DEPARTAMENTO DE ENGENHARIAS E CIÊNCIA DA COMPUTAÇÃO

Disciplina: Processos de Usinagem

Código: 30-267

Carga Horária: 40h (Teórica: 30h) (Prática: 10h)

Créditos: 02

Pré-Requisito: 30-264

EMENTA

Introdução aos processos de usinagem com ferramentas de geometria definida. Caracterização das máquinas-ferramenta e das ferramentas de corte. Avaliação dos parâmetros de entrada e saída do processo. Estudo das condições econômicas. Tecnologia dos processos de usinagem por abrasão e operações de acabamento. Fundamentos dos processos não-convencionais de usinagem. Análise das superfícies geradas por estes processos.

OBJETIVOS

A disciplina visa desenvolver no aluno competências de conceber, planejar, analisar e supervisionar os parâmetros operacionais envolvidos na fabricação de componentes, peças e produtos pelos processos de usinagem convencionais e avançados, analisando as necessidades produtivas e correlacionando as propriedades dos materiais com a capacidade de cada processo de usinagem. Para isto desenvolver o entendimento dos parâmetros envolvidos nos processos de usinagem. Fazer a classificação dos processos de fabricação e mostrar nesta a importância da usinagem; Fornecer maior embasamento dos processos mais usualmente aplicados: torneamento, furação e fresamento; Abordar os aspectos tecnológicos dos processos de usinagem de acabamento; Estudar os processos avançados de usinagem que empregam diferentes tipos de energia (mecânica, eletroquímica, química e termelétrica).

CONTEÚDOS CURRICULARES

UNIDADE DE ENSINO 01 – INTRODUÇÃO À TEORIA DA USINAGEM DOS MATERIAIS

Apresentar a teoria básica dos Processos de Fabricação com foco principal nos Processos de Usinagem. Para isto definir os Processos de Fabricação Mecânicos; Definir os Processos de Usinagem; apresentar o histórico dos Processos de Usinagem ilustrando a participação dos escravos, negros e índios no Brasil e na região das Missões Jesuíticas; fazer a classificação dos Processos de Usinagem; apresentar as tecnologias modernas nos Processos de Usinagem.

Atividade prática 01: Fabricação de um Parafuso de Latão no Torno Universal.

TDE 01 – Fazer um trabalho em grupo no estilo monografia das máquinas ferramentas convencionais.

UNIDADE DE ENSINO 02 – MOVIMENTOS NA USINAGEM E GEOMETRIA DA FERRAMENTA

Apresentar o conteúdo sobre movimentos na Usinagem tais como: Movimentos Ativos e Movimentos Passivos. Também definir os principais parâmetros para realizar os processos de usinagem tais como Velocidade de Corte, Velocidade de Avanço, Rotação do Eixo Arvore, Tempo de Usinagem, etc. Por fim abordar os conceitos sobre a geometria da ferramenta de corte, além de definir os planos de referências que são utilizados para a identificação e a medição das características das ferramentas tais como os ângulos importantes: ângulo de posição, ângulo de folga, ângulo de saída, etc.

TDE 02 – Fazer um trabalho sobre as funções e influência dos principais ângulos da cunha cortante.

UNIDADE DE ENSINO 03 – FORMAÇÃO DE CAVACOS:

O cavaco é o principal elemento em comum nos processos de usinagem. Apresentar os conceitos sobre a formação do cavaco, quais os fatores ligados à usinagem que são influenciados pelo cavaco, quais mecanismos estão envolvidos, em que aspectos do processo ele influência, quais os formatos possíveis, quais inconvenientes e quais os parâmetros de usinagem atuam diretamente sobre a formação do cavaco. Também apresentar os principais conceitos sobre a temperatura de corte e os fluidos de corte.

Atividade prática 02: Usinagem de um eixo de aço SAE 1045 variando a profundidade de corte e o avanço a cada passe para construção do gráfico Avanço de Corte x Profundidade de Corte e Formato do Cavaco.

TDE 03 – Fazer um resumo sobre os mecanismos de formação do cavaco e aresta postiça de corte.

UNIDADE DE ENSINO 04 – FORÇA E POTÊNCIA DE USINAGEM:

Explorar os conceitos sobre a força e a potência na usinagem. Apresentar quais são os parâmetros de usinagem que influenciam diretamente na força de corte. Além de correlacionar as características das ferramentas com o consumo de potência durante a usinagem. E por final, dimensionar a força e a potência teóricas de usinagem.

TDE 04 – Fazer o cálculo da força e da potência de corte consumida em cada uma dos 12 passes de usinagem realizados na atividade prática 02 sobre Formação de Cavaco..

UNIDADE DE ENSINO 05 – MATERIAIS PARA FERRAMENTAS DE CORTE

Apresentar os materiais utilizados para fabricar as ferramentas de usinagem iniciando com um apanhado histórico e passando para características, propriedades e aplicações. O material da ferramenta de corte é decisivo para determinação dos parâmetros de usinagem e ponto chave para estimar as condições econômicas de corte.

TDE 05 – Escrever sobre FLUIDO DE CORTE: Tipos, Características e Aplicações correlacionando com os tipos de materiais de ferramentas e das peças.

UNIDADE DE ENSINO 06 – AVARIAS, DESGASTES E MECANISMOS DE DESGASTE DAS FERRAMENTAS DE CORTE

Abordar as teorias sobre a vida da ferramenta, deste modo serão classificados as avarias e desgastes e apresentados os conceitos sobre os mecanismos de desgaste. Também serão apresentados os conceitos sobre o cálculo teórico da vida útil das ferramentas de corte.

TDE 06 – Construir o gráfico da vida da ferramenta utilizada na aula prática 02 – Formação do Cavaco e estimar a equação da vida da ferramenta.

UNIDADE DE ENSINO 07 – GERAÇÃO DE PERFIS

Abordar as tecnologias relacionadas a fabricação de engrenagens e geração de perfis especiais com fresadoras.

Atividade prática 03: Fabricar duas engrenagens, uma com dentes retos e outra com dentes helicoidais.

TDE 07 – Fazer o relatório sobre a aula prática de fabricação das engrenagens.

UNIDADE DE ENSINO 08 – USINAGEM COM FERRAMENTAS DE CORTE DE GEOMETRIA NÃO-DEFINIDA, RETIFICAÇÃO, OUTRAS OPERAÇÕES DE ACABAMENTO

Abordar as tecnologias relacionadas ao acabamento das peças, deste modo será apresentado o processo de retificação com sua definição e equipamentos destinados a retificação. Também serão vistos as características dos rebolos para as operações de retificação, como são classificados e quais são as aplicações de acordo com cada tipo.

TDE 08 – Fazer a lista de exercícios sobre retificação.

UNIDADE DE ENSINO 09 – INTEGRIDADE SUPERFICIAL E CONDIÇÕES ECONÔMICAS DE CORTE

Apresentar as definições a respeito da integridade superficial de uma peça usinada, verificando a rugosidade e seus principais parâmetros bem como identificando quais parâmetro de usinagem possuem influência sobre a qualidade final da superfície gerada. Também serão abordado os conteúdos a respeito das condições econômicas de corte. Cada dia a indústria está sendo mais cobrada para produzir com menores custos e menores temos, tornando-se mais competitiva. Deste modo, o correto dimensionamento dos parâmetros de usinagem são os pontos chaves para conseguir a melhor economia do processo, que pode ser medida pelo tempo de fabricação e pelo custo das peças. O correto aproveitamento da vida útil da ferramenta é responsável pela potencialidade da economia no processo, deste modo, deve-se saber dimensionar a velocidade de corte adequada ao processo, velocidades maiores geram perdas precoces das ferramentas e gastos de tempos desnecessários e velocidades menores gera custos elevados pelo tempo de utilização do equipamento.

TDE 09 – Fazer o gráfico da máxima eficiência na fabricação de um determinado eixo.

UNIDADE DE ENSINO 10 - PRINCÍPIOS FUNDAMENTAIS DOS PROCESSOS NÃO CONVENCIONAIS DE USINAGEM

Apresentar as tecnologias relacionadas aos processos não convencionais de usinagem, definir porque são classificados desta maneira – utilizam outras formas de energia que não a mecânica, tais como energia elétrica, energia térmica, energia química, etc. Quais existem, quais são mais utilizados, quais ainda estão em fase de estudos além das aplicações de cada um deles.

Atividade prática 04: Usinagem química utilizando 4 métodos distintos.

TDE 10 – Fazer o relatório da atividade prática 04.

METODOLOGIA

Visando desenvolver nos alunos as competências de conceber, planejar, analisar e supervisionar os parâmetros operacionais envolvidos na fabricação por usinagem, as aulas são desenvolvidas de forma variada e tem como metodologias: a tradicional (expositivo-dialogadas com estudos dirigidos), a ativa e a sócio-interacionista. No intuito de desenvolver as competências inerentes à disciplina, podem ser utilizados recursos de multimídia como projetores de imagem e vídeo, materiais concretos e máquinas e equipamentos presentes no laboratório, e a contextualização ocorre através da resolução de problemas reais. Os alunos desenvolverão Trabalhos Discente Efetivos – TDEs no total de 10h, envolvendo resolução de exercícios e problemas reais com a aplicação dos conceitos trabalhados na área de fabricação por usinagem.

AVALIAÇÃO

A avaliação da disciplina propõe verificar se as competências pretendidas neste plano de ensino foram adquiridas pelo acadêmico, por meio dos seguintes instrumentos de avaliação: provas escritas e Trabalhos Discentes Efetivos, estes últimos valendo 20% da média parcial.

As avaliações serão realizadas ao longo do semestre e distribuídas uniformemente de acordo com o plano de ensino. Em uma aula que antecede uma avaliação serão dadas orientações a respeito da sistemática a ser adotada e os conteúdos exigidos, bem como os critérios específicos da avaliação. No instrumento de avaliação haverá de forma explícita e por escrito quanto valerá cada questão.

BIBLIOGRAFIA BÁSICA

MACHADO, Álisson Rocha. COELHO, Reginaldo Teixeira. Teoria da Usinagem dos Materiais. São Paulo: Editora Blucher, 2009.

FERRARESI, Dino. Usinagem dos metais. São Paulo: Edgard Blücher, 2006.

DINIZ, Anselmo Eduardo; MARCONDES, Francisco Carlos; COPPINI, Nivaldo Lemos. Tecnologia da usinagem dos materiais. 6.ed. São Paulo: Artliber, 2008.

BIBLIOGRAFIA COMPLEMENTAR

GONÇALVES, Antonio Carlos A. Guia prático para o recebimento de tornos convencionais e a comando numérico. São Paulo: Edgard Blücher, 1991.

CHILDS, T. Metal Machining – Theory and Applications. London: Butterworth – Heinemann, 2000.

TRENT, Edward M.; WRIGHT, Paul K. Metal Cutting. 4.ed. Boston: Butterworth - Heinemann, 2000.

STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de Corte I e II. 6.ed. Florianópolis: Editora da UFSC, 2005.

WITTE, Horst; BRITO, Mário Ferreira de (Trad.). Máquinas ferramenta elementos básicos de máquinas e técnicas de construção. 7.ed. São Paulo: Hemus, 1998.