Manufatura Mecânica Usinagem u1

MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U1 - SEÇÃO 1 U1 S1 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA

1) Os processos de usinagem existem desde a Idade da Pedra. Observe as figuras a seguir que fazem menção a períodos da história:

2) As ferramentas empregadas em usinagem podem ser de diversos materiais, desde aço carbono até diamante. Quanto mais dura a ferramenta, melhor. Quanto mais tenaz a ferramenta, melhor. Infelizmente dureza e tenacidade não combinam; o aumento de uma geralmente implica na diminuição da outra.

Então, sobre os materiais de ferramentas de corte, escolha a alternativa correta:

Escolha uma:

3) Processos de fabricação como o mandrilhamento, furação, fresamento e retificação são classificados como processos de usinagem. Já processos como trefilação, laminação e forjamento são classificados como processos de conformação.

A partir das informações apresentadas, assinale a alternativa que melhor descreve a definição do processo de usinagem.

Escolha uma:

MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U1 - SEÇÃO 1 U1 S1 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM

1) Deve ser realizado um processo de torneamento em um eixo de diâmetro D, em mm. O torneamento é na superfície do cilindro e tem um comprimento L, em mm. O torno dispõe de várias rotações, em rpm. Considere que em um processo de torneamento a velocidade de corte seja dada pela equação vc=pi.D.n/1000, onde n é a rotação do torno, e que a velocidade de avanço seja dada por vf=f.n, onde f é o avanço por volta, regulado no torno e que o tempo de corte seja representado por tc.
Adotando um avanço f de 0,3 mm/volta, faça a associação dos resultados obtidos entre a coluna A, que mostra a rotação, o diâmetro e o comprimento a ser usinado, e a coluna B, que mostra o tempo de usinagem e a velocidade de corte, a seguir.

COLUNA A	COLUNA B
(I) n = 250 rpm; L = 250 mm; D = 50 mm.	(1) tc = 1,33 min; vc = 129,6 m/min.
(II) n = 600 rpm; L = 200 mm; D = 60 mm.	(2) tc = 0,93 min; vc = 127,2 m/min.
(III) n = 750 rpm; L = 300 mm; D = 55 mm.	(3) tc = 1,11 min; vc = 113,1 m/min.
(IV) n = 900 rpm; L = 250 mm; D = 45 mm.	(4) tc = 3,33 min; vc = 39,3 m/min.

Assinale a alternativa que contém a sequência correta da associação entre as colunas:
Escolha uma:

2) Duas das maiores preocupações em processos de usinagem industriais são: qual o custo da operação? Quanto tempo demorará a operação? Em outras palavras, uma operação de usinagem deve ser a mais barata possível e a mais rápida possível também. Acontece que estes dois fatores não andam juntos. Quando se melhora um deles, com frequência o outro piora um pouco. Pensando nisso foram desenvolvidos estudos para determinar a velocidade de corte mais econômica e a velocidade de corte de maior produção.

Então, sobre as velocidades de corte, considere as seguintes asserções e a relação proposta entre elas:

I - A velocidade econômica de corte é calculada de forma a se ter a maior vida útil da ferramenta e normalmente é menor que a velocidade de máxima produção.

PORQUE

II - A velocidade de máxima produção é calculada de forma a minimizar o tempo de usinagem de uma peça em um lote de peças.

A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
Escolha uma:

3) O processo de usinagem possui duas classificações. A usinagem pode ser de geometria definida e geometria não definida.

Os processos de geometria definida e não definida, são respectivamente:
Escolha uma:

MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U1 - SEÇÃO 2 U1 S2 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA

1) Quando se fala em usinagem de peças, deve sempre ter em mente o tempo que será dispendido e o custo desta operação. Ambos são parâmetros de extrema importância. De nada adianta fazer uma operação muito barata, mas que demora um tempo muito longo, assim como também não nos interessa uma operação extremamente rápida, mas com custo muito elevado. Assim, são definidas a velocidade econômica de corte e a velocidade de máxima produção, considerando uma determinada operação.

Então, sobre essas velocidades de corte, considere as seguintes asserções:

I - A velocidade econômica de corte é aquela em que a ferramenta tem sua maior vida.

II - A velocidade de corte de máxima produção é aquela em que se obtém a maior produção em um menor tempo.

III - Ao se adotar a velocidade de corte de máxima produção, os custos da operação serão muito altos.

Agora escolha a alternativa correta:
Escolha uma:

2) Em uma operação de usinagem, a ferramenta de corte exerce o papel principal e é a principal responsável pelo resultado final. O material desta ferramenta determina sua vida, seu custo e também a qualidade superficial da peça final. Entretanto, a ferramenta está sujeita a avarias, que diminuem sua vida a ponto de até inutilizá-la.

Sobre as ferramentas de corte, então, considere as seguintes asserções.

1 - O desgaste de uma ferramenta pode ser eliminado com uma cobertura de material adequado.

2 - Em processos de corte interrompido (normalmente com material poroso), a avaria mais comum é a trinca.

3 - O uso de fluido de corte adequado pode melhorar muito a rugosidade da superfície sendo usinada.

Com base nestas afirmações escolha a alternativa correta.
Escolha uma:

3) Os processos de usinagem caracterizam-se por usar ferramentas específicas que atuam segundo os objetivos da máquina-ferramenta. Assim, o fresamento utiliza um tipo de ferramenta, enquanto a furação utiliza outro tipo, por exemplo. Também os processos de usinagem produzem cavacos em maior ou menor quantidade.

Assim, complete a seguinte afirmação.O processo de _______________ utiliza como principal ferramenta _______________, e produz ________________ de cavaco.

Agora, assinale a alternativa que preenche corretamente as lacunas:
Escolha uma:

MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U1 - SEÇÃO 2 U1 S2 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM

1) Em um processo de usinagem é de extrema importância que sejam estabelecidos os parâmetros de usinagem, pois deles depende a correta realização da operação. Embora os diversos processos de usinagem sejam bem diferentes, alguns parâmetros são comuns a todos, enquanto outros são específicos ou não se aplicam.

Assim, considerando um torneamento, faça a associação da coluna da esquerda, onde são listados alguns parâmetros de usinagem, com a coluna da direita, onde são descritos esses parâmetros.

I - Velocidade de corte	1 – É a taxa com que a ferramenta caminha ao longo da peça.
II - Avanço linear	2 – É a distância que a ferramenta penetra na peça.
III - Profundidade de corte	3 – É a dimensão perpendicular à velocidade de corte que define quanto material será removido.
IV - Largura de corte	4 – É a taxa linear de remoção de material concordante com a rotação do torno.

Agora, assinale a alternativa que contém a sequência correta da associação entre as colunas.
Escolha uma:

2) As operações de usinagem sempre causam um aumento de temperatura na região do corte, devido ao atrito entre a ferramenta e a peça. Esse aumento de temperatura é que vai determinar se deverá ser usado fluido de corte ou não, também levando em conta o material da ferramenta e o material sendo usinado.

Então, sobre os fluidos de corte, considere as seguintes asserções:

I - Fluidos de corte, quando usados, tendem a aumentar a vida da ferramenta.

II - Em operações de usinagem por abrasão não é necessário usar fluidos de corte.

III - Ao usinar ferro fundido, por ser muito duro, deve-se usar fluido de corte em abundância.

Com base nestas afirmações escolha a alternativa correta, abaixo.
Escolha uma:

3) Em um processo de usinagem, um fator muito importante é a definição do material da ferramenta. Os materiais podem ser desde muito baratos até extremamente caros. Podem ser muito duros ou pouco duros. Podem ser muito tenazes ou pouco tenazes. Assim, observa-se que esta seleção terá muita influência nos tempos de usinagem, nos custos e na qualidade da peça final.

Considere o gráfico a seguir que mostra a tenacidade e a dureza de alguns materiais de ferramentas de corte.

Com relação a esses parâmetros (tenacidade e dureza) das ferramentas de corte, considere as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.

I - O metal duro com cobertura pode ser mais tenaz e mais duro que o CERMET.

PORQUE

II - A cobertura aplicada no metal duro é feita com uma substância mais dura e de maior tenacidade que o CERMET.

A respeito dessas asserções, assinale a alternativa correta:
Escolha uma:

MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U1 - SEÇÃO 3 U1 S3 - ATIVIDADE DIAGNÓSTICA

1) O cavaco é um resíduo indesejável, porém obrigatórios dos processos de usinagem. Eles são o material que foi removido da peça e podem apresentar-se como contínuos, em pedaços grandes, em pedaços pequenos ou mesmo em pó.

Sobre os cavacos, então, analise as afirmações a seguir e assinale V para verdadeiras ou F para falsas.

( ) Cavacos pequenos são mais perigosos porque podem penetrar nos olhos, nas cavidades do rosto e na pele do operador.

( ) Quando se usa fluido de corte na usinagem, os cavacos tendem a ficar mais quebradiços.

( ) Quanto mais macio o material (menor dureza), mais longo e flexível é o cavaco.

( ) Nas usinagens de acabamento não são produzidos cavacos; apenas a superfície da peça é modificada.

Assinale a alternativa que apresenta a sequência correta.
Escolha uma:

2) A potência de corte é um dos fatores mais importantes em uma usinagem, pois é ela que determina, inicialmente, se a usinagem é viável ou não. Se a potência necessária é maior que a potência da máquina disponível, então a usinagem não é viável. Para o caso particular do fresamento, a equação da potência de corte é:

, onde Ap é a profundidade de corte, Ae é a largura de corte, Vf é a velocidade de avanço da mesa, Kc é o coeficiente de força específica de corte e η é o rendimento da máquina. O coeficiente Kc para este caso é dado pela seguinte tabela resumida:

Então, com base nessas informações considere as seguintes asserções:

I - Considerando que ao aumentar o avanço por rotação, o coeficiente Kc diminui, podendo supor que a potência necessária também diminui na mesma proporção.

II - Em um fresamento, mantendo Ap e Ae constantes, pode-se supor que ao aumentar a velocidade de avanço (Vf), aumenta a potência de corte na mesma proporção.

III - O produto Ap.Ae nada mais é que a área do cavaco que está sendo removido no fresamento.

Assinale a alternativa que apresenta a correta:
Escolha uma:

3) Operações de usinagem, para serem bem feitas, devem seguir uma ordem de eventos, ou os resultados poderão não ser o que se deseja. E cada tipo de usinagem tem sua própria sequência, que é independente dos outros tipos de usinagem.

No caso do torneamento, determine, para os eventos listados, qual é a ordem correta.1 - Posicionar e prender a peça na máquina.2 - Definir a sequência de usinagem.3 - Escolher o material da ferramenta.4 - Definir os parâmetros de usinagem.

A ordem correta das afirmativas é:
Escolha uma:

MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U1 - SEÇÃO 3 U1 S3 - ATIVIDADE DE APRENDIZAGEM

1) Na empresa em que você trabalha devem ser usinados eixos de aço ABNT 1045 de 55 mm de diâmetro com ferramenta de metal duro (carboneto metálico). A tabela a seguir mostra sugestões de velocidades de corte no torno em função do material da peça e do material da ferramenta.

Velocidades abaixo das indicadas diminuem a produtividade da empresa, enquanto velocidades acima podem causar aquecimento maior com danos à peça e à ferramenta.
Sabendo que as rotações disponíveis no torno são 300, 500, 700, 1000 e 1300 rpm, qual delas é a mais adequada para a usinagem?
Escolha uma:

2) Sua empresa recebeu um novo projeto de peça a ser feita no torno e você foi solicitado a calcular o tempo de usinagem da peça. O desenho da peça é mostrado a seguir.

A peça será presa ao torno no cabeçote fixo pelo diâmetro maior e as usinagens são: reduzir o diâmetro de 16 mm para 15 mm; reduzir o diâmetro de 26 mm para 24 mm. Para cada usinagem apenas um passe será dado. Alguns dados da usinagem são: as rotações do torno disponíveis são 200, 400, 600 e 800 rpm, o avanço é de 0,4 mm/rot e a velocidade de corte ideal é de 40 m/min.

Considerando apenas o torneamento do trecho com diâmetro inicial de 16 mm, qual o tempo dessa usinagem, sem contar outros tempos?
Escolha uma:

3) Os processos de usinagem podem ser usados para desbaste ou para acabamento, mas alguns podem ser usados para ambos os procedimentos. Os parâmetros de usinagem associados à ferramenta de corte é que definem se o objetivo é acabamento ou desbaste.

Assim, considere as seguintes afirmações e verifique se elas são verdadeiras ou falsas.

1 - Um processo de fresamento somente pode ser empregado em desbaste.

2 - Um processo de alargamento normalmente produz peças com bom acabamento.

3 - Um rebolo utilizado em retificação também pode ser usado para brunimento.

Com base nestas asserções, escolha a alternativa correta:
Escolha uma:

MANUFATURA MECÂNICA USINAGEM U1 - SEÇÃO 3 U1 - AVALIAÇÃO DA UNIDADE

1) Ao utilizar uma ferramenta de corte ela se desgasta naturalmente. E a vida da ferramenta acaba quando a qualidade da peça produzida cai abaixo de determinados parâmetros pré-estabelecidos. A partir daí a ferramenta deverá ser substituída e poderá passar por uma afiação, se viável. Foram feitos ensaios com ferramentas de aço rápido, metal duro e material cerâmico, visando determinar a vida da ferramenta na usinagem de um determinado tipo de aço. Os resultados são mostrados no gráfico a seguir.

Fonte: Adaptado de KALPAKJIAN, S. Manufacturing engineering and technology. 3. ed. Massachusetts: Addison-Wesley, 1995. p. 1269.

Analisando este gráfico e sem considerar o custo, considere as seguintes asserções:

I - Para o aço rápido a variação da velocidade de corte tem pouca influência na ferramenta.

II - Para velocidades de corte da ordem de 50 m/min nota-se que metal duro e material cerâmico não podem ser utilizados.

III - Dos três materiais, o material cerâmico é o que menos é afetado pela velocidade de corte em termos de sua vida.

Com base nestas afirmações escolha a alternativa correta:
Escolha uma:

2) Os cálculos de potência necessária para os processos de usinagem são muito importantes porque, antes de mais nada, definem o porte da máquina que será necessária para a operação desejada. Assim, usinagens mais pesadas (de materiais mais duros, por exemplo) requerem máquinas mais potentes do que usinagens mais leves (de materiais mais macios, por exemplo). Considere que a velocidade de corte seja dada por Vc=pi.D.n/1000 e que a potência de corte por Pc=ap.f.vc.kc/60.10³.n, sendo n a rotação do torno, D o diâmetro inicial da peça, ap a profundidade de corte, f o avanço por volta, Kc o coeficiente de pressão específica de corte para o material e η o rendimento do motor da máquina. Considere também a seguinte tabela para o coeficiente de força específica de corte:

Com base nestas informações e em seus conhecimentos de usinagem, analise as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.

I - Para uma determinada usinagem, se dividirmos por 2 a profundidade de corte, diminuiremos para a metade a energia necessária.

PORQUE

II - A potência de corte é diretamente proporcional à profundidade de corte.

Acerca dessas asserções, assinale a opção correta.
Escolha uma:

3) Suponha que seja necessária uma usinagem em um lote de peças de aço carbono. Suponha também que estas peças sejam cilíndricas e que a máquina-ferramenta selecionada para a operação seja um torno. Analisando a operação, verifica-se que a usinagem, que é um torneamento cilíndrico, deve ser feita com ferramenta de metal duro (carbeto de tungstênio). Considere que a velocidade de avanço (Vf) seja dada por Vf=1000.f.vc/pi.D, onde f é o avanço por volta, fixado em 0,3 mm/volta e D é o diâmetro inicial da peça. O gráfico que mostra o desgaste da ferramenta em função do tempo de uso é mostrado a seguir.

Se o desgaste máximo na ferramenta admissível para que ela ainda produza bom acabamento na peça é de 0,4 mm, e a velocidade de corte ideal está entre 110 e 140 m/min, então analise as afirmações a seguir e marque V para verdadeiro ou F para falso para cada afirmação.

( ) Caso o diâmetro inicial da peça seja de 60 mm, a velocidade de corte seja de 110 m/min e o comprimento usinado de cada peça seja de 150 mm, então o número máximo de peças produzidas será de 61.

( ) Caso se precise de 40 peças com diâmetro inicial de 50 mm e a velocidade de corte adotada seja de 120 m/min, então o comprimento de cada peça será de aproximadamente 480 mm.

( ) Se forem necessárias 50 peças com comprimento inicial de 160 mm e for adotada a velocidade de corte de 130 m/min, então o diâmetro aproximado das peças será de 74 mm.

( ) Se for fixada a velocidade de corte em 150 m/min, o diâmetro da peça for de 80 mm e o comprimento de cada peça for 200 mm, então o máximo número de peças produzidas será de 34.

Agora escolha a alternativa que indica a sequência correta para as respostas acima.
Escolha uma:

4) O fresamento é um dos mais versáteis processos de usinagem, porque uma fresadora consegue substituir várias outras máquinas-ferramenta, o que torna a fresadora uma máquina obrigatória em qualquer local de usinagem. Já o torneamento é mais barato que o fresamento, mas só se aplica a peças com um eixo de revolução.

Então, sobre estes dois processos de usinagem considere as seguintes asserções e a relação proposta entre elas.

I - Um eixo produzido por torneamento normalmente também pode ser feito por fresamento.

PORQUE

II - Uma fresadora pode usinar peças com um eixo de revolução desde que possua os acessórios adequados.

Acerca dessas asserções, assinale a opção correta.
Escolha uma:

5) Um processo de usinagem convencional coloca em contato a ferramenta com a peça, com movimento relativo entre elas. Isso provoca aquecimento da região de contato e faz com que o calor gerado se propague ao longo da peça e da ferramenta. Conforme afirma Diniz (2001), "o calor que vai para a peça pode resultar em dilatação térmica da mesma e, portanto, dificuldades na obtenção de tolerâncias apertadas, além de se correr o risco de danificação da estrutura superficial do material."
O gráfico mostrado a seguir, obtido da mesma referência, ilustra o percentual de calor que é dissipado na peça, na ferramenta e no cavaco em função da velocidade de corte.

De acordo com este gráfico, considere as seguintes asserções:

I - O calor dissipado na peça diminui bastante com o aumento da velocidade de corte.
II - Ao se aumentar a velocidade de corte a ferramenta passa a receber menos calor da usinagem, o que faz supor que velocidades de corte maiores aumentem sua vida útil.
III - A partir de uma velocidade da ordem de 20 m/min nota-se uma diminuição lenta do calor recebido pela peça, o que indica que não se torna necessário o uso de fluidos de corte a partir desta velocidade.

Com base nestas afirmações escolha a alternativa correta:
Escolha uma: