Processos de Maquinagem

Não aplicável

Nas aulas teóricas e teórico-prácticas usa-se o método expositivo e inquisitivo. Nas aulas laboratoriais os alunos treinam as principais tarefas que se realizam em máquinas-ferramentas convencionais, produzindo diversos componentes mecânicos com auxílio das máquinas-ferramenta disponíveis no laboratório. Num centro de maquinagem elaboram programas em linguagem CNC, sendo os programas criados  executados nos centros de maquinagem disponíves em laboratório.

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A disciplina de Processos de Maquinagem pretende transmitir o conhecimento teórico e prático do processo de obtenção de peças por forma gradual, partindo de uma forma inicial, em bruto ou semiacabada, até à sua forma e dimensões finais, através do corte por arranque de apara. Nela se toma contacto com as diferentes formas de o fazer em máquinas convencionais e máquinas controladas por computador (CNC), bem como são utilizados instrumentos de medição utilizados no controlo dimensional de componentes mecânicos.

– Conhecer e saber utilizar diferentes processos de maquinagem convencionais e computorizados envolvendo equipamentos, ferramentas, parâmetros de corte e programação.

– Saber elaborar e interpretar desenhos e esquemas técnicos, fazendo uso das mais recentes ferramentas de desenho assistido por computador.

– Conhecer as propriedades e campos de utilização de uma ampla diversidade de materiais de engenharia.

– Conhecer e saber utilizar processos tecnológicos de fabrico, incluindo sistemas de fabrico assistido por computador.

– Conhecer e saber utilizar os principais instrumentos de medição utilizados em componentes mecânicos.

1. Máquinas-Ferramenta e Principais operações de maquinagem por corte de arranque de apara
Máquinas ferramenta convencionais e máquinas ferramenta CNC, elementos constituintes, graus de liberdade e nomenclatura dos eixos de maquinagem.
Caracterização da exactidão, resolução e repetibilidade de máquinas-ferramenta.
Princípios de maquinagem relativos às principais operações de corte: Caracterização da Serragem, torneamento, fresagem, furação, roscagem, rectificação e mandrilamento. 
Movimentos de maquinagem e expressões de cálculo dos parâmetros de corte para as diferentes operações de maquinagem.

2. Geometria das ferramentas de corte
Ferros de tornear, fresas e brocas.
Face de ataque, face de saída principal, face de saída secundária.
Aresta de corte principal e aresta de corte secundária. Ponta da ferramenta.
Ferramentas esquerdas, direitas e neutras.
Ângulo de ataque, ângulo de saída e ângulo de gume. Raio de ponta.
Análise da geometria das principais ferramentas de corte.

3. Força e potência de maquinagem
Força de maquinagem, força de corte, força de avanço e força de penetramento
Pressão específica de corte.
Cálculo da potência de maquinagem e taxa de remoção de material.
Curvas de binário e potência característicos da árvore da máquina-ferramenta

4. Maquinabilidade dos materiais metálicos.
Métodos e indicadores de avaliação da maquinabilidade
Propriedades que influenciam a maquinabilidade dos materiais a cortar
Análise da Maquinabilidade das ligas metálicas: Aços ligados e não ligados; Ferros Fundidos Cinzentos; Ligas de alumínio; Ligas de cobre; Ligas de Níquel e Titânio; Aços inoxidáveis.

5. Materiais e desgaste das ferramentas de corte
Aços rápidos; Carbonetos sinterizados; Cermets; Cerâmicos; Materiais ultra-duros.
Ferramentas de corte com e sem revestimentos.
Caracterização dos principais modos de degradação e avaliação do desgaste das ferramentas.
Curvas de desgaste e vida das ferramentas

6. Lubrificação e refrigeração no corte e formação da apara
Classificação dos fluidos de corte.
Métodos de aplicação do fluido de corte.
Mecanismos de formação da apara e classificação da forma da apara.
Aresta postiça de corte e quebra-aparas.
Atrito e calor gerado no corte.

7. Metrologia dimensional
Princípio de funcionamento de aparelhos de medição utilizados no dimensionamento de componentes mecânicos: Paquímetro, micrómetro de interiores e exteriores, batimetro, altímetro, comparadores, esquadros e graminho.
Blocos padrão e calibres.
Execução de operações de medição com diferentes instrumentos.
Avaliação da rugosidade das superfícies maquinadas.

8. Operações em Máquinas ferramenta convencionais
Execução de operações em torno, fresa, retificadora, serrote mecânico e furadora.
Treino e execução de veios, abertura de roscas, casquilhos e rodas dentadas sem e com ajustes normalizados.
Estudo e aplicação do cabeçote divisor: Método da divisão direta, inversa e diferencial.
Interpretação de desenhos técnicos e da respetiva contagem funcional.

9. Controlo numérico de máquinas ferramenta (CNC)
Características e vantagens de máquinas CNC face aos equipamentos convencionais.
Sistema de coordenadas.
Coordenadas relativas e absolutas. Coordenadas cartesianas e polares.
Endereços para definir variáveis e parâmetros. Códigos usados em CNC: Funções preparatórias (códigos G), funções auxiliares (códigos M).
Pontos de referência: Conceito de zero máquina e zero peça. Regras para seleção do zero peça. Procedimento para troca de ferramenta.
Conceito de compensação de comprimento e de raio da ferramenta.
Interpolação linear a velocidade rápida e a velocidade programada. Interpolação circular a velocidade programada. Formato do bloco da interpolação circular com o parâmetro R e com vetores i, j e k.
Programa principal e subprogramas.
Ciclos de Furação e Roscagem. Função espelho e mudança de zero peça.
Execução das principais operações no Centro de Maquinagem Leadwell com Controlador Fanuc Series O-M e execução de programas CNC elaborados, utilizando materiais metálicos e não metálicos.
Demostração de operações de torneamento e fresagem em máquinas-ferramenta CNC.

NAO

Recomendada:
• Davim J. (1995), Princípios da Maquinagem, Almedina.
• Relvas C. (2000), Controlo Numérico Computorizado – Conceitos Fundamentais,  Edições Técnicas,
• Completo A. (2009), Tecnologias de Fabrico, Publindústria.
• Amaro P. (2009), Controlador Fanuc Series O-M, Manual do utilizador, brochura ISEC.

Complementar:
• Rocha J. (2016) Programação de CNC para Torno e Fresadora, Editora FCA.
• Rocha A. (2009), Teoria da Usinagem dos Materiais, Editora Blucher.
• Walker J. (1998), Machining Fundamentals, The Goodheart – Willcox Company, Illiinois, USA
• Groover M. (2013), Principles of Modern Manufacturing, 5ª ed. Wiley