Provas de processos de usinagem, Provas de Engenharia Mecânica
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Provas de processos de usinagem
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Prova 1 (B): 1) Nomear arestas e superfícies de uma broca helicoidal;

2) Desenhar processo de fresamento discordante indicando Lc, Lf e Le;

Fig. 2.4

3) Desenhar ferramenta de torneamento com características definidas (angulo de ponta, inclinação e saída), identificando os 7 ângulos principais;

4) Definir largura de corte, profundidade de corte, identificar angulo de posição, largura e profundidade de corte, espessura, etc. numa figura;

5) Discutir sobre duas vantagens em utilizar angulo de posição menor que 90 graus;

• Distribui as tensões de corte favoravelmente no início e no fim do corte (para χr > 90°, há uma tendência de má distribuição das tensões);

• Aumenta o ângulo de ponta (εr), aumentando a sua resistência e a capacidade de dissipação de calor (para χr > 90°, εr diminui);

• Influi na direção de saída do cavaco (para χr < 90°, sempre χ’r > 0, ou seja, o cavaco sai melhor);

• Produz uma força passiva na ferramenta, reduzindo vibrações (para χr > 90°, há uma tendência de aumento das vibrações).

P1 - (prova C):

1) Questão sobre os ângulos da ferramenta de corte. Ele dava os ângulos e o aluno deveria indicá- los na figura. A questão pedia ainda para informar quais eram os planos que definiam esses ângulos. Pelo que lembro os ângulos eram os : de saída, de folga, de inclinação, de posição, de ponta, de cunha;

2) Desenhar processo madrilamento cônico e indicar Vc e Vf;

3) desenhar processo Fresamento discordante e indicar ae,ap e af;

4) Citar 5 exemplos de usinagem não convencional;

• Jato d’água; • Jato abrasivo; • Fluxo abrasivo; • Ultra-som; • Eletroquímica; • Eletroerosão; • Feixe de elétrons; • Laser; • Plasma; • Química; • Fotoquímica.

5) desenhar processo furação e indicar Vc, Vf e Ve.

Prova 2 (C):

1) Gráfico Temperatura x Velocidade de corte de 3 materiais distintos (cobre, alumínio, titânio);

Em resumo: o material com maior ponto de fusão suporta maiores Vc;

2) Influência da APC no desgaste da ferramenta;

Desgaste por aderência e arrastamento (attrition): Este mecanismo ocorre, geralmente, a baixas velocidades de corte, onde o fluxo de material sobre a superfície de saída da ferramenta se torna

irregular. A APC pode aparecer, e se ela for instável o contato com a ferramenta se torna menos contínuo. Sob estas condições, fragmentos microscópicos são arrancados da superfície da ferramenta e arrastados junto ao fluxo de material adjacente à interface. Em geral, a zona de escorregamento (ao invés da zona de aderência), o corte interrompido, profundidade de corte variável, entre outros, promovem o fluxo irregular de material e, portanto, favorece a participação do mecanismo de desgaste por attrition. Como este mecanismo se processa a nível de grãos, no microscópio, as áreas desgastadas por attrition tem uma aparência áspera.

3) Desenhar processo de medição de temperatura termopar cavaco-ferramenta;

4) Qual dos dois exemplos aumenta mais a força de usinagem: avanço de 0,2mm e profundidade de 0,25mm ou avanço de 0,25mm e profundidade de 0,2mm? Explique.

Avanço de 0,25mm e profundidade de 0,2mm. O aumento destes dois fatores, por aumentar diretamente as áreas dos planos de cisalhamento primário e secundário, causa um aumento da força de usinagem, numa proporção direta, quase que linear. Entretanto, é verificado experimentalmente que o efeito do avanço é maior que da profundidade de corte. 5) Cite uma forma de mediar a força de usinagem no processo de furação.

(medir corrente elétrica antes e durante a furação. determinar a potencia -> determinar força.

Através do extensômetro, que mede a corrente elétrica antes e durante a furação, determina a

potência através da fórmula e, em seguida, determina a força através das fórmulas abaixo.

, onde a é o número de braços ativos na ponte (de 1 a 4); F é a sensibilidade, V é a tensão de entrada da ponte e e é a força longitudinal no dinamômetro.

Figuras 7.15 e 7.16 – Dinamômetro e Ponte de Wheatstone.

Prova 2 (D): 1) Indicar 3 problemas de se ter cavacos longos;

• Apresentam baixa densidade relativa, ocupando muito espaço; • Podem se enrolar na peça, ferramenta ou máquina, elevando o tempo improdutivo

(necessário à sua remoção); • Representam um risco para o operador (arestas afiadas e alta temperatura); • Podem prejudicar o acabamento superficial ao aderir à peça, ou mesmo levar à

quebra da aresta de corte. • Podem danificar a ferramenta; • Podem influenciar a força de usinagem, temperatura de corte e vida das

ferramentas. • Prejudicam o acesso do fluido de corte à área de formação de cavacos.

2) Desenhar processo de medição de temperatura termopar cavaco-ferramenta;

Idem questão 3 da prova 2 – C.

3) Indicar os dois tipos de deformação plástica apresentados na APC por Trent;

Aderência e arrastamento.

4) Explicar piezeletricidade;

Materiais piezelétricos são capazes de responder eletricamente a tensões mecânicas e mecanicamente a impulsos elétricos. Um material piezelétrico quando sujeito a esforços mecânicos transforma parte da energia mecânica em polarização elétrica. Esta polarização é o resultado da rotação de pólos permanentes e do deslocamento de cargas da posição de equilíbrio para o movimento polar induzido. Exemplos: turmalina, quartzo, sal de Rochelle, PZT (titanato Zinconato de chumbo) e PVDF (Poly VinylideneDiftoride - Filme polimérico piezoelétrico).

As vantagens desse sistema de medição são: •

separação fácil das componentes; •

rigidez e freqüência natural elevada; •

valores pequenos de solicitação necessários para obter-se uma resposta; •

grande faixa de medição disponível (Konig, 1989).

Prova 3 (X) 1) Indicar o constituinte e reforço das cerâmicas com wisckers e Sialon;

Material Constituinte Reforço Whiskers Al2O3 SiC

Sialon Si3N4 Al2O3

2) Gráfico com os tipos de desgaste (indicar a região de adesão, abrasão, oxidação e difusão);

3) Citar e explicar 3 cuidados/limitações no uso de ferramentas cerâmicas;

• Fazer um trabalho de preparação antes de iniciar o corte; • O uso de fluidos de corte deve ser evitado, se requerido, entretanto, usar o fluido

em abundancia na aresta de corte; • Nunca usar aresta cortante com quina viva:

• Aresta chanfrada; • Aresta arredondada; • Ferramenta com ralo de ponta.

• Usá-las com as máximas condições de corte (Vc, f, AP) recomendadas; • Usar um bom sistema de grampo de fixação e bom assentamento da pastilha no

suporta; • Usar em máquinas rígidas, livre de vibrações; • Aumento de resistência segue a ordem:

4) Citar 3 formas de ocorrer a falha de lascamento numa ferramenta; 5) Comparação entre cermets, metal duro e cerâmica (não lembro direito, mas acho que era uma comparação entre eles, tendo que citar que cermet eram de TiC e TiN);

Prova 3 (X)

1) Dentro de uma mesma classe de ferramenta de corte (P,M,K...), como a % de carbonetos influencia nas propriedades da ferramenta;

A presença de carbonetos de titânio garante maior resistência ao desgaste. A maior quantidade de cobalto, por outro lado, garante maior tenacidade, menor dureza e maior TRS – resistência à ruptura transversal, menor módulo de elasticidade e, portanto, menor rigidez.

2) Cite 4 causas do desgaste de entalhe;

• Usinagem de materiais resistentes a altas temperaturas; • Abrasão • Aderência • Rebarbas produzidas nas arestas laterais do cavaco

3) Preencher a figura abaixo:

Figura 10.13 – Vidas das ferramentas no torneamento de um aço liga (Ridhough, 1970).

Figura 10.14 – Faixas de velocidades de máximo rendimento no torneamento de uma liga de alumínio (Ferraresi, 1970).

Prova 4 (fila A) 1) Como o fluido de corte influencia no acabamento;

Como refrigerante, ele diminui o desgaste. Como lubrificante, ele diminui o atrito entre a ferramenta e a peça ou cavaco. Tudo isso melhora o acabamento superficial. O fluido atuando como refrigerante, entretanto, pode aumentar a força de usinagem e aumentar a rugosidade da peça.

2) Cite 4 características na escolha do rebolo;

• Material abrasivo; • Tamanho dos grãos abrasivos (granulometria); • Material ligante; • Estrutura (ou porosidade); • Dureza do rebolo.

3) Cite 3 problemas do excesso de temperatura na retificação;

• Alterações dimensionais relacionadas ao coeficiente de expansão térmica do material;

• Alterações micro-estruturais (queima) da peça; • Indução de tensões residuais de tração; • Surgimento de trincas.

4) Explique o que é grau de recobrimento, importância e até onde vai sua aplicação na indústria (qual valor não é utilizado industrialmente);

O grau de recobrimento (Ud) é a razão entre a largura do dressador e o passo de dressagem:

. Um valor apropriado de Ud permite que haja um número elevado de grãos abrasivos atuantes, contribuindo para o aumento da agressividade do rebolo e melhoria do acabamento da peça. Valores de Ud<1 representam uma largura do dressador inferior ao passo de dressagem. Nesta situação, não aplicada industrialmente, o dressador não atua sobre toda a superfície de trabalho, deixando grãos abrasivos gastos no rebolo.

5) O que é Ra, Rt (Rmáx) e Rz. Indicar no desenho;

Rugosidade média (Ra): é a média dos valores absolutos das ordenadas do perfil efetivo em relação à linha média;

Rugosidade máxima (Rmáx ou H): é a distância entre duas linhas paralelas à linha média que tangenciam o perfil no pico mais alto e no vale mais profundo;

6) FERRAMENTA A: custo por ferramenta: R$100,00 e lucro por peça: R$0,20 FERRAMENTA B: custo por ferramenta: R$300,00 e lucro por peça: R$0,40

Para quantas peças produzidas o custo é o mesmo?

Para quantas peças a diferença entre as duas é de R$ 200,00?

Para 2000 peças.

Prova 4 (fila B)

1) O que é G? Indicar no gráfico qual componente possui maior razão G (Al2O3 ou CBN)

A razão G é a relação entre o volume de material usinado (Zw) e o volume de rebolo desgastado (Zs):

. O rebolo de CBN possui maior razão G.

Figura 11.8: Comparação dos valores da razão G para rebolos de CBN e Al2O3 na retificação de: (a) aço rolamento AISI 52100, (b) aço rápido AISI M50, (c) aço rápido AISI M7 e (4) Inconel 718.

2) Comparar 3 características operacionais entre máquinas ferramenta comuns e CNC;

Vantagens da utilização do CNC: • Integração das operações a fim de melhorar a uniformidade e a qualidade dos

produtos, minimizando o ciclo de produção e reduzindo custos; • Melhora a produtividade através de um maior controle da produção; • Redução da influência humana, eliminando possíveis erros; • Redução de riscos de danos à peça durante o seu manuseio; • Aumento do nível de segurança, principalmente sob condições de trabalho

perigosas e/ou insalubres; • Economia de espaço através da reorganização de equipamento e do fluxo de

material.

Prós: • Alta flexibilidade; • Alta acuracidade; • Versatilidade; • Requer pouca habilidade do operador; • Baixo custo de ferramental;

Contras: • Elevado custo inicial do equipamento; • Custo adicional de programação; • Manutenção dos computadores requer pessoal treinado;

3) Indicar processo severo e leve;

A curva de cima (maior MPa) é o leve.

4) Indicar 4 características desejáveis em máquinas para que não interfira no acabamento superficial;

• Potência suficiente para manter a velocidade e o avanço requerido, sem problemas;

• Adequada resiliência para evitar deflexões; • Rigidez e amortecimento contra vibrações; • Ter uma base (fundação) adequada para minimizar vibrações e transmissão para

outras máquinas; • Precisão na fabricação para reduzir ao mínimo o desalinhamento; • Meios adequados para suportar rigidamente a peça e a ferramenta.

5) Gráfico Custo x Vc, indicando o que é cada curva;

C – custo total da peça; Mc – custo da usinagem por peça (hora/máquina, mão de obra, etc);

Dc – custo de tempo improdutivo por peça (retirada e colocação da peça, preparação da máquina, etc); Tc – custo da ferramenta por peça mais custo de troca.

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