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Planejamento de Processos
Como fabricar ?
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PP determina como um produto é fabricado PP tem grande influência no custo do produto PP é a ligação entre o projeto e a fabricação Na fase de projeto, o PP determina o método geral de produção que pode influenciar no projeto. Nas fases finais de projeto, o projetista tem que levar em conta a fabricação com o intuito de reduzir custos de fabricação. O PP consiste na determinação de: medidas e tolerâncias para cada etapa de fabricação; seqüência de operações e utilização de máquinas ferramenta; ferramentas de corte, dispositivos de fixação, calibradores e outros acessórios; parâmetros de processo (avanço, vel. Corte, temperaturas,...).
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O PP pode ser definido pela seqüência de atividades Interpretação do desenho de fabricação (dimensões, tolerâncias, rugosidade, material, quantidade). Seleção de processos e ferramentas candidatos. Determinação das dimensões e tolerâncias de fabricação. Seleção de superfícies de referência e de dispositivos de fixação. Determinação da seqüência de operações (anterioridades, exatidão e restrições tecnológicas). Agrupamento de operações por máquina. Seleção de máquinas (lote). Determinação de parâmetros de processo (garantir tempo e custo). Seleção de métodos e equipamentos de inspeção. Preparação das folhas de processo. 3
Processos de Usinagem A seleção dos processos de usinagem é feita com base na análise da capacidade do processo de executar o formato da peça com a exatidão e acabamento superficial requeridos. • Inicialmente selecionam-se os grupos de processos compatíveis com a forma da superfície a ser usinada (classificada em axissimétrica ou prismática) e com os possíveis features como furos, roscas e cavidades. Tabela 1 – Grupos de processos de acordo com o formato da superfície •
Axissimétrico
Prismático
torneamento retificação brunimento lapidação polimento
fresamento retificação brunimento lapidação polimento
Features Adicionais furos e roscas furação alargamento mandrilamento fresamento retificação,roscamento 4
• Uma vez selecionado o grupo de processos. A seleção final será feita com base no acabamento superficial e também nas tolerâncias dimensionais e geométricas requeridas. • As capacidades dos processos em termos de rugosidade superficial são apresentadas nas tabelas 2,3 e 4 apresentadas a seguir. Tabela 2 – Capacidade dos Processos Processos: superfícies axissimétricas Torneamento
Ra min (m) 0,8
Ra max Máquina (m) 25 Torno
Retificação Cilíndrica
0,1
1,6
Retíficadora
Brunimento
0,1
0,8
Brunidora
Polimento
0,1
0,5
Politriz
Lapidação
0,05
0,5
Lapidadora
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Tabela 3 – Capacidade dos Processos Processos: superfícies prismáticas Fresamento
Ra min (m) 0,8
Ra max Máquina (m) 25 Fresadora
Retificação
0,1
1,6
Retíficadora
Brunimento
0,1
0,8
Brunidora
Polimento
0,1
0,5
Politriz
Lapidação
0,05
0,5
Lapidadora
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Tabela 4 – Capacidade dos Processos Processos: furos, roscas Ra min Ra max Máquina (m) (m) Furação 1,6 25 Torno, fresadora, furadeira Alargamento
0,8
6,3
Torno, fresadora, furadeira
Mandrilamento
0,8
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Torno, mandriladora
Fresamento cilíndrico tangencial
0,8
15
Fresadora
Retificação
0,1
1,6
Retificadora
Brochamento
0,8
6,3
Brochadora
Fresamento
0,8
25
Fresadora
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A tolerância dimensional em milímetros que pode ser obtida pelos processos pode ser estimada dividindo-se o valor da rugosidade em mícron por 40. Por exemplo, uma rugosidade Ra de 0,1 m é equivalente a uma tolerância de ±0,0025 mm. • A tolerância geométrica dos processos pode ser estimada com o auxílio da tabela 5. •
Tabela 5 – Capacidade de tolerância geométrica dos processos Processo
Paralelismo Perpendicularismo Concentricidad e
Angularidade
Torneamento
0,01-0,02
0,02
0,01
Fresamento
0,01-0,02
0,02
Furação
0,2
0,1
0,1
0,1
Mandrilamento 0,005
0,01
0,01
0,01
Retificação
0,001
0,001
0,002
0,002
Brunimento
0,0005
0,001
0,002
0,002
0,005-0,01
0,01
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• Seleção da seqüência de processos – Selecione os processos básicos usando as tabelas de capacidade de processo, o último processo deve atender a rugosidade especificada e a rugosidade equivalente a tolerância especificada. Deve-se ainda, verificar se o último processo atende a tolerância geométrica. Se não atender um processo adicional deverá ser selecionado. Em algumas situações ao invés de adicionar pode-se substituir, quando os campos de rugosidade máxima e mínima do processo em questão e o anterior forem compatíveis .
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Exemplo: Um diâmetro externo deve ser produzido com: Diâmetro= 60 0,15 mm ; Ra=0,5 m. • Consultamos a tab 2, o 1o processo é torneamento ele não atende a rugosidade 0,5, um processo adicional deve ser selecionado. • Seleciona-se o processo de retificação, a rugosidade min é 0,1 e a máxima 1,6. • A rugosidade para o torneamento será de 1,6 (max da retificação) • Com isso pode-se especificar que a operação de torneamento deverá ser executada com uma tolerância de 1,6/40 ,ou seja, 0,04 mm .Como esta tolerância é menor que a final a operação pode ser executada com uma tolerância de 0,15 mm. • Alguns autores recomendam um sobremetal de dez vezes a tolerância da operação que sendo executada, neste caso o sobremetal deixado na operação de torneamento será de 0,4 mm, o diâmetro será usinado até o diâmetro de 60,4 mm.
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Agora podemos encaminhar a solução do problema inicialmente proposto, o primeiro passo é selecionar a seqüência de processos para cada uma das superfícies a serem usinadas. Super Especificações fície
Desbaste
1
70+0,4;Ra 12,5 29 0,3
2
13 0,8;Ra 1,6; planicidade 0,2 12-0,50;Ra 12,5; 4 mini
Fresamento
200+0,02;Ra 1,6; concentricidade 2; perpendicularismo 0,02 Chanfro 1 x 1 0+1
Furação
3 4
5
Semiacabamento
Acabamento
Furação Fresamento Rebaixamento Mandrilamento
Alargamento
Chanframento 11
Após a seleção dos processos para executar cada uma das superfícies, é preparada a tabela de anterioridades, nesta matriz são apresentadas para cada uma das operações as operações antecedentes, ou seja, que devem ser executadas antes da operação analisada.
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O sequenciamento de todas as operações é obtido com a matriz de anterioridades, nesta matriz são escolhidas em cada etapa as operações que não dependem de nenhuma outra. Em caso de empate as operações são agrupadas considerando a fixação da peça e máquina utilizada.
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Exercícios 3) Utilizando as tabelas de capacidades de processos elabore o plano básico de processo especificando a seqüência de processos para o exemplo apresentado. 4) Com a metodologia apresentada determine o plano básico de processo para a peça da figura 2, considere a peça em bruto fundida.
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Solução do exercício 2 Seleção dos Processos Superfície
Requisitos
Processos Desbaste
1.furo 20
20-0/+0,02,Ra=1,6,Raeq=0,8; r1a)paralelismo 0.05 ref 2;
furação
1/2Acab
Acabamento mandrilamento
simetria 1 ref A; r1b)25 +0/+0,1 ref 2. 2. Sup plana
18+0/+0,5 ref B; Ra=3,2; Raeq=20; perpendicularismo 0,5 ref D
fresamento
3. Furo10
10+0,2/+0,5; Raeq=12; r3a)50-0,1/+0,1 ref 1;
furação
r3b)perpendicularismo 0,5 ref 2 (foi criado,não está no desenho) 4. Rebaixo 16 r4a)15 ref 2
rebaixamento
Tabela de Anterioridades Processo
Dimensional Geométrica
1d
2d (r1b)
Tecnológica
2d (r1a)
1a
1d
2d 3d
1a (r3a)
4d
2d (r4a)
2d(r3b) 3d
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Matriz de Anterioridades 1d 1a 2d 3d 4d 1d
1
0
1a X
1
1
0
2d
0 2
1
1
0
2
1
1
1
3d 4d
X
X
X X
X
0
2d 1d 1a 3d 4d A sequência de fabricação é fresamento da base 2, furação 1, mandrilamento 1, furação 3, rebaixamento 4.
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3) Determinar a sequência de fabricação para a peça da figura.
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