tomamos em conformidade com dimensões limites (dimensão nominal Dn, tolerância T para grau de tolerância IT14 e desvio fundamental h):

Dmax 3 = Dmaxadm = Dn = 10 mm; Dmin 3 = Dmin

adm = Dn - T = 10 - 0,36 = 9,64 mm.


As dimensões mínimas calculamos pela fórmula: Dmin i = Dmin i+1 + Zmin i+1.

Então: Dmin 2 = 9,64 + 0,46 = 10,1 mm, Dmin 1 = 10,1 + 0,46 = 10,56 mm

As dimensões máximas calculamos pela fórmula: Dmax i = Dmin i + Ti.

Então: Dmax 2 = 10,1 + 0,36 = 10,36 mm, Dmin 1 = 10,56 + 0,36 = 10,92 mm.

A seguir, arredondamos as dimensões máximas intermediárias calculadas (excepto de último tratamento) com excesso até ao nível da tolerância, neste caso até décimos do mm: Dmax i Dmax

arr. As dimensões mínimas recalculamos segunda a fórmula: Dmin i = Dmax i - Ti.

Dmax 1 = 11 mm; Dmax 1 = 11 - 0,36 = 10,64 mm;

Dmin 2 = 10,5 mm; Dmax 2 = 10,5 - 0,36 = 10,14 mm.

Depois disso calculamos as sobrespessuras obtidas segundo as dimensões intermediárias reais pelas fórmulas seguintes: Zmax i = Dmax i-1 – Dmax i e Zmin i = Dmin i-1 – Dmin i.

Zmax 2 = 11 – 10,5 = 0,5 mm; Zmin 2 = 10,64 – 10,14 = 0,5 mm;

Zmax 3 = 10,5 – 10 = 0,5 mm; Zmin 3 = 10,14 – 9,64 = 0,5 mm.

Por fim, comparamos as sobrespessuras mínimas reais com as sobrespessuras mínimas admissíveis calculadas antes de baixo para cima. As sobrespessuras mínimas reais não podem ser menores das sobrespessuras mínimas admissíveis. Caso contrário, há de corrigir as dimensões intermediárias, procurando para o tratamento anterior a dimensão normalizada Dmax i-1 maior e recalculando a dimensão mínima, subtraindo a tolerância.

Vemos que para ambos os tratamentos a sobrespessura mínima real 0,5 mm é maior da mínima admissível 0,46 mm, por isso as dimensões intermediárias para todos os tratamentos servem.

2. Descrição do conteúdo da fase 22 p. 20. Fresagem de planos da chapa tf *

Fresadora universal Milko-35r *

A. Instalar chapa na morsa pelos planos 1 e 3 e tirar taA*

Morsa pneumática *

1. Fresar plano 1 até 30,5-0,62, Rz40 t1, Smm1, Vr1, nm1, ta1, tp1 **

Fresa frontal φ60, T5K10 *

Paquímetro 0,05 x 120 *

B. Virar peça taB *

2. Fresar plano 1 doutro lado até 30-0,52, Rz40 t2, Smm2, Vr2, nm2, ta2, tp2 **

C. Reinstalar chapa pelos planos 2 e 3 taC *

3. Fresar plano 2 até 100,5-0,87, Rz40 t3, Smm3, Vr3, nm3, ta3, tp3 *



D. Virar chapa taD *

4. Fresar plano 2 doutro lado até 100-0,87, Rz40 t4, Smm4, Vr4, nm4, ta4, tp4 **

E. Reinstalar peça pelos planos 1 e 3 taD *

5. Fresar plano 3 até 10,5-0,36, Rz40 t5, Smm5 Vr5, nm5, ta5, tp5 **

F. Virar chapa taF *

6. Fresar plano 3 doutro lado até 10-0,36, Rz40 t6, Smm6 Vr6, nm6, ta6, tp6 **

3. Cálculo do defeito esperado de tratamento da espessura 10 mm 28 p. O defeito por causa das deformações elásticas Δde calcula-se pela fórmula: Δde = ΔPv ⋅ W *

A variação da componente vertical da força de corte: ΔPv = Pv max – Pv min; *

Pv max/min = 0,45 Pz max/min.* A força Pz max/min no caso observado para fresagem:

minmax/minmax/minmax/ dfmpwm

qf

uyzr

xp

z KKnD

zBStCP

pp

ppp

⋅⋅⋅

⋅⋅⋅⋅=

*

Da tabela 41, página 47 – Cp = 8250; xp = 1; yp = 0,75; up = 1,1; qp = 1,3; wp = 0,2. *

O coeficiente de correcção em função da resistência do material a trabalhar:

Kmp max/min = (σr max/min / 750)n.* Da tabela 9, página 31 n = 0,3.*

Dai Kmp max = (700/750)0,3 = 0,98;* Kmp min = (600/750)0,3 = 0,94.*

Segundo a nota na página 31 tomamos – Kdf max = 1,6,* para resistência média do material a trabalhar e Kdf min = 1 * para ferramenta recém afiada. Neste caso:

⋅⋅

⋅⋅⋅⋅= 2,03,1

1,175,01

max 1700631230017,05,08250

zP 0,98 ⋅ 1,6 = 157 N **

⋅⋅

⋅⋅⋅⋅= 2,03,1

1,175,01

min 1700631230017,05,08250

zP 0,94 ⋅ 1 = 94 N *

Pv max = 0,45 ⋅ 157 = 71 N * Pv min = 0,45 ⋅ 94 = 42 N *

A cedência do sistema tecnológica: W = Wm + Wd + Wf + Wp *

Tomamos a cedência da máquina Wm = 0,1 μm/N * para máquina de rigidez média. A cedência do dispositivo, da ferramenta e da peça pode-se considerar iguais a 0, pois morsa está apoiada plenamente na mesa da máquina, a peça está apoiada plenamente na morsa e a fresa frontal é bem rígida: Wd ≈ 0; Wf ≈ 0 Wp ≈ 0. **

Então Δde = (71 – 42) ⋅ 0,1 = 3 μm *

O defeito por causa de ajustamento da máquina por método de cortes e medições Δam calcula-se pela fórmula: 222

regcalcmedam Δ+Δ+Δ=Δ . *

O defeito de medição Δmed toma-se igual a metade da precisão de medição do medidor, no nosso caso para paquímetro 0,05 x 120: Δmed = 0,05 / 2 = 0,025 mm = 25 μm. *

O defeito de cálculo determina-se pela fórmula: p

calc nT

6=Δ .∗



Tomamos o número das peças usadas para ajustamento np = 4 e recebemos:

4636,0

=Δcalc = 0,09 mm = 90 μm.*

O defeito de regulação da máquina Δreg toma-se a metade de nónio do limbo do accionamento correspondente da máquina. Para caso observado, a espessura da chapa regula-se através de accionamento do deslocamento vertical da consola que tem valor duma unidade do nónio igual a 0,05, dai: Δreg = 0,05 / 2 = 0,025 mm = 25 μm.*

A final: 222 259025 ++=Δam = 97 mm.*


30.04.07

Teste 3. 2004 Para 20a fase de abertura de 2 furos φ11 (ver figura em baixo) e de alargamento do furo central de φ90 a φ100 em um passo com fresa cilíndrica de haste φ32, z=4, P6M5 numa fresadora CNC fazer o seguinte:

1. Apresentar o esquema da fresagem do furo central.

2. Determinar a frequência de rotação da broca helicoidal φ11 de P6M5 de afiação simples, Sv=0,15 mm/v.

3. Calcular a força de corte Pz da fresagem do furo central com t=5 mm, Sz=0,1 mm/dente, Vr=25 m/min, nm=250 rpm.

4. Elaborar o programa de abertura de 2 furos φ11 e do alargamento do furo central numa fresadora CNC.

5. Calcular o defeito de tratamento do diâmetro do furo central por causa dos defeitos de fabricação e de desgaste da fresa.

6. Apresentar em forma textual a 20a fase com indicação de todos os parâmetros da fase.

7. Calcular a força de aperto da peça num torninho mecânico através dos regimes para fresagem. Tomar Pa=0,6 Pz e Pr=0,4 Pz.




4.11.04

Teste 3 2005 Para peça apresentada do quadro fazer seguinte:

1. Calcular sobrespessuras e coras intermediárias para furo que sofre brocagem H12, Rz 40 e mandrilagem H12, Ra 2,5.

2. Elaborar 20a fase de torneamento de semiacabamento dos cilindros φ30 e φ36, de semiacabamento e acabamento das faces, de brocagem e mandrilagem do furo φ10H12 e de boleamento das arestas agudas num torno paralelo. Em vez de regimes e tempo indicar símbolos de sua designação de formato ti, Svi, Vi, ni, tbi, tai, tf20, onde i é o número da passagem.

3. Determinar a força necessária de aperto com chave de braço l = 150 mm duma bucha de 3s grampos. A peça fica instalada pelo cilindro φ30 e face direita. Faz-se tratamento do cilindro φ36 com força Pz = 470 N. O mecanismo de aperto fica constituído de rodas cónicas z1 = 16 e z2 = 100 e espiral Arquimed com passo p = 6 mm que desloca os grampos. O comprimento dos grampos C = 75 mm.


21.11.05



Teste 3. 2007

1. Apresentar os esquemas de tratamento e a discrição (como no cartão de fase com indicação de todos os dados) duma fase 20 de torneamento de semiacabamento duma face direita, alargamento do furo φ8 e mandrilagem do furo φ6 duma bucha condutora apresentada em baixo num torno CNC DynaMyte. Considerar que os cilindros φ12 e φ 16 já estão semiacabados e o furo φ6 já está aberto na fase anterior. Escolher os desvios fundamentais e graus de tolerância das dimensões em conformidade com destino das superfícies. Regimes de facejamento: t = 2 mm; Sv = 0,3 mm/v; nm = 1000 rpm. Regimes de alargamento: t = 1,2 mm; Sv = 0,4 mm/v; nm = 800 rpm. Regimes de mandrilagem: t = 0,2 mm; Sv = 0,6 mm/v; nm = 1000 rpm.

2. Determinar o diâmetro do cilindro pneumático da bucha de três grampos com mecanismo de aperto apresentado em baixo necessário para apertar a bucha condutora. Os cálculos realizar com base de forças de corte que aparecem durante facejamento, material – aço 100U, σr = 970 MPa.

3. Elaborar o programa para execução da fase 20 no torno CNC DynaMyte.


8.06.07



Duplicado Alterado

Nome Assinatura Data

Elaborado Dr. Kourbatov 29.05.07

Verificado Dr. Kourbatov EMPRESA DEMA UEM

Aprovado Bucha condutora M01 Aço 100U ISO XXXX-XXXX

Código da peça Pos. MPa Qpa. KUm Código peça bruta Perfil e dimensões Qpb Mpb M02 XX.XX.XXX XX 0,XXX 100 0,6 XX.XX.XXX Varão φ 18 110 0,XXX

CARTÃO DE FASE

Designações de documento Ofic. Secç Fase Pass Nome e conteúdo de fase

t i S V n CT tp ta tpr tf

20 Torneamento de semiacabamento duma face direita, alargamento do 3 30 0,7* furo φ8 e mandrilagem do furo φ6D10 Torno CNC DynaMyte * A Instalar peça na bucha de três grampos pelo cilindro 0,2 φ12s7 e face esquerda e tirar * Bucha pneumática de três grampos, φ100, Dyna XXX * 2 1 0,3 50,3 1000* 0,034 0,1* 1 Semiacabar face direita até 20-0,52, Rz40 * Ferro cortante para facejar, 12x12x70, ϕ=450, T15K6 * Paquímetro 0,1x120 * 1,2 1 0,4 20 800* 0,022 0,1* 2 Alargar furo φ8 até φ8+0,36; l = 5±0,15; Rz40 ** Alargador φ8 com cabo cilíndrico, P18 * 0,2 1 0,6 18,8 1000* 0,043 0,1* Bucha de pinça para ferramentas * Calibre tampão φ8H14 * 3 Mandrilar furo φ6D10 até φ6+0,078

+0,03, Ra2,5 * Mandril φ6 com cabo cilíndrico, P18 * Bucha de pinça para ferramentas * Calibre tampão φ6D10 *



Estimamos o tempo de preparação de máquina tpr = 30 min; o tempo de aperto da peça na bucha pneumática de três grampos taA = 0,2 min; o tempo de aproximação e afastamento automático da ferramenta ta1,2,3 = 0,1 min. As velocidades de corte:

- para facejamento Vr = 3,14 ⋅ 16 ⋅ 1000 / 1000 = 50,3 m/min;

- para alargamento Vr = 3,14 ⋅ 8 ⋅ 800 / 1000 = 20 m/min;

- para mandrilagem Vr = 3,14 ⋅ 6 ⋅ 1000 / 1000 = 18,8 m/min.

O tempo principal de torneamento:

- para facejamento tp = [(16 – 5,6) / 2 + 2 + 3] / (0,3 ⋅ 1000) = 0,034 min;

- para alargamento tp = (5 + 2) / (0,4 ⋅ 800) = 0,022 min;

- para mandrilagem tp = (15 + 2 ⋅ ctg 150 + 3) / (0,6 ⋅ 1000) = 0,043 min

O tempo da fase calcula-se pela fórmula: tf = (Σ tp + Σ ta) [1+(α+β+γ) / 100]

Tomamos os coeficientes do tempo de serviço técnico, de organização e de descanso (α+β+γ) = 15%. Neste caso tf = (0,034 + 0,022 + 0,043 + 0,2 + 0,3) ⋅ 1,15 ≈ 0,7 min

Esquemas de tratamento

1. Facejamento 2. Alargamento 3. Mandrilagem

3p 4p 3p

2. Determinação do diâmetro do cilindro da bucha de três grampos

Esquema de cálculo da força de aperto para caso observado (3 p.)

A força de aperto para instalação na bucha de três grampos neste caso calcula-se pela fórmula:

22111

22

3 RffRfRfPMKQ x

⋅⋅−⋅⋅⋅⋅−⋅

= ,*

onde K é o coeficiente de segurança, M é o momento da força de corte em N⋅mm; Px é a componente axial da força de corte em N; f1 e f2 são coeficientes de atrito entre a peça e grampo, e peça e batente respectivamente; R1 e R2 são raios médios de contacto da peça com grampos e batente respectivamente em mm.

O coeficiente de segurança K calcula-se pela fórmula: K = K0⋅K1⋅K2⋅K3⋅K4⋅K5,

onde K0 é o coeficiente de segurança garantido, toma-se igual a 1,5; K1 é o coeficiente que toma em conta o tipo de tratamento, para semiacabamento toma-se igual a 1,1;* K2 é o coeficiente que toma em conta a continuidade do processo de corte, para processo contínuo toma-se igual a 1; K3 é o coeficiente que toma em conta o tipo do mecanismo de aperto, para aperto automatizado toma-se igual a 1;* K4 é o coeficiente que toma em conta a comodidade



de aperto, para aperto automatizado toma-se igual a 1; K5 é o coeficiente que toma em conta a existência do momento que tenta virar peça, no caso da existência toma-se igual até 1,5.*

Então, para caso observado K = 1,5 ⋅ 1,1 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 1 ⋅ 1,5 = 2,48 *

O momento M para caso observado calcula-se pela fórmula: M = Pz R,

onde R é a distância do ponto de aplicação da força de corte até ao eixo da peça em mm.

As componentes Pz e Px da força de corte calculam-se pelas fórmulas:

pn

ry

vmx

pzz KVStCP pzpzpz ****= ; pn

ry

vmx

pxx KVStCP pxpxpx ****= *

Os coeficientes Cpz e Cpx, os expoentes xpz, ypz, npz, xpx, ypx e npx tomam-se da tabela 22 página 37. Para caso observado: Cpz = 3000; xpz = 1; ypz = 0,75; npz = -0,15;

Cpx = 3390; xpx = 1; ypx = 0,5 e npx = -0,4.*

Para facejamento t = 2 mm; Svm = 0,3 mm/v; Vr = 50,3 m/min.

O coeficiente de correcção da força de corte calcula-se pela fórmula:

Kp = Kmp * Kdf * Kϕp * Kγp * Krp *. Kλp

Para aços o coeficiente Kmp = (σr /750)n. Da tab. 9 pág. 31 para torneamento n = 0,75.

Então, Kmp = (970 /750)0,75 = 1,21.*

Segundo a nota da página 31 para materiais duros e frágeis Kdf = 1,4 *

Da tab. 23 pág. 39 Kϕpz,x = 1* para ϕ =450; Kγpz = 0,95* e Kγpx = 0,8* para γ = 150; Krpz,x = 1* para ferramenta de liga dura; Kλpara ,x = 1* para λ = 00.

Dai: Pz = 3000 ⋅ 21 ⋅ 0,30,75 ⋅ 50,3-0,15 ⋅ 1,21 ⋅ 1,4 ⋅ 1 ⋅ 0,95 ⋅ 1 ⋅ 1 = 2175 N ***

Px = 3390 ⋅ 21 ⋅ 0,30,5 ⋅ 50,3-0,4 ⋅ 1,21 ⋅ 1,4 ⋅ 1 ⋅ 0,8 ⋅ 1 ⋅ 1 = 1050 N ***

M = 2175 ⋅ 8 = 17400 N⋅mm. Para superfícies de Rz40 da peça tomamos f = 0,18.*

Então, 418,018,0618,03

418,010501740048,2⋅⋅−⋅⋅

⋅⋅−⋅=Q = 13602 N **

Para garantir a força Q para cada um dos três grampos há de aplicar à alavanca a força:

0121

03

4,096,03

frfllfrfllQN

⋅⋅−⋅−⋅⋅+⋅+

⋅⋅= *

Para Ra2,5 do dispositivo tomamos f = 0,15 * e obtemos:

15,054,015,058515,0596,015,0530136023

⋅⋅−⋅−⋅⋅+⋅⋅+

⋅⋅=N = 15367 N **

O diâmetro do cilindro determina-se pela fórmula: ηπ ⋅⋅

⋅=

pNDc

4 . *

Tomamos a pressão mínima do ar condicionado p = 0,4 MPa

Dai 8,04,014,3

153674⋅⋅

⋅=cD = 247 mm *



3. Elaboração do programa para fase 20 no torno CNC DynaMyte Trajectórias de deslocamento das ferramentas

1. Facejamento 2. Alargamento 3. Mandrilagem

* * *

N X Z Acções 0f XOf ZOf Instalar feramenta 1 1 24 0 Aprox. rápida, ligação

nm, fornecim. lubrific. 2 4 0 Facejar * 0f XOf ZOf Afastamento rápido,

instalar ferramenta 2 1 0 2 Aproximação rápida,

alteração nm 2 0 -6 Alargar * Of XOf ZOf Afastamento rápido,

instalar ferramenta 3 1 0 2 2 0 -7

Aproximação rápida, alteração nm

3 0 -26 Mandrilar * Of XOf ZOf Afastamento rápido,

parar máquina, instalar ferramenta 1

000 START MM 01 001 TOOL 1 002 SET UP > dczx * 003 SPINDLE ON 004 SPD SP = 1000 * 005 FR X/R = 0.3 006 CONTROL 4 * 007 GO f X 24.0 008 Z 0.0 * 009 GO X 4.0 * 010 Z > CLR Z 011 X > CLR X * 012 TOOL 2 013 GO f X 0.0 014 Z 2.0 * 015 FR Z/R = 0,4 * 016 SPD SP = 800 *

017 GO Z -7.0 * 018 Z > CLR Z 019 X > CLR X * 020 TOOL 3 * 021 GO f X 0.0 022 Z 2.0 * 023 FR Z/R = 0.6 * 024 SPD SP = 1000 * 025 GO f Z -6 * 026 GO Z -26.0 * 027 Z > CLR Z 028 X > CLR X * 029 TOOL 1 * 030 SPINDLE OFF 031 CONTROL 5 * 032 CONTROL 1 033 END NEWPART *

* - um ponto certo Numero total dos pontos certos – 90 1 p = 20 / 90 ≈ 0,222

Prof. Doutor A. Kourbatov 1.06.07


Exame Normal. Complementos da Tecnologia Mecânica. 2007 25

Exame Normal 2005

Para eixo apresentado no quadro fazer seguinte:

1. Apresentar o esboço da peça acabada com indicação das dimensões e sua precisão, rugosidade das superfícies, material da peça e exigências técnicas.

2. Calcular sobrespessuras e cotas intermediárias do cilindro φ16 mm.

3. Apresentar o cartão de rota de tratamento do eixo para produção em série média com indicação de todos os parâmetros do cartão de rota.

4. Apresentar os cartões de fases de tratamento do eixo com indicação de todos os parâmetros de fases.

Prof. Dr. Alexandre Kourbatov

2.12.05

Exame de Recorrência 2005

Para bucha de guia duma estampa apresentada no quadro fazer o seguinte:

1. Apresentar o esboço da peça acabada com indicação das dimensões e sua precisão, rugosidade das superfícies, material da peça e exigências técnicas.

2. Calcular sobrespessuras e cotas intermediárias do cilindro φ50 mm.

3. Apresentar o cartão de rota de tratamento da bucha para produção unitária com indicação de todo o equipamento.

4. Apresentar o cartão de fase da rectificação de desbastamento do cilindro φ50 e o esquema de tratamento com indicação de todos os parâmetros da fase e apresentação do dispositivo de aperto.

Prof. Dr. Alexandre Kourbatov

21.12.05



Exame Normal. 2007 1. Escolher e argumentar o tipo, método de obtenção e a forma da peça bruta para fabricação

de 200 flanges apresentados na figura a por mês, feitos do ferro fundido GG200, HB200.

2. Calcular a sobrespessura e cotas intermediárias para torneamento unitário do cilindro externo φ40h11, Rz40 da flange apresentada abaixo.

3. Apresentar o esquema de tratamento (com trajectória de deslocamento da ferramenta) e descrever a fase de torneamento de duas faces direitas, dum chanfro e cilindro externo φ40h11 por uma só passagem no torno CNC DynaMyte. O tratamento realizar de centro para exterior com ferramenta apresentada na figura b com pastilha de BK6. Os regimes de tratamento são: t = 1 mm; Svm = 0,4 mm/min; nm = 400 rpm.

4. Determinar a força necessária para apertar flange observado numa bucha de três grampos para execução da fase observada no ponto anterior. O cálculo realizar para facejamento da face maior quando aparecem as forças de corte Px = 220 N; Py = 600 N e Pz = 800 N.

5. Elaborar o programa CNC de execução da fase observada no ponto 3.


14.06.07



1. Escolha da peça bruta 20 p. Pois o material da peça é ferro fundido cinzento, o tipo da peça bruta é peça fundida.* Pois há de fabricar 200 peças pequenas por mês, o tipo de produção é médio * e neste caso escolha-se o método de fundição em areia com modelo metálico e moldação mecanizada.**

Tomamos para início a forma da peça bruta que coincide com figura a, apresentada no anunciado, mas cem furos para parafusos * e com adição das sobrespessuras para torneamento das faces direitas e do cilindro φ40h11,* com substituição do chanfro em raio e aplicação do valor dos raios de fundição de 3 mm.*

Verificamos através de coeficiente de uso do material a viabilidade desta forma da peça bruta. O volume da peça acabada calcula-se através de fórmula: Vpa = V1 + V2 – V3 – 6 V4, onde

V1 = 3,14 ⋅ 31,52 ⋅ 10 = 31157 mm3;* V2 = 3,14 ⋅ 202 ⋅ 10 = 12560 mm3;*

V3 = 3,14 ⋅ 152 ⋅ 10 = 7065 mm3;* V4 = 3,14 ⋅ 32 ⋅ 10 = 282 mm3;*

Vpa = 31157 + 12560 – 7065 – 6 ⋅ 282 = 34956 mm3.*

O volume da peça bruta calcula-se pela fórmula: Vpb = V1 + V2 – V3, onde

V1 = 3,14 ⋅ 31,52 ⋅ 12 = 37406 mm3;* V2 = 3,14 ⋅ 222 ⋅ 10 = 15205 mm3;*

V3 = 3,14 ⋅ 152 ⋅ 11 = 7775 mm3;* Vpb = 37406 + 15205 – 7775 = 44836 mm3;*

O coeficiente de uso do material é igual a Kum = 34956 / 44836 = 0,78, que fica dentro dos limites admissíveis para produção em série média.*

2. Cálculo da sobrespessura e cotas intermediárias 22 p.

Cilindro externo φ40h11, Rz40

Nº p/o

Método de tratamento IT Rugos,

Rz, μm

Camada defeit h, μm

Defeito espaço ρ, μm

Defeito coloc. εc, μm

Sobreesp 2Zmin,

μm

Dimensão calculada,

mm 1 Fundição 14 200 * 400 * 110 *** - - 41282

2 Torneam. unitário 11 40 * 60 * 6 * 50 ** 1442 * 39,84

Dim. calc., mm Dim. arred., mm Sobreesp

2Z finais, mm Nº p/o Método de tratamento Toler.

T, mm Max Min Max Min Max Min 1 Fundição 0,62 * 41,902 * 41,282 * 42 * 41,38 * - 2 Torneam. unitário 0,16 * 40 39,84 * 40 39,84 * 2 * 1,54 **


O defeito no espaço ρ para primeiro tratamento calculamos pela fórmula:

2221 edc ρρρρ ++=

O defeito de curvatura ρc calculamos pela fórmula: ρc = Δc ⋅ L segundo o esquema abaixo. Tomamos a curvatura específica Δc = 3 μm/mm, pois a peça tem rigidez elevada (dimensões



pequenas e paredes bastante grossas). Então ρc = 3 ⋅ 15 = 45 μm. O defeito de deslocamento duma parte da superfície observada relativamente a outra ρd = 0, pois superfície observada forma-se numa semimolde. Tomamos o defeito da excentricidade ρe da superfície observada relativamente a base tecnológica ρe = 100 μm < T1 / 2 = 310 μm, pois ambas as superfícies formam-se numa semimolde.

Então 2221 100045 ++=ρ ≈ 110 μm.

Para outro tratamento o defeito no espaço calculamos pela fórmula: ρi = ρi-1 ⋅ Kc.

O coeficiente de correcção Kc para semiacabamento tomamos igual a 0,05.

Dai, ρ2 = 110 ⋅ 0,05 ≈ 6 μm.

O defeito de colocação para dimensão diametral φ40 é igual a 0, pois não depende da disposição da peça, εcφ40 = 0. Mas o defeito da disposição desta superfície fica igual ao defeito de dispositivo, que tomamos igual a εc = 160 / (3 ÷ 5) = 50 μm.

A sobrespessura mínima para torneamento calculamos pela fórmula:

2 Zmin i adm = 2 (Rz i-1 + hi-1 + 221 cii ερ +− ).

2 Zmin 2 adm = 2 (200 + 400 + 22 50110 + ) = 1442 μm.

As dimensões depois de último tratamento tomamos em conformidade com dimensão nominal dn, tolerância T para grau de tolerância IT11 e desvio fundamental h:

dmax 2 = dmaxadm = dn = 40 mm. dmin 2 = dmax

adm – T2 = 40 – 0,16 = 39,84 mm

As dimensões intermediárias calculámos de seguinte maneira.

A dimensão mínima calculamos pela fórmula: dmin 1 = dmin 2 + 2 Zmin 2.

Então: dmin 1 = 39,84 + 1,442 = 41,282 mm.

A dimensão máxima calculamos pela fórmula: dmax 1 = dmin 1 + T1.

Então: dmax 1 = 41,282 + 0,62 = 41,902 mm.

A seguir, arredondamos a dimensão máxima calculada dmax 1 com excesso até um valor normalizado: dmax 1 dnorm =42 mm. A dimensão mínima recalculamos segunda a fórmula: dmin 1 = dmax i - T1. Então, dmin 1 = 42 – 0,62 = 41,38 mm.

Depois disso calculamos as sobrespessuras obtidas segundo as dimensões obtidas pelas fórmulas seguintes: 2 Zmax 2 = dmax 1 – dmax 2 e 2 Zmin 2 = dmin 1 – dmin 2.

2 Zmax 2 = 42 – 40 = 2 mm; 2Zmin 2 = 41,38 – 39,84 = 1,54 mm;

Por fim, comparamos as sobrespessuras mínimas reais com as sobrespessuras mínimas admissíveis calculadas antes de baixo para cima. As sobrespessuras mínimas reais não podem ser menores das sobrespessuras mínimas admissíveis. Caso contrário, há de corrigir as dimensões intermediárias, procurando para o tratamento anterior a dimensão normalizada dmax2 maior e recalculando a dimensão mínima, subtraindo a tolerância.

Vemos que para o torneamento a sobrespessura mínima real 2Zmin 2 = 1,54 mm é maior da mínima admissível 2 Zmin 2 adm = 1,433 mm, por isso as dimensões intermediárias servem.



3. Esquema de torneamento - 10 p.

Estimamos o tempo de preparação da máquina tpr = 30 min; o tempo de aperto da peça na bucha mecânica de três grampos taA = 0,3 min; o tempo de aproximação e afastamento automático da ferramenta ta1 = 0,1 min

Fragmento do cartão de fase - 20 p.

Designação de documento Fase Pass Nome e conteúdo da fase

t i V n CT tp ta tpr tf

20. Torneamento unitário de duas faces direitas, dum chanfro e cilindro externo φ40h11 3 30 0,7* Torno CNC DynaMyte, programa CNC *

A. Instalar flange numa bucha de três grampos pelo cilindro φ63 e face esquerda e tirar 0,3 **

Bucha de três grampos, φ100, Dyna XXX * 1. Tornear face direita menor até l=20-0,52, * chanfro

1±0,25x45o±1o,* cilindro φ40h11 até φ400,16, l=10±0,18, R1±0,25 *** e face direita maior até l=10±0,18,* Rz40 * 1 1 0,4 79 400 * 0,2 0,1 *** Ferro cortante para cilindrar e facejar; BK6; 12x12x70; ϕ=105ο; ϕ1=10ο; Rb=1 * Paquímetro 0,05x120;* calibre fêmea φ40h11;* escantilhões R1 e < 45o *

A velocidade de corte varia, a maior velocidade aparece durante facejamento

Vr = 3,14 ⋅ 63 ⋅ 400 / 1000 = 79 m/min.

O tempo principal de torneamento calcula-se pela fórmula: mvm

sep nS

llCt⋅

++=

Para caso observado temos: C = Σ Ci = (38 - 28)/2 + 1,4 + 9 + (63-40)/2 ≈ 27 mm

le = 1 ⋅ ctg 150 = 3,8 mm. ls = 2 mm 4004,0

28,327⋅

++=pt ≈ 0,2 min

O tempo da fase calcula-se pela fórmula: tf = (Σ tp + Σ ta) [1+(α+β+γ) / 100]

Tomamos os coeficientes de tempo de serviço técnico, de organização e de descanso (α+β+γ) = 15%. Neste caso tf = (0,2 + 0,3 + 0,1) ⋅ 1,15 ≈ 0,7 min



4. Determinação da força de aperto 11 p. A força de aperto para esquema a direita *** pode ser calculada pela fórmula:

22111

22

3 RffRfRfPRPKQ xz

⋅⋅−⋅⋅⋅⋅−⋅⋅

= *

O coeficiente de segurança K calcula-se pela fórmula:

K = K0⋅K1⋅K2⋅K3⋅K4⋅K5,

onde K0 é o coeficiente de segurança garantido, toma-se igual a 1,5; K1 é o coeficiente que toma em conta o tipo de tratamento, para semiacabamento toma-se igual a 1,1;* K2 é o coeficiente que toma em conta a continuidade do processo de corte, para processo

contínuo toma-se igual a 1; K3 é o coeficiente que toma em conta o tipo do mecanismo de aperto, para aperto manual toma-se igual a 1,4;* K4 é o coeficiente que toma em conta a comodidade de aperto, para aperto cómodo toma-se igual a 1; K5 é o coeficiente que toma em conta a existência do momento que tenta virar peça, no caso da existência toma-se igual até 1,5.* Então, para caso observado K = 1,5 ⋅ 1,1 ⋅ 1 ⋅ 1,4 ⋅ 1 ⋅ 1,5 = 3,47*

Para superfícies de Rz200 da peça tomamos f = 0,24.*

Então, 2724,024,05,3124,032724,02203080047,3

⋅⋅−⋅⋅⋅⋅−⋅⋅

=Q = 3879 N **

5. Programa CNC 22 p.

N X Z Acções 0f XOf ZOf Instalar feramenta 1 * 1 28 2 Aprox. rápida, ligação

nm, fornecim. lubrific. *

2 28 0 Penetração * 3 38 0 Facejamento * 4 40 -1 Chanfragem * 5 40 -10 Cilindragem * 6 67 -10 Facejamento * Of XOf ZOf Afastamento rápido,

desligação da máquina e do lubrificante *

000 START MM 01 001 TOOL 1 * 002 FR X/R = 0.4 003 FR Z/R = 0.4 * 004 SET UP > dczx * 005 SPINDLE ON 006 SPD SP = 400 * 007 CONTROL 4 * 007 GO f X 28.0 008 Z 2.0 * 009 GO Z 0.0 * 010 GO X 38.0 *

011 GO X 40.0 012 Z -1.0 * 013 GO Z -10.0 * 014 GO X 67 * 018 X > CLR X 019 Z > CLR Z * 030 SPINDLE OFF 031 CONTROL 5 * 032 CONTROL 1 033 END NEWPART *

Nota: * - corresponde a um ponto certo

O numero total dos pontos certos – 105 p.

1 p = 20 / 105 ≈ 0,19

Prof. Doutor A. Kourbatov

14.06.07



Exame da Recorrência. 2007 1. Apresentar a tabela com parâmetros das superfícies da flange apresentada abaixo (N0 p/o,

nome da superfície, quantidade, dimensões com desvio fundamental e grau de tolerância, série normal, rugosidade). Realizar a análise tecnológica qualitativa desta flange.

2. Calcular as sobrespessuras e cotas intermediárias para planos inferior e superior, que se usinam por uma passagem da chapa laminada, mostrando os resultados em forma da tabela, esquemas e a sequência de cálculo.

3. Escolher as bases tecnológicas para abrir 2 furos φ12,3, apresentar o esquema de tratamento e calcular os defeitos de colocação para suas dimensões. O tratamento destes furos realiza-se depois de tratamento final do furo central φ60H10.

4. Descrever a fase de abertura de 2 furos φ12,3 e seus chanfros numa furadora vertical na produção em série média. Os regimes de tratamento apresentar por meio dos símbolos.

furos

170±0,

1. Desvios não indicados: furos – H14; veios – h14; outros - ±IT14/2 2. Chanfrar furos 1x450 de dois lados, bolear outros bordos agudos – R1 3. Material – aço C20, σr = 470 MPa


27.06.07



1. Análise tecnológica qualitativa 29 p.

Figura 1. Numeração das superfícies da flange

N permite

o

Nome da superfície Qtde Dimensões Série normal

Rugos. Rz

1** Superfície cilíndrica 2 R15±IT14/2 200h14

Ra40 Ra10

40

2** Furo passante 2 φ12,3H14 85±0,2 (IT12) 170±0,2 (IT12)

- Ra40

40

3** Plano estreito 4 α17,10±AT14/2 15±IT14/2 40h14

- Ra40 Ra5

40

4** Furo central 1 φ60H10 100±IT14/2 40±IT14/2

Ra40 Ra5 Ra5

20

5* Superfície cilíndrica 2 φ80h14 Ra10 40 6* Plano largo 2 20h14

0,2 (IT12) Ra10 40

7* Chanfro interno 6 1±IT14 45o±AT14

Ra5 1

40

8* Superfície de boleamento 16 R1±IT14 Ra5 40

A flange é uma peça que em total tem 35 superfícies, uma delas é de precisão elevada (um furo φ60H10,* dois furos φ12,3 têm dimensões de disposição de 12 grau de tolerância,* os planos 6 tem 12 grau de tolerância da planicidade* e outras dimensões são de 14 grau de tolerância.* Todas as superfícies tem rugosidade reduzida: um furo φ60H10 tem rugosidade Rz20 e outras superfícies – Rz40.*

A flange é bastante simples mas seu contorno precisa as ferramentas perfiladas para trabalhar superfícies cilíndricas 1 e 5,* os planos 3 estão inclinados num ângulo não normal e tangentes às superfícies cilíndricas 1 e 5 o que dificulta seu tratamento, vai precisar o dispositivo e escantilhões especiais ou fresadora CNC, ou estampa.*



Os furos 2 tem diâmetro φ12,3 não normal mas existem brocas normalizadas para trabalha-las.* Para garantir a disposição dos furos φ12,3 entre si e relativamente ao furo central há de projectar e fabricar um dispositivo especial ou usar máquina CNC e para medir a disposição dos furos há de projectar e fabricar um dispositivo especial.*

Todas as superfícies, excepto furo central, são unificadas o que diminuí o número das ferramentas e medidores necessários. Para facilitar montagem e evitar cortes das mãos estão previstos chanfros nos furos e boleamentos dos bordos agudos.*

A flange tem rigidez baixa por causa de pequenas áreas das secções perto do furo φ60H10 por isso para aumentar regimes de tratamento será necessário prever os apoios largos que vão aumentar a sua rigidez.* Como base tecnológica principal pode ser usado um plano largo inferior, como bases auxiliares podem ser usados: furo φ60H10; dois furos φ12,3; dois planos 3 perpendiculares ao plano largo 6 ou pontos no contorno.**

No caso de fresagem do contorno na fresadora CNC a trajectória de deslocamento será um pouco complexa. Nos outros casos as trajectórias de deslocamento das ferramentas são simples, com entradas e saídas livres.*

Os furos podem ser trabalhadas com brocas combinadas com escareador para aumentar rendimento*. Pode-se simultaneamente fresar contorno e abrir furos em algumas flanges, instalando os num dispositivo.* Pode-se simultaneamente abrir alguns 2 ou 3 furos usando cabeçote de arvores múltiplas.*

2. Cálculo das sobrespessuras e cotas intermediárias dos planos 6, Rz40 31 p. Dim. calc.,

mm Dim. arred.,

mm 2 Zreal, mm N

permite o


IT dim/for-ma

Rz, μm

h, μm

ρ, μm

ε, μm

2 Zmin μm

Dim. calc.

Τ, mm

Max Min Max Min Max Min

1 Lamina-gem

14/ 14

160*

160*

300***

- - 21,02*

0,52*

21,54*

21,02 21,6*

21,0*8

- -

2 Fresagem semiacab

14/ 12

40* 60* 15* 150***

770*

20,25*

0,52 20,77*

20,25 20,8*

20,28*

0,8* 0,8*

3 Fresagem semiacab

14/ 12

40* 60 15* 150 770*

19,48*

0,52 20* 19,48 20 19,48*

0,8* 0,8*


O defeito no espaço ρ para primeiro tratamento calculamos pela fórmula:

2221 edc ρρρρ ++=


Tomamos a curvatura específica Δc = 3 μm/mm, pois a peça sem furo central tem rigidez elevada (L/d = 200 / 80 ≈ 2,5). Então ρc = 3 ⋅ 100 = 300 μm. O defeito de deslocamento duma parte da superfície observada relativamente a outra ρd = 0 e o defeito de excentricidade da superfície observada relativamente a base tecnológica ρe = 0 pois os planos recebem simultaneamente por laminagem. Então 222

1 00300 ++=ρ = 300

μm. Para outros tratamentos o defeito no espaço calculamos pela fórmula: ρi = ρi-1 ⋅ Kc. O

δ



coeficiente de correcção Kc tomamos igual a 0,05 para semiacabamento. Dai ρ2 = 300 ⋅ 0,05 ≈ 15 μm.

O defeito de posicionamento para a espessura 20 é igual a 0, pois a base tecnológica coincide com a de medição, εp20 = 0. O defeito de aperto é igual a 0, pois força de aperto é perpendicular a cota, εa20 = 0. Neste caso o defeito de colocação para fresagem de cada lado fica igual ao defeito de dispositivo εc20 = T / (3÷5) = 520 / (3÷5) = 104 ÷ 173 μm, tomamos εc10 = 150 μm.

A sobrespessura mínima primeiro tratamento não tem sentido, pois na laminagem não se levanta a camada do material. A sobrespessura mínima para fresagem de cada lado calculamos pela fórmula:

Zmin i = (Rz i-1 + hi-1 + ρi-1 + ει).

Dai temos: Zmin 2 = Zmin 3 (160 + 160 + 300 + 150) = 770 μm

As dimensões depois de último tratamento tomamos em conformidade com dimensões limites (dimensão nominal Dn, tolerância T para grau de tolerância IT14 e desvio fundamental h):

Dmax 3 = Dmaxadm = Dn = 20 mm; Dmin 3 = Dmin

adm = Dn – T = 20 – 0,52 = 19,48 mm.


As dimensões mínimas calculamos pela fórmula: Dmin i = Dmin i+1 + Zmin i+1.

Então: Dmin 2 =1 9,48 + 0,77 = 20,25 mm, Dmin 1 = 20,25 + 0,77 = 21,02 mm

As dimensões máximas calculamos pela fórmula: Dmax i = Dmin i + Ti.

Então: Dmax 2 = 20,25 + 0,52 = 20,77 mm, Dmin 1 = 21,02 + 0,52 = 21,54 mm.

A seguir, arredondamos as dimensões máximas intermediárias calculadas (excepto de último tratamento) com excesso até ao nível da tolerância, neste caso até décimos do mm:

Dmax i Dmaxarr. As dimensões mínimas recalculamos segunda a fórmula: Dmin i = Dmax i – Ti.

Dmax 1 = 21,6 mm; Dmax 1 = 21,6 – 0,52 = 21,08 mm;

Dmin 2 = 20,8 mm; Dmax 2 = 20,8 – 0,52 = 20,28 mm.

Depois disso calculamos as sobrespessuras obtidas segundo as dimensões intermediárias reais pelas fórmulas seguintes: Zmax i = Dmax i-1 – Dmax i e Zmin i = Dmin i-1 – Dmin i.

Zmax 2 = 21,6 – 20,8 = 0,8 mm; Zmin 2 = 21,08 – 20,28 = 0,8 mm;

Zmax 3 = 20,8 – 20 = 0,8 mm; Zmin 3 = 20,28 – 19,48 = 0,8 mm.

Por fim, comparamos as sobrespessuras mínimas reais com as sobrespessuras mínimas admissíveis calculadas antes de baixo para cima. As sobrespessuras mínimas reais não podem ser menores das sobrespessuras mínimas admissíveis. Caso contrário, há de corrigir as dimensões intermediárias, procurando para o tratamento anterior a dimensão normalizada Dmax i-1 maior e recalculando a dimensão mínima, subtraindo a tolerância.

Vemos que para ambos os tratamentos a sobrespessura mínima real 0,8 mm é maior da mínima admissível 0,77 mm, por isso as dimensões intermediárias para todos os tratamentos servem.

3. Escolha das bases tecnológicas para abrir furos φ12,3 21 p.

Para garantir a posição certa dos furos φ12,3 há de liquidar 5 graus de liberdade, só si admite o deslocamento ao longo do eixo Z.* Alem disso, os furos φ12,3 devem ser perpendiculares



aos planos largos 6 e dispostos simetricamente relativamente ao furo φ60H10 e contorno externo da flange.* Por isso como bases tecnológicas tomamos um plano largo 6 (que vai eliminar 3 graus de liberdade, o deslocamento ao longo do eixo Z e rotações a volta dos eixos X e Y), o furo φ60H10 (que vai eliminar 2 graus de liberdade, deslocamentos ao longo dos eixos X e Y) e é necessário mais um ponto para eliminar a rotação a volta do eixo Z, para isso tomamos um ponto no contorno externo perto dum dos furos φ12,3. Desta maneira eliminam-se 6 graus de liberdade da flange. ** Para aumentar a rigidez do sistema tecnológico há de apoiar plano inferior da flange no plano do dispositivo e aperta-la através de anel ao redor do furo φ60H10.*

furos

170±0,

Esquema de tratamento – 5 p.

O defeito de colocação da dimensão diametral εcφ12,3 = 0, pois não depende da disposição da peça, depende da broca.* O defeito de posicionamento da dimensão de disposição 170±0,2 εp170 = 0, pois não depende da disposição da flange.* O defeito de aperto desta dimensão εa170 = 0, pois a força de aperto é perpendicular a cota.* No caso de uso do dispositivo com buchas condutora o defeito de colocação esta dimensão depende do defeito εd da distância entre as buchas condutoras e folga F entre furo da bucha e broca. e deve ser dentro da faixa IT/(3÷5). Pois os valores εd e F são aleatórios: εc170 = 22 Fd +ε ≤ 400/(3÷5) = 80 ÷ 123 μm.*

A dimensão 170±0,2 pode ser garantida por meio do deslocamento manual da mesa da máquina por seu nónio ou pelo programa da máquina-ferramenta CNC.* Neste caso o defeito de colocação εc170 = 0.*

O defeito de posicionamento da dimensão de disposição 85±0,2 é igual a folga entre furo da flange e pino do dispositivo. A tolerância do furo φ60H10 é igual a 120 μm. Se fazer o pino com h9, a sua tolerância ficará 74 μm e, tomando em conta que os desvios são valores aleatórios, recebemos εp85 = 22 74120 + = 141 μm*. Este valor fica um pouco maior de IT/3 = 400/3 = 133 μm mas é aceitável, pois é bem menor de IT/2 = 200 μm.*



εa85 = 0, pois a força de aperto é perpendicular a cota.* O defeito de dispositivo tomamos εc85 = IT/(3 ÷5) = 80 μm.* Então εc85 = 222 800141 ++ = 162 μm, que é maior de IT/3 = 133 μm mas menor de IT/2 = 200 μm, o que é aceitável e permite aplicar o método automático de obtenção desta dimensão. *

4. Fase de abertura de dois furos φ12,3 e chanfros 13 p.

X0. Abertura de dois furos φ12,3 e chanfros de dois lados tpr tf

Furadora vertical 2H135T *

A. Instalar flange num dispositivo especial pela plano largo 6,

furo central e um apoio adicional no contorno e tirar taA*

Dispositivo especial para abrir furos φ12,3

1. Abrir dois furos até φ12,3+0,43; l1 = 85±0,2; l2 = 170±0,2; e dois

chanfros 1±0,25x45o±10; Rz40 t1 i Sv1 V1 n1 ta1 ****

Broca combinada com escareador, com cabo cónico, P6M5 **

Bucha adaptadora;* Escantilhão para chanfros internos 450 ;*

Paquímetro 0,05x250 *

B. Virar flange taB *

3. Abrir dois chanfros 1±0,25x450±10, Rz40 t2 i Sv2 V2 n2 ta2 *


27.06.07

Testes Exames CTM - apkourbatov.narod.ruapkourbatov.narod.ru/Perguntas/Testes_CTM.pdf · fórmula...

Documents

Transcript of Testes Exames CTM - apkourbatov.narod.ruapkourbatov.narod.ru/Perguntas/Testes_CTM.pdf · fórmula...