Prova de aptidão profissional

Fresadora universal Induma

Índice

Introdução…………………………………………………………………

……..P.3

História da

fresadora…………………………………………………………...P.4

Introdução sobre a

fresadora…………………………………………………P.5

Elementos da máquina……………………………….

……………………......P.6

Montagens…………………………………………………………………

……..P.9

Embraiagem electromagnética…………………...………….

……………..P.10

Cadeia cinemática………………..

……………………………………………P.11

Operações de

fresagem………………………………………………………P.12

Tipos de

fresagem…………………………………………………………….P.13

Tipos de

fresas…………………………………………………………………P.14

Cabeçote

divisor……………………………………………………………….P.20

Divisão directa ou elementar…………………………………...

……..........P.21

Divisão indirecta………………………………………….

……………………P.22

Divisão

diferencial…………………………………………………………….P.23

Histórico……………………………………………………………………

…...P.24

Árvore e roda dentada………………………………..

………………………P.25

Conclusão…………………………………………………………………

……P.26

Bibliografia………………………………………………………………

……..P.27

Anexos:

- Desenho da árvore e da roda dentada em autoCAD - Ficha técnica de equipamento- Ficha de manutenção programada- Ordem de trabalho- Plano geral de manutenção

Introdução

O conteúdo deste trabalho consiste no estudo da fresadora universal Induma, na elaboração de um plano de manutenção da mesma, e de todos os processos para a elaboração de uma árvore e de uma roda dentada para um motor.Podemos observar a descrição da fresadora antes referida, a sua cadeia cinemática, e por fim, o histórico e plano de manutenção.

Podemos também observar o desenho da árvore no programa (auto cad), os cálculos para a fabricação da roda dentada, e por fim, a descrição do processo de elaboração da roda dentada e da árvore.

História da fresadora

A primeira máquina de fresar foi construída em 1818 e foi desenhada pelo americano Eli Witney, com o fim de aliviar a construção de fuzis na cidade de Connecticut (USA). Esta máquina encontra-se no Mechanical Engineering Museum de Yale.

Em 1830, Gay & Silver construíram uma fresadora que incorporava o mecanismo de regulação vertical e um suporte para o veio porta-ferramentas.

Em 1848 o engenheiro americano F. W. Howe desenhou para a empresa Robbins & Lawrence que depois fabricou, a primeira fresadora universal que incorporava um dispositivo copiador de perfis. Por essas mesmas datas deu-se a conhecer a fresadora conhecida como Lincoln.

Em meados do século XIX, iniciou-se a construção de fresadoras verticais, concretamente no museu Conservatoire National dês Arts et Metiers de Paris, conserva-se uma fresadora vertical construída em 1857.

A primeira fresadora universal equipada com prato divisor que permitia a fabricação de rodas dentadas de dentes rectos e helicoidais foi fabricada por Brown & Sharpe em 1853 por iniciativa e a instâncias de Frederick W. Howe e foi apresentada na Exposição Universal de Paris de 1867

Em 1894 o construtor francês de fresadoras, Pierre Philippe Huré, desenha um cabeçote universal, que podia realizar diferentes tipos de trabalhos em diferentes posições da ferramenta. Cabeçote que com ligeiras modificações se utiliza actualmente sendo um dos acessórios mais usados das fresadoras universais.

Introdução sobre a fresadora

Fresadora ou máquina de fresar é uma máquina derivada do torno mecânico, o seu desenvolvimento ocorreu a partir de certas dificuldades em se conseguir executar determinados tipos de trabalhos. A ferramenta empregada na Fresadora tem o nome de fresa. A fresa (ferramenta) geralmente cilíndrica, é composta de diversos gumes cortantes que em movimento rotativo e contínuo montada no eixo da fresadora, ao passar pela matéria-prima, vai retirando fragmentos (chamados de cavacos ou aparas), até esta ter a forma e tamanho desejado.Existem vários tipos de fresadoras, mas a que vou estudar é a fresadora universal.A fresadora universal, é a máquina mais versátil, é chamada assim porque permite que sejam efectuados diversos tipos de trabalhos diferentes. Essa versatilidade deve-se aos seus acessórios especiais: cabeçote universal, eixo porta-fresas, cabeçote divisor e contraponto, mesa circular, aparelho contornador e mesa inclinável. A peça pode ser deslocada em qualquer eixo, x, y e z, e ainda pode sofrer rotações no sentido horário e anti-horário simultaneamente aos movimentos tridimensionais. Este poder de mobilidade confere à peça qualquer formato que se desejar.

Elementos da máquina

Os elementos das máquinas são agrupados em 5 subsistemas fundamentais de acordo com a sua função no processo de trabalho.No caso das fresadoras, estes subsistemas devem ser identificados e os seus componentes localizados.Isto ajuda-nos a compreender a função da fresadora e as suas capacidades de movimento.Os 5 subsistemas fundamentais de uma fresadora, são:

Subsistema de Suporte Subsistema de Accionamento Principal Subsistema de Fixação e Movimentação da Ferramenta Subsistema de Fixação e Movimentação da Peça Subsistema de Avanço

Também podem existir outros subsistemas, não fundamentais.

Subsistema de Suporte

É responsável pela sustentação de todas as partes funcionais da máquina. É constituído pelos seguintes elementos:

Base ou Corpo: Geralmente de ferro fundido, deve ser rígido e resistente para suportar os esforços e vibrações aos quais a máquina está submetida.

Coluna: É a armação principal da máquina. Dentro dela encontram-se alojados o motor, e grande parte dos mecanismos de accionamento, que compõem outros subsistemas.

Barramentos: São responsáveis pelo alinhamento do movimento vertical do suporte da mesa junto à coluna.

Subsistema de Accionamento Principal

A função deste subsistema é fornecer potência à ferramenta e accionar o sistema de avanço. Os seus principais componentes são:

Motor Eléctrico: Transforma potência eléctrica em potência mecânica. As fresadoras de grande porte ou de comando numérico podem ter mais de um motor para movimentar a peça, a ferramenta ou outros sistemas auxiliares.

Correias, Polias e Rodas dentadas: Estes elementos transmitem o movimento de rotação do motor até ao eixo da ferramenta e ao sistema de avanço. Também são responsáveis pela variação da velocidade de rotação da ferramenta de acordo com o comando do operador.

Subsistema de Fixação e Movimentação da Ferramenta

Tem a função de fixar a ferramenta e realizar o movimento de corte (rotação). Nalgumas máquinas este sistema também realiza o movimento de avanço da ferramenta. Como componentes, podem ser citados:

Árvore: É o eixo da máquina que recebe a potência do motor através de correias, engrenagens, etc. E a transmite ao mandril. Em geral, possui um furo cónico e rasgos de chaveta para a fixação do mandril. Fresas de haste cónica podem ser montadas directamente na árvore.

Mandril: É uma árvore cilíndrica que serve de suporte para a ferramenta (fresa). Tem uma extremidade cónica que se encaixar no furo cónico da árvore.

Subsistema de Fixação e Movimentação da Peça

É responsável pela fixação, na máquina, da peça a ser trabalhada. Também realiza os movimentos de avanço em várias direcções.

Console (Suporte da Mesa): O console desliza sobre as guias fixadas na face anterior da coluna, suporta a sela e a mesa. É accionada por meio de um parafuso sem fim para ajustes da altura da mesa. Contém também os mecanismos de accionamento da sela e da mesa.

Carro superior: É a parte que suporta directamente a mesa. Permite o movimento e o posicionamento da peça na direcção transversal. Pode ser accionada mecanicamente ou manualmente.

Mesa: Possui rasgos em T para a fixação directa da peça ou de equipamentos auxiliares, como a morsa ou o cabeçote divisor. Realiza o posicionamento e o movimento de avanço na direcção longitudinal.

Subsistema de Avanço

Tem a finalidade de coordenar a rotação da árvore com o deslocamento da mesa.

Variador de avanço: O operador ajusta o variador para que a mesa realize o avanço especificado nos parâmetros de corte. O sentido do avanço pode ser invertido. A variação é feita por um conjunto de rodas dentadas de diferentes dimensões.

Outros subsistemas

Além destes, existem outros subsistemas que cumprem funções mais específicas, porém muito comuns nos trabalhos modernos. Exemplos:

Emissão e Filtragem de Fluido de Corte: Tem a função de conduzir o fluido de corte (óleo, emulsão, névoa, etc.) até á região de corte e depois filtrá-lo. É

composto por: reservatório, filtro, bomba, tubos, mangueiras e bicos ejectores.

Montagens ou Cabeças

São necessárias, muitas montagens ou cabeças, a uma fresadora, para ampliar as suas funções e tornar algumas operações mais rápidas. O cabeçote de fresar vertical possui uma árvore, em ângulo recto com a árvore comum. Este instrumento, é aparafusado à face da coluna, em frente ao orifício da árvore. Este cabeçote pode inclinar-se num plano vertical, paralelo á face da coluna, com ajuda de um limbo graduado. 0 cabeçote universal é semelhante ao cabeçote vertical, mas possui um segundo limbo graduado, que permite inclinar a árvore auxiliar (do cabeçote), para um plano paralelo ao mandril comum. Os cabeçotes de fresagem rápida dispõem de transmissão por engrenagens, cuja função é aumentar a velocidade de 2 a 6 vezes a da árvore principal.

A figura mostra uma montagem, apropriada para abrir rasgos, que imprimem à ferramenta movimento alternado, necessário à abertura de dentes em engrenagens, rasgos de chavetas internos, etc.

Embraiagem electromagnética

A embraiagem electromagnética, de um único disco, é composta por:

A- Electroíman de corrente contínua solidário com a árvoreB- Colar filetado (roscado) no electroíman e fechada no mesmo por meio

de 2 parafusos tangenciais "C".C- Sectores de material de fricção pregados no colar acima mencionadoD- Âncora móvel fixada na polia por meio de chaves frontais, e deslizando

axialmente no mesmoE- 4 Molas de disparo da âncora

Excita-se a bobine da embraiagem, fazendo passar de corrente eléctrica continua pela mesma, dá-se origem a um campo magnético, que vence a força das molas e atrai a âncora, premindo-a contra os sectores, com a consequente ligação entre a árvore e a polia.Interrompendo a corrente eléctrica, a âncora separa-se completamente, devido a força das molas e permite a paragem imediata da árvore.A fim de que esta libertação seja completa e imediata, é necessário que os sectores saiam do fio do íman, a fim de se evitar o contacto directo entre os dois elementos de ferro.

Cadeia cinemática

Movimento principal:

A transmissão do movimento do veio motor até á embraiagem electromagnética é feita por correias.

Da embraiagem electromagnética ate ao veio porta fresas, a transmissão é feita por intermédio de uma caixa de velocidades de rodas dentadas.

Movimento de avanço:

É realizado pela peça, recebendo este o movimento da mesa em que vai fixa. O movimento desta mesa pode ser realizado a mão, por intermédio de um volante, ou pode ser realizado automaticamente. O movimento automático é realizado por rodas dentadas.

Movimento de penetramento:

É realizado pela peça que o recebe por intermédio da mesa a que está fixa. É realizado à mão e corresponde ao movimento vertical da mesa, realizando-se por intermédio de um volante. Pode ainda realizar-se um movimento transversal da peça, por movimento da mesa nas suas guias, que é comandado por um outro volante.

Operações de fresagem

Fresagem cilíndrica

Neste caso o eixo da fresa encontra-se disposto paralelamente à superfície de trabalho da peça. 0 corte neste tipo de fresagem dá-se por meio de navalhas existentes na sua periferia, resultando urna superfície meio ondulada.

Fresagem frontal ou de Topo

Neste caso o eixo da fresa é perpendicular à superfície de trabalho. A fresa não corta somente com as navalhas da sua periferia, mas também com as de corpo. Aqui não existem ondulações de fresagem.

Tipos de fresagem

FRESAGEM EM OPOSIÇÃO

Também é chamada de método “para cima” ou “a empurrar”

as navalhas atacam o cavaco ou apara no ponto mais delgado

existe um forte atrito

a fresa tende a arrancar a peça da mesa,

É o tipo mais usado

Grampos, tornos ou dispositivos para segurar a peça devem opor-se ao seu deslocamento

Fresagem em concordância

É muito usado para o desbaste

É também chamado método “para baixo” ou “a puxar”

As navalhas atacam o cavaco ou apara no ponto mais espesso

Tende a apertar a peça contra a mesa

Usado principalmente para abertura de rasgos de chaveta, cortes profundos e longos, corte com serra circular

É usado sobretudo no acabamento

Tipos de fresas

Fresas cilíndricas para aplainar

São fresas que têm os dentes dispostos na superfície cilíndrica externa e as superfícies frontais são planas e paralelas.Estas fresas são as que produzem superfícies planas, paralelas ao eixo do mandril.

Fresas cílíndrico-frontais

Estas fresas foram criadas para favorecer o desbaste, em virtude dos dentes frontais serem estreitos. São constituídas de dentes rectos e helicoidais, quanto mais macio for o material a trabalhar, menos dentes possui a fresa destinada a realizar este trabalho.

Fresas de Disco

Podem ser de dois cortes ou três cortes.As de dois cortes possuem dentes só numa face e na circunferência. Servem para o acoplamento com as fresas cilíndricas ou de forma, constituindo um grupo cortante.As fresas de três cortes têm dentes na circunferência e nas duas faces. Esta fresa serve para múltiplos trabalhos.

Tipos de fresas

Fresas de Haste

São ferramentas empregadas para grandes velocidades e isso é possível graças ao grande número de dentes e sua distribuição periférica que além do corte favorecem a saída de cavaco. Geralmente, as fresas de topo são empregadas em fresadoras do tipo vertical. A sua fixação pode ser feita no lugar do mandril, por um tirante roscado para as de hastes cilíndricas, e para as de haste cónica são simplesmente colocadas sobre pressão no furo da árvore.

Fresas para fazer canais e rasgos de chavetas

Para este tipo de função são usadas fresas especiais, que devem reproduzir o contorno da secção do canal ou do rasgo de chaveta que se deseja obter. Servem para trabalhar tanto lateralmente como de topo.

Fresas Cónicas

Produzem superfícies angulares que não são paralelas nem perpendiculares ao seu eixo.

Tipos de fresas

Fresas Angulares

São fresas geralmente utilizadas para obtenção de outras ferramentas, visto que servem para abrir canais, dentes, etc., e não para trabalhos em superfícies planas e externas. Podem ser com dentes normais, dentes rectos de alto rendimento e para metais macios com dentes

inclinados.

Fresas Curvas

São fresas destinadas a trabalhos de entalhes. Possuem grande dificuldade de serem afiadas, gerando a necessidade de limitar o uso das mesmas.

Fresas de lâmina ou dentes postiços

São constituídas de um corpo maciço, com uma série de lâminas colocadas convenientemente, e trocadas quando gastas pelo uso. A possibilidade de construir-se o dente, em forma de faca, separado do corpo da fresa, permite o emprego de materiais de melhor qualidade para a fabricação das lâminas, gerando, ainda, uma redução de custo na obtenção de uma ferramenta de alta qualidade.

Tipos de fresas

Fresas módulo helicoidal para filetar

As fresas módulo são comummente de disco perfilado construídas e dimensionadas em relação ao número de dentes das engrenagens a serem abertas. Estas fresas têm grande emprego por possuir alta precisão e rendimento. Podem ser do tipo horizontal ou do tipo haste.

Fresas serra

São caracterizadas pela forma dos dentes, sendo usadas para realizar cortes em metais. As de dentes finos servem para cortes pouco profundos, as de dentes médios para metais diversos, e as demais para cortar metais macios.

Fresas lima

São fresas empregadas nas operações de rectificação.

Tipos de fresas

Fresas de Perfil

Empregadas para reproduzir na peça o perfil exacto da fresa empregada.

Fresas revestidas com metais duros

São providas de pastilhas de metal duro.

Tipos de fresas

Cabeçote divisor

O cabeçote divisor é um acessório complementar de uma fresadora universal, sendo

mais utilizado para dividir uma circunferência em diversas partes iguais. Sua maior aplicação

está no fresamento de engrenagens e roscas sem-fim.

Uma fresadora universal equipada com um cabeçote divisor amplia consideravelmente

seu campo de trabalho.

Entre as inúmeras aplicações do cabeçote divisor, destacam-se:

Atribuir qualquer ângulo à peca de trabalho;

Permitir fresagem helicoidal;

Transmitir movimento de rotação à peça;

É usado para dividir peças cilíndricas em partes iguais.

Serve para trabalharmos peças cujas secções têm a forma de polígonos regulares, como quadrados, hexágonos, etc., ou executar sulcos regularmente espaçados em alargadores e machos, abrir dentes em engrenagens, ou genericamente para peças que devam girar um arco determinado entre cortes sucessivos. A peça é presa entre pontos sendo um destes um cabeçote móvel e outro, um cabeçote divisor. Estes são presos à mesa da máquina, através das ranhuras em T, de modo a situar a peça normalmente ao eixo da árvore.

Este aparelho permite efectuar as divisões de 4 maneiras:

Divisão directa ou elementar Divisão indirecta Divisão diferencial Divisão combinada

Divisão Directa ou elementar

Decorre quando temos um número reduzido de divisões. Na árvore de divisões está montado um prato de ranhuras intermutáveis dotado de tantas ranhuras, quantas divisões pretendemos realizar na peça a trabalhar. Após cada divisão o prato divisor é bloqueado na sua nova posição por meio de um pino.Ex.: supondo um prato que tenha uma carreira de 24 furos ou ranhuras, podemos executar asseguintes divisões: 2, 3, 4, 6, 8, 12 e 24.O prato divisor pode conter mais de uma carreira de furos e furos em ambas as faces, de modo apropiciar mais recursos

Divisão Indirecta

Serve para a realização de um grande número de divisões diferentes. Na carcaça encontra-se um mecanismo de parafuso sem fim com uma desmultiplicação de 40:1, ou seja, para 40 voltas produzidas na manivela, geram 1 volta da árvore principal. A cada cabeçote divisor pertencem três pratos divisores cujas circunferências com furos possuem números diferentes de furos.

No caso geral teremos, para um parafuso sem fim de E entradas e uma roda helicoidal de G dentes, uma relação de transmissão fica:

i = E/G

No caso particular de 2 entradas no sem fim e a coroa de 80 dentes teríamos:

i = 2/80 = 1/40

A maioria dos cabeçotes divisores possui esta relação de transmissão 1/40.Dada a fórmula:

n = 40 / NSendo:n = número de divisões da peça;40 = Constante do cabeçote divisor (G/E, no caso mais geral); N = números de voltas da manivela, fraccionário ou não.

É fácil obter na prática, a fracção de volta necessária, fazendo-se o pino girar, sobre uma das circunferências de furos do disco divisor, de um arco fraccionário que contenha um número fraccionário desejado.

N = (40 / n )= (f / F)

Sendo:f = número de furos da circunferência escolhida; F = número de espaços entre furos contidos no arco.

Divisão Diferencial

As divisões que não são possíveis de serem realizadas com a divisão directa ou com a indirecta (p. ex., quando o numero de divisões é um número primo, são possíveis de serem realizadas através da divisão diferencial.0 prato divisor na divisão diferencial gira por efeito do movimento que recebe da árvore do divisor. a- Escolhe-se um número de dentes próximo ao desejado que admita factor comum com a

constante do cabeçote, (40 geralmente). b- Calcula-se, pelo processo indirecto, o número de voltas a andar com a manivela. c- Coloca-se na viola o trem de engrenagens obedecendo à seguinte proporção:

Número de furos necessários aomovimento de compensação =

Número de dentes da rodado cabeçote

Número de furos da circunferência escolhida

Número de dentes da roda do prato

d- Colocar a(s) engrenagem(s) necessárias ao sentido de rotação.

Histórico

Data Manutenção Avarias Intervenção30/12/2009 Correctiva Correia partida Substituição da correia

10/01/2010 Preventiva - Mudança de óleo

30/01/2010 preventiva - Limpeza da máquina

3/02/2010 Correctiva Curto-circuito Substituição do contactor

3/02/2010 Correctiva Veio porta-fresa empenado

Substituição do veio

25/02/2010 Preventiva - Afinação total da máquina

07/03/2010 Preventiva - Limpeza da maquina

27/04/2010 Correctiva Alavanca partida

Substituição da alavanca

Árvore

Para a realização da árvore cortei o varão de aço ao carbono no serrote mecânico alternativo, facejei ambos os lados ate a medida indicada, furei com a broca de ponto, coloquei a peça no torno e cilindrei ate a medida, lixei a peça, sangrei e abri rosca.

Roda dentada

Cortei o varão de aço de cementação no serrote mecânico alternativo, facejei ambos os lados ate a medida, furei com a broca de ponto, furei com uma broca próxima do diâmetro interior final, cilindrei com ferro de interiores, apertei a peça na arvore e cilindrei ate ficar com o diâmetro exterior final e abri os dentes da roda dentada na fresadora pelo processo dente a dente.

Cálculos para a roda dentada

Diâmetro primitivo: Dp = MxZ (=) Dp = 1.5x24 (=) Dp = 36mm

Diâmetro externo: De = M(Z+2) (=) De = 1.5(24+2) (=) De = 39mm

Diâmetro interior: Di = M(Z-2.33) (=) Di = 1.5(24-2.33) (=) Di = 32.55mm

Altura do dente: h = 2.166xM (=) h = 2.166x1.5 (=) h = 3.25

Altura da cabeça do dente: a = M (=) a = 1.5mm

Altura do pé do dente: b= 1.15xM (=) b = 1.15x1.5 (=) b = 1.725mm

Largura da roda dentada: L = 10xM (=) L = 10x1.5 (=) L = 15mm

Cálculos para a divisão indirecta

z = 40 / N (=) N = 40/ z (=) N=40/24 (=) N = 1.660.66 x 18 = 12

Isto quer dizer que temos de dar uma volta mais 12 furos na fiada de 18.

Conclusão

Com este trabalho fiquei a conhecer melhor a fresadora universal Induma, a sua constituição e o seu funcionamento.Também adquiri conhecimentos na utilização de outras maquinas, na concepção da arvore e da roda dentada.