Fabricação Mecânica - Aula 07 - Classificação e destinação dos resíduos industriais

Na indústria metalúrgica, são gerados vários resíduos, como as limalhas de ferro, cavacos do processo de usinagem, pedaços de metais, óleos solúveis, lubrificantes, luvas e demais EPIs contaminados, que devem ser separados, classificados, identificados e destinados para áreas definidas pela empresa e ficar aguardando o recolhimento por empresas especializadas e licenciadas por normas específicas. 

DESTINAÇÃO DOS RESÍDUOS LÍQUIDOS E SÓLIDOS

Figura 01 - Lixeiras para separação de resíduos.

É necessário classificar, separar e destinar corretamente os resíduos gerados pela indústria metalmecânica de maneira preventiva para evitar a contaminação do meio ambiente e, consequentemente, dos lençóis freáticos, rios, mares, florestas, áreas de preservação, etc.

NATUREZA E DESTINAÇÃO DOS RESÍDUOS

Figura 02 - Classificação de resíduos.

Com o crescente desenvolvimento do setor de fabricação mecânica, a necessidade de produtividade com consciência ambiental é uma prioridade e, para isso, existem normas regulamentadas pelo Ministério do Trabalho, que visam fiscalizar as empresas para que as mesmas cumpram alguns requisitos. Entre outras normas, a NR 25 é que trata a questão dos resíduos.

Veja na figura 01 , o que diz a NR 25 sobre Resíduos Industriais.

Figura 03 - processo industriais

Esta norma entende como resíduos industriais aqueles provenientes dos processos industriais, na forma sólida, líquida ou gasosa ou combinação dessas, e que por suas características físicas, químicas ou microbiológicas, não se assemelham aos resíduos domésticos, como cinzas, lodos, óleos, materiais alcalinos ou ácidos, escórias, poeiras, borras, substâncias lixiviadas e aqueles gerados em equipamentos e instalações de controle de poluição, bem como demais efluentes líquidos e emissões gasosas, contaminantes atmosféricos. 

O gerador destes resíduos é obrigado por lei a dar o Tratamento e destinação de resíduos industriais líquidos e sólidos adequado as suas características contaminantes, com objetivo de minimizar os impactos ambientais causados nos descartes.

Figura 04 - Tratamento e destinação de resíduos

O tratamento e destinação de resíduos industriais líquidos e sólidos deve ter destino adequado sendo proibido o lançamento ou a liberação no ambiente de trabalho de quaisquer contaminantes que possam comprometer a segurança e saúde dos trabalhadores, conforme Portaria SIT n.º 253, de 04/08/11, as ações, procedimentos, equipamentos ou dispositivos de controle do lançamento ou liberação dos contaminantes gasosos, líquidos e sólidos devem ser submetidos à análises e à aprovação dos órgãos competentes.

Para que o Tratamento e destinação de resíduos industriais líquidos e sólidos , ocorra adequadamente, estes devem ser: coletados, acondicionados, armazenados, transportados até ao local de tratamento e disposição final.

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Fabricação Mecânica - Aula 06 - Fluido de corte

FLUIDO DE CORTE

Devido ao atrito gerado entre a peça e a aresta da ferramenta, podemos ter problemas durante o torneamento. O atrito é a resistência que uma superfície impõe ao deslizamento de outra superfície que esteja em contato uma com a outra. Ele ocorre entre o gume de corte da ferramenta e a superfície da peça que está sendo usinada, gerando calor e esse calor gera desgaste na ferramenta. 

É fácil entender como ocorre o atrito ao lembrarmos do pneu de um carro, que ao rodar no asfalto se desgasta ao longo do tempo. Esse desgaste acontece devido ao atrito entre a superfície do pneu e a superfície do piso, que gera calor e esse calor vai deteriorando a borracha do pneu.

O desgaste na ferramenta causado pelo atrito aumenta os esforços de corte, gerando ruído, vibrações, mau acabamento, erros dimensionais, entre outros pontos negativos.

Se uma usinagem estiver causando desgaste na ferramenta, a primeira alternativa é realizar a refrigeração no local do corte. Isso pode ser feito de diversas maneiras, a mais comum delas é a aplicação do fluido de corte ou líquido refrigerante.

APLICAÇÃO DO FLUIDO DE CORTE
Veremos no vídeo a seguir a aplicação do fluido de corte.

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Fabricação Mecânica - Aula 05.5 - Acessório para fresamento

ACESSÓRIOS 

Os acessórios são dispositivos que aumentam as possibilidades de uso da máquina em operações de fresamento. Vamos conhecer alguns deles. 

Figura 01 - Grampos e parafusos para fresadoras

1) Fixação por grampos

A utilização de grampos e parafusos é o meio mais utilizado para fixar as peças e acessórios diretamente na mesa da máquina.
A fixação precisa exercer força sobre a peça de maneira que supere as forças a que ela se sujeita durante o fresamento.

Alguns dos principais aspectos influenciados pela fixação são: acabamento, precisão e segurança.

2) Aparelho divisor

Figura 02 - Aparelho divisor

O aparelho divisor é um acessório que permite a execução de peças com características equidistantes ao longo de um perímetro circular em uma peça, com boa precisão. Esse é um acessório muito versátil, uma vez que permite diversas operações de usinagens em uma única fixação. 

O aparelho divisor é composto do cabeçote divisor e da contraponta.

O aparelho divisor é utilizado para fazer divisões equidistantes. Imagine uma circunferência que possui, em seu perímetro, vários pontos distribuídos de forma uniforme.

Figura 03 - Peças feitas com
auxilio do aparelho divisor.

Este mecanismo permite girar a peça sucessivamente de um determinado ângulo, de modo a possibilitar: a fresagem de peças que têm a seção em forma de polígono regular (quadrado, hexágono, etc); a execução de sulcos regularmente espaçados (alargadores, machos, etc.); a abertura de dentes de engrenagens, etc.

Perceba, na imagem da figura 03, na flange, que esses pontos podem representar furos executados na face de uma determinada peça. Ou, se interligarmos esses pontos por meio de retas, obtemos a figura de um hexágono, permitindo a execução de faces sextavadas. 

Dessa forma, é possível executar diversas características em peças, ao longo de um determinado perímetro. Veja esses exemplos na figura 03.

As engrenagens também são elementos compostos por dentes espaçados igualmente e que funcionam em conjunto podem ser usinados através do aparelho divisor.

Figura 04 - Inclinação do cabeçote

Além disso, é possível inclinar o cabeçote em relação à mesa da máquina e trabalhar na face de peças, ou mesmo inclinar a 45° ou alguma outra inclinação desejada para usinar peças como uma engrenagem cônica, como mostrado na figura 4.

Figura 05 - Fixação entre pontas.

No caso de peças que tenham um comprimento grande (cerca de 1,5 vezes o diâmetro da peça), é necessário fixação entre pontas para garantir não só a melhor fixação, mas também robustez à usinagem,  como mostrado na figura 5.

O aparelho divisor é utilizado para fazer divisões equidistantes. No caso de peças que tenham um comprimento grande, é necessário fixação entre pontas para garantir não só a melhor fixação, mas também robustez à usinagem. A peça precisa ter cerca de 1,5 vezes o diâmetro da peça para o uso do contraponta.

Figura 06 - Disco divisor.

Para se estabelecer o posicionamento nos ângulos corretos, são utilizados discos com diversos furos, chamados de disco divisor, como mostrado na figura 6.

Mas, como podemos estabelecer esses pontos em um perímetro, de forma precisa e com infinidade de quantidade. Veja como é possível fazer divisões equidistantes!

A coroa de transmissão costuma ter 40 ou 60 dentes. Podemos obter o número de voltas necessárias de acordo com o número de divisões desejadas.

Considerando uma coroa de 40 dentes, faz-se necessário 40 voltas na manivela para que a peça, que está no mesmo eixo da coroa, dê uma volta. Então, para fresar cada dente de uma engrenagem com 40 dentes, seria necessário 1 volta na manivela. 

Figura 07: Cálculo de numero de voltas

Mas, se o número de divisões necessárias for diferente, pode ser preciso dar mais voltas na manivela. Por exemplo, para uma peça com 10 divisões, devemos, para cada divisão, aplicar 4 voltas na manivela. 

Com isso, temos a seguinte fórmula para nos ajudar no cálculo, mostrada na figura 07 e 08.

O que você acha de exercitar um pouco esse cálculo, tente resolver essa questão.

Figura 08: Cálculo de numero de voltas

Quantas voltas serão necessárias na manivela para fresar cada dente de uma engrenagem com 20 dentes em um aparelho divisor que possui uma coroa de 40 dentes?

Se você calculou duas voltas, parabéns! Está correto.

Quando o número de voltas não é exato, como em uma peça com 27 lados, por exemplo, teríamos que utilizar as furações do disco divisor. 

No próximo vídeo vamos descobrir como escolher o disco divisor adequado para o número de divisões que desejamos fazer.

Mas, podemos nos deparar com uma situação diferente se o número de divisões não existir em nenhum disco! Como poderíamos resolver esse problema? Assista ao vídeo para descobrir.

O APARELHO DIVISOR EM AÇÃO

A execução do sextavado no aparelho divisor ocorre com grande facilidade e precisão para peças cilíndricas, como vamos ver no próximo vídeo. 

Vimos que é possível realizar a usinagem do sextavado obtendo boa precisão e com facilidade de fixação de peças cilíndricas sem depender de outros dispositivos. Para isso, utilizamos o cabeçote divisor. 

No entanto, é muito importante realizar os cálculos corretamente, principalmente no caso de muitas divisões, pois muitas vezes um erro só é detectado no final da usinagem!

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Fabricação Mecânica - Aula 05.4 - Desgaste da ferramenta

DESGASTE DA FERRAMENTA

Você sabe que o desgaste da ferramenta pode ser um dos maiores desafios quando falamos de usinagem? Assista ao vídeo e aprenda um pouco mais.

A ferramenta de corte é solicitada térmica e mecanicamente durante a usinagem. Como nem o material da peça, nem o material da ferramenta são homogêneos, uma série de avarias e desgastes de naturezas distintas podem ser observados na ferramenta de corte ao longo de sua utilização .
O processo de fresamento deve ser feito utilizando os parâmetros de corte do modo correto, caso contrário ocorrerá o desgaste prematuro da ferramenta de corte. As consequências decorrentes de um fresamento utilizando uma ferramenta desgastada são: Ruídos, vibrações e erros dimensionais.

Para evitar que ocorra o colapso total da ferramenta é fundamental que sejam estipulados limites para as avarias e para os desgastes.

Pensando em resolver as limitações provocadas pelo desgaste da ferramenta, foram desenvolvidas tecnologias de materiais, que podem resistir mais ao atrito, através de maior dureza, o que proporciona maior resistência ao desgaste. Dessa forma, é possível aplicar parâmetros melhores às operações de fresamento.

Observe, no vídeo a seguir, uma comparação das características dos materiais aço rápido e metal duro. 

Se aplicarmos as fórmulas para cálculo dos parâmetros velocidade de corte e avanço para uma fresa com pastilhas intercambiáveis de metal duro, veremos que o resultado será melhor, se comparado à utilização do aço rápido. Vamos verificar?

Determine os valores dos parâmetros necessários para fresar a face maior de um bloco com 250 x 180 x 35 mm, aço de alta dureza, numa operação de desbaste, com uma fresa cilíndrica Ø 20 mm com 4 dentes.  São dados a velocidade de corte e o avanço: Vc = 50m/min e fz = 0,22 mm.

No cálculo para aço rápido, foi considerada a fresa de 6 dentes. Mas, para a fresa com pastilha na dimensão de 20 mm, o mais comum é que tenham apenas 4 dentes. Mesmo com essa diferença de dentes, podemos observar um avanço maior na fresa com pastilha de metal duro.

Com os resultados dos cálculos, aplicando a regra de três, podemos analisar que para percorrer os 250 mm da peça, a fresa de aço rápido com avanço de 420 mm/min vai gastar: 35,7 segundos. Onde, o 60 = tempo de 1 minuto, porém, transformados em segundos (60 s). 

Já a fresa com pastilha de metal duro, com avanço de 1592 mm/min, da mesma forma, vai gastar: 9,4 segundos.

Assim, podemos comparar o resultado da fresa de aço rápido com o resultado da fresa com pastilha de metal duro. Se usinarmos com pastilha de metal duro iremos reduzir o tempo de operação da usinagem para 26% .

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Fabricação Mecânica - Aula 05.3 - Parâmetros de corte para fresamento

Figura 01 - Parâmetros

Perceba em uma situação do dia a dia como no deslocamento de casa ao trabalho em que, de forma intuitiva, usamos parâmetros como VELOCIDADE, TEMPO e CUSTO. Fazemos isso porque queremos completar o melhor resultado possível, sem perder muito tempo, nem dinheiro.

No fresamento acontece da mesma forma, pois temos que usar os melhores parâmetros a fim de obtermos um bom acabamento, precisão, menor desgaste da ferramenta, menor tempo de usinagem e menor custo de produção.

PARÂMETROS DE CORTE

Para definir as variáveis que controlam o movimento da peça e da ferramenta durante o processo de usinagem, utilizamos GRANDEZAS NUMÉRICAS, ou seja, valores quantitativos referentes às características do corte. Os principais parâmetros de corte são baseados nos seguintes aspectos mostrados na figura 02. 

Figura 02 - Parâmetros de corte.

Essas características são chamadas PARÂMETROS DE CORTE. Eles facilitam a obtenção de condições adequadas para usinagem dos materiais e o uso consciente dos recursos disponibilizados e empregados em máquinas operatrizes. 

De forma resumida, podemos ilustrar os parâmetros de corte no fresamento através do quadro da figura 03.

A velocidade de corte varia de acordo com o tipo de matéria-prima utilizada. 

Figura 03 - unidades de medidas dos parâmetros de corte

Velocidade de corte é a velocidade que a aresta da ferramenta percorre dentro de um determinado perímetro.

A rotação está diretamente ligada à velocidade de corte. Quanto maior a velocidade de corte utilizada, maior será a rotação.

Agora que já temos uma noção sobre parâmetros de corte, vamos conhecê-los melhor.

Nesse vídeo veremos os seguintes parâmetros de corte: a velocidade, a rotação, o avanço e a profundidade do corte. 

Você já é capaz de calcular a rotação e o avanço para uma operação de fresagem. Vamos praticar? 

Figura 04: Cálculo de rotação e velocidade de avanço.

Determine os valores dos parâmetros necessários para fresar a face maior de um bloco com 250 x 180 x 35 mm, aço de alta dureza, numa operação de desbaste, com uma fresa cilíndrica de aço rápido Ø 20 mm com 6 dentes.  

Para realizar esse cálculo, precisamos considerar a velocidade de corte e o avanço conforme figura 04.
Os parâmetros de corte facilitam a obtenção de condições adequadas para usinagem dos materiais e o uso consciente dos recursos disponibilizados são empregados em máquinas operatrizes. Os parâmetros de cortes são baseados nos seguintes aspectos: Diferentes tipos de esforços, velocidade adequada, rotações envolvidas, profundidade de corte.

© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 31/07/2015

Fabricação Mecânica - Aula 05.2 - Fresar em ângulo peça de geometria irregular

USINAGEM EM ÂNGULO

Aprendemos, de maneira geral, como fixar e fresar uma peça de geometria irregular. Agora é o momento de nos aprofundar no uso da mesa angular e detalhar um pouco mais como chegar na medida final.

Para deixar a peça inclinada 20°, primeiro o fresamento deve ser operacionalizado na vertical, de forma perpendicular à face. Em seguida, será preciso calcular qual vai ser a profundidade que vamos incrementar no anel graduado.

A cota azul representa essa distância. Mas já que falamos em anel graduado, vamos ver como ele funciona.

No próximo vídeo, vamos aprender a controlar o deslocamento dos eixos. Assim, conseguimos colocar na peça a cota especificada no desenho.

Então, para usinarmos o ângulo de 20°, precisamos calcular o valor da cota x. Esse cálculo nos permite saber o quanto incrementar no anel graduado no eixo perpendicular à face após referenciar a ferramenta na peça. 

Temos um triângulo retângulo é formado que é formado pelos catetos que são os lados do triângulo que formam o ângulo reto e são classificados em: cateto adjacente e cateto oposto a ser calculado e pela hipotenusa que é o lado oposto ao ângulo reto, sendo considerado o maior lado do triângulo retângulo.

Segundo o Teorema de Pitágoras, a soma dos quadrado dos catetos de um triângulo retângulo é igual ao quadrado de sua hipotenusa.

Já as razões trigonométricas são as relações existentes entre os lados de um triângulo retângulo. As principais são o seno, o cosseno e a tangente.

Usando trigonometria, sabemos que o seno de um ângulo é o valor do cateto oposto dividido pela hipotenusa. Sendo assim:

Então, precisamos descer 17,44 mm. Ou seja, ao fim da usinagem o deslocamento do fuso deve ser 17,44 mm para que a cota 51 seja respeitada. 

Nesse caso, considerando que o passo do fuso é 4 mm e o anel tenha 400 divisões, qual é o deslocamento necessário?

Vamos calcular por etapas.

Para sabermos quantas divisões vamos deslocar após 4 voltas, fazemos o seguinte cálculo:

Podemos concluir que, após a conclusão da usinagem, a mesa foi deslocada 17,44 mm e no anel graduado foram aplicadas 4 voltas e 144 divisões, obtendo a cota de 51 e o ângulo de 20°.

© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 31/07/2015

Fabricação Mecânica - Aula 05.1 - Fixação de peças irregulares

Figura 01 - Peça irregular

O que devemos fazer para realizar a fixação para usinagem, de forma segura, em peças com geometria irregular, como as peças fundidas, como a peça mostrada na figura 01.

FIXAÇÃO DE PEÇAS

Antes de definirmos qual a melhor forma de fixar uma peça, vamos analisar os fatores envolvidos no processo de fresamento, como ocorre o processo de corte na fresadora, quais os esforços envolvidos neste processo, entre outras informações.

Durante o fresamento, o giro da fresa exerce uma força tangencial contra a peça. O movimento da mesa empurra a peça contra a fresa gerando uma força contrária a direção deste movimento. E dependendo da operação podem surgir outras forças que atuam no processo. 

O objetivo da fixação é evitar que essas forças arranquem a peça do sistema de fixação durante o fresamento. Essa fixação precisa exercer força sobre a peça de maneira que supere as forças a que ela se sujeita durante o fresamento. 

Figura 02  - Forças no fresamento

Se em algum ponto isso não ocorrer, a peça pode se mover, causando vibrações, erros dimensionais e geométricos, além de quebra da ferramenta. Na pior situação, o arrancamento da peça pode provocar um acidente que, dependendo das condições, pode lançá-la com força e velocidade por alguns metros!

Podemos afirmar, então, que a fixação influencia diretamente no resultado final do fresamento. Veja alguns aspectos influenciados pela fixação:

• Tempo;
• Acabamento;
• Precisão;
• Segurança.

Portanto, para executar a fixação de peças é necessário planejamento, uso de acessórios e dispositivos adequados e muita atenção. 

No próximo vídeo vamos abordar um pouco mais sobre isso. 

Para realizar uma fresagem segura e eficiente, é necessário ter um bom sistema de fixação. As peças de geometria regular, irregular, cilíndrica e que passarão por fresagem em ângulo podem ser fixadas, respectivamente, através de morsa, grampos com parafusos e calços, bloco prismático e mesa angular.

FIXAÇÃO DE PEÇAS COM GEOMETRIA IRREGULAR 

Figura 03 - Fixação errada de peça irregular.

As peças originadas do processo de fundição já tem boa parte da usinagem definida, tendo poucas regiões que serão fresadas. Por outro lado, são de difícil fixação, pois costumam ter pequenas inclinações (ângulos para facilitar a remoção do molde), raios e rebarbas e superfície bem rugosa. Veja na figura 03 uma fixação inadequada de uma peça irregular. 

Em casos como este fica muito difícil prender as peças na morsa para obter boa fixação, pois seus mordentes são retificados e paralelos. Isso faz com que o ponto de contato para fixação seja muito pequeno e, com os esforços de corte, a peça pode se soltar.

Nesse caso, a fixação direta na mesa usando grampos permite a fresagem da peça utilizando algumas fixações estratégicas. É o que veremos no próximo vídeo. Assista! 

© Direitos de autor. 2015: Gomes; Sinésio Raimundo. Última atualização: 31/07/2015