Mini-Projecto · Tecnologia de corte para um bloco-macho de molde
Contexto
A Ferramentaria Rio Vez, oficina de produção de moldes de injeção, recebeu um bloco em aço 1.2311 pré-temperado (≈ 30 HRC) para se tornar num bloco-macho de molde. Foste destacado/a para preparar toda a tecnologia de corte desta peça antes de a máquina começar a produzir em série: analisar o material, escolher ferramentas e suportes, calcular os parâmetros de maquinação e de corte, e validá-los num ensaio real numa fresadora CNC.
Trabalhas individualmente, com acesso a uma fresadora CNC vertical, catálogos de ferramentas, instrumentos de medição e rugosímetro. No fim, entregas a peça de ensaio maquinada, a ficha de ferramenta preenchida e o registo dos cálculos e ajustes feitos.
Requisitos
Funcionais
- Analisar a peça (desenho técnico com tolerâncias e Ra especificado) e classificar o material segundo a ISO 513, com o número de chave identificado.
- Selecionar a ferramenta (material, revestimento) e o suporte (cone) adequados ao material e à operação, com verificação de run-out.
- Calcular os parâmetros fundamentais (ap, ae, Vc, n, fz, Vf) e os parâmetros específicos (secção da apara, Fc, Pc, MRR) para pelo menos duas operações distintas (ex.: faceamento e uma caixa).
- Executar um ensaio de maquinação num provete ou zona não crítica, medir o resultado e comparar com a especificação.
- Ajustar os parâmetros, se necessário, um de cada vez, e validar o resultado final.
- Preencher a ficha de ferramenta completa para cada operação validada.
Não-funcionais
- Rugosidade Ra ≤ 1,6 µm na face de acabamento; Ra ≤ 6,3 µm aceitável na fase de desbaste.
- Registo escrito de todos os cálculos, incluindo o valor de kc usado e a sua origem (catálogo ou tabela).
- Posto de trabalho organizado no início e arrumado no fim.
- Cumprimento integral das normas de segurança e saúde no trabalho (EPI, máquina parada na troca de ferramenta, remoção de apara sem contacto direto).
Fases
Fase 1 · Análise da peça e do material (2h) Ler o desenho técnico, identificar tolerâncias e Ra exigido. Classificar o material segundo a ISO 513 e registar o número de chave e o estado de tratamento térmico.
Fase 2 · Preparação de ferramentas e suportes (3h) Consultar catálogos, selecionar ferramenta (material, revestimento) e suporte (cone) para cada operação. Montar e verificar o run-out.
Fase 3 · Cálculo dos parâmetros tecnológicos (4h) Calcular ap, ae, Vc, n, fz, Vf para cada operação; calcular a secção da apara, Fc, Pc e MRR. Confirmar que a potência calculada não ultrapassa a da máquina.
Fase 4 · Ensaio de maquinação (4h) Executar o corte de teste num provete ou zona não crítica. Observar apara, som e vibração. Medir cota e rugosidade da peça de ensaio.
Fase 5 · Ajuste e validação (3h) Comparar o resultado com a especificação. Se necessário, ajustar um parâmetro de cada vez e repetir a medição, até validar.
Fase 6 · Ficha de ferramenta e segurança (2h) Preencher a ficha de ferramenta de cada operação validada. Rever o cumprimento das normas de segurança durante todo o processo.
Fase 7 · Apresentação (2h) Apresentar a peça de ensaio, a ficha de ferramenta e o registo de cálculos e ajustes, justificando as decisões tomadas.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Análise da peça e do material | 15% |
| Seleção de ferramentas e suportes | 15% |
| Cálculo dos parâmetros tecnológicos | 25% |
| Ensaio de maquinação e ajuste | 25% |
| Ficha de ferramenta e segurança | 10% |
| Apresentação e registo | 10% |
Erros comuns
- Calcular os parâmetros antes de classificar corretamente o material pela ISO 513 e de confirmar o estado de tratamento térmico.
- Escolher um suporte de rigidez insuficiente para um material pré-temperado, sem verificar o run-out.
- Trocar a ordem de cálculo, tentando obter Fc ou Pc sem primeiro calcular n, Vf e a secção da apara.
- Saltar o ensaio de maquinação e ir logo cortar a peça definitiva com os parâmetros só calculados em papel.
- Mudar fz, Vc e ap ao mesmo tempo depois de um ensaio, sem saber depois qual ajuste resolveu o desvio de Ra.
- Preencher a ficha de ferramenta com os parâmetros teóricos, e não com os parâmetros finais validados no ensaio.
- Remover apara à mão ou trocar ferramenta com a máquina ainda em movimento.
Bónus (opcional)
- Calcular a vida útil estimada da ferramenta de acabamento pela equação de Taylor, com valores de C e n de catálogo.
- Repetir o cálculo dos parâmetros para o mesmo material num estado não tratado (recozido) e comparar as diferenças.
- Propor uma segunda ferramenta alternativa (revestimento diferente) e justificar se traria maior vida útil ao mesmo Vc.
Reflexão
No registo final, responde: porque é que o ajuste de um único parâmetro de cada vez, no ensaio de maquinação, foi essencial para perceber o que corrigiu o Ra? E explica, com os teus próprios números da peça, de que forma o número de chave e a classificação ISO 513 do material condicionaram todas as escolhas seguintes, desde a ferramenta até ao suporte.