Relatório-1 Usinagem
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UNIVERSIDADE FEDERAL DE UBERLÂNDIA
FACULDADE DE ENGENHARIA MECÂNICA
GRADUAÇÃO EM ENGENHARIA MECÂNICA
DISCIPLINA: USINAGEM II
PROFESSOR: ROSEMAR BATISTA DA SILVA
FABRICAÇÃO DE ENGRENAGEM DE DENTES
RETOS PELO MÉTODO DIVISOR
Relatório da Aula Prática n°1
ALUNOS: André Matos Oliveira N° 11021EMC044
Guilherme Oliveira Gonçalves N° 11021EMC010
Henrique Martins Teixeira N° 11021EMC015
Uberlândia, 11 de abril de 2016
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SUMÁRIO PÁGINA
1. Objetivo 3
2. Introdução 3
3. Procedimento Experimental 4
4. Análise e Discussão dos Resultados 6
5. Conclusão 7
6. Referências Bibliográficas 7
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1. OBJETIVO
O objetivo deste experimento é ter o conhecimento do processo de fabricação de
engrenagem de dentes retos, tendo como auxílio o aparelho divisor universal com
divisão direta. Com este experimento é possível notar as vantagens e desvantagens em
relação aos outros métodos de produção de engrenagens.
2. INTRODUÇÃO
Sabe-se que engrenagens são rodas com dentes padronizados que têm a função
de transmitir movimento e força entre dois eixos. Elas também são utilizadas, muitas
vezes, para variar o número de rotações ou o sentido dessas. Seus tipos são inúmeros e
para cada forma de mecanismo há uma engrenagem ideal.
Atualmente, há vários modos de produzir engrenagens e uma das mais didáticas
é pelo método do fresamento convencional, com o auxílio do divisor universal. Tal
processo necessita de uma fresa módulo, escolhida de acordo com as características da
engrenagem e seu material; uma fresadora que suporte a ferramenta e um divisor para
que os dentes das engrenagens fiquem corretamente espaçados.
Figura 1 – Fresa módulo Figura 2 – Fresadora universal
NATAL
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3. PROCEDIMENTO EXPERIMENTAL
Foi fabricado, nesta aula prática, uma engrenagem cilíndrica de dentes retos por
fresamento convencional, sem o fluido refrigerante e com o auxílio do divisor. Para a
realização desse experimento, utilizou-se a fresadora universal NATAL de 1969,
disposta no laboratório LEPU, que possui 2 CV de potência.
A ferramenta escolhida para o processo foi uma fresa módulo 2 de aço-rápido,
com 12 arestas de corte, α = 20°, diâmetro externo de 58 mm e indicada para a
fabricação de engrenagens de 33 a 55 dentes. O blanque usinado foi o de alumínio 1100,
110 HB que possuía 94mm de diâmetro externo e 20 mm de largura. Os dados
fornecidos no projeto da engrenagem eram: M = 2, Z = 45 dentes e De = 94mm.
A partir das seguintes equações, foram calculados diversos parâmetros da
engrenagem:
Para uma engrenagem de 45 dentes, dividindo 360° por 45, encontra-se 8° entre
cada dente. Utiliza-se o aparelho divisor para fazer divisões no movimento de giro da
peça, a partir da seguinte equação:
Figura 3 – Aparelho divisor
universal
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NVM= Número de voltas da manivela
K= Constante de redução da máquina
Z= Número de dentes
Escolhendo a escala certa no divisor, multiplicando o dividendo e o divisor por
2, conseguiu-se , significando que para cada dente deve-se andar 16 em 18 furos na
escala escolhida. A escala escolhida neste caso foi a de 18 furos da face A.
Após o levantamento de todos os dados necessários da máquina, da ferramenta e
do blanque, foram calculados os parâmetros de corte que seriam empregados na
operação de fresamento.
Como a ferramenta era de aço rápido e o blanque era de alumínio, sugeriu-se
uma velocidade de corte de aproximandamente 40m/min. Assim, com D=58mm, temos
que:
O valor mais próximo desta rotação permitida pela máquina é de 260 rotações
por minuto, logo podemos calcular a velocidade de corte realizada pela máquina.
Sendo assim, a velocidade decorte utilizada será Vc=47m/min. A partir deste
dado, podemos calcular o avanço utilizado. Nota: o avanço deve possuir algum valor
entre 0,001 e 0,6mm/rot. Sugeriu-se utilizar uma velocidade de avanço F=26mm/min.
Portanto, calcula-se o avanço da seguinte forma:
𝐹 = 𝑉. 𝑓 = 𝑓. 𝑛
26 = 𝑓. 260 → 𝑓 = 0,10 𝑚𝑚/𝑟𝑜𝑡
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A profundidade de corte ap é igual a própria largura da fresa módulo, que
equivale ao espaço vazio entre um dente e outro da engrenagem. O cálculo da
penetração de trabalho ae envolve o cálculo da altura h do dente da engrenagem (ae =
h). Para isso,utilizou-se a norma DIN/ABNT que diz que h = 2,166 . M , onde M é o
módulo da engrenagem. Então:
Como a resolução da elevação da mesa da máquina era de 0,05 mm, não foi
possível subir exatamente 4,332 mm. Ao invés disso, adotou-se h = 4,30 mm. Para isso,
como cada divisão da escala da mesa equivale a 0,05 mm, e uma volta completa possui
40 divisões, equivalente a 2 mm, foram dadas 2 voltas completas mais 6 divisões para
elevar a mesa em 4,30 mm.
4. ANÁLISE E DISCUSSÃO DE RESULTADOS
Com base nos resultados obtidos com o procedimento experimental realizado e
nos cálculos realizados, podemos fazer as seguintes análises e observações a cerca
destes resultados proporcionados pela Fresadora Universal NATAL.
1. Para uma velocidade de corte de Vc=40 mm/min e D=58mm, encontrou-se uma
rotação de aproximadamente 219 rpm, cujo valor mais próximo da máquina é 260 rpm,
sendo este o valor utilizado para o experimento.
2. Com a rotação posssibilitada pela máquina, velocidade de avanço determinada
em F=26 mm/min, encontramos o seguinte valor para avanço f=0,10 mm/rot.
3. Para determinar a altura do dente, usou-se a expressão ae=h.M, obtendo o valor
de 4,332 mm para a altura do dente, porém este valor foi aproximado para 4,3mm
devido a resolução da máquina.
Após a fabricação da engrenagem, foram obtidos os seguintes valores para a
peça:
Diâmetro externo: 93,85 mm
Largura do dente: 20,15 mm
Expessura no pé do dente: 4,00 mm
Expessura na ponta do dente: 2,00 mm
Altura do dente: 4,35 mm
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Após estas medidas, notou-se uma pequena diferença entre os valores obtidos
com o procedimento experimenta e os valores previstos pelas equações teóricas a cerca
do projeto de engrenagem.
Tal fato se deve às fontes de erros presentes durante o procedimento
experimental. Tais erros estão associados aos desvios presentes no eixo de apoio da
ferramenta que possui um pequeno desvio de paralelismo em relação ao eixo de apoio
do blanque.
Também é observado que existem folgas no equipamento que acabam
compromentendo as dimensões obtidas na engrenagem. Além disso, o próprio material
também sofre algumas deformações não apresentadas nos cálculos teóricos, tal como a
presená de rebarbas principalmente na saída da ferramenta, o que implica numa pequena
variação da largura do dente.
5. CONCLUSÃO
Para fins didáticos, o equipamento utilizado é ideal mesmo apesar dos desvios
encontrados entre os valores teóricos e experimentais, uma vez que realiza o processo
de fabricação dos dentes de forma que fique evidenciado todo o procedimento efetuado
para fabricação do dente.
Pôde ser percebido que a engrenagem fabricada com tais parâmetros
selecionados possui um acabemtno bom, porém com ressalvas no início e final do dente
em virtude dos desvios encontrados no equipamento e nas características intrínsecas do
alumínio.
Também retira-se deste experimento que a fabricação de engrenagem por
usinagem deve ser realizada com equipamentos de alta precisão, uma vez trata-se de um
elemento de máquina que trabalha com variáveis críticas como acúmulo de tensões e
fadiga no processo de transmissão de potência, portanto as tolerâncias são muito
apertadas para que se obtenha o melhor desempenho possível.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
[1] Da Silva, R. B. Capítulo 2 – Engrenagens e Processos de FABRICAÇÃO. Pp 57 a
69.