USINAGEM I PROJETO PISTÃO KART FOX

UNIVERSIDADE DO VALE DO RIO DOS SINOS – UNISINOS

CURSO DE ENGENHARIA DE PRODUÇÃO

DIOVANNI ROCHA

EDUARDO FREITAS

JOÃO PEDRO NERVA

THIAGO MOLLER

VINICIUS PIRES

USINAGEM I

PROJETO PISTÃO KART FOX

São Leopoldo

2015

Introdução

O objetivo deste trabalho é apresentar e discutir a atividade prática realizada no laboratório de Usinagem pelos alunos que cursam Engenharia Produção e Mecânica, orientados pelo professor Walter A. Fontana.

 A atividade prática consiste em três partes:

• Planejamento das operações necessárias para usinar a peça. Estabelecendo um fluxo do processo tendo suas especificações para cada ação a ser tomada.
• Usinagem da peça conforme as especificações do fluxograma criado pelo grupo e a disponibilidade de equipamentos do laboratório de usinagem.
• Medição dos resultados e análise da peça produzida pelo grupo com o auxílio do laboratório de metrologia para a verificação das cotas obtidas.

METODOLOGIA

Foi usinado um cilindro de alumino SAE 6351 em um torno convencional da marca Nardini modelo Nodus 220 Gold e na fresa(...). O blank utilizado foi obtido pelo grupo através do corte de uma secção da matéria bruta disponibilizada pelo laboratório de usinagem nas seguintes dimensões: 50 mm de diâmetro por 90 mm de comprimento.

Figura 1: Desenho

Para a confecção do pistão Kart Fox planejado dividiu-se o projeto em 3 etapas devido a utilização de mais de uma máquina para usinar a peça. A primeira etapa do processo é realizada no torno mecânico, esta etapa é constituída de 11 operações responsáveis por cilindrar e desbastar obtendo duas regiões de diâmetros diferentes que posteriormente serão a cabeça e saia do pistão. A segunda etapa é realizada na fresa onde será obtido, através de fresamento, a região (...) conforme mostra a figura 1 (…), logo em seguida obtêm-se os furos nas regiões (…) utilizando as brocas estabelecidas no planejamento.

e planejadas 25 operações, estas seguindo a metodologia vista em aula. Cada etapa contém 20 variáveis e mais uma variável recalculada devido aos limites de rotação da máquina.

Todas estas informações podem ser vistas na tabela 1 que está localizada no anexo 1. A metodologia para os cálculos transcorre da seguinte forma:

 Para descobrir a potência máxima de acionamento da máquina tem-se  Pa=(Pc/n), onde, n=0,6(rendimento torno convencional).

Obtem-se Pc da seguinte maneira, Pc= (Fc x Vc) / 60 x10³.

Fc = ks1 x ((h)^1-z) x b, onde ks1 e 1-z são constantes obtidas através das especificações da ferramenta e do material, as quais foram buscadas no catálogo encontrado no site da fabricante da ferramenta. Já  h= fn x sen(xr), quando fn é o avanço necessário para a operação e xr o ângulo de posição da ferramenta. b é igual a: ap / sen(xr), onde ap é a profundidade de corte. Tendo Fc, basta calcular Vc que é a velocidade de corte, esta é dada pela equação

Vc= (n x (π x d)) / 1000, onde n são as rotações e d é o diâmetro da peça.

Para calcular os tempos foi necessário utilizar a fórmula T=Lf/vf, quando Lf era a distância percorrida na operação de corte e vf era a velocidade de avanço, vf = fn x n.

        A rugosidade foi controlada através do simples cálculo de

  Ra = (fn² x 1000)/ 31,3 x re, onde re era o raio de ponta.

        Após todos os cálculos concluiu-se que seria necessário recalcular os parâmetros de rotação em vista que eles excediam a capacidade da máquina sendo assim usou-se a equação  n= (Vc X 1000)/ π x d.

        Para o somatório de tempos bastou calcular quantos passes seriam necessários para cada operação.

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[pic 1]

Figura 2: Tabela de Ferramentas

As ferramentas disponibilizadas para serem usadas no processo podem ser vistas acima na tabela 2, cada uma delas tem uma função especifica no processo de confecção do eixo de inércia.

[pic 2]

Figura 4: Eixo de inércia.

Na figura acima mostra a peça concluída após o termino das 25 operações realizadas no torno convencional.

CONCLUSÃO

A partir das aulas praticas no laboratório de usinagem no qual foi confecionado um eixo de inércia para  que fosse posto no projeto Hyper Ball que tem como função ser introduzido em dois rolamentos e girar .

Para que o trabalho de usinagem fosse feito, um planejamento foi realizado anteriormente para que a peça saísse com perfeição dentro das possíveis tolerâncias de dimensões e rugosidade.

Após um teste de especificações realizado no laboratório de metrologia da Unisinos, e com auxílio do laboratorista, constatamos que todas as especificações estavam dentro das tolerâncias, exceto uma das rugosidades. Estes ensaios foram realizados utilizando um paquímetro digital, uma máquina tridimensional óptica e um rugosímetro (cutof=0,25 e Comprimento analisado=1,25). O item fora do especificado foi a rugosidade do plano B, que deveria ser de no máximo 1,1 e ficou com valores reais de 1,3. Este erro se deu por parte da velocidade de avanço (vf) não ser constante, causado pela falta de experiência dos componentes do grupo. Outro erro onde é visível a falta de experiência do grupo ocorreu na parte do planejamento, quando uma parte da peça não pode ser usinada por conta dos limites da máquina. Para faze-lo o tarugo deveria ser maior ou haver um maior deslocamento do carro da máquina.