Sebenta · Organizar o fabrico de cunhos e cortantes (UC04788)
- Introdução
- 1. O gabinete de projeto e a ferramenta de cunhos e cortantes
- 2. Anatomia da ferramenta: componentes e acessórios
- 3. Desenho técnico: fundamentos, simbologia e normas
- 4. Metrologia dimensional
- 5. Toleranciamento dimensional e geométrico
- 6. Áreas funcionais, layouts e fluxo de informação
- 7. Metodologias de estudo e preparação do trabalho
- 8. Produtividade e métricas do trabalho
- 9. Tipos de produção e processos de fabrico
- 10. Operações de maquinação: fresagem, torneamento, retificação e eletroerosão
- 11. Ferramentas de corte e dispositivos de aperto standard
- 12. Sequenciar o fabrico das peças e a montagem do conjunto
- 13. Documentação de preparação do trabalho: dossier, ficha de fabrico e ficha de ferramentas
- 14. Organização do posto de trabalho, segurança, ambiente e qualidade
- Erros comuns
- Glossário
- Síntese
- Exercícios resolvidos
Introdução
Uma ferramenta de cunhos e cortantes é o molde de aço que, montado numa prensa, corta e fura chapa metálica a cada golpe, produzindo em segundos o que a tesoura manual levaria minutos a fazer, e sempre com a mesma exatidão. Antes de qualquer peça dessa ferramenta ser maquinada, alguém tem de analisar o que é exigido, planear como se fabrica e monta cada componente, e registar essa decisão numa ficha de fabrico que a oficina consiga seguir sem ambiguidade.
Esta sebenta ensina exatamente esse trabalho de planeamento: a interpretar o desenho técnico e a estrutura de uma ferramenta de corte, a aplicar metrologia e toleranciamento às cotas críticas (em especial a folga entre cunho e matriz), a compreender a organização da empresa e as metodologias de preparação do trabalho, a escolher processos de fabrico e ferramentas, e a sequenciar operações e montagem até chegar ao documento central da UC: a ficha de fabrico.
O fio condutor é um exemplo do sector: uma ferramenta de corte e picotagem simples, para uma peça plana de chapa de aço, com cunho, matriz, extratora e guiamento por colunas. É complexa o suficiente para ilustrar toda a matéria (folga de corte, cadeia de cotas, sequência de fabrico e montagem, ficha de fabrico) e simples o suficiente para se seguir do início ao fim.
Objetivos de aprendizagem (referencial): analisar os requisitos e especificações da ferramenta; planear as etapas e operações de fabrico e montagem da ferramenta; e elaborar a ficha de fabrico, sempre adequando as fases de fabrico à montagem, garantindo os requisitos técnicos e funcionais, cumprindo os procedimentos de registo, assegurando a ergonomia do posto de trabalho e cumprindo as normas de segurança, ambiente, gestão de resíduos e qualidade.
1. O gabinete de projeto e a ferramenta de cunhos e cortantes
O contexto de trabalho desta UC é o gabinete de projeto de uma unidade fabril dedicada à produção de cunhos e cortantes. Um cliente encomenda uma ferramenta capaz de produzir, em série, uma peça de chapa metálica (por exemplo, uma anilha, um suporte metálico simples ou um componente de um eletrodoméstico), e cabe ao gabinete transformar esse pedido num plano de fabrico completo, antes de qualquer máquina arrancar.
O cunho (ou punção) é a parte macho da ferramenta, montada na placa superior e fixa ao carro móvel da prensa: desce a cada golpe. O cortante (ou matriz) é a parte fêmea, fixa à base inferior: recebe o corte. Entre os dois existe uma folga calculada com rigor, a folga de corte, que define a qualidade do corte final e a vida útil da própria ferramenta.
As três realizações do referencial acontecem por esta ordem, e estruturam toda a sebenta:
- Analisar os requisitos e as especificações técnicas e funcionais da ferramenta.
- Planear as etapas e operações de fabrico e montagem da ferramenta.
- Elaborar a ficha de fabrico.
Exemplo do sector: uma ferramenta de corte e picotagem para uma anilha metálica parece, à primeira vista, simples: um círculo com um furo ao centro. Na prática, exige decidir a folga de corte adequada ao material e à espessura, a sequência de fabrico de cada placa, o tipo de guiamento, e a sequência de montagem, tudo documentado antes de a oficina tocar em qualquer máquina.
2. Anatomia da ferramenta: componentes e acessórios
Uma ferramenta de cunhos e cortantes é um empilhamento de placas de aço, cada uma com uma função precisa. Interpretar corretamente este empilhamento é a base de qualquer planeamento de fabrico, porque cada placa tem o seu próprio processo, material e tolerância.
| Placa ou componente | Função |
|---|---|
| Base superior | fixa a ferramenta ao carro móvel da prensa |
| Placa de choque/encosto | protege a placa porta-punções (e a base superior) do encravamento e do afundamento das cabeças dos punções |
| Porta-punções (placa de cunhos) | aloja e fixa os cunhos com precisão |
| Placa extratora (guarda-tiras) | liberta a chapa presa ao cunho, após o corte |
| Placa guia dos punções | mantém os cunhos alinhados durante toda a descida |
| Matriz (placa cortante) | recebe o corte, define o contorno final da peça |
| Base inferior | fixa a ferramenta à mesa fixa da prensa, protegendo-a do impacto repetido |
| Colunas-guia e casquilhos | alinham as duas metades da ferramenta a cada golpe |
| Molas | empurram a extratora, libertando a chapa cortada |
| Pilotos e batentes | posicionam a tira de chapa antes de cada golpe |
| Guia de tira | controla o avanço lateral da chapa |
A ordem da tabela, de cima para baixo, corresponde à ordem física real da ferramenta montada: da placa que toca na prensa até à que assenta na mesa.
Exemplo do sector: numa ferramenta progressiva (que executa várias operações em posições sucessivas ao longo da tira), cada posição pode ter o seu próprio conjunto de cunhos e matrizes, mas todas partilham o mesmo par de colunas-guia e a mesma placa extratora, o que exige um planeamento cuidado da sequência de montagem.
3. Desenho técnico: fundamentos, simbologia e normas
O desenho técnico é o contrato entre quem projeta a ferramenta e quem a fabrica: tudo o que a peça tem de cumprir está lá, cotado, e nada do que lá não está é exigível.
Elementos essenciais a interpretar:
- Vistas (frente, topo, perfil) e cortes, para mostrar o interior da ferramenta montada.
- Cotas nominais, com as respetivas tolerâncias (individuais ou gerais).
- Simbologia de acabamento superficial, quando aplicável a superfícies funcionais.
- Escala do desenho face à peça real.
- Legenda (cartucho), com título, material, escala, número de revisão e responsável.
O desenho segue normas de representação para ser interpretável por qualquer técnico, em qualquer oficina, sem ambiguidade: os organismos de referência são a ISO a nível internacional e o IPQ/NP em Portugal. Um desenho de conjunto mostra a ferramenta montada; os desenhos de definição de cada peça trazem o detalhe cotado necessário ao fabrico.
⚠️ Regra da casa: uma norma, um desenho. Misturar convenções diferentes no mesmo projeto é uma das causas mais comuns de erro de interpretação na oficina.
4. Metrologia dimensional
A metrologia dimensional garante que a peça fabricada corresponde exatamente ao que foi cotado no desenho. A escolha do instrumento depende sempre da tolerância a controlar: a regra prática é que a resolução do instrumento não deva ultrapassar cerca de 10% da tolerância em causa.
| Instrumento | Resolução típica | Uso principal |
|---|---|---|
| Paquímetro | 0,02 mm | cotas gerais, medições rápidas |
| Micrómetro | 0,001 a 0,01 mm | cotas críticas, folga de corte |
| Relógio comparador | 0,001 a 0,01 mm | planeza, batimento, alinhamento |
| Calibre passa-não-passa | fabricado à medida | controlo rápido em produção de série |
| Rugosímetro | µm de Ra | estado de superfície |
Toda a medição relevante fica registada na ficha de controlo, que lista as cotas críticas, o instrumento a usar e o valor obtido. Em produção de série, o controlo pode ser feito por amostragem estatística; em fabrico unitário ou de protótipo, mede-se peça a peça. Os próprios instrumentos precisam de calibração periódica, com certificado rastreável, para que a leitura seja fiável: um instrumento fora de calibração invalida qualquer medição feita com ele.
Exemplo resolvido · escolher o instrumento certo
Uma cota tem tolerância de 0,015 mm. É adequado medi-la com um paquímetro de resolução 0,02 mm?
Resolução: não. A resolução do paquímetro (0,02 mm) é maior do que a própria tolerância a controlar (0,015 mm), o que não permite distinguir uma peça dentro do limite de uma peça fora dele. Deve usar-se um micrómetro (resolução 0,001 mm) ou um comparador, cuja resolução fica muito abaixo da tolerância a controlar.
5. Toleranciamento dimensional e geométrico
A folga de corte, a cota mais crítica da ferramenta
A folga de corte é a diferença entre a dimensão do cunho e a dimensão da matriz. É a cota mais importante de toda a ferramenta, porque define diretamente a qualidade do corte e a vida útil dos componentes.
Quem manda é a matriz no corte, o cunho no furo. Numa operação de corte (recorte da peça): é a matriz que tem a cota nominal da peça, e é o cunho que se reduz, cunho = matriz − 2 × folga por lado. Numa operação de puncionamento (abertura de um furo na peça): é o cunho que tem a cota nominal do furo, e é a matriz que se abre, matriz = cunho + 2 × folga por lado. Confundir estas duas direções é um dos erros mais comuns do sector.
- Folga demasiado pequena: maior desgaste do gume, mais força de corte necessária, risco de gripagem.
- Folga demasiado grande: rebarba excessiva na peça cortada, corte de má qualidade, deformação da chapa.
- Regra prática do sector: a folga por lado ronda 5 a 10% da espessura da chapa, consoante a dureza do material a cortar (aços mais duros pedem folgas maiores).
Exemplo resolvido · calcular a folga de corte
Uma ferramenta vai cortar (recortar) uma peça em chapa de aço macio, com 2 mm de espessura e diâmetro nominal Ø20 mm. Usando uma folga de 6% por lado, calcula o diâmetro do cunho.
Resolução: folga por lado = 6% × 2 mm = 0,12 mm. É uma operação de corte, logo é a matriz que tem a cota nominal da peça: matriz = Ø20,00 mm. O cunho reduz-se em dobro da folga (à volta de todo o perímetro): cunho = 20 − 2 × 0,12 = Ø19,76 mm.
Toleranciamento geométrico e cadeia de cotas
Além da dimensão, controlam-se a forma e a posição dos elementos críticos:
- Planeza das faces de encosto das placas, essencial para um empilhamento correto e sem folgas indesejadas entre placas.
- Perpendicularidade dos furos de guiamento face à face de referência, crítica para o alinhamento do cunho na matriz.
- Posição dos furos de fixação, muitas vezes com o modificador de máximo de matéria (Ⓜ), que liga a tolerância de posição ao tamanho real do furo produzido.
- Cadeia de cotas: quando várias cotas em série se somam, a última é a cota de fecho, escrita entre parênteses e sem tolerância própria inscrita, porque resulta do cálculo, não de uma decisão livre.
⚠️ Regra geral: a tolerância de forma de uma superfície deve ficar sempre abaixo da tolerância dimensional da mesma cota, caso contrário a peça pode estar "dentro da cota" e ainda assim não ser funcional.
Exemplo resolvido · cadeia de cotas na placa porta-punções
Uma placa porta-punções tem três furos alinhados em série: o primeiro a 30 ± 0,05 mm da referência, o segundo a mais 25 ± 0,05 mm, o terceiro a mais 20 ± 0,05 mm. Calcula a cota total e a tolerância da cota de fecho.
Resolução: cota nominal total = 30 + 25 + 20 = 75 mm. Tolerância total (soma das tolerâncias de cada troço): 3 × 0,05 = 0,15 mm por lado, ou seja ±0,15 mm. No desenho, a cota final aparece entre parênteses, (75), sem tolerância inscrita, pois o valor ±0,15 mm é o resultado da cadeia, não uma escolha do desenhador.
6. Áreas funcionais, layouts e fluxo de informação
Organizar o fabrico exige compreender por onde passa a informação dentro da empresa, do pedido do cliente até à entrega da ferramenta pronta:
| Área funcional | Papel no fabrico da ferramenta |
|---|---|
| Comercial | recebe o pedido do cliente, negoceia prazo e preço |
| Gabinete de projeto | analisa requisitos, desenha, planeia o fabrico |
| Compras | encomenda aço, ferramentas de corte e componentes standard |
| Produção/oficina | maquina e monta a ferramenta |
| Qualidade | controla e valida o cumprimento do desenho |
| Expedição | entrega a ferramenta pronta ao cliente |
A ficha de fabrico é o documento que liga o gabinete de projeto à oficina: sem ela, cada operador teria de decidir por conta própria como interpretar o desenho.
O layout da unidade fabril, a disposição física das máquinas, condiciona diretamente o fluxo de materiais e de informação. Um layout por processo agrupa máquinas do mesmo tipo (todas as fresadoras juntas, todos os tornos juntos): é flexível, mas gera mais deslocações entre operações. Um layout por produto ou célula dispõe as máquinas na ordem do processo de uma família de peças: é mais rápido, mas menos flexível para peças muito diferentes entre si. O fabrico de cunhos e cortantes, tipicamente unitário ou de pequena série e com grande variedade de peças, tende a beneficiar de um layout por processo.
7. Metodologias de estudo e preparação do trabalho
Antes de escrever a ficha de fabrico, o processo tem de ser estudado, não apenas assumido por rotina:
- Análise do desenho: identificar cotas funcionais, tolerâncias apertadas (como a folga de corte) e superfícies críticas.
- Análise do processo: para cada peça, decidir que operações de maquinação são necessárias, e em que ordem.
- Diagrama de processo (fluxograma): representação gráfica da sequência de operações, transportes e pontos de controlo.
- Metodologia 5S: triar, arrumar, limpar, normalizar e manter, como base de qualquer posto de trabalho eficiente.
Escolher o método de trabalho certo compara alternativas de processo para a mesma peça (por exemplo, fresagem versus eletroerosão para um contorno complexo), minimiza esperas e transportes entre máquinas, e antecipa operações de controlo intermédio em vez de deixar tudo para o fim. O melhor método nem sempre é o mais rápido numa operação isolada: é o mais eficiente olhando ao processo completo.
Exemplo do sector: otimizar isoladamente a fresagem de uma placa, tornando-a mais rápida mas exigindo depois mais tempo de retificação por deixar mais sobremetal, pode piorar o tempo total do fabrico. O estudo do processo olha sempre ao conjunto.
8. Produtividade e métricas do trabalho
Produtividade é a relação entre o que se produz e os recursos usados para o produzir, tempo de máquina, mão de obra e material. Aumenta-se reduzindo tempos improdutivos (esperas, preparações longas, retrabalho), não apenas "trabalhando mais depressa". Uma ferramenta bem planeada é, ela própria, um investimento em produtividade futura: cada golpe de prensa substitui minutos de trabalho manual repetido milhares de vezes.
Para planear e controlar o fabrico, usam-se métricas concretas:
| Métrica | O que mede |
|---|---|
| Tempo padrão | tempo de referência para executar uma operação |
| Tempo de ciclo | tempo real decorrido entre duas peças consecutivas |
| Taxa de ocupação da máquina | percentagem do tempo disponível em produção efetiva |
| Taxa de rejeição | percentagem de peças fora de especificação |
| Cumprimento de prazo | percentagem de fichas de fabrico concluídas no prazo previsto |
Exemplo resolvido · interpretar métricas
Uma máquina tem taxa de ocupação de 90%, mas a taxa de rejeição das peças que produz é de 15%. O que isto indica?
Resolução: a máquina está quase sempre a produzir (90% de ocupação), mas uma fração elevada do que produz (15%) não serve. O ganho de produtividade é, na prática, ilusório: consome-se material, tempo e energia a produzir peças que vão para o refugo. O foco deve ir primeiro para reduzir a rejeição, só depois faz sentido perseguir mais ocupação.
9. Tipos de produção e processos de fabrico
O planeamento muda consoante o tipo de produção: unitária (uma ferramenta única, sob medida, o caso mais comum em cunhos e cortantes), por lotes/séries (várias ferramentas semelhantes, com peças comuns entre projetos), ou em massa (componentes standard, como parafusos, colunas-guia e molas, comprados prontos em vez de fabricados de raiz). O tipo de produto, uma peça simples ou um conjunto complexo com dezenas de componentes, determina também o nível de detalhe exigido à ficha de fabrico.
Cada peça da ferramenta é depois fabricada pelo processo que melhor serve a sua geometria, material e tolerância:
- Maquinação por arranque de apara: fresagem, torneamento, retificação.
- Eletroerosão: para perfis complexos ou peças já temperadas, onde a maquinação convencional não chega.
- Tratamento térmico: têmpera e revenido dos cunhos e das matrizes, para resistência ao desgaste.
- Processos auxiliares: furação, roscagem e polimento.
Nenhum processo é universalmente "melhor": a escolha depende sempre da peça em concreto.
10. Operações de maquinação: fresagem, torneamento, retificação e eletroerosão
A fresagem usa uma ferramenta rotativa de múltiplas arestas para retirar material de uma peça fixa. Produz contornos, rasgos, faces planas e furos, e é a base da maioria das placas planas da ferramenta. O torneamento faz rodar a peça contra uma ferramenta fixa, e produz elementos cilíndricos: colunas-guia, casquilhos, cunhos de secção redonda. Ambos são normalmente operações de desbaste e semiacabamento: raramente atingem sozinhas a tolerância final apertada exigida pelas cotas críticas.
A retificação usa uma mó abrasiva para remover pequenas quantidades de material, atingindo tolerâncias apertadas e bom acabamento superficial. É usada nas faces de encosto e nos elementos de guiamento, normalmente já depois do tratamento térmico.
A eletroerosão (EDM) usa descargas elétricas para erodir o material, mesmo já temperado, sem qualquer esforço de corte mecânico. Existem duas variantes:
- Por penetração: um elétrodo com a forma da cavidade a produzir é aproximado da peça, erodindo o negativo dessa forma.
- Por fio: um fio fino, sob tensão elétrica, corta perfis complexos com grande precisão, sendo a operação-chave para cunhos e matrizes de perfil não circular.
A eletroerosão resolve o que a maquinação convencional não consegue: ângulos vivos internos (a fresagem deixa sempre um raio, o do diâmetro da fresa) e perfis complexos já em aço temperado.
Exemplo do sector: uma matriz com um contorno de perfil irregular e cantos vivos é fresada em bruto, temperada, e só depois cortada à cota final por eletroerosão a fio, exatamente porque a têmpera endurece o aço a um ponto em que a fresagem deixaria de conseguir remover material com precisão.
11. Ferramentas de corte e dispositivos de aperto standard
Cada processo tem as suas ferramentas de corte típicas, normalmente componentes standard comprados a catálogo, o que poupa tempo de preparação face a soluções feitas por medida:
| Processo | Ferramenta típica |
|---|---|
| Fresagem | fresas de topo, de disco, de perfil |
| Furação/roscagem | brocas, machos de roscar |
| Retificação | mós, escolhidas por granulometria e dureza |
| Eletroerosão por penetração | elétrodos de grafite ou cobre |
| Eletroerosão por fio | fio de latão |
O dispositivo de aperto fixa a peça à máquina com a estabilidade necessária durante a maquinação: um mordente ou prensa de máquina para fixação genérica em fresagem, uma placa de 3 ou 4 grampos para peças cilíndricas no torno, grampos e calços para peças de forma irregular fixas diretamente à mesa, e a mesa magnética para fixação rápida de peças planas em aço na retificação, note-se que a mesa magnética só funciona com materiais ferromagnéticos, não serve para latão ou alumínio.
⚠️ Um aperto instável arruína a precisão de qualquer operação, por melhor que seja a máquina: apertar demasiado uma peça fina pode deformá-la elasticamente, e a peça "volta à forma" depois de desapertada, saindo fora de cota.
12. Sequenciar o fabrico das peças e a montagem do conjunto
Sequência de fabrico de cada peça
Para cada peça, o planeamento define a sequência do bruto à peça acabada: corte do bruto de aço na dimensão de partida, maquinação de desbaste (fresagem ou torneamento), furação e roscagem quando aplicável, tratamento térmico para peças que exigem dureza (cunhos e matrizes), acabamento final por retificação e/ou eletroerosão até à cota definitiva, e por fim controlo dimensional segundo a ficha de controlo. A ordem certa evita retrabalho: por exemplo, furar sempre antes de temperar, porque depois de temperado o aço torna-se difícil ou impossível de furar com uma broca corrente.
Sequência de montagem do conjunto
Depois de todas as peças prontas, a montagem segue também uma ordem lógica: montar primeiro as colunas-guia e casquilhos na base inferior e na placa superior, depois posicionar e fixar a matriz na base inferior, posicionar e fixar os cunhos na placa porta-punções, montar a placa guia e a placa extratora com as respetivas molas, verificar o alinhamento cunho-matriz em vazio, e só depois testar a ferramenta na prensa com peças de amostra.
Exemplo resolvido · ordenar uma sequência de fabrico
Ordena corretamente as seguintes operações para o fabrico de um cunho: (a) retificar à cota final; (b) furar o furo de fixação; (c) tornear o bruto; (d) temperar e revenir.
Resolução: a ordem correta é c → b → d → a: primeiro tornear o bruto à forma geral (c), depois furar enquanto o aço ainda está macio e fácil de maquinar (b), só depois temperar e revenir para ganhar dureza (d), e finalmente retificar à cota definitiva, corrigindo a ligeira distorção que a têmpera possa ter introduzido (a). Furar depois de temperar seria um erro grave: o aço temperado é demasiado duro para a broca corrente.
13. Documentação de preparação do trabalho: dossier, ficha de fabrico e ficha de ferramentas
O dossier de fabrico reúne toda a documentação técnica de um projeto de ferramenta num único conjunto organizado: o desenho de conjunto e os desenhos de definição de cada peça, a lista de materiais (BOM) com referências e quantidades, a ficha de fabrico e a ficha de ferramentas de cada peça, a ficha de controlo com os registos de medição, e o registo de alterações e revisões ao longo do projeto. É o que permite, anos depois, refazer ou reparar a ferramenta com fidelidade ao projeto original.
A ficha de fabrico é o documento central desta UC, o culminar de todo o planeamento anterior: a sequência de operações de uma peça, pronta para seguir para a oficina.
| Campo da ficha de fabrico | Conteúdo |
|---|---|
| Referência da peça | identificação e número de revisão |
| Operações, por ordem | ex.: tornear, furar, temperar, retificar |
| Máquina de cada operação | fresadora, torno, retificadora, EDM |
| Ferramentas e dispositivo de aperto | remete para a ficha de ferramentas |
| Tempo previsto | por operação, para planeamento e custo |
| Controlo | cotas a verificar, instrumento a usar |
A ficha de ferramentas detalha, para cada operação, os parâmetros de corte e as ferramentas específicas a montar na máquina, mantendo a ficha de fabrico legível e a informação técnica organizada num documento de apoio.
⚠️ Uma ficha de fabrico genérica demais, sem máquina, tempo previsto ou instrumento de controlo definidos, obriga o operador a decidir por conta própria, o que anula o propósito de planear antes de fabricar.
14. Organização do posto de trabalho, segurança, ambiente e qualidade
Um posto de trabalho bem organizado reduz fadiga e erro, e é também uma atitude avaliada no referencial: ergonomia (altura de trabalho, iluminação e postura adequadas a cada operação), economia de movimentos (ferramentas e instrumentos ao alcance, na sequência em que são usados), redução de deslocações desnecessárias (material e documentação junto do posto), e um posto mantido limpo e arrumado ao longo do turno, não só no fim.
O fabrico de ferramentas de corte cumpre normas em quatro frentes:
- Segurança e saúde no trabalho: equipamentos de proteção individual, óculos, luvas anti-corte, calçado de segurança, proteção auditiva, além de proteções de máquina e paragens de emergência.
- Proteção ambiental: gestão de óleos de corte e do dielétrico de eletroerosão, contenção de eventuais derrames.
- Gestão de resíduos: separação de aparas metálicas, óleos usados e consumíveis, para reciclagem ou destino adequado.
- Qualidade: cumprir os procedimentos de registo (fichas, dossier) e as normas aplicáveis a cada operação.
Estas quatro frentes surgem explicitamente nos critérios de desempenho do referencial: cumprir estas normas não é opcional, faz parte da própria definição de um trabalho bem feito.
Erros comuns
- Confundir cunho (macho, punção) com cortante (fêmea, matriz), invertendo a lógica de qual componente desce e qual recebe o corte.
- Calcular a folga de corte como se fosse um ajustamento de guiamento (H7/g6), ignorando que é uma folga funcional pensada para cortar chapa, e não para deslizar.
- Atribuir tolerância própria à cota de fecho de uma cadeia de cotas, contradizendo o valor que resulta da soma das outras cotas.
- Especificar uma tolerância de forma (por exemplo, planeza) igual ou maior do que a tolerância dimensional da mesma cota.
- Planear a sequência de fabrico sem prever o tratamento térmico, descobrindo tarde demais que a peça já não pode ser furada.
- Escrever uma ficha de fabrico sem máquina, tempo ou instrumento de controlo definidos, deixando decisões críticas para o operador.
- Apertar peças finas com força excessiva no dispositivo de fixação, deformando-as elasticamente e obtendo cotas erradas depois de desapertar.
- Tratar segurança, ambiente e gestão de resíduos como formalidades, em vez de parte integrante do trabalho bem feito.
Glossário
- Cunho (punção): parte macho da ferramenta de corte, que desce a cada golpe da prensa.
- Cortante (matriz): parte fêmea da ferramenta, que recebe o corte e define o contorno da peça.
- Folga de corte: diferença dimensional entre cunho e matriz, calculada em função da espessura e do material da chapa.
- Placa extratora (guarda-tiras): liberta a chapa que fica presa ao cunho após o corte, por ação de molas.
- Colunas-guia e casquilhos: garantem o alinhamento entre as duas metades da ferramenta em cada golpe.
- Piloto: elemento que posiciona a tira de chapa com exatidão antes de cada golpe.
- Cadeia de cotas: sequência de cotas em série cujas tolerâncias se somam na cota final.
- Cota de fecho: cota resultante do cálculo de uma cadeia, escrita entre parênteses e sem tolerância própria.
- Dossier de fabrico: conjunto organizado de toda a documentação técnica de um projeto de ferramenta.
- Ficha de fabrico: documento com a sequência de operações, máquina, tempo previsto e controlo, por peça.
- Ficha de ferramentas: documento com os parâmetros de corte e as ferramentas específicas de cada operação.
- Ficha de controlo: documento com as cotas críticas a verificar, o instrumento a usar e os valores registados.
- Eletroerosão (EDM): processo que erode material por descargas elétricas, por penetração (elétrodo) ou por fio.
- Tempo padrão: tempo de referência definido para executar uma operação.
- Layout: disposição física das máquinas e postos de trabalho numa unidade fabril.
- 5S: metodologia de organização do posto, triar, arrumar, limpar, normalizar, manter.
- EPI: equipamento de proteção individual.
Síntese
Organizar o fabrico de uma ferramenta de cunhos e cortantes segue sempre a mesma lógica: primeiro analisar os requisitos, o que a ferramenta tem de fazer, que peça vai produzir, com que tolerâncias, interpretando o desenho técnico, a anatomia da ferramenta (cunho, matriz, extratora, guiamento) e as cotas críticas, sobretudo a folga de corte. Depois planear as etapas de fabrico e de montagem, compreendendo as áreas funcionais da empresa, aplicando metodologias de estudo do trabalho, medindo produtividade com métricas concretas, e escolhendo o processo certo (fresagem, torneamento, retificação, eletroerosão) e a sequência certa para cada peça e para a montagem final. Por fim, elaborar a ficha de fabrico, o documento que leva todo esse planeamento à oficina, dentro de um dossier de fabrico organizado, com organização do posto, segurança, ambiente e qualidade como pano de fundo constante.
Exercícios resolvidos
1. Uma ferramenta vai cortar chapa de aço com 1,5 mm de espessura, com folga de 8% por lado. A peça (e portanto a matriz) tem Ø15 mm. Qual o diâmetro do cunho?
Resolução: folga por lado = 8% × 1,5 = 0,12 mm. É uma operação de corte, logo é a matriz que tem a cota nominal da peça: matriz = Ø15,00 mm. O cunho reduz-se em dobro da folga: cunho = 15 − 0,24 = Ø14,76 mm.
2. Uma placa tem três cotas em cadeia: 40 ± 0,08, 35 ± 0,04 e 15 ± 0,04 mm. Calcula a cota total e a tolerância da cota de fecho.
Resolução: nominal = 40 + 35 + 15 = 90 mm. Tolerância = 0,08 + 0,04 + 0,04 = ±0,16 mm. No desenho: (90), entre parênteses, sem tolerância inscrita.
3. Que instrumento escolherias para controlar uma folga de corte de 0,10 mm de tolerância, e porquê?
Resolução: um micrómetro (resolução 0,001 a 0,01 mm). Pela regra dos 10% (secção 4), a resolução do instrumento não deve ultrapassar cerca de 10% da tolerância, ou seja 0,010 mm; o paquímetro (0,02 mm) representa 20% da tolerância a controlar, o dobro do limite, pelo que não garante confiança suficiente na leitura.
4. Porque é que a furação de um cunho deve acontecer antes do tratamento térmico, e não depois?
Resolução: porque a têmpera endurece o aço a um ponto em que deixa de ser possível furar com uma broca corrente. Se a furação for necessária, tem de acontecer enquanto o aço ainda está macio, antes de temperar.
5. Um cliente pede uma ferramenta de picotagem para uma pequena série de 2000 peças. Que tipo de produção é este, e o que isso implica no planeamento?
Resolução: é uma produção por lotes/pequena série. Implica um planeamento cuidado do fabrico da ferramenta em si (que é praticamente unitária), mas já compensa investir tempo a otimizar a ferramenta para golpes repetidos e alta durabilidade, ao contrário de uma ferramenta para apenas algumas dezenas de peças.
6. Uma máquina de retificação tem taxa de ocupação de 95% e taxa de rejeição de 3%. Como interpretas este resultado, comparado com uma máquina a 90% de ocupação e 15% de rejeição?
Resolução: a primeira máquina é claramente mais produtiva na prática: está quase sempre a produzir e quase tudo o que produz é aproveitável. A segunda, apesar de também muito ocupada, desperdiça uma fração elevada da sua produção, pelo que a produtividade real (peças boas por hora) é inferior, apesar da elevada ocupação.
7. Porque é que uma ferramenta com perfil de corte de cantos vivos, já em aço temperado, é maquinada por eletroerosão a fio, e não por fresagem?
Resolução: porque a fresagem usa uma ferramenta rotativa que deixa sempre um raio mínimo, o do diâmetro da fresa, incapaz de produzir um ângulo verdadeiramente vivo, e porque o aço já temperado é demasiado duro para a maquinação convencional. A eletroerosão a fio não tem esforço de corte mecânico, corta o aço duro e reproduz cantos vivos com grande precisão.