Mini-Projecto · Desenho de fabrico de um suporte de prateleira em chapa quinada
Contexto
A "Mobiliário Modular Aveiro" vai lançar uma linha de prateleiras metálicas e precisa do desenho de fabrico completo de um pequeno conjunto de suporte, para produzir em série de 50 unidades na oficina de quinagem de um subcontratado. Foste contratado/a como técnico/a de desenho e projeto para preparar o dossiê que vai diretamente para a quinadeira e para a furadora.
O conjunto tem três peças:
| Peça | Designação | Material | Obtida por |
|---|---|---|---|
| 1 | Suporte tipo chapéu (×2 por conjunto) | Aço macio S235, t = 2 mm | Quinagem |
| 2 | Chapa de prateleira | Aço macio S235, t = 1,5 mm | Corte por punção (sem dobras) |
| 3 | Parafuso M6 (normalizado, ×4) | Aço zincado | Elemento comprado, não desenhado em pormenor |
Ficha técnica da peça 1 (a peça que dá corpo a este projeto): perfil em U invertido com duas abas de fixação (secção em "chapéu"), com quatro dobras a 90°, todas paralelas entre si (perfil aberto, sem paredes perpendiculares). Cotagem nominal (medidas exteriores, peça já quinada): base central B = 50 mm; duas paredes verticais H = 25 mm cada; duas abas horizontais de fixação F = 15 mm cada, com um furo de fixação ⌀6 mm centrado em cada aba.
Requisitos
Funcionais
- Croquis à mão livre da peça 1 isolada e do conjunto montado (peças 1, 2 e 3).
- Vista da peça 1 já quinada, com nota "vista da peça conformada" e cotagem nominal (B, H, F, ângulos exteriores).
- Vista do planificado da peça 1, com nota "planificado, cotagem de fabrico", cotando o comprimento total desenvolvido e assinalando as quatro linhas de quinagem a traço-ponto fino.
- Verificação do raio mínimo de quinagem (Rmin) para o aço macio S235 e escolha justificada de um raio interior Ri que o respeite.
- Cálculo completo do desenvolvimento da peça 1 pela fórmula desta UC (fibra neutra, fator K tabelado por Ri/t, arredondamentos: intermédios a duas casas decimais, total ao milímetro décimo).
- Ângulo de ferramenta de cada dobra, com a compensação do retorno elástico para o aço macio.
- Sequência operatória de quinagem das quatro dobras, justificada.
- Indicação do sentido de laminagem da chapa em relação às linhas de quinagem, justificada.
- Folga de corte calculada para o furo de fixação ⌀6 mm de cada aba (corte por punção), com a tolerância a aplicar na cota do furo.
- Desenho de conjunto com balões de identificação e lista de peças (BOM) para as três peças.
- Legenda (cartucho) completa em todos os desenhos (designação, material, espessura, escala, norma de tolerâncias, autor, data).
Não-funcionais
- Toleranciamento geral: uma nota única ("Tolerâncias gerais conforme ISO 2768-m") cobrindo as cotas sem tolerância explícita; tolerância específica só na cota funcional do furo ⌀6 mm.
- Simbologia normalizada e consistente em todos os desenhos (o mesmo
Rsignifica sempre o mesmo, em todas as vistas). - Ficha de procedimento seguro, cobrindo a operação da quinadeira e da prensa de furar: comando bimanual ou cortina ótica, e consignação antes de qualquer mudança de ferramenta ou limpeza.
- Desenho organizado e legível, sem vistas redundantes.
Fases
Fase 1 · Análise e croquis (2h) Ler a ficha técnica, identificar o processo de fabrico de cada peça e fazer o croquis à mão livre da peça 1 e do conjunto montado.
Fase 2 · Vistas e cotagem nominal (2h) Desenhar em CAD a vista (ou vistas) da peça 1 já quinada, com a cotagem nominal completa e a nota de estado.
Fase 3 · Cálculo do planificado (3h) Verificar o Rmin e escolher o Ri; calcular o fator K, a fibra neutra e o desenvolvimento total pelos passos desta UC; desenhar a vista do planificado com a cotagem de fabrico e as linhas de quinagem.
Fase 4 · Retorno elástico e sequência operatória (2h) Calcular o ângulo a programar na ferramenta para cada dobra; definir e justificar a sequência operatória de quinagem e o sentido de laminagem da chapa.
Fase 5 · Furação e folga de corte (2h) Calcular a folga de corte do furo de fixação ⌀6 mm; aplicar a tolerância específica nessa cota, mantendo a tolerância geral nas restantes.
Fase 6 · Desenho de conjunto, legenda e lista de peças (2h) Montar o desenho de conjunto com as três peças, atribuir balões de identificação e preencher a lista de peças (BOM); completar a legenda em todos os desenhos.
Fase 7 · Segurança e apresentação (1h) Escrever a ficha de procedimento seguro da quinagem e da furação; apresentar o dossiê à turma, justificando as escolhas de Ri, K e sequência.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Croquis e vistas (peça e conjunto) | 15% |
| Cotagem nominal e de fabrico corretas e distintas | 15% |
| Cálculo do planificado (Rmin, K, desenvolvimento) | 25% |
| Retorno elástico e sequência operatória | 10% |
| Furação, folga de corte e tolerâncias | 10% |
| Legenda, balões e lista de peças | 10% |
| Segurança e apresentação | 15% |
Erros comuns
- Cotar a vista da peça já quinada com o comprimento total desenvolvido, em vez das medidas exteriores reais.
- Escolher Ri sem confirmar o Rmin do material, arriscando fissurar a peça na dobra.
- Usar K = 0,50 por rotina, ignorando a tabela de Ri/t (aqui Ri/t = 1,25 dá K = 0,40, não 0,50).
- Esquecer o retorno elástico e programar a ferramenta exatamente a 90°, obtendo uma peça mais aberta do que o pretendido.
- Confundir a folga de corte do furo (0,06 × t) com a folga de embutidura (1,1 × t), que é de outro processo.
- Orientar a linha de quinagem paralela à fibra "para poupar chapa", aumentando o risco de fissura.
- Esquecer o balão de alguma peça na lista de peças, ou desalinhar a numeração entre o desenho de conjunto e o BOM.
Bónus (opcional)
- Propor uma variante em aço inoxidável AISI 304 para ambientes húmidos: recalcular Rmin, Ri, K, desenvolvimento e Δα com os valores tabelados para o inox, e comparar o resultado com a versão em aço macio.
- Desenhar a ferramenta de quinagem (punção e matriz em V) à escala, indicando a abertura da matriz recomendada para t = 2 mm.
- Propor uma solução alternativa em perfil extrudido de alumínio em vez de chapa quinada, discutindo vantagens e desvantagens de cada processo para esta peça.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que a vista da peça já quinada e a vista do planificado nunca podem levar a mesma cotagem? E: se tivesses escolhido Ri = 1,5 mm em vez de 2,5 mm para esta peça em aço macio, o que aconteceria na quinagem, e o desenvolvimento calculado seria maior ou menor do que os 114,7 mm obtidos?