Mini-Projeto · Ficha de ferramentas e ensaio de maquinação de um veio em torno CNC
Contexto
A oficina "Metalúrgica do Rossio" recebeu uma encomenda de 40 veios em aço C45 para um cliente da indústria metalomecânica. Foste destacado/a para preparar a maquinação: analisar a peça e o material, escolher as ferramentas e os suportes, determinar os parâmetros de corte e validar tudo num ensaio de maquinação, entregando uma ficha de ferramentas completa e pronta para o operador de torno CNC seguir.
Trabalhas individualmente ou a pares, a partir de um desenho técnico fornecido pelo professor (ou de um veio simples definido em aula), e entregas a ficha de ferramentas, os cálculos e o registo do ensaio.
Requisitos
Funcionais
- Análise da peça: geometria, tolerâncias, acabamento (Ra) e material identificados a partir do desenho técnico e da ficha técnica do material.
- Seleção de ferramentas e suportes: pastilha e suporte escolhidos e justificados para, no mínimo, duas operações (ex.: cilindragem de desbaste e de acabamento).
- Cálculo dos parâmetros fundamentais: Vc, n e f para cada operação.
- Cálculo dos parâmetros específicos: secção da apara, força de corte, potência de corte e taxa de remoção de material.
- Ficha de ferramentas completa, com todos os valores calculados e a informação técnica das ferramentas escolhidas.
- Registo do ensaio de maquinação (real, em oficina, ou simulado/documentado em aula): observações e ajustes feitos aos parâmetros iniciais.
Não-funcionais
- Cálculos apresentados passo a passo, com fórmula, substituição e resultado.
- Referências e valores retirados de fontes técnicas coerentes (catálogo, tabela de aula ou ficha técnica fornecida).
- Documento organizado e legível, pronto a ser seguido por outro técnico sem explicações adicionais.
- Cumprimento das normas de segurança e saúde no trabalho registado no dossiê.
Fases
Fase 1 · Analisar a peça e o material (4h) Ler o desenho técnico e a ficha de fabrico; identificar geometria, tolerâncias (calcular cotas máxima, mínima e média das zonas críticas), acabamento exigido (Ra) e material (ficha técnica, chave de aços se necessário).
Fase 2 · Preparar ferramentas e suportes (4h) Escolher, com base em catálogo, pastilha e suporte para cada operação; justificar material da aresta, geometria e simbologia. Organizar o posto de trabalho.
Fase 3 · Determinar os parâmetros tecnológicos (7h) Calcular Vc, n, f, ap para cada operação; calcular secção da apara, força, potência e taxa de remoção; confirmar viabilidade face à potência da máquina disponível.
Fase 4 · Ensaio de maquinação (6h) Executar (ou simular/documentar, conforme o meio disponível) o ensaio com os parâmetros calculados; observar apara, som e vibração; ajustar parâmetros se necessário e registar o ajuste com novo cálculo.
Fase 5 · Ficha de ferramentas e dossiê (2h) Compilar a ficha de ferramentas final, com todos os valores validados, e o registo do ensaio.
Fase 6 · Apresentação (2h) Apresentar à turma as decisões tomadas em cada fase e os resultados do ensaio.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Análise da peça e do material (tolerâncias, acabamento, material) | 15% |
| Seleção e justificação de ferramentas e suportes | 15% |
| Cálculo correto dos parâmetros fundamentais (Vc, n, f) | 20% |
| Cálculo correto dos parâmetros específicos (força, potência, taxa de remoção) | 20% |
| Ensaio de maquinação e ajuste fundamentado dos parâmetros | 20% |
| Ficha de ferramentas, dossiê e apresentação | 10% |
Erros comuns
- Escolher ferramentas antes de analisar bem a peça e o material.
- Confundir velocidade de corte (m/min) com rotação (rpm) e esquecer o diâmetro na conversão.
- Esquecer a conversão de unidades ao calcular a potência de corte, obtendo valores absurdos.
- Não separar parâmetros de desbaste e de acabamento, usando os mesmos para as duas operações.
- Ignorar sinais de vibração ou apara anómala no ensaio, dando o trabalho por concluído sem ajustar.
- Entregar a ficha de ferramentas sem os valores calculados, só com nomes de ferramentas.
Bónus (opcional)
- Comparar dois materiais de aresta de corte diferentes (ex.: metal duro vs. cerâmica) para a mesma operação e discutir o compromisso entre velocidade de corte e vida útil.
- Estimar a vida útil da ferramenta com base numa relação simples entre Vc e o tempo de vida observado no ensaio.
- Propor uma alternativa de fluido de corte e justificar a escolha para o material da peça.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que os parâmetros calculados na fase 3 não dispensam o ensaio de maquinação da fase 4? E descreve uma situação, real ou hipotética, em que ajustaste um parâmetro por causa do comportamento observado da ferramenta, e não por causa de um erro de cálculo.