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UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ
CLAUDIO LUIZ COELHO BERTON
EDUARDO CEZAR PETRY
MORSA DE APERTO RÁPIDO
CURITIBA
2015
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CLAUDIO LUIZ COELHO BERTON
EDUARDO CEZAR PETRY
MORSA DE APERTO RÁPIDO
Trabalho apresentado ao curso de
Engenharia Mecânica, da
Universidade Tuiuti do Paraná, como
requisito avaliativo da disciplina de
TCC II.
Orientador: Profª Alexandre Lara
CURITIBA
2015
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RESUMO
Nas empresas onde se trabalha com usinagem de peças, podem existir
peças com características estruturais e dimensionais que dificultam sua fixação nas
máquinas onde serão usinadas. Para que a fixação destas peças seja feita de forma
adequada e rápida, é necessário o uso de dispositivos que auxiliem a fixação das
mesmas, tornando possíveis usinagens com geometrias mais complexas e que, sem
o auxílio dos dispositivos de fixação não seriam possíveis. Alguns dos dispositivos já
existentes não suprem as necessidades quando se trata de peças delgadas ou
complexas, neste caso, se o dispositivo de fixação não for utilizado de forma correta,
pode acarretar deformações nas peças, além de despender mais tempo de
preparação.
O Projeto da Morsa Rápida idealizado e projetado, a partir das infomações
do Benchamrking, possuirá três sistemas de ajustes na própria morsa para a
fixação final de peça e que não foi encontrado em nenhum modelo dos fabricantes
pesquisados, ou seja uma morsa com 02 mordentes móveis, pré-ajustagem de
distância entre os mordentes e aperto final com cames, permitindo maior rapidez e
fixação adequada. Também foram verificadas as possibilidades construtivas,
incluindo a modelagem, aplicação do FMEA, detalhamento das peças e do conjunto
proposto, a fim de se verificar a versatilidade de uso e modo de fixação da
peça.Também foram feitas as análises de valor, custo e preço para venda.
Com base nos estudos feitos neste trabalho e da elaboração do projeto do
conjunto final, um protótipo foi fabricado. Através dos testes realizados, foi mostrado
a sua eficácia: na rapidez no manuseio; no ganho na preparação das peças para
furação; na segurança e confiabilidade, pois em nenhum momento as peças
soltaram-se dos mordentes ou alguma peça da morsa foi danificada, conforme a
proposta inical deste projeto.
Palavras-chave: Usinagem, Peças, Dispositivo, Fixação, Morsa, Mordentes,
Benchmarking, Clientes, Análise de Valor, FMEA, Projeto, Protótipo, Eficácia.
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LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Morsa Autocentrante CNC ................................................................................ 13
Figura 2 - Morsa de Precisão ............................................................................................ 13
Figura 3 - Sketch Morsa Aperto Rápido .................................................................... 14
Figura 4 - Matriz da Função Global ........................................................................... 23
Figura 5 - Estrutura de Funções ......................................................................................... 25
Figura 6 - Matriz Morfológica ..................................................................................... 26
Figura 7 - Matriz de Decisão ............................................................................................... 30
Figura 8 - Esforços nos Comandos ........................................................................... 39
Figura 9 - Morsa de Aperto Rápido ........................................................................... 41
Figura 10 - Cabo da Morsa ....................................................................................... 42
Figura 11 - Rosca métrica triangular (normal e fina) ................................................. 42
Figura 12 - Cabo da Morsa ................................................................................................. 44
Figura 13 - Pino Trava .............................................................................................. 50
Figura 14 - Mola Helicoidal de Compressão.............................................................. 50
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LISTA DE TABELAS
Tabela 1 - Benchmarking de Mercado ...................................................................... 15
Tabela 2 - Benchmarking de Mercado ......................... Erro! Indicador não definido.
Tabela 3 - Pesquisa com Clientes ............................................................................. 19
Tabela 4 - Matriz de Aplicação do QFD .................................................................... 20
Tabela 5 - Especificações de Projeto de Produto ...................................................... 22
Tabela 6 - Estimativa dos Custos de Fabricação ...................................................... 33
Tabela 7 - Estudo de Análise de Valor ......................... Erro! Indicador não definido.
Tabela 8 - Preço de Venda........................................................................................ 35
Tabela 9 - Aplicação do DFMA .................................................................................. 36
Tabela 10 - Comparativo de Composição Química entre os Aços.......................... 39
Tabela 11 - Tabela de Molas Helicoidais de Compressão........................................ 51
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SUMÁRIO
1.1 DEFINIÇÃO DO PROBLEMA ............................................................................. 8
1.2 OBJETIVO GERAL ............................................................................................. 9
1.2.1 Objetivos Específicos .......................................................................................... 9
1.3 JUSTIFICATIVA ................................................................................................ 10
1.4 ABORDAGEM METODOLÓGICA .................................................................... 10
1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO ......................................................................... 11
2.1 LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE E BENCHMARKING ..................... 12
2.2 LEVANTAMENTO DAS NECESSIDADES DOS CLIENTES ............................ 17
2.3 LEVANTAMENTO DOS REQUISITOS DA QUALIDADE ................................. 17
2.4 APLICAÇÃO DO QFD ...................................................................................... 18
2.5 ESPECIFICAÇÕES DO PRODUTO ................................................................. 21
3.1 SÍNTESE FUNCIONAL GLOBAL E ESTRUTURA DAS FUNÇÕES ................. 23
3.2 MATRIZ MORFOLÓGICA E SELEÇÃO DAS MELHORES CONCEPÇÕES .... 25
3.2.1 Concepção 1 ..................................................................................................... 27
3.2.2 Concepção 2 ..................................................................................................... 28
3.2.3 Concepção 3 ..................................................................................................... 28
3.2.4 Concepção 4 .................................................................................................... 28
3.2.5 Análises das Concepções e Matriz de Decisão ................................................ 29
4.1 ESTUDO DE ANÁLISE DE VALOR .................................................................. 31
4.2 APLICAÇÃO DO DFMA .................................................................................... 36
4.3 APLICAÇÃO DO FMEA .................................................................................... 37
1 INTRODUÇÃO ..................................................................................................... 8
2 PROJETO INFORMACIONAL ............................. .............................................. 12
3 PROJETO CONCEITUAL ................................ .................................................. 23
4 PROJETO PRELIMINAR ................................ ................................................... 31
7
5.1 MATERIAIS....................................................................................................... 38
5.2 CÁLCULOS....................................................................................................... 39
5.2.1 Cálculo da Força ............................................................................................... 40
5.2.2 Cálculo do Momento ......................................................................................... 41
5.2.3 Cálculo do Diâmetro Menor e Diâmetro Efetivo da Parte Roscada M6 Do Cabo
42
5.2.4 Cálculo das Tensões ........................................................................................ 44
5.2.5 Cálculo de Mola ................................................................................................ 49
6.1 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS ....................................................................... 58
6.2 MATERIAIS UTILIZADOS................................................................................. 58
6.3 TESTES E RESULTADOS OBTIDOS .............................................................. 59
6.3.1 Tempos de Preparação (set up) ....................................................................... 60
6.3.2 Tempos de Furação .......................................................................................... 60
6.3.3 Furações em peças delgadas e complexas ...................................................... 61
8.1 APÊNDICE A FMEA SYSTEM.......................................................................... 63
8.2 APÊNDICE B FMEA DESIGN ........................................................................... 63
8.3 APÊNDICE C PESQUISA DE CAMPO ............................................................. 64
5 Projeto Detalhado ................................. ........................................................... 38
6 MÉTODOS, RESULTADOS E DISCUSSÕES .................. ................................. 58
7 CONCLUSÃO ......................................... ........................................................... 62
8 APÊNDICE ......................................................................................................... 63
REFERêNCIAS ......................................................................................................... 65
8
1 INTRODUÇÃO
Segundo Ferreira (1988), a morsa é um elemento de suporte e fixação de
peças que serão manipuladas (exemplo: lixadas, furadas, limadas.) ou sofrerão
outras formas de manuseio.
De acordo com Chiaverini (1986), a morsa é um dispositivo amplamente
utilizado na indústria, devido sua alta gama de aplicações, baixo custo, simplicidade
de utilização e versatilidade. Praticamente todas as operações mecânicas não
automáticas necessitam passar ao menos uma vez pela morsa, a fim de se ter os
ajustes finais ou até mesmo um corte ou ajuste para receber uma nova operação.
Pode-se definir o operário/manuseador como centro de convergência dos
três fatores básicos (ambiente / ferramenta / tarefa), onde interage, e suas
conseqüências estarão ligadas ao equilíbrio ou não destes fatores. (FERREIRA,
1988).
Em empresas onde se trabalha com usinagem, podem existir peças com
características estruturais e dimensionais que dificultam sua fixação nos
equipamentos onde serão usinadas. Para que a fixação destas peças seja feita de
maneira adequada é necessário o uso de dispositivos que auxiliem na fixação das
mesmas, tornando possível a usinagem com geometria mais complexas e que, sem
os quais não seriam possíveis.
Tendo em vista que as empresas buscam uma excelência cada vez maior
em seus processos produtivos com ganho tempo, o projeto proposto neste trabalho,
visa agilizar o processo de fixação de peças diversas com geometrias complexas ou
chapas finas, de maneira eficaz e rápida,com a maior possibilidade de utilização
tornando assim o seu uso vantajoso.
1.1 DEFINIÇÃO DO PROBLEMA
Alguns dos dispositivos já existentes não suprem as necessidades quando
se trata de peças delgadas (geometria complexa), como por exemplo chapas finas
em processo de furação.
9
Neste caso, se o dispositivo de fixação não for utilizado de forma correta,
poderá acarretar deformações nas peças. As deformações podem ocorrer, devido
aos dispositivos oferecidos no mercado não oferecerem uma flexibilidade e ou
sensibilidade na fixação de peças de geometria complexa.
Normalmente o seu acionamento para fixação é dado por uma rosca sem
fim, sistema hidráulico ou pneumático, com apenas um dos mordentes móveis em
sua estrutura, limitando muito o número de opções quanto à fixação. Quanto maior a
flexibilidade que o equipamento oferecer, mais fácil torna-se para o usuário fixar as
peças, em uma morsa com apenas um mordente móvel e outro fixo existe somente
um ponto de referência, pois o mordente móvel sempre irá “empurrar” a peça contra
o mordente fixo, efetuando o aperto. Quanto às deformações e dificuldades na
fixação que podem ocorrer são: o esmagamento com deformação dimensional;
marcações superficiais permanentes; desprendimento da peça durante o processo
de usinagem; movimentação indesejada; vibração e até mesmo acidentes.
1.2 OBJETIVO GERAL
Projeto e fabricação de uma morsa de aperto rápido com dois mordentes
móveis, e com regulagens que permitam alternar a distância útil entre os mesmos,
oferecendo maior flexibilidade e quanto as dimensões das peças a serem fixadas e
maiorr rapidez na operação.
1.2.1 Objetivos Específicos
• Fazer uma Pesquisa de Mercado dos dispositivos similares existentes.
• Estudar as possibilidades construtivas: Incluindo a modelagem e
detalhamento das peças e do conjunto proposto em SolidWorks¹, a
fim de verificar a eficiência de fixação.
• Estudar a força de aperto: Para garantir que a peça não se mova,
mude de posição, o que pode acarretar em não conformidades
geométricas e dimensionais.
• Estudar a facilidade com que o operador do dispositivo poderá fazer a
fixação da peça.
Solidworks¹ (é um software de CAD, desenvolvida pela SolidWorks Corporation)
10
• Estudar um sistema de regulagem da distância entre os mordentes: A
fim de oferecer uma maior amplitude de peças que possam ser
fixadas com um mesmo dispositivo.
• Fabricar uma morsa de aperto rápido
.
1.3 JUSTIFICATIVA
Diante da necessidade apresentada de se fixar peças com rapidez e
eficiência, entende-se que quanto maior a possibilidade de utilização de um
dispositivo, mais vantajoso torna-se seu uso. Devido às características propostas
neste estudo, de um equipamento com ambos os mordentes móveis e regulagens
pré-determinadas, um sistema de aperto tipo alavanca e came com possibilidade de
variações de mordentes, espera-se suprir as necessidades principalmente de
oficinas de usinagem de pequeno e médio porte, onde se tem uma grande variedade
de peças de geometrias e dimensões bastante distintas a serem fabricadas, e em
pequenos volumes de produção, ou onde o volume de produção seja grande, mas a
mesma estrutura seja utilizada para a fabricação de vários tipos de peças.
O uso de um dispositivo com as características propostas, dois mordentes
moveis, regulagem de distância entre mordentes, não se torna interessante quando
se tem a produção de somente um tipo de peça naquela linha de produção, pois
neste caso, pode-se utilizar um dispositivo, fabricado exclusivamente para produção
desta determinada peça.
1.4 ABORDAGEM METODOLÓGICA
O presente trabalho esta embasado na metodologia de Back e Forcellini
(1985). Para tal, efetuou-se as seguintes etapas, Introdução, Projeto informacional,
Benchmarking, QFD, Projeto Conceitual, Projeto Preliminar, Projeto Detalhado,
Conclusões e Apêndices.
11
1.5 ESTRUTURA DO TRABALHO
O trabalho realizado apresenta-se em tópicos , que por sua vez dividem-se
em sub-tópicos, conforme segue.
O primeiro tópico Introdução é abordado como “o mais importante” para a
elaboração deste trabalho, por apresentar e definir o caminho e os objetivos que o
assunto deste trabalho apresenta.
Tópico número dois, Projeto Informacional pode ser definido como a “o guia”
desse trabalho, pois a partir deste tópico define-se a orientação correta para a qual o
projeto almejado irá dar os primeiros passos. Este tópico é definido em sub tópicos
como: Benchmarking, levantamento das necessidades dos clientes e especificações
do produto, por exemplo:
O projeto conceitual, tópico número três, define quais serão as funções e
sub-funções do produto, bem como auxilia na escolha das melhores alternativas
para as sub-funções através do uso de matriz Morfológica.
No projeto preliminar, tópico número quatro, são tratados os estudos de
analise de valor, aplicação do DFMA (“Design For Manufacturing and Assembly” , ou
projeto para Manufatura e Montagem) e aplicação do FMEA (“Failure Model and
Effect Analysis”, ou análise de modo efeito de falha).
No tópico número cinco, projeto detalhado, são explicados os materiais
utilizados e a metodologia para dimensionamento final do projeto.
12
2 PROJETO INFORMACIONAL
Segundo Rozenfeld et al. (2006), o objetivo da fase de projeto informacional
é, a partir das informações levantadas no planejamento e em outras fontes,
desenvolver um conjunto de informações, o mais completo possível, chamado de
especificações meta do produto. Essas especificações, além de orientar a geração
de soluções, fornecem a base sobre a qual serão montados os critérios de avaliação
e de tomada de decisão utilizados nas etapas anteriores do processo de
desenvolvimento.
2.1 LEVANTAMENTO DO ESTADO DA ARTE E BENCHMARKING
O levantamento do estado da arte consiste na pesquisa das soluções já
existentes para o problema, objeto no projeto. Neste levantamento, são feitas
pesquisas de mercado, onde são escolhidos os produtos tido como os melhores.
Através de tabelas de “Benchmarkig” (Busca das melhores práticas na indústria que
conduzem ao desempenho superior.), são comparadas as características deste
produtos, com seus prós e contras.
Durante as pesquisas realizadas através da internet e em catálogos de
fabricante, foram encontrados alguns dispositivos similares, denominados “Morsas
de Precisão”, porém nenhum deles possuem as características propostas para o
dispositivo deste estudo.
O modelo Autocentrante CNC MAB0, da fabricante Brasfixo Fixos do Brasil
Ltda, possui um sistema com ambos os mordentes móveis, porém é auto-centrante,
ou seja, os mordentes são dispostos sempre a uma mesma distância relativa ao
centro da peça a ser fixada (figura 1). Este sistema permite que as peças sejam
posicionadas sempre centralizadas em relação ao dispositivo, porém, se for
necessário fazer uma outra operação com outro posicionamento da peça, é
necessário que se mova todo o dispositivo sobre a mesa da máquina, perdendo
assim seu posicionamento relativo inicial.
Todos os demais modelos encontrados, denominados “morsas de precisão”,
possuem um mordente fixo e outro móvel, geralmente acionado por meio de roscas
sem-fim para a fixação das peças (figura 2). Há também o modelo Aperto Rápido
13
Excêntrico MRE80A , também da Brasfixo, cujo mordente móvel é pré posicionado
através de rosca, porém a fixação é dada por aperto rápido excêntrico, tal qual
pretende-se implementar no projeto do dispositivo deste estudo.
FIGURA 1 – MORSA AUTOCENTRANTE CNC
FONTE: BRASFIXO - 2014
FIGURA 2 – MORSA DE PRECISÃO
FONTE: TAKAIMEC - 2014
14
Quanto aos materiais utilizados nos modelos pesquisados, há pouca
variação, sendo que alguns modelos são fabricados em ferro fundido com partes em
aço carbono e outros são fabricados inteiramente em aço carbono.
Os fabricantes pesquisados foram, Brasfixo Fixo do Brasil Ltda, OML
Workholding Solutions e Takaimec Peças Mecânicas. Nas Tabelas 1 e 2 seguem
alguns dos modelos encontrados no mercado.
O Projeto da Morsa Rápida que idealizado e projetado, a partir das
infomações do Benchamrking, possuirá três sistemas de ajustes na própria morsa
para a fixação final de peça e que não encontrado em nenhum modelo dos
fabricantes pesquisados, ou seja uma morsa com 02 mordentes móveis, pré-
ajustagem de distância entre os mordentes e aperto final com cames, conforme
sketch na figura 3.
FIGURA 2 – SKETCH MORSA DE APERTO RÁPIDO
FONTE: AUTORES, 2014
15
TABELA 1- BENCHMARKING DE MERCADO
FONTE: AUTORES - 2014
16
FONTE: AUTORES – 2014
TABELA 2 – BENCHMARKING DE MERCADO
17
2.2 LEVANTAMENTO DAS NECESSIDADES DOS CLIENTES
O levantamento das necessidades dos clientes visa estabelecer quais são
as principais características que os usuários do produto desejam nele encontrar.
Baseando-se no conhecimento e na experiência dos membros da equipe, foi
pesquisado junto a usuários de dispositivos semelhantes ao proposto através de
questionário elaborado para verificação das necessidades dos consumidores
(Tabela 3), pode-se concluir que as principais características esperadas de
dispositivos de fixação de peças para máquinas ferramenta são as seguintes.
• Força de Aperto: o dispositivo deve garantir que a peça nele fixada não
se mova durante o processo de usinagem, pois durante este processo
são aplicadas forças acima de 370 N, que podem fazer com que ela
se desloque, comprometendo a sua qualidade geométrica e
dimensional, bem como podendo causar danos a ferramenta e à
maquina.
• Fácil manuseio: como se espera maior produtividade nos ambientes
industriais, a facilidade de se manusear o dispositivo representa uma
grande economia nos tempos de “set-up”(preparação), resultando em
maior produtividade.
• Durabilidade: como o dispositivo estará exposto constantemente ao
fluido de corte da máquina e a cavacos provenientes da usinagem
das peças, é preciso que se tenha o cuidado de tratar as superfícies a
fim de evitar a deterioração, seja ela causada por oxidação, riscos ou
outras causas.
• Confiabilidade / Segurança: é importante garantir que o próprio
dispositivo não se solte da mesa da maquina durante a operação.
Outros itens citados pelos clientes são: boa aparência, cantos chanfrados e
ou arredondados, minimização do peso e versatilidade.
2.3 LEVANTAMENTO DOS REQUISITOS DA QUALIDADE
Os requisitos da qualidade são características mensuráveis e ou
quantificáveis relativas às necessidades dos clientes. Neste projeto, os requisitos da
qualidade foram definidos como sendo.
18
• Peso: quanto menor o peso, mais fácil é o manuseio, favorecendo o
uso ergonômico do dispositivo.
• Peças de reposição: em caso de avarias,algumas peças podem ser
substituídas.
• Dureza do mordente: aumenta a durabilidade do mesmo.
• Opções de posicionamento: quanto maior o número de posições que o
dispositivo puder ser fixado na mesa da máquina, maior a
versatilidade.
• Níveis de regulagem: quanto maior o número de regulagens possível
entre os mordentes, maior a versatilidade e o número de peças que
podem ser fixadas.
• Resistência mecânica: garante durabilidade e segurança durante a
operação.
• Resistência a corrosão: proporciona durabilidade ao dispositivo.
• Forma Geométrica: evita acidentes com o operador.
• Cores adequadas: proporciona melhor visualização durante a
operação.
2.4 APLICAÇÃO DO QFD
Segundo PEIXOTO, M. & CARPINETTI (1997), o QFD é uma técnica que
pode ser empregada durante todo o processo de desenvolvimento de produto e que
tem por objetivo auxiliar o time de desenvolvimento a incorporar no projeto as reais
necessidades dos clientes. Por meio de um conjunto de matrizes parte-se dos
requisitos expostos pelos clientes e realiza-se um processo de desdobramento
transformando-os em especificações técnicas do produto. As matrizes servem de
apoio ao grupo orientando o trabalho, registrando as discussões, permitindo a
avaliação e priorização dos requisitos e características, ao final será uma importante
fonte de informações para execução de todo o projeto. Neste trabalho com as
matrizes realiza-se algumas operações básicas de extração, relação e conversão.
Através desta matriz pode-se determinar qual é o requisito mais importante
para o cliente, ou seja, o requisito que se for atendido irá satisfazer mais ao cliente.
Os requisitos são classificados considerando os requisitos da qualidade, as
19
necessidades e o valor atribuído pelo consumidor (neste caso estipulado em uma
escala de 5 a 10). Do cruzamento destes dados obtém-se a referida classificação, da
qual o requisito qualificado em primeiro lugar é o mais importante para o consumidor.
Foram pesquisados 06 profissionais que utilizam morsas de aperto rápido, e
gerou a tabela 3, os valores da coluna C.Q (Casa da Qualidade)., foram transferidos
para a coluna “Importância para o Cliente”
TABELA 1 – PESQUISA COM CLIENTES
PESQUISA COM CLIENTES
CARACTERÍSITICA IMPORTANTE EM UMA MORSA JOÃO C. DARLEI MICHEL PEDRO FÁBIO JOÃO B. TOTAL C.Q
RIGIDEZ 7 4 3 6 3 2 25 8
FÁCIL MANUSEIO 6 6 5 5 7 5 34 9
DURABILIDADE 5 7 4 7 2 3 28 8
CONFIABILIDADE E SEGURANÇA 8 8 8 8 8 8 48 10
BOA APARÊNCIA 2 2 1 2 1 1 9 6
CANTOS CHANFRADOS E ARREDONDADOS 4 5 6 4 5 7 31 9
BAIXO PESO 1 1 2 1 4 6 15 7
VERSATILIDADE DE PEÇAS 3 3 7 3 6 4 26 8
CUSTO 7 4 5 7 8 7 38 9
TABELA DE VALOR: 0-5 = 5
(TOTAL) 6-10 = 6
11-20 =7
21-30 =8
31-40 =9
41-50 =10
FONTE: AUTORES - 2014
A Tabela 4 trata-se da matriz do QFD chamada casa da qualidade. É a
matriz que auxilia o desdobramento dos requisitos do cliente em especificações
técnicas do produto e permite que sejam estipulados os valores metas para o
desempenho em termos destas características.
20
TABELA 2 – MATRIZ DE APLICAÇÃO DO QFD
fortemente positivofortemente negativo
Direção de Relação
Núm
ero
da li
nha
Com
o é
P
arâm
etro
s de
pro
jeto
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eis
de R
egul
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Res
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e
1 2 3 4 5 6 7 8 9 1
1 3 0 1 0 0 5 0 1 0 9
2 3 0 0 1 3 0 0 0 1 8
3 0 3 5 0 0 3 5 0 0 6
4 0 0 0 0 0 5 0 0 0 10
5 0 0 0 0 0 0 0 3 5 5
6 0 0 0 0 0 0 0 5 0 5
7 5 0 0 0 0 0 0 3 0 7
8 0 1 0 1 5 0 0 0 0 8
9 5 3 3 0 0 3 1 3 1 10
Kg
Hrc
nº nº Mpa
51,0 18,0 39,0 8,0 24,0 113,0 30,0 9,0 8,0
2º 6º 3º 8º 5º 1º 4º 7º 9º
Dur
eza
do M
orde
nte
Cantos Chanfrados / Arredondados
Baixo Peso
Versatilidade de Peças
Custo
UNIDADES
VALOR DE IMPORTÂNCIA
CLASSIFICAÇÃO POR IMPORTÂNCIA
Rigidez
Fácil Manuseio
Durabilidade
Confiabilidade / SegurançaR
esis
tênc
ia M
ecân
ica
For
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rgân
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Cor
es A
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Boa Aparência
Opç
ões
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Pes
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Peç
as d
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epos
ição
O que éNecessidade do Consumidor
5 forte3 moderado1 fraco0 nenhuma
FONTE: AUTORES – 2014
Na Tabela 4 – verificou-se a importância principalmente da resitência
mecânica, que é um item ligado à confiabilidade e segurança, identificadas na
pesquisa com clientes como um requisito que muito importante. Também a questão
21
do peso que também está ralcionado com fácil manuseio também obteve uma
classificação de importânica alta. Os níveis de regulagem ficaram na região
intermediária. Por outro lado as cores adequadas não tiveram muita importância na
classificação, que estaria relacionado com a boa aparência.
2.5 ESPECIFICAÇÕES DO PRODUTO
Na tabela 5 de especificações do produto, são registrados e formalizados
os requisitos prioritários pela classificação obtida na tabela do QFD e seus valores
meta. Estas especificações são classificadas quanto ao tipo, que pode ser demanda
ou desejo. No caso do tipo demanda, tratam-se de requisitos necessários para o
atendimento das necessidades do consumidor por parte do produto, bem como
aqueles que podem afetar a segurança. Os requisitos classificados como desejo,
são aqueles desejáveis, porem não absolutamente necessários para o
funcionamento e garantia de segurança de operação.
22
TABELA 3 – ESPECIFICAÇÕES DE PROJETO DE PRODUTO
TIPO
Comprometimento da
Segurança, da durabilidade e
aparência indesejável
Desejo Peças de Reposição 6º
Peças possiveis de
troca em caso de
avaria
Visual
Inutilização de todoo dispositivo
devido a avaria em apenas um de
seus componentes
Demanda Dureza do Mordente 3º > 45 Hrc Ensaio não DestrutivoComprometimento da
Durabilidade
DemandaResistência a
Corrosão4º
> 200 horas em
nuvem salinaEnsaio de Salt Spray
Demanda Cores Adequadas 9º
Aparência Agradavel /
Distinção entre o
dispositivo e a peça
Visual Comprometimento da Segurança
DemandaOpções de
Posicionamento8º
Movimentação nos
eixos X e YProjeto Comprometimento com a saude
Demanda Niveis de Regulagem 5º Igual ou menor a 5 Visual Limitações de uso
Demanda Formato Orgânico 7º Eliminar cantos vivos ProjetoCausar ferimentos durante a
manipulação
Desejo Peso 2º < 6 Kg Balança Dificuldade de Manipulação
Resistência Mecânica 1º
Suportar forças
tangenciais durante o
corte
Ensaios Destrutivos /
Corpo de ProvaComprometimento da Segurança
ESPECIFICAÇÕES DE PROJETO DE PRODUTO
Demanda
REQUISITO PRIORIDADE CQ OBJETIVO SENSOR SAÍDAS INDESEJÁVEIS
PRODUTO: MORSA DE APERTO RÁPIDO
FONTE: AUTORES – 2014
23
3 PROJETO CONCEITUAL
Segundo Antunes (2011), o Projeto Conceitual é a validação de uma idéia,
ou seja, é a confirmação de que a melhor solução está sendo proposta para atender
a determinado requerimento ou necessidade nas diversas áreas de uma planta
industrial. É portanto a fase inicial do processo de projeto de um produto ou
instalação. È através dele que são concebidas as maneiras de solução paraum
determinado problema ou necessidade.
3.1 SÍNTESE FUNCIONAL GLOBAL E ESTRUTURA DAS FUNÇÕES
Na síntese funcional determinam-se a função global e a estrutura de funções
do produto. A matriz da função global determina a entrada de energia, a função
global do produto e o tipo de energia de saída.
Na figura 4 representa a matiz da função global do dispositivo proposto neste
projeto. A energia de entrada é a energia mecânica, dada pela ação do operador ao
manipular o dispositivo de fixação. A energia de saída é também energia mecânica,
pois a fixação se da através da força de aperto que o dispositivo exerce sobre a
peça nele fixada.
FIGURA 3 – MATRIZ DA FUNÇÃO GLOBAL
FONTE: AUTORES - 2014
Na matriz da estrutura de funções representada na figura 5, tem-se as
funções parciais necessárias para desempenhar a função principal (fixar peças
durante a usinagem) e como elas se relacionam entre si. Seguindo as etapas
24
expostas nessa matriz, tem-se a peça a ser usinada, com suas características
dimensionais e geométricas peculiares. Para que a peça possa ser fixada no
dispositivo, são necessárias algumas ações, como:
• Regular a posição adequada do dispositivo sobre a mesa da máquina onde a
peça será usinada e fixar o dispositivo na mesa;
• Posicionar os mordentes conforme a distância adequada da peça;
• Fixar a posição dos mordentes a uma distância conforme a distancia
ajustada anteriormente.
Após, pode-se fazer a fixação efetiva da peça no dispositivo e realizar a
usinagem. Estas ações são denominadas “sub-funções”, que vêm a ser o
desdobramento da função principal do produto, objeto deste projeto, e estão
contidas na área pontilhada da figura 5.
25
FIGURA 4 – ESTRUTURA DE FUNÇÕES
FONTE: AUTORES – 2014
3.2 MATRIZ MORFOLÓGICA E SELEÇÃO DAS MELHORES CONCEPÇÕES
A Matriz morfológica relaciona as opções de como o produto pode solucionar
as funções e sub-funções listadas na etapa anterior do projeto, expondo as
diferentes alternativas de solução para atender a estas funções. A Matriz morfológica
do dispositivo para fixação de peças pode ser visualizada na figura 6. As sub-
funções estão enumeradas de 1 a 4, e as alternativas de solução propostas para
cada uma delas estão caracterizadas por letra (A,B ou C).
26
FIGURA 5 – MATRIZ MORFOLÓGICA
FONTE: AUTORES – 2014
A Matriz apresenta as seguintes alternativas para as suas funções:
- Sub-função 1: Fixar o dispositivo na máquina
• Alternativa A : Fixação por parafuso com cabeça sextavada e
porca sextavada.
• Alternativa B : Fixação por parafuso com cabeça sextavada e
porca tipo borboleta.
• Alternativa C : Fixação por meio de base magnética.
- Sub-função 2: Posicionar mordentes.
• Alternativa A : Posicionamento por meio de dois mordentes
móveis.
• Alternativa B : Posicionamento por meio de um mordente fixo
e um mordente móvel.
27
• Alternativa C : Posicionamento por meio de uma rosca sem
fim localizada sob a base.
- Sub-função 3: Fixar a posição de abertura dos mordentes.
• Alternativa A : Fixação por meio de parafuso tipo Allen de
cabeça cilíndrica assentado na base por meio de rebaixos retos.
• Alternativa B : Fixação por meio de um sistema de pino e
mola, no qual o pino é puxado pelo operador no momento do ajuste
da posição do mordente e retorna pela ação da mola, assentando-se
nos furos existentes na lateral da base.
• Alternativa C : Fixação por meio de atuadores pneumáticos,
acionados manualmente pelo operador assim que o posicionamento
dos mordentes estiver concluído.
- Sub-função 4: Fixar a peça.
• Alternativa A : Fixação por meio de um sistema de aperto
rápido..
• Alternativa B : Fixação por meio de parafuso
• Alternativa C : Fixação por meio de atuadores hidráulicos,
acionados manualmente pelo operador.
Com base nas alternativas propostas na matriz morfológica, foram
elaboradas algumas concepções de produto, fazendo diferentes combinações entre
as alternativas.
3.2.1 Concepção 1
Esta concepção envolve a aplicação das alternativas que visam um
funcionamento semi automatizado no sistema de fixação. As sub-funções e as
alternativas selecionadas para esta concepção são, respectivamente: 1C, 2B, 3C e
4C.
A base é fixada na mesa da máquina através de uma base magnética,
dispensando o uso de parafuso e ferramentas para esta fixação. Um dos lados dos
28
mordentes é fixo, o outro lado é móvel. O posicionamento do lado móvel do
mordente é feito manualmente, por meio da guia entalhada na base, e o travamento
é feito através de um pistão pneumático, acionado através de uma válvula. O aperto
final do mordente é feito por um pistão hidráulico, cujo avanço e retorno são
acionados por uma botoeira.
Uma variação desta concepção consiste no uso das sub-funções e
alternativas 1C, 2A, 3C e 4C. Neste caso, como ambos os lados dos mordentes são
móveis, há necessidade da instalação de mais um conjunto pneumático e hidráulico.
3.2.2 Concepção 2
Combinação das sub-funções e alternativas 1A, 2A, 3B e 4A,
respectivamente. A base é fixada na mesa da máquina através de um sistema de
porca e parafuso. Os dois lados dos mordentes são móveis, ajustados manualmente
pela guia da base e travados através de um sistema de pino, que se encaixa em
furos existentes nas laterais da base. Os pinos de travamento permanecem na
posição de encaixe através de uma mola. O torque de aperto dos mordentes se faz
por meio do conjunto came e alavanca.
3.2.3 Concepção 3
Nesta concepção, as fixações e os travamentos se dão por meio de
parafusos. São utilizadas as sub-funções e alternativas 1A, 3C e 4B. A base é fixada
na mesa por meio de um sistema de porca e parafuso como na concepção anterior.
Os dois lados do mordente são móveis e ajustados por meio de uma rosca sem fim
localizada sob a base e acionada por meio de um manípulo, semelhante a uma
morsa de bancada de pequeno porte. Este sistema dispensa o uso do travamento
lateral da sub-função 3. O ajuste fino do aperto dos mordentes é feito por meio de
um parafuso roscado da face superior das peças denominadas laterais, permitindo
maior precisão durante a fixação.
3.2.4 Concepção 4
Ao escolher a alternativa A para todas as sub-funções, têm-se a fixação na
mesa da máquina pelo sistema porca e parafuso, dois mordentes móveis,
29
travamento das laterais por meio de parafusos e aperto rápido por meio do sistema
came e alavanca.
3.2.5 Análises das Concepções e Matriz de Decisão
A concepção 1: apesar das facilidades do sistema semi-automatizado,
apresenta alguma restrição com relação à instalação, pois necessita que haja, no
local onde o dispositivo será usado, saídas para conexão de ar do sistema
pneumático. Também é preciso que haja instalação do sistema hidráulico. Como
nem sempre este tipo de instalação é disponível, não poderá se utilizado em
qualquer máquina. Além disso, a instalação de um sistema como o proposto para
uso exclusivo no dispositivo de fixação tornaria o custo muito elevado em relação
aos benefícios oferecidos pelo sistema. A base magnética, apesar dos benefícios
que traz, também pode causar problemas, pois elevaria em alguns milímetros a
altura do dispositivo, o que poderia limitar seu uso em certas condições, além de
agregar custos.
A concepção 2: apresenta algumas facilidades de uso, tais como o
travamento das laterais pelo sistema de pino e mola e o aperto rápido através do
came. Necessita apenas de uma ferramenta para fixação na base da mesa (aperto
dos parafusos).
A concepção 3: atende algumas necessidades dos clientes, porém foge do
princípio de aperto rápido (facilidade de uso), pois o sistema de fechamento dos
mordentes é feito por rosca, o que dificulta um pouco seu uso.
A concepção 4: é necessário ter em mãos ferramentas para que possa
ser utilizada, devido ao grande número de parafusos que precisam ser apertados
para ajuste dos mordentes (travamento lateral). Além disso, estes parafusos podem
ser perdidos se desrosqueados por completo do dispositivo.
Com base nesta análise e na matriz de decisão (Figura 7), conclui-se que a
concepção 2 é a que melhor atende às necessidades dos clientes, e será utilizada
para os estudos seguintes.
30
Figura 6 – MATRIZ DE DECISÃO
PESO NOTA SOMA
4 7 28
4 7 28
4 5 20
6 8 48
6 6 36
8 7 56
8 9 72
8 5 40
10 10 100
10 8 80
10 5 50
146
248
148
232CONCEPÇÃO 4 (1A, 2A, 3A e 4A) TOTAL SOMA
ESCOLHIDA CONCPEÇÃO 2
TOTAL SOMA
CONCEPÇÃO 2 (1A, 2A, 3B e 4A) TOTAL SOMA
CONCEPÇÃO 3 (1A, 3C e 4B) TOTAL SOMA
CONCEPÇÃO 1 (1C, 2B, 3C e 4C)
PESO PARA CRITÉRIOS:
1 À 4 = REGULAR
5 À 6 = BOM
7 À 8 = ÓTIMO
9 À 10 = EXCELENTE
NOTAS: 01 À 10
3B
3C
FIXAR A PEÇA 4A
4B
4C
2B
2A
FIXAR A POSIÇÃO DE ABERTURA DOS MORDENTES 3A
REFERÊNCIA
1A
1B
1C
MATRIZ DE DECISÃO
CRITÉRIOS
FIXAR DISPOSITIVO NA MAQUINA
POSICIONAR MORDENTES
FONTE: AUTORES - 2014
31
4 PROJETO PRELIMINAR
No projeto preliminar , especifica-se os componentes do pacote, a estrutura,
isto é, a ordem na qual as partes componentes do pacote devem ser reunidas, a lista
de materiais, as folhas de roteiro ou processo, as máquinas e equipamentos, os
fluxogramas, os tempos e movimentos de todos os processos, as normas e
procedimentos de execução, inspeção e controle e o arranjo físico. Além de,
especificar o mercado consumidor, a previsão de demanda, a rede de suprimentos e
os custos de produção.(LIMA, 2010)
4.1 ESTUDO DE ANÁLISE DE VALOR
O método da análise de valor ou engenharia de valor é usado para analisar
atividades, produtos ou serviços, visando melhorar o valor ou reduzir custos. No
contexto deste projeto, tem-se por objetivo utilizar este método para melhorar o
produto através do critério do custo, sem haver redução da qualidade.
Adotando a metodologia proposta por FORCELLINI (2002). foi elaborado
estudo da análise de valor do dispositivo. Para formular o estudo da análise de valor,
foram utilizados dados de custo de mão-de-obra e de matéria-prima estimados. O
custo da mão-de-obra considera que as peças serão executadas em máquinas de
usinagem convencional, cuja hora-homem-máquina foi baseada em R$ 105,00. Os
custos de matéria-prima foram obtidos junto a fornecedores de materiais,
considerando a entrega de tarugos já cortados em tamanhos apropriados para a
usinagem.
Baseando-se no estudo da análise de valor que se encontra na tabela 5,
percebe-se que a função cujo custo é o mais elevado corresponde ao
posicionamento do mordente. O preço de venda à vista – PVV, também resultou em
um valor acima do esperado.
Como o dispositivo selecionado anteriormente – concepção 2 – apresenta
um sistema bastante simplificado, houve dificuldades em se sugerir alguma
modificação. Conforme pode ser visto na matriz do estudo da análise de valor,
nenhum dos componentes pode ser eliminado ou combinado. Em qualquer um
32
destes casos, haveria perda nas funções do produto, comprometendo o atendimento
às necessidades dos clientes.
Uma forma de se reduzir o PVV, seria fabricar as peças em máquinas
convencionais de usinagem. Segundo o levantamento de preços feito pela equipe, a
hora-homem-máquina para máquinas convencionais de usinagem é
aproximadamente 60% menor que o custo de uma máquina CNC .
O custo da matéria-prima pode ser minimizado se o material for comprado
em barras inteiras e cortado internamente. Porém, isto só se torna viável em caso de
uma produção em série, para evitar o desperdício de material.
33
TABELA 4 – ESTIMATIVA DOS CUSTOS DE FABRICAÇÃO
Fonte: AUTORES - 2014
Núm
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Peça
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Custo
Tota
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Usina
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21R$
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590
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0,00
2510
015
602
82
50
2R$
105,0
0
1560
1560
28
4R$
210,0
0
2040
1020
1
R$ 19
2,50
36
2R$
192,5
0
2040
36
2
44
1R$
140,0
0
6012
045
906
12
40
2R$
367,5
0
Pino T
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4040
40
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34
FONTE: AUTORES - 2014
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60,
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NN
NS
SN
NS
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NN
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R$ 1
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NN
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NN
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NN
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R$ 8
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NN
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NN
NN
NN
R$ 2
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NN
NN
SS
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Parte
Cust
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Mão
-de-
Obr
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ater
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1Ba
se
2 - Combinado com outros elementos?
3 - Decomposto em partes mais simples?
4 - Usada uma parte normalizada?
5 - Usado um material normalizado?
6 - Usado material mais barato?
12 - Economizado no acabamento?
13 - Simplificado o método?
14 - Reduzido o risco de erro?
15 - Feita mais alguma coisa?
7 - Usado menos material?
8 - Desperdiçado menos material?
9 - Comprado mais barato?
10 - Reduzido o refugo?
11 - Afrouxado o limite?
Valo
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Funç
ão
ANÁL
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DISP
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DE A
PERT
O R
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O
PODE SER:
1 - Eliminado este elemento?
Num
ero
da
Parte
TABELA 5 – ESTUDO DE ANÁLISE DE VALOR
35
TABELA 6 – PREÇO DE VENDA
200 200 10,22
407,5 407,5 407,5 20,83
227,5 227,5 11,63
205 205 10,48
115 115 5,879
219 219 219 11,2
288 288 288 14,72
294 294 15,03
200 1209 914,5 547,5 1956
100
4º 1º 2º 3º
Componentes
Fun
ção:
Fix
ar o
dis
posi
tivo
na
maq
uina
Pos
icio
nar
mor
dent
e
Fix
ar a
pos
ição
de
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mor
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)
Cus
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nent
e (R
$)
Base
Lateral
Mordente
Came
Cabo
Chapa Trava
Pino Trava
Puxador
Custo da Função : (R$)
Prioridade
Fonte: AUTORES - 2014
36
4.2 APLICAÇÃO DO DFMA
O objetivo da aplicação do DFMA (“Design For Manufacturing and
Assembly”) é otimizar o sistema de manufatura como um todo, reduzindo o custo do
produto, sem comprometer a qualidade do mesmo, através de alterações no produto
que impactam em fabricação ou montagem facilitadas. Os princípios do DFMA são a
redução máxima do número de componentes, multi-funcionalidade, padronização,
normalização, eliminação ou simplificação de ajustes ou tolerâncias.
A aplicação do DFMA deste produto teve como objetivo específico um
produto mais simples de ser fabricado e montado. Como a concepção do produto já
prevê peças simétricas, materiais padronizados (roscas, parafusos, porcas) e
montagem empilhada, restaram poucas sugestões para a aplicação do DFMA deste
produto. Abaixo a tabela 8 da Aplicação do DFMA .
TABELA 7 – APLICAÇÃO DO DFMA
FONTE: AUTORES - 2014
Visando a facilidade de montagem, serão feitos chanfros nos pinos trava e
nos furos onde serão encaixados. Desta forma, não apenas a montagem, mas
também o manuseio do dispositivo torna-se mais fácil.
O aço de baixo carbono são aços cuja quantidade máxima de carbono é de
aproximadamente 0,3%. Possuem, normalmente, baixa resistência mecânica e
dureza e alta dutilidade e tenacidade. São facilmente usináveis e soldáveis de um
modo geral e apresentam baixo custo de produção. (CIMM,2014) .Por este motivo,
as peças que não necessitarem de tratamento térmico serão fabricadas em aço
carbono 1020 (0,2 % de carbono)
37
4.3 APLICAÇÃO DO FMEA
O FMEA (“Failure Model and Effect Analysis”, ou Análise de Modo e Efeito
de Falha) é um método de previsão e prevenção a falhas que possam ocorrer
durante a utilização do produto, aplicado, neste caso, ainda na fase de projeto.
Neste método, são analisadas as falhas potenciais, seus efeitos e ações de
melhoria.que podem ser tomadas para evitar que as falhas ocorram.
(http://www.portaldeconhecimentos.org.br/index.php/por/Conteudo/FMEA-Failure-
Mode-and-Effect-Analysis#eztoc113764_3).
Modo de falha e análise de efeitos (FMEA) foi uma das primeiras técnicas
sistemáticas para a análise de falhas. Ele foi desenvolvido por engenheiros de
qualidade na década de 1950 para estudar os problemas que possam surgir a partir
de falhas de sistemas militares. O FMEA é muitas vezes o primeiro passo de um
estudo de confiabilidade do sistema. Trata-se de rever todos os componentes,
montagens e subsistemas, com o objetivo de identificar possíveis falhas, suas
causas e efeitos. Para cada componente, os modos de falha e seus efeitos
resultantes sobre o resto do sistema são registrados em uma planilha FMEA
específica. Existem inúmeras variações de planilhas. A FMEA é principalmente uma
análise qualitativa. Há alguns tipos diferentes de análise FMEA. Existem, sistemas,
design e processo de FMEA.
(http://www.portaldeconhecimentos.org.br/index.php/por/Conteudo/FMEA-Failure-
Mode-and-Effect-Analysis#eztoc113764_3).
FMEA de sistemas: São considerados sistemas e subsistemas nas fases
conceituais e de projeto. O objetivo desta análise é focalizar nos modos de falhas
entre funções do sistema. São inclusas as interações entre sistemas e elementos
dos sistemas.
FMEA de design: São consideradas as falhas que poderão ocorrer com o
produto dentro das especificações do projeto. O objetivo desta análise é evitar falhas
no produto ou no processo decorrentes do projeto. É comumente denominada
também de FMEA de projeto ou produto
No apêndice encontra-se as tabelas respectivas aos FMEA de sistemas e
design aplicadas a este projeto.
38
5 PROJETO DETALHADO
Após o estudo de valores, DFMA e FMEA buscou-se implementar as
sugestões obtidas no projeto. Os desenhos de conjunto, cálculos de projeto e
detalhamento do projeto encontram-se nos capítulos seguintes.
5.1 MATERIAIS
Conforme já citado no capítulo 4.2, foi escolhido o material ASE 1020 que
tem um custo mais baixo e de melhor usinabilidade, por ter um teor de carbono
baixo, para a fabricação das peças. Entretanto, nem todas as peças podem ser
fabricadas com o mesmo tipo de material escolhido, o ABNT 1020, pois como ele
apresenta dureza relativamente baixa, pode haver desgaste entre as peças que
apresentam movimentos relativos. Por ser um aço de baixo teor de carbono, ele não
pode ser tratado termicamente, pois não se atinge uma estrutura martensítica (mais
dura) como qualquer outro aço com baixo teor de carbono e sem elementos de liga.
As peças que necessitam de tratamento térmico de têmpera foram definidas
tomando como base a perda gradativa das partículas de metal que ocorre pelo
contato de dois materiais quando em movimento.
Segundo PINEDO (2010), os aços correspondem às ligas ferrosas com teor
de carbono (C) inferior a 2,0%, podendo ou não ter a adição de elementos de liga.
Os elementos de liga mais comuns aos aços são: manganês (Mn), cromo (Cr),
níquel (Ni), molibdênio (Mo), Vanádio (V) e tungstênio (W), entre outros. A
combinação Fe-C e elementos de liga permite obter um conjunto amplo de
propriedades como: o Resistência à solicitação mecânica (tração, flexão, torção,
fadiga, etc.), o Resistência à fratura (tenacidade), o Resistência ao desgaste, o
Resistência à corrosão, entre outras.
Um comparativo entre a composição química dos aços ABNT 1020 e
ABNT 4140 pode ser visualizado na tabela 1.
O aço ABNT 4140, que apresenta usinabilidade razoável e alto grau de
temperabilidade (GERDAU , 2015) foi o escolhido para ser utilizado na fabricação
das peças que requerem tratamento térmico, por possuir elementos de liga que
aumentam a resistência ao desgaste principalmente. As durezas esperadas com o
tratamento térmico estão na faixa de 54 a 59 HRc.
39
TABELA 8 – COMPARATIVO DE COMPOSIÇÃOQUÍMICAENTRE OS AÇOS
SAE / ABNT Composição Química
Aço C Mn P
Máx. S Máx. Si Cr Mo
1020 0,18-0,23 0,050 0,030 0,30-0,60 - - -
4140 0,38-0,43 0,75-1,00 0,030 0,040 0,15-0,35 0,80-1,10 1,15-0,25
FONTE: GERDAU AÇOS ESPECIAIS - 2014
5.2 CÁLCULOS
Para o ínicio dos cálculos foi utilizada como base o Pro-Tec.
FIGURA 7 – ESFORÇOS NOS COMANDOS
FONTE: PROTE-PROJETISTA DE MÁQUINAS (adaptada)-2015
40
5.2.1 Cálculo da Força
Tem o objetivo de quantificar o esforço máximo que o operador poderá
aplicar para o fechamento dos mordentes móveis, considerando como o máximo
esforço aplicado ser de 38 kg, para o movimento plano horizontal e altura da mesa
78 cm, conforme figura 8.
Dados do Projeto:
• CARGA = 38 Kg (Valor obtido através da figura 7 - Esforços nos Comandos,
Pro-Tec, página 4.46)
Onde:
• F= Força em N
• m = Massa em Kg
• a = Aceleração da gravidade em m/s
SEGUNDA LEI DE NEWTON: A derivada em relação ao tempo da
quantidade de movimento de um corpo é igual à magnitude da força aplicada e age
na direção da força e pode ser escrita para um corpo rígido de duas formas, uma
para forças lineares e outra para momentos ou torques. (NORTON,2004)
amF ×= (1)
Para o cálculo da Força foi utilizada a equação 1:
Então:
amF ×=
N4,372F
²s/m8,9Kg38F
=×=
(1.a)
41
5.2.2 Cálculo do Momento
O momento fornece uma medida de tendência da força aplicada provocar a
rotação de um corpo em torno do ponto ou do eixo (PARIS,2015). A distância 120
mm foi escolhida pela boa empunhadura que vai dar para as mãos do operador.
FIGURA 8 – MORSA DE APERTO RÁPIDO
FONTE: AUTORES - 2014
Dados:
• Força: 372,4 N (1.a)
• Distância: 120mm
Onde:
• M = Momento em N.mm
• F= Força em N
• d = Distância em mm
dFM ×= (2)
Para o Cálculo do momento foi utilizada a equação 2:
Então:
dFM ×=
mm120N4,372M ×=
mm.N688.44M =
42
5.2.3 Cálculo do Diâmetro Menor e Diâmetro Efetivo da Parte Roscada M6 Do
Cabo
Este cáculos preliminares serão necessários para os cálculos da tensão de tração na
Equação 5, que irá determinar se a parte roscada do cabo vai suportar a força
aplicada pelo operador e não romper.
FIGURA 9 – CABO DA MORSA
FONTE: AUTORES - 2014
Dados:
• ROSCA M6 – PASSO 1 mm
FIGURA 10 – ROSCA MÉTRICA TRIANGULAR (NORMAL E FINA)
FONTE: http://www.essel.com.br/cursos/material/01 - 2014
Para a resolução dos cálculos, froam utilizados os formulários da Aula 9 –- (ESSEL-2014)
• P = passo da rosca
• d = diâmetro maior do parafuso (normal)
43
• d1 = diâmetro menor do parafuso (Æ do núcleo)
• d2 = diâmetro efetivo do parafuso (Æ médio)
• diâmetro menor do parafuso (Æ do núcleo): d1 =d - 1,2268.P
• diâmetro efetivo do parafuso (Æ médio): d2 =D2 = d - 0,6495P
a) Cálculo do diâmetro menor
Consideraremos como : D1= diâmetro menor
)P2268,1(d1D ×−= (3)
Utlizando-se a Equação 3:
Então:
mm7732,41D
)mm12268,1(mm61D
)P2268,1(d1D
=×−=
×−=
(3.a)
b) Cálculo do Diâmetro Efetivo
Consideramos como: D2= Diâmetro Efetivo
)P6495,0(d2D ×−= (4)
Utlizando-se a Equação 4:
Então:
mm3505,52D
)16495,0(62D
)P6495,0(d2D
=×−=×−=
44
5.2.4 Cálculo das Tensões
Figura 11 - CABO DA MORSA
FONTE: AUTORES 2014
A) Cálculo da Tensão de Tração
Segundo Norton (2004) , se uma barra rosqueada é submetida a uma carga
de tração pura, espera-se que sua resistência seja limitada pela área de seu
diâmetro menor (da raiz) dr. Contudo, testes das barras rosqueadas sob tração
mostram que a sua resistência à tração é melhor definida para média dos diâmetros
menor e efetivo. A área sob tração AT, é definida como:
Dados:
• D1 = 4,7732mm (3.a)
• D2 = 5,3505mm (3.b)
Onde:
• D1 = Diâmetro menor em mm
• D2 = Diâmetro efetivo em mm
• AT= Área sob Tração em mm²
Para o cálculo será utilizada as Equação 5 e 6, extraídas do Livro Projetista
de Máquinas, página 761 (Norton,2004)
45
2
2
1D2D
4AT
+×
Π= (5)
Utlizando-se a Equação 5, e os valores de D1 e D2:
Então:
²mm14,20AT
2
7732,43505,5
4AT
2
1D2D
4AT
2
2
=
+×Π=
+×
Π=
Verificação:
A tensão em uma barra rosqueada devido a carga axial de tração F, é então:
Dados:
• Tensão de Tração ( Tτ ) para o aço carbono 1020 = 210 Mpa = 210 N/mm²
• F = 372,4N
Onde:
Tτ = Tensão de Tração para aço carbono 1020 em N/mm²
F = Força em N
AT= Área sob tração em mm²
=τATF
T (6)
46
²mm7,1AT
²mm/N210N4,372
AT
TF
AT
ATF
T
=
=
τ=
=τ
CONCLUSÃO:
Com base neste resultado conclui-se que, a área de projeto de 20,14 mm² será
suficiente para suportar a tensão de tração exigida (área 1,7 mm²).
B) Cálculo da tensão de cisalhamento
Para os cálculos da tensão de cisalhamento foram utilizados os formulários do
Material Didático - Elementos de Fixação – Parafusos – Construção Mecânica I
(NESTE,2010)
A área sob cisalhamento ou rasgamento As para um filete de rosca é a área do
cilindro do seu diâmetro menor D1. (NESTE,2010)
²pWi1DAs ×××Π= (7)
Fatores de área para área de cisalhamento por corte de roscas:
TIPO ROSCA Wi Wo
UNS/ISO 0,800,88
QUADRADA 0,500,50
ACME (trapezoidal) 0,770,63
47
A Tensão de cisalhamento para o rasgamento da rosca é então
calculada a partir de:
=τASF
S (8)
Dados:
• Tensão de Cisalhamento ( Sτ ) para o aço carbono 1020 = 120 MPa
= 120 N/mm²
• D1 = 4,7732mm (3a)
• Wi = 0,8 (TIPO DE ROSCA UNS-ISO)
• p = 1mm (ROSCA M6 – passo 1 mm)
Onde: Sτ = Tensão de cisalhamento em N/mm²
D1 = Diâmetro menor em mm
Wi = Fatores de área para área de cisalhamento por corte de rosca
p = Passo em mm
Utilizando a equação 7:
Então:
48
²mm996,11As
²18,07732,4As
²pWi1DAs
=×××Π=
×××Π=
Para a verificação utilzaremos a Equação 8:
²mm979,2As
²mm/N120
N4,372As
S
FAs
=
=
τ=
CONCLUSÃO:
Com isso conclui-se que a área projetada, suportará a tensão de cisalhamento para
o rasgamento da rosca onde o que será exigido é 2,979mm² e o projetado é
11,966mm².
c) Tensão De Cisalhamento Nos Pinos
=τA
Fcis
(10)
Para: 04 pinos e 02 cabos.
=τA8
F2cis (9)
Dados:
• F= 372,4 N (1.a)
• d= 4,9 mm (Figura 13 - Dados de Projeto)
Onde:
cisτ = Tensão de cisalhamento nos pinos em MPa
49
• F = Força em N
• d = Diâmetro em mm
• A = Área em mm² (ou π x d²)
Utilizando a equação 9:
Então:
MPa94,4cis²mm
N94,4cis
)²9,4(8
4,37242cis
²d8
4,37242cis
=τ
=τ
×π×××=τ
×π×××=τ
Verificação:
Tensão Admissível e Pressão Média de Contato ABNT NB14 – Material Aço ABNT
1020.
Para pinos: Flexão: σadm = 210 MPa
Corte: MPa105c =τ
Pressão média de contato (cisalhamento duplo): MPaadm 280=τ
Em geral, a tensão admissível de cisalhamento é recomendável em torno de 0,6 a
0,8 da tensão admissível normal.
adm8,0a6,0 σ=τ (11)
5.2.5 Cálculo de Mola
As molas são utilizadas em máquinas para exercer forças, proporcionar
flexibilidade ou para armazenar ou absorver energia. Em geral, as molas podem ser
classificadas quanto à forma (planas, helicoidais, quadradas) e quanto ao esforço no
elemento (flexão e torção) (SHIGLEY, 2005).
50
Dados:
• Diâmetro do pino = 4,9 mm (Figura 13)
• Comprimento do alojamento = 18,5 mm (Figura 13)
• A mola utilizada será de Compressão:
FIGURA 12 - PINO TRAVA
FONTE: AUTORES – 2014
FIGURA 13 – MOLA HELICOIDAL DE COMPRESSÃO
FONTE: RAYMOND ASSOCIATED SPRING -2014
51
TABELA 9 – TABELA DE MOLAS HELICOIDAIS DE COMPRESSÃO
FONTE: RAYMOND ASSOCIATED SPRING -2014
Baseado na Tabela do Fornecedor Raymond Associated Spring e nos valores de
projetos estabelecidos, a Mola escolhida, foi a do código C02400180880M.
Dados:
• D0= 6,1 mm (Tabela 11)
• d= 0,46 mm (Tabela 11)
• Nt= 11 espiras (Mola código C02400180880M)
• Comprimento livre= 22,35 mm
• Fio musical
NOTA: O espaço para a mola é de 18,5 mm e o pino será puxado 10 mm, para sair
da posição encaixada, então:
A) Comprimento Sólido:
52
mm5,8Cs
mm10mm5,18Cs
=−=
(12)
O comprimento sólido não deverá ser maior que 8,5 mm
B) Resistência ao escoamento de torção:
md
A45,0Ssy ×=
(13)
Dados:
• A= 2211 Mpa (*tabela 10.4 – Projeto de Engenharia Mecânica – Shingley -
2005)
• m=0,145 (para fio musical)
Utilizando a Equação 13 para calcular a resistênica ao escoamento de torção:
Então:
MPa1113Ssy46,0
221145,0Ssy
145,0
=
×=
C) Mola com extremidade esquadrejada e esmerilhada
Nº de espiras = 11 (Mola código C02400180880M)
2NtNa −= (14)
Utilizando a Equação 14 para o cálculo da espiras ativas:
Então:
9Na
211Na
2NtNa
=−=−=
(espiras ativas)
53
Diâmetro médio da espiral
dDoD −= (15)
Utilizando a Equação 15 para o cálculo do diâmetro médio da espiral:
Então:
dDoD −=
mm64,5D
46,01,6D
=−=
D) Constante de Mola
Dados:
• G= 81 GPa (tabela 10.5 – Projeto de Engenharia Mecânica - Shingley -
2005)
NaD8
Gdk
3
4
××
×=
(16)
Utilizando a Equação 16 para o cálculo da Constante de Mola:
Então:
54
mm/N22,0k91,68
)10(8146,0k
NaD8
Gdk
3
34
3
4
=××
×=
××
×=
E) Altura sólida
• (Tabela 10.1 – Projeto de Engenharia Mecânica – Shingley - 2005)
)1Nt(dLs +×= (17)
Utilizando a Equação 17 para o cálculo da altura sólida:
Então:
6,4Ls
)19(46,0Ls
)1Nt(dLs
=+×=
+×=
F) Força da mola quando o pino é abaixado
minykminF ×= (18)
Utilizando a Equação 18 para o cálculo da força da mola:
Então:
N847,0minF
)5,1835,22(22,0minF
minykminF
=−×=
×=
55
G) Força de mola (quando a mola é comprimida)
yskFs ×= (19)
Utilizando a Equação 19 para o cálculo da força de mola:
Então:
N047,3Fs
)5,835,22(22,0Fs
yskFs
=−×=
×=
H) Índice de mola
dD
C = (20)
Utilizando a Equação 20 para o cálculo do índice de mola:
Então:
26,13C46,0
1,6C
dD
C
=
=
=
(20.a)
I) Fator de concentração de tensões (kb)
56
−+=
3C4
2C4kb
(21)
Utilizando a Equação 21 para o cálculo do fator de concentração de tensões:
C= 13,26 (20.a)
Então:
059,1kb
3)26,134(2)26,134(
kb
3C4
2C4kb
=−×+×=
−+=
(20.b)
J) Tensão de cisalhamento
π
×××=τ3d
DFs8kbcis
(22)
Utilizando a Equação 22 para o cálculo da tensão de cisalhamento:
Kb= 1,059 (20.b)
Então:
MPa26,486cis
)46,0(
1,6047,38059,1cis
d
DFs8kbcis
3
3
=τ
×π
×××=τ
π
×××=τ
(22.a)
57
K) Fator de segurança
τ=
cis
Ssyns
(23)
MPa26,486cis =τ (22.a)
Utilizando a Equação 23 para o cálculo do fator de segurança:
Então:
28,2ns
26,4861113
ns
cisSsy
ns
=
=
τ=
• CONCLUSÃO: A mola é adequada, pois ns é maior que 1,2 (ns=2,28) e o altura sólida é
menor que 16 mm (Ls=4,6) . (Projeto de Engenharia Mecânica – Shingley - 2005)
58
6 MÉTODOS, RESULTADOS E DISCUSSÕES
6.1 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS
Após a fabricação da morsa de aperto rápido, foram realizados os testes em
uma furadeira de bancada, conforme figura 15, onde as morsas foram fixadas.
Relação dos equipamntos utilizados:
• 01 furadeira de bancada;
• 01 morsa de aperto rápido (objeto do estudo)
• 01 morsa com 01 mordente móvel e regulagem por rosca sem-fim
• 01 Cronômetro
FIGURA 15 – FURADEIRA DE BANCADA
FONTE: OS AUTORES
6.2 MATERIAIS UTILIZADOS
Para a realização dos testes utilizamos chapas delgadas (finas) de
espessura 1 mm e algumas peças mais complexas, conforme figura 16.
59
Os materiais utilizados foram:
• 01 broca helicoidal de aço rápido com diâmetro de 2 mm;
• 05 chapas de aço carbono galvanizado com espessura fina de 1 mm,
com 25 mm de largura e 80 mm de comprimento.
FIGURA 16 – MATERIAIS UTILIZADOS
FONTE: OS AUTORES
6.3 TESTES E RESULTADOS OBTIDOS
Os teste foram realizados em 03 etapas:
• Preparação para furação da primeira chapa (set up)
• Furação de 05 chapas finas
• Furação de peças outras peças de materiais frágeis e com grau de
complexidade.
60
6.3.1 Tempos de Preparação (set up)
O tempo de preparação consistiu na cronometragem do tempo para fixar a
primeira chapa nas morsa, para isso tivemos a colaboração de 3 mecânicos. Os
resultados estão na tabela 12.
TABELA 12 – TEMPO DE SET UP
TIPO DE MORSA MECÂNICO A MECÂNICO B MECÂNICO C
MORSA APERTO
RÁPIDO 09 SEGUNDOS 10 SEGUNDOS 11 SEGUNDOS
MORSA COM UM
MORDENTE E
ROSCA SEM-FIM
15 SEGUNDOS 12 SEGUNDOS 13 SEGUNDOS
FONTE – OS AUTORES
O resultado obtido foi muito positivo, pois a Morsa de Aperto Rápido obteve
os melhores tempos de set up em relação a outra, com média de 10 segundos
contra 13 segundos aproximadamente e com isso o processo de fixação da peça
provou-se ser mais rápido, que era objetivo desde projeto.
6.3.2 Tempos de Furação
O tempo de furação teve como base a cronometragem total do tempo para
furação de 05 chapas finas de 1 mm de espessura, e os tempos estão contidos na
tabela 13, também os mesmos mecânicos colaboraram.
TABELA 13 – TEMPO DE FURAÇÃO
TIPO DE MORSA MECÂNICO A MECÂNICO B MECÂNICO C
MORSA APERTO
RÁPIDO 115 SEGUNDOS 92 SEGUNDOS 110 SEGUNDOS
MORSA COM UM
MORDENTE E
ROSCA SEM-FIM
144 SEGUNDOS 125 SEGUNDOS 140 SEGUNDOS
FONTE – OS AUTORES
61
Os resultados obtidos com a Morsa de Aperto Rápido foram excelentes, pois
considerando os tempos totais, com ela poderiam ser furadas aproximadamente 165
peças em 01 hora de trabalho e com a morsa com um mordente e rosca sem-fim
apenas 120 peças seriam furadas, comprovando sua eficiência que era também um
objetivo deste trabalho.
6.3.3 Furações em peças delgadas e complexas
Foram feitos teste de furações em peças delgadas e complexas e não foram
encontradas avarias nas mesmas, com a utlização da morsa de aperto rápido,
devido a pressão aplicada pelo came da morsa de aperto rápido ser pré-
determinada em um valor máximo, ao contrário da morsa de aperto com rosca sem-
fim que não tem um controle, pois fica somente na experiência de quem está
executando a tarefa, podendo ou não danificar as peças. Neste estudo não fizemos
teste para exemplificar uma possível quebra da peça ensaiada, que poderia ser feito
levando o aperto do fuso ao limite. A figura 17 mostra o teste feito em uma peça
delgadas e complexas, fabricadas em material plástico.
FIGURA 17 – PEÇA DELGADA E COMPLEXA
FONTE: OS AUTORES
62
7 CONCLUSÃO
Alguns dispositivos oferecidos no mercado não oferecerem uma flexibilidade
e ou sensibilidade na fixação de peças de geometria complexa, normalmente o seu
acionamento para fixação é dado por uma rosca sem fim, sistema hidráulico ou
pneumático, com apenas um dos mordentes móveis em sua estrutura, limitando
muito o numero de opções quanto à fixação e nesta dificuldade na fixação podem
ocorrer o esmagamento acarretando em deformação dimensional, marcações
superficiais permanentes e desprendimento da peça durante o processo de
usinagem. O Projeto da Morsa Rápida que idealizamos e projetamos , a partir das
infomações do Benchamrking, possuirá três sistemas de ajustes na própria morsa
para a fixação final de peça e que não encontrado em nenhum modelo dos
fabricantes pesquisados, ou seja uma morsa com 02 mordentes móveis, pré-
ajustagem de distância entre os mordentes e aperto final com cames. Com base
nos estudos feitos neste trabalho e da elaboração do projeto do conjunto final um
protótipo foi feito e através dos testes realizados, foi mostrado a sua eficácia: na
rapidez no manuseio; no ganho na preparação das peças para furação; na
segurança e confiabilidade, pois em nenhum momento as peças soltaram-se dos
mordentes ou alguma peça da morsa foi danificada, conforme a proposta inical deste
projeto.
63
8 APÊNDICE
8.1 APÊNDICE A FMEA SYSTEM
System FMEA Executado Eduardo Claudio Nome do Sub-conjunto
No do Produto / Processo Morsa de Aperto Rápido
Cliente Projeto Morsa de Aperto Rápido
Líder do projeto Claudio Eduardo Aprovado data 05/11/2014 FMEA no. 1 Rev. 00 Página no. 1
Avaliação da situação atual Ação / Resultados
no.Nome do sub-
conjunto Função Requisitos EspecíficosExperiência existente de
projetoProvável
detecção da falhaManuseio e Embalagem
Verificação de Projeto
Efeitos da falha R
isco
([
5]*[
6]*
[7]*
[8]*
[9].)
Açã
o R
ecom
enda
da
Res
pon
sáve
l
Prazo Obs
erva
ções
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Não quebrar 1 3 1 2 4 24não travar 1 3 1 2 2 12Não danificar a peça fixada
1 2 1 3 3 18
Suportar os esforços mecânicos 1 3 1 2 4 24
Garantir a fixação 1 3 1 3 5 45
Não quebrar 2 3 1 3 3 54 Rosca M6 de fixação ao came Eduardo 60 dias
Não empenar 2 2 1 3 3 36Não travar 2 3 1 3 2 36Suportar o torque aplicado 2 2 1 3 4 48Garantir a manutenção do torque aplicado 2 4 1 3 4 96 Dureza de 50 Hrc no came Claudio 60 diasSuportar o atrito 2 4 1 2 3 48
Não quebrar 1 4 1 2 3 24Não empenar 1 4 1 2 3 24Suportar os esforços mecânicos 1 4 1 2 4 32Garantir a linearidade do movimento 1 3 1 2 3 18
Garantir ajuste e fixação do sub-conjunto do mordente à base
2 2 2 2 4 64 Mola com coeficiente de 0,22N/mmClaudio 60 dias
Resistir aos esforços mecânicos 2 4 1 2 4 64
Pino trava com diâmetro minimo de 9,8 mmEduardo 60 dias
Evitar danos aos componentes
2 4 1 2 3 48
Garantir o facil manuseio2 3 1 2 2 24
Garantir a fixação Segurança ao usuario 2 3 2 2 2 48
1Sub-conjunto do mordente
2Sub-conjunto
torçor
Dar o torque necessário para fixação da peça através do sub-
conjunto do mordente
Fixar a peça
3 Base
4Sub-conjunto
de fixação
Sustentar todos os outros sub-conjuntos
e guiar o sub-conjunto do mordente
Fixar o sub-conjunto do mordente na
posição desejada
8.2 APÊNDICE B FMEA DESIGN Design FMEA Executado Claudio Eduardo Nome do Produto / Processo : Morsa de Aperto Rápido
No do Produto / Processo:
Cliente: Marcelo Piekarski Projeto: Melhoria Contínua
Líder do projeto: Claudio Eduardo Aprovado FMEA no. 01 Rev. 00 Página no. 01
Caracterização da Falha Avaliação da situação atual Ação / Resultados
Efeitos da falha (4) (5) (9) (PoxSxPd)
no.Nome do componente / processo / operação
ou principal função Função Potencial Modo de Falha Potencial Efeito da Falha Clie
nte
Inte
rno
Potencial Causa da Falha Verificação do Projeto Oco
rrên
cia
(Po)
Sev
erid
ade
(S)
Det
ecçã
o (P
d)
Núm
ero
de P
riorid
ade
de R
isco
(R
PN
.)
Crí
tico
Açã
o R
ecom
enda
da
Res
pons
ável
Prazo Obs
erva
ções
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18
60 diasNão travamento das lateriais
consequentemente a não fixação da peça
X Fadiga (movimento cíclico)Especificação do parâmetro do
coeficiente elástico da mola3 5 5
Desgaste Folga, dificultando o manuseio X Manuseio inadequado Especificações de uso 2 4
Tratamento Termico (têmpera) Claudio
4 5
75
12
60 dias
40
XEspecificação de material
Especificação de material
Especificações de uso
3 5 5
1
1 6 2
2
X X
X X
7 2 56
Força máxima aplicada de 44 N/mm ClaudioX60
DeformaçãoPerda do ponto ideal de travamento
das laterais na baseX X Fadiga (movimento cíclico)
Parâmetros de espessura da chapa
Quebra impossibilitando o aperto X X Impactos 4
Dificulta o manuseio X XAplicação de Força excessiva no
apertoEspecificação de material,
comprimento do cabo e diâmetro da rosca de fixação
3
4 7 28
5 4 60 dias
5 6 60Desgaste Deficiência na fixação X Aperto exessivoEspecificação de parâmetros do
tratamento térmico e material2
60 dias
Trinca e Desgaste Deficiência na fixação X X ImpactosEspecificação de parâmetros do
tratamento térmico2 5
60 dias
Folga excessiva no furo de fixação do came
Folga no sistema de Fixação da peça
Esforços excessivo e sujeiras
Aperto excessivo,desgaste natural do uso
XX
X X
5 5 75 X Folga Máxima de 0,1mm EduardoFolga no sistema de Fixação da peça XMovimentação das Laterais na
presença de particulas abrasivas ou cavacos
Especificação de parâmetros de material e dureza.
3
X75 Coêficiente Elastico da mola de 0,22 N/mm Eduardo
75
8 PuxadorPermitir que o pino trava seja movimentado, permitindo os
ajustes laterais
9 MolaPressionar o pino trava afim de
fixar as laterais.Falta de pressão
6 48
Claudio
1 Base Fixar a Posição da regulagem Desgaste da Guia
Especificação de parâmetros de material e dureza.
Tratamento Termico (têmpera) 50 Hrc3 5 5
4 CameProporcionar o mivimento para o
Aperto
5
2 LateraisSustentar o Mordente e o sistema
de aperto do Mordente
Desgaste do encaixe (guia)
X
Tentativa de movimentação sem o destravamento dos pinos de ambos os
lados
3 Mordente Fixar a Peça 3 30
Travar as Laterais na posição adequada
Empenamento no sentido longitudinal
Trinca
Folga na fixação da peça
Quebra
Dificulta o encaixe nos furos da base
X Presença de sujeira
Impactos
Desgaste na área de Movimentação
Cabo Movimentar o Came aplicando a
força no mesmo
Trinca na junção da rosca com a parte cilindrica
Empenamento no sentido longitudinal
6 Chapa TravaPermitir que a mola pressione o
pino trava
7 Pino Trava
64
8.3 APÊNDICE C PESQUISA DE CAMPO
UNIVERSIDADE TUIUTI DO PARANÁ ENGENHARIA MECÂNICA PESQUISA EM CAMPO Entrevistado: _______________________________
Cargo/Função:_______________________________
1- Qual é o tipo de Morsa utilizada noseu trabalho do dia-a-dia? ( ) Mecânico ( ) Pneumático ( )Hidráulico
2- No seu local de trabalho existe: ( ) 01 tipo de morsa ( ) 02 à 4 tipos de morsas ( ) mais que 4 tipos de morsas
3- Quais as características a seguir que você julga importante em uma morsa: (colocar números de 01 a 08 sem repetição – sendo que 08 para o mais importante)
( )Rigidez ( ) Fácil manuseio ( ) Durabilidade ( ) Confiabilidade e Segurança ( ) Boa Aparência ( ) Cantos Chanfrados e arredondados ( ) Baixo peso ( ) Versatilidade de peças
4- Quais as características a seguir que você julga importante se fosse para fabricar um novo modelo de morsa:
(colocar números de 01 a 09 sem repetição – sendo que 09 para o mias importante)
( )Peso ( ) Peças de reposição ( ) Dureza do Mordente ( ) Opções de Posicionamento ( ) Níveis de Regulagens ( ) Resistência Mecânica ( ) Resistência à corrosão ( ) Formato orgânico ( ) Cores adequadas
65
REFERÊNCIAS
ANTUNES, Paulo R., Projeto Conceitual: o que é e como fazê-lo, Revista e Portal
Meio Filtrante, edição número 53, novembro/dezembro 2011.
Disponível em: http://www.meiofiltrante.com.br
Acessado em: 10/03/2015
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS, ABNT, Norma NBR 6023 -
Informação e documentação - Referências - Elaboração, 2002
ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TECNICAS, ABNT, Norma NBR 10520 -
Informação e documentação – Citações em documentos - Apresentação, 2002
BACK, N.; FORCELLINI, F. A. Projeto de Produtos, Florianópolis: UFSC –
Universidade Federal de Santa Catarina, 2002
BRASFIXO FIXOS DO BRASIL LTDA, Disponível em: www.brasilfixo.com.br.
Acessado em: 12/08/2014
CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica: Processos de Fabricação e
Tratamento, Editora McGraw-Hill, São Paulo – SP, 2ª edição, vol. 2. 1986. 315 p.
CIMM - CENTRO DE INFORMAÇÃO METAL MECÂNICA, Dicionário Metal
Mecânico – Aços de baixo carbono.
Disponível em: http://www.cimm.com.br/portal/verbets/listar_letra_mm.
Acessado em 02/04/2015
COMERCIAL GERDAU, Aços Especiais para Beneficiamento.
Disponível em: http//www.comercialgerdau.com.br/produtos.
Acessado em 20/08/2014
ESSEL, Eletromecânica – Cursos Online , Aula 9 – Cálculo de Roscas – Aula 9.
Disponível :www.essel .com.br/cursos/material/01/ElementosMaquinas/09elem.pdf
Acessado em 20/08/2014
66
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PRODUTO:
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Morsa de Aperto Rápido
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Eduardo/Claudio
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Eduardo/Claudio
05/11/2014
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ABNT 1020
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0,2
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LINEAR
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+-
+-
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+-
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+-
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0,2
0,2
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LINEAR
0,1
TOLERANCIASN
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Universidade Tuiuti do Paraná
Eng Mec
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Eduardo/Claudio
30/07/2014
Eduardo/Claudio
05/11/2014
Eduardo
ABNT 1020
Morsa de Aperto Rápido
Puxador
N/A
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3,2
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+-
-
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DIM
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630
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+ 0,3
+-
+-
+-
1,5
1,5
1,1
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+-
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0,6
0,8
0,5
PRECISAO
+-
+-
+-
0,2
0,2
0,2
-+
LINEAR
0,1
TOLERANCIAS
Eng MecUniversidade Tuiuti do Paraná
TRATAMENTO:
MATERIAL:
PRODUTO:
DES. N°.:
TÍTULO
FOLHA:
ESCALA:
QTDE.:
PROJETO
PI-ITEM:
PESO LQ.:
PESO BT.:
DESENHO
DATA:
NOME:
DATA:
NOME:
APROVAÇÃO
DATA:
NOME:
N/A
Morsa de Aperto Rápido
Morsa de Aperto Rápido
ABNT 1020
Eduardo
05/11/2014
Claudio/Eduardo
30/07/2014
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30/07/2014
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NO
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8
Nº DO ITEM
NOME DA PEÇA MATERIAL QDT.
1 Base ABNT 1020 12 Laterais ABNT 1020 23 Mordente ABNT 1020 24 Pino Trava ABNT 1020 45 came ABNT 4140 26 Cabo ABNT 1020 27 Chapa Trava ABNT 1020 4
8 Puxador ABNT 1020 49 Mola ABNT 1020 1
10Parafuso Allen
M10X50mm4
11Parafuso Allen
M8X30mm2
12Porca Sextavada
M84