Maquinas Ferramentas

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Engenharia Mecânica Disciplina de Projeto de Máquinas-Ferramentas – EMC 5325

Introdução ao Projeto de Máquina-Ferramentas Modernas

Prof. Dr. Eng. Rodrigo Lima Stoeterau

2004-1

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SUMÁRIO

Introdução I.1 Histórico I.2 Especificação geral do problema I.3 Importância econômica das máquinas-ferramentas I.4 Considerações sobre o processo de usinagem I.4.1 Ferramentas e máquinas I.4.2 Processo de torneamento I.4.3 Fresamento I.4.4 Furação I.4.5 Retificação I.4.6 Outros processos I.5 Relação entre os processos de Fabricação Tolerâncias e Acabamento I.6 Nocões gerais de Teoria de Projeto I.7 Tendências no projeto de máquinas-ferramentas

1 Estruturas de Máquinas-Ferramentas 1.1 Arranjos de máquinas-ferramentas 1.2 Considerações Gerais 1.2.1 Considerações estáticas 1.2.2 Considerações dinâmicas 1.2.3 Formas de análise da rigidez em máquinas-ferramentas 1.2 Materiais de máquinas-ferramentas 1.2.1 Ferro-fundido 1.2.2 Aços 1.2.3 Materiais cerâmicos 1.2.4 Concreto 1.2.5 Granito 1.2.6 Granitos sintéticos e concretos poliméricos 1.2.7 Outros Materiais 1.2.8 Fabricação de Estruturas de Máquinas-Ferramentas 1.2.9 Seleção de Materiais para Estrutura de Máquinas-Ferramentas

2 Árvores de máquinas-ferramentas 2.1 Especificações para Árvores de Máquina-Ferramentas 2.2 Classificação das Árvores de Máquinas-Ferramentas 2.3 Principais componentes para o projeto de árvores de máquinas-ferramentas 2.4 Rigidez 2.5 Configuiração dos Mancais de Elementos Rolantes 2.5.1 Determinação da distância ótima entre os rolamentos 2.6 Considerações sobr Árvores Dotadas de Mancais a Filme Fluido 2.7 Seleção do tipo de árvore

3 Mancais 3.1 Mancais de Deslizamento 3.2 Mancais de Elementos Rolantes 3.2.1 Seleção de Mancais de Rolamentos 3.3 Mancais Lubrificados a Filme Fluido 3.3.1 Mancais Fluidoestáticos 3.3.2 Mancais Fluido Dinâmicos 3.4 Mancais Magnéticos 3.5 Seleção do mancal mais adequado

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4 Guias 4.1 CLASSIFICAÇÃO DAS GUIAS 4.1.1 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À FORMA 4.1.2 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AO DESLIZAMENTO 4.1.3 CLASSIFICAÇÃO QUANTO AOS GRAUS DE LIBERDADE 4.1.4 CLASSIFICAÇÃO QUANTO À FORMA DE RESTRIÇÃO 4.2 Guias de deslizamento 4.2.1 Dimensinamento de gUIAS DE dESLIZAMENTO 4.3 Guias de elementos rolantes 4.3.1 Dimensinamento de gUIAS DE elementos rolantes 4.4 Guias a filme fluido 4.4.1 Dimensinamento de gUIAS a filme fluido 4.5 Guias especiais 4.6 Critérios de Seleção

5 Acionamentos 5.1 ACIONAMENTOS ROTATIVOS 5.1.1 Motores Assíncronos 5.1.1 Servomotores de Corrente Contínua - CC 5.1.2 Servomotores de Corrente Alternada - CA 5.1.3 Motores de Passo 5.2 ACIONAMENTOS LINEARES 5.2.1 Atuadores Hidráulicos/Pneumáticos 5.2.2 Atuadores PIEZELÉTRICOS 5.2.3 Motores Lineares 5.2.4 Outras Formas de Acionamentos Lineares 5.3 Seleção e Conclusões

6 Conversores e Transmissores de Movimento 6.1 Elementos Transmissores de Movimento 6.2 Elementos Conversores de Movimento 6.2 Elementos para Acoplamento do Movimento

7 Sistemas de Controle 7.1 Considerações Gerais 7.2 Formas de Controle 7.3 Controles Numéricos

8 Sensores para emprego em máquinas-ferramentas 8.1 Sensores Passívos 8.2 Sensores Ativos 8.2.1 Sensores de posição 8.3 Sensores Diversos 8.4 Aspectos da integração Mecânica-Eletrônica

9 Monitoramento do Processo de Usinagem

10 Sistemas de fixação de ferramentas e peças 10.1 Sistema de Fixação de Ferramenta 10.2 Sistema de Fixação de Peças

11 Noções Gerais de Qualificação e Aceitação de Máquinas-Ferramentas

Bibliografia Recomendada e Referências

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Apêndice Simbologia

a [o] ângulo de rotação, ou rolamento em torno do eixo X ap [mm] profundidade de corte b [o] ângulo de rotação, ou guinagem em torno do eixo Y B [mm] largura de corte d [mm] diâmetro cr [m] folga radial c [o] ângulo de rotação, ou arfagem em torno do eixo Z Dr [mm] diâmetro do restritor de fluxo D [mm] diâmetro Dm [mm] diâmetro medido Dk [mm] diâmetro médio do cristal DT [mm] diâmetro da ferramenta DW [mm] diâmetro da peça e [mm] excentricidade E [N/mm2] módulo de elasticidade F [N] força ou carregamento estático Fm [N] força de atração do motor linear Fc [N] força de impulso do motor linear F(t) [N] força ou carregamento dinâmico ed [mm] erro diametral er [mm] erro radial Fc [N] forca de corte Ff [N] força de avanço Fp [N] força passiva Mw [N.m] momento gerado pela força força peso Mfc [N.m] momento gerado pela força força de corte Mfp [Nm] momento gerado pela força força passiva f [mm/min.] avanço fa [mm/min.] avanço para acabamento fd [mm/min.] avanço para desbaste ft [mm/min.] avanço total f [Hz] freqüência hAB [nm] altura K [N/m] rigidez L [mm] comprimento do mancal n [rpm] rotação da árvore r [mm] raio Ra [nm] rugosidade média rd [mm] raio ideal da ferramenta r [mm] raio de quina RF [1/mm] freqüência espacial rm [mm] raio medido Rrms [mm] rugosidade raiz média quadrática Rt,c [nm] rugosidade cinemática Rt.t [nm] rugosidade cinemática teórica rT [nm] raio da ferramenta rW [nm] raio da peça P-V [nm] rugosidade pico-vale Qr [l/s] consumo relativo de ar T [oC] temperatura

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U [m] deslocamentos t [s] tempo vc [m/min.] velocidade de corte vf [m/min.] velcidade de avanço Wr [N] capacidade de carga relativa wv [m] comprimento de onda X [mm] direção coordenada Y [mm] direção coordenada Z [mm] direção coordenada

 [o ] ângulo de folga 1 [o ] ângulo de folga 2 [o ] ângulo de folga extra  [o ] ângulo  [nm] raio da aresta de corte x [m] erro de movimento radial em X y [m] erro de movimento radial em Y z [m] erro de movimento