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Caldeiraria Industrial I

Coordenação do Programa Formare Beth Callia

Coordenação Pedagógica Zita Porto Pimentel

Coordenação da Área Técnica – UTFPR Alfredo Vrubel

Elaboração e edição VERIS Educacional S.A. Rua Vergueiro, 1759 2º andar 04101 000 São Paulo SP www.veris.com.br

Coordenação Geral Marcia Aparecida Juremeira Conrado

Rosiane Aparecida Marinho Botelho

Coordenação Técnica deste caderno César da Costa

Revisão Pedagógica Nizi Voltareli Morselli

Autoria deste caderno César da Costa

Produção Gráfica Amadeu dos Santos Eliza Okubo Aldine Fernandes Rosa

Apoio MEC – Ministério da Educação

FNDE – Fundo Nacional de Desenvolvimento da Educação PROEP – Programa de Expansão da Educação Profissional

C837c Costa, César da Caldeiraria Industrial I – Projeto Formare / César da Costa –

São Paulo: Veris Educacional, 2007. 174p. :il. Color.:30cm. (Fundação Iochpe / Cadernos Formare) Inclui exercícios e glossário Bibliografia ISBN 978-85-60890-31-6

1. Ensino Profissional 2. Conceito básico de Caldeiraria 3. Procedimento para trabalho prático em Caldeiraria 4. Traçagem e Serramento Manual 5. Máquinas de Serrar 6. Operações com furadeiras e rosqueamento manual I. Projeto Formare II. Título III. Série

CDD-371.426

Iniciativa Realização

Fundação IOCHPE Al. Tietê, 618 casa 3, Cep 01417-020, São Paulo, SP

www.formare.org.br

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Formare: uma escola para a vida

Ensinar a aprender não podem dar-se fora da procura, fora da boniteza e da alegria.

A alegria não chega apenas com o encontro do achado, mas faz parte do processo de busca.

Paulo Freire

Hoje a educação é concebida em uma perspectiva ampla de desenvolvimento humano e não apenas como uma das condições básicas para o crescimento econômico.

O propósito de uma escola é muito mais o desenvolvimento de competências pessoais para o planejamento e realização de um projeto de vida do que apenas o ensino de conteúdos disciplinares.

Os conteúdos devem ser considerados na perspectiva de meios e instrumentos para conquistas individuais e coletivas nas áreas profissional, social e cultural.

A formação de jovens não pode ser pensada apenas como uma atividade intelectual. É um processo global e complexo, onde conhecer, refletir, agir e intervir na realidade encontram-se associados.

Ensina-se pelos desafios lançados, pelas experiências proporcionadas, pelos problemas sugeridos, pela ação desencadeada, pela aposta na capacidade de aprendizagem de cada um, sem deixar de lado os interesses dos jovens, suas concepções, sua cultura e seu desejo de aprender.

Aprende-se a partir de uma busca individual, mas também pela participação em ações coletivas, vivenciando sentimentos, manifestando opiniões diante dos fatos, escolhendo procedimentos, definindo metas.

O que se propõe, então, não é apenas um arranho de conteúdos em um elenco de disciplinas, mas a construção de uma prática pedagógica centrada na formação.

Nesta mudança de perspectiva, os conteúdos deixam de ser um fim em si mesmos e passam a ser instrumentos de formação.

Essas considerações dão à atividade de aprender um sentido novo, onde as necessidades de aprendizagem despertam o interesse de resolver questões desafiadoras. Por isso uma prática pedagógica deve gerar situações de aprendizagem ao mesmo tempo reais, diversificadas provocativas. Deve possibilitar, portanto, que os jovens, ao dar opiniões, participar de debates e tomar decisões, construam sua individualidade e se assumam como sujeitos que absorvem e produzem cultura.

Segundo Jarbas Barato, a história tem mostrado que a atividade humana produz um saber “das coisas do mundo”, que garantiu a sobrevivência do

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ser humano sobre a face da Terra e, portanto, deve ser reconhecido e valorizado como a “sabedoria do fazer”.

O conhecimento proveniente de uma atividade como o trabalho, por exemplo, nem sempre pode ser traduzido em palavras. Em geral, peritos têm dificuldade em descrever com clareza e precisão sua técnica. É preciso vê-los trabalhar para “aprender com eles”.

O pensar e o fazer são dois lados de uma mesma moeda, dois pólos de uma mesma esfera. Possuem características próprias, sem pré-requisitos ou escala de valores que os coloquem em patamares diferentes.

Teoria e prática são modos de classificar os saberes insuficientes para explicar a natureza de todo o conhecimento humano. O saber proveniente do fazer possui uma construção diferente de outras formas que se valem de conceitos, princípios e teorias, nem sempre está atrelado a um arcabouço teórico.

Quando se reconhece a técnica como conhecimento, considera-se também a atividade produtiva como geradora de um saber específico e valoriza-se a experiência do trabalhador como base para a construção do conhecimento naquela área. Técnicas são conhecimentos processuais, uma dimensão de saber cuja natureza se define como seqüência de operações orientadas para uma finalidade.

O saber é inerente ao fazer, não uma decorrência dele.

Tradicionalmente, os cursos de educação profissional eram rigidamente organizados em momentos prévios de “teoria” seguidos de momentos de “prática”. O padrão rígido “explicação (teoria) antes da execução (prática)” era mantido como algo natural e inquestionável. Profissões que exigem muito uso das mãos eram vistas como atividades mecânicas, desprovidas de análise e planejamento.

Autores estão mostrando que o aprender fazendo gera trabalhadores competentes e a troca de experiências integra comunidades de prática nas quais o saber “distribuído por todos” eleva o padrão da execução. Por isso, o esforço para o registro, organização e criação de uma rede de apoio, uma teia comunicativa de “relato de práticas” é fundamental.

Dessa forma, o uso do paradigma da aprendizagem corporativa faz sentido e é muito mais produtivo. A idéia da formação profissional no interior do espaço de trabalho é, portanto, uma proposição muito mais adequada, inovadora e ousada do que a seqüência que propõe primeiro a teoria na sala de aula, depois a prática.

Atualmente, as empresas têm investido na educação continuada de seus funcionários na expectativa de que esse esforço contribua para melhorar os negócios. A formação de quadros passou a ser, nesses últimos anos, atividade central nas organizações que buscam o conhecimento para impulsionar seu desenvolvimento. No entanto, raramente se percebe que um dos conhecimentos mais importantes é aquele que está sendo construído pelos seus funcionários no exercício cotidiano de suas funções, é aquele que está concentrado na própria empresa.


A empresa contrata especialistas, adquire tecnologias, desenvolve práticas de gestão, inaugura centros de informação, organiza banco de dados, incentiva inovações. Vai acumulando, aos poucos, conhecimento e experiências que, se forem apoiadas com recursos pedagógicos, darão à empresa a condição de excelência como “espaço de ensino e aprendizagem”.

Criando condições para identificar, registrar, organizar e difundir esse conhecimento, a organização poderá contribuir para o aprimoramento da formação profissional.

Convenciona-se que a escola é o lugar onde se ensina e a empresa é onde se produz bens, produtos e serviços. Deste ponto de vista, o conhecimento seria construído na escola, e caberia à empresa o aprimoramento de competências destinadas à produção. Esta é uma visão acanhada e restritiva de formação profissional que não reconhece e não explora o potencial educativo de uma organização.

Neste cenário, a Fundação IOCHPE, em parceria com a UTFPR – Universidade Tecnológica Federal do Paraná, desenvolve a proposta pedagógica Formare, que apresenta uma estrutura curricular composta de conteúdos integrados: um conjunto de disciplinas de formação geral (Higiene, Saúde e Segurança; Comunicação e Relacionamento; Fundamentação Numérica; Organização Industrial e Comercial; Informática e Atividades de Integração) e um conjunto de disciplinas de formação específica.

O curso Formare pretende ser uma escola que ofereça aos jovens uma preparação para a vida. Propõe-se desenvolver não só competências técnicas, mas também habilidades que lhes possibilitem estabelecer relações harmoniosas e produtivas com todas as pessoas, que os tornem capazes de construir seus sonhos e metas, além de buscar as condições para realizá-los no âmbito profissional, social e familiar.

A proposta curricular tem a intenção de fortalecer, além das competências técnicas, outras habilidades:

1. Comunicabilidade – Capacidade de expressão (oral e escrita) de conceitos, idéias e emoções de forma clara, coerente e adequada ao contexto;

2. Trabalho em equipe – Capacidade de levar o seu grupo a atingir os objetivos propostos;

3. Solução de problemas – Capacidade de analisar situações, relacionar informações e resolver problemas;

4. Visão de futura – Capacidade de planejar, prever possibilidades e alternativas;

5. Cidadania – Capacidade de defender direitos de interesse coletivo.

Cada competência é composta por um conjunto de habilidades que serão desenvolvidas durante o ano letivo, por meio de todas as disciplinas do curso.


Para finalizar, ao integrar o ser, o pensar e o fazer, os cursos Formare ajudam os jovens a desenvolver competências para um bom desempenho profissional e, acima de tudo, a dar sentido à sua própria vida. Dessa forma, esperam contribuir para que eles tenham melhores condições para assumir uma postura ética, colaborativa e empreendedora em ambientes instáveis como os de hoje, sujeitos a constantes transformações.

Equipe FORMARE


Sobre o caderno

Você, educador voluntário, sabe que boa parte da performance dos jovens no mundo do trabalho dependerá das aprendizagens adquiridas no espaço de formação do Curso em desenvolvimento em sua empresa no âmbito do Projeto Formare.

Por isso, os conhecimentos a serem construídos foram organizados em etapas, investindo na transformação dos jovens estudantes em futuros trabalhadores qualificados para o desempenho profissional.

Antes de esse material estar em suas mãos, houve a definição de uma proposta pedagógica, que traçou um perfil de trabalhador a formar, depois o delineamento de um plano de curso, que construiu uma grade curricular, destacou conteúdos e competências que precisam ser desenvolvidos para viabilizar o alcance dos objetivos estabelecidos e então foram desenhados planos de ensino, com vistas a assegurar a eficácia da formação desejada.

À medida que começar a trabalhar com o Caderno, perceberá que todos os encontros contêm a pressuposição de que você domina o conteúdo e que está recebendo sugestões quanto ao modo de fazer para tornar suas aulas atraentes e produtoras de aprendizagens significativas. O Caderno pretende valorizar seu trabalho voluntário, mas não ignora que o conhecimento será construído a partir das condições do grupo de jovens e de sua disposição para ensinar. Embora cada aula apresente um roteiro e simplifique a sua tarefa, é impossível prescindir de algum planejamento prévio. É importante que as sugestões não sejam vistas como uma camisa de força, mas como possibilidade, entre inúmeras outras que você e os jovens do curso poderão descobrir, de favorecer a prática pedagógica.

O Caderno tem a finalidade de oferecer uma direção em sua caminhada de orientador da construção dos conhecimentos dos jovens, prevendo objetivos, conteúdos e procedimentos das aulas que compõem cada capítulo de estudo. Ele trata também de assuntos aparentemente miúdos, como a apresentação das tarefas, a duração de cada atividade, os materiais que você deverá ter à mão ao adotar a atividade sugerida, as imagens e os textos de apoio que poderá utilizar.

No seu conjunto, propõe um jeito de fazer, mas também poderá apresentar outras possibilidades e caminhos para dar conta das mesmas questões, com vistas a encorajá-lo a buscar alternativas melhor adequadas à natureza da turma.

Como foi pensado a partir do planejamento dos cursos (os objetivos gerais de formação profissional, as competências a serem desenvolvidas) e dos planos de ensino disciplinares (a definição do que vai ser ensinado, em que seqüência e intensidade e os modos de avaliação), o Caderno pretende auxiliá-lo a realizar um plano de aula coerente com a concepção do Curso, preocupado em investir na formação de futuros trabalhadores habilitados ao exercício profissional.


O Caderno considera a divisão em capítulo apresentada no Plano de Ensino e o tempo de duração da disciplina, bem como a etapa do Curso em que ela está inserida. Com esta idéia do todo, sugere uma possibilidade de divisão do tempo, considerando uma aula de 50 minutos.

Também, há avaliações previstas, reunindo capítulos em blocos de conhecimentos e oferecendo oportunidade de síntese do aprendido. É preciso não esquecer, no entanto, que a aprendizagem é avaliada durante o processo, através da observação e do diálogo em sala de aula. A avaliação formal, prevista nos cadernos, permite a descrição quantitativa do desempenho dos jovens e também do educador na medida em que o “erro”, muitas vezes, é indício de falhas anteriores que não podem ser ignoradas no processo de ensinar e aprender.

Recomendamos que, ao final de cada aula ministrada, você faça um breve registro reflexivo, anotando o que funcionou e o que precisou ser reformulado, se todos os conteúdos foram desenvolvidos satisfatoriamente ou se foi necessário retomar algum, bem como outras sugestões que possam levar à melhoria da prática de formação profissional e assegurar o desenvolvimento do trabalho com aprendizagens significativas para os jovens. Esta também poderá ser uma oportunidade de você rever sua prática como educador voluntário e, simultaneamente, colaborar para a permanente qualificação dos Cadernos. É um desafio-convite que lhe dirigimos, ao mesmo tempo em que o convidamos a ser co-autor da prática que aí vai sugerida.

Características do Caderno

Cada capítulo ou unidade possui algumas partes fundamentais, assim distribuídas:

Página de apresentação do capítulo: Apresenta uma síntese do assunto e os objetivos a atingir, destacando o que os jovens devem saber e o que se espera que saibam fazer depois das aulas. Em síntese, focaliza a relevância do assunto dentro da área de conhecimento tratada e apresenta a relação dos saberes, das competências e habilidades que os jovens desenvolverão com o estudo da unidade.

A seguir, as aulas são apresentadas através de um breve resumo dos conhecimentos a serem desenvolvidos em cada aula. Sua intenção é indicar aos educadores o âmbito de aprofundamento da questão, sinalizando conhecimentos prévios e a contextualização necessária para o tratamento das questões da aula. No interior de cada aula aparece a seqüência de atividades, marcadas pela utilização dos ícones que seguem:


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Indica quais serão os objetivos do tópico a ser abordado, bem como o objetivo de cada aula.

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Exploração de links na internet – Remete a pesquisas em sites onde educador e aluno poderão buscar textos e/ou atividades como reforço extraclasse ou não.

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Apresenta artigos relacionados à temática do curso, podendo-se incluir sugestões de livros, revistas ou jornais, subsidiando, dessa maneira o desenvolvimento das atividades propostas. Permite ao educador explorar novas possibilidades de conteúdo. Se achar necessário, o educador poderá fornecer esse texto para o aluno reforçando, assim, o seu aprendizado.

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Traz sugestão de exercício ou atividade para fechar uma aula para que o aluno possa exercitar a aplicação do conteúdo.

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Traz sugestão de avaliação extraclasse podendo ser utilizada para fixação e integração de todos os conteúdos desenvolvidos.

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Traz sugestão de avaliação, podendo ser apresentada ao final de um conjunto de aulas ou tópicos; valerão nota e terão prazo para serem entregues.

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Indica, passo a passo, as atividades propostas para o educador. Apresenta as informações básicas, sugerindo uma forma de desenvolvê-las. Esta seção apresenta conceitos relativos ao tema tratado, imagens que têm a finalidade de se constituir em suporte para as explicações do educador (por esse motivo todas elas aparecem anexas num CD, para facilitar a impressão em lâmina ou a sua reprodução por recurso multimídia), exemplos das aplicações dos conteúdos, textos de apoio que podem ser multiplicados e entregues aos jovens, sugestões de desenvolvimento do conteúdo e atividades práticas, criadas para o estabelecimento de relações entre os saberes. No passo a passo, aparecem oportunidades de análise de dados, observação e descrição de objetos, classificação, formulação de hipóteses, registro de experiências, produção de relatórios e outras práticas que compõem a atitude científica perante o conhecimento.

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Indica a duração prevista para a realização do estudo e das tarefas de cada passo. É importante que fique claro que esta é uma sugestão ideal, que abstrai quem é o sujeito ministrante da aula e quem são os sujeitos que aprendem, a rigor os que mais interessam nesse processo. Quando foi definida, só levou em consideração o que era possível no momento: o conteúdo a ser desenvolvido, tendo em vista o número de aulas e o plano de ensino da disciplina. No entanto você juntamente com os jovens que compõem a sua turma têm liberdade para alterar o que foi sugerido, adaptar as sugestões para o seu contexto, com as necessidades, interesses, conhecimentos prévios e talentos especiais do seu grupo.

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O glossário contém informações e esclarecimentos de conceitos e termos técnicos. Tem a finalidade de simplificar o trabalho de busca do educador e, ao mesmo tempo, incentivá-lo a orientar os jovens para a utilização de vocabulário apropriado referente aos diferentes aspectos da matéria estudada. Aparece ao lado na página em que é utilizado e é retomado ao final do Caderno, em ordem alfabética.

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Remete para exercícios que objetivam a fixação dos conteúdos desenvolvidos. Não estão computados no tempo das aulas, e poderão servir como atividade de reforço extraclasse, como revisão de conteúdos ou mesmo como objeto de avaliação de conhecimentos.

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Notas que apresentam informações suplementares relativas ao assunto que está sendo apresentado.

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Idéias que objetivam motivar e sensibilizar o educador para outras possibilidades de explorar os conteúdos da unidade. Têm a preocupação de sinalizar que, de acordo com o grupo de jovens, outros modos de fazer podem ser alternativas consideradas para o desenvolvimento de um conteúdo.

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Traz as idéias-síntese da unidade, que auxiliam na compreensão dos conceitos tratados, bem como informações novas relacionadas ao que se está estudando

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Apresenta materiais em condições de serem produzidos e entregues aos jovens, tratados, no interior do caderno, como texto de apoio.

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Em síntese, você educador voluntário precisa considerar que há algumas competências que precisam ser construídas durante o processo de ensino aprendizagem, tais como:

conhecimento de conceitos e sua utilização; análise e interpretação de textos, gráficos, figuras e diagramas; transferência e aplicação de conhecimentos; articulação estrutura-função; interpretação de uma atividade experimental.

Em vista disso, o conteúdo dos Cadernos pretende favorecer:

conhecimento de propriedade e de relações entre conceitos; aplicação do conhecimento dos conceitos e das relações entre eles; produção e demonstração de raciocínios demonstrativos; análise de gráficos; resolução de gráficos; identificação de dados e de evidências relativas a uma atividade

experimental; conhecimento de propriedades e relações entre conceitos em uma

situação nova. Como você deve ter concluído, o Caderno é uma espécie de obra aberta, pois está sempre em condições de absorver sugestões, outros modos de fazer, articulando os educadores voluntários do Projeto Formare em uma rede que consolida a tecnologia educativa que o Projeto constitui. Desejamos que você possa utilizá-lo da melhor forma possível e que tenha a oportunidade de refletir criticamente sobre ele, registrando sua colaboração e interagindo com os jovens de seu grupo a fim de investirmos todos em uma educação mais efetiva e na formação de profissionais mais competentes e atualizados para os desafios do mundo contemporâneo.


O desenvolvimento de projetos educacionais tem evoluído rapidamente nas últimas décadas. A formação de jovens não pode ser pensada apenas como uma atividade intelectual. É um processo global e complexo, onde conhecer, refletir, agir e intervir na realidade encontram-se associados. O que se propõe nesse caderno de Caldeiraria Industrial I é apenas uma compilação de textos técnicos, mais a construção de um guia de referência para o educador, concebida a partir de uma prática pedagógica centrada na formação profissional.

O objetivo desse caderno é apresentar ao educador, por meio de uma visão analítica, visando à aplicação teórica e prática, os diversos conceitos relativos a caldeiraria industrial. Esses conceitos formarão a base teórica e prática necessárias para a construção do conhecimento dos jovens, transformando-os em futuros trabalhadores qualificados para a Operação de Produção e Montagem Metalúrgica.

Trata-se de um guia prático para o educador, que, pelas suas características, leva em consideração a sua experiência profissional na área de metalurgia. Não ignora que o conhecimento construído a partir da utilização desse guia, dependerá das condições do grupo de jovens e da disposição para ensinar do educador, sendo de excelente ajuda na preparação e execução das aulas a serem ministradas. Cada aula apresenta um roteiro contendo: a duração da aula, materiais necessários que o educador deverá ter em mãos. Entretanto o educador não precisa limitar-se ao conteúdo apresentado; sua criatividade e experiência profissional lhe permitirão desenvolver outras alternativas mais adequadas à natureza do grupo de jovens.

O caderno é composto por quatro capítulos. O capítulo 1 apresenta uma conceituação básica sobre caldeiraria, materiais e produtos executados pela caldeiraria, planificação na caldeiraria e traçados geométricos. Está dividido em oito aulas teóricas de 50 minutos de duração cada, e quatro aulas práticas de 50 minutos, sendo uma a visita a uma indústria metalúrgica e três aulas práticas de planificação e montagem em oficina mecânica. O capítulo 2 traz um estudo detalhado sobre procedimentos para trabalhos práticos em laboratório e fábrica, normas e procedimentos internos para comunicação de acidentes, manuseio de equipamentos de segurança, técnicas de lubrificação e posturas éticas e profissionais, está dividido em duas aulas teóricas de 50 minutos de duração cada, duas aulas práticas de 50 minutos, sendo uma visita a ferramentaria e uma visita a oficina mecânica. O capítulo 3 apresenta um estudo sobre operações básicas de ajustagem, operações de traçagem, operações de serramento, operações de desbaste e acabamento com lima. Está dividido em dez aulas teóricas de 50 minutos de duração cada e quatro aulas práticas de 50 minutos, sendo quatro visitas a oficina mecânica. O capítulo 4 apresenta as operações com furadeiras e rosqueadeira manual, operações de furação, escareamento, alargamento, rebaixamento, normas de segurança, EPI, operações de rosqueamento, medição de roscas, etc. Está dividido em oito aulas teóricas de 50 minutos de duração cada, quatro aulas práticas de 50 minutos, sendo quatro visitas a oficina mecânica e uma avaliação teórica referente aos capítulos 1, 2 e 3.

O caderno tem a finalidade de oferecer uma direção em sua caminhada de orientador da construção dos conhecimentos dos jovens, prevendo objetivos, conteúdos e procedimentos das aulas que compõem cada capítulo de estudo. Recomenda-se que, ao final de cada aula ministrada, se faça um breve registro reflexivo, anotando o que funcionou e o que precisou ser reformulado, se todos os conteúdos foram desenvolvidos satisfatoriamente ou se foi necessário retomar algum, bem como outras sugestões que possam levar à melhoria da prática de formação profissional e

Introdução


assegurar o desenvolvimento do trabalho com aprendizagens significativas para os jovens.


1 Conceituação básica Primeira Aula

Visita à uma indústria metalúrgica..................................................................... 21 Segunda Aula

Ferro Fundido .................................................................................................... 22 Terceira Aula

Aços ao Carbobo ............................................................................................... 25 Quarta Aula

Resistência a Ruptura ....................................................................................... 27 Aços especiais ou aços liga............................................................................... 27

Quinta Aula Propriedades ..................................................................................................... 32

Sexta Aula Visita .................................................................................................................. 37

Sétima Aula Geometria Plana................................................................................................ 38

Oitava Aula Geometria Espacial ........................................................................................... 44

Nona Aula Áreas e Perimetros ............................................................................................ 47

Décima Aula Quadriláteros e Polígonos ................................................................................. 50

Décima Primeira Aula Áreas e volumes de sólidos............................................................................... 55

Décima Segunda Aula Traçados e construções em caldeiraria ............................................................. 60

2 Procedimento para trabalho prático Primeira Aula

Acidentes de trabalho ........................................................................................ 71 Segunda Aula

Extintores de incêndio ....................................................................................... 74 Terceira Aula

Eletricidade ........................................................................................................ 77

Sumário


Quarta Aula Simulando um incêndio .......................................................................................81

3 Operações básicas de ajustagem Primeira Aula

Generalidades sobre traçagem ......................................................................... 85 Segunda Aula

Instrumentos especiais em caldeiraria .............................................................. 88 Terceira Aula

Serramento manual e em máquinas.................................................................. 90 Quarta Aula

Corte de metais ................................................................................................. 92 Quinta Aula

Máquinas de serrar............................................................................................ 95 Sexta Aula

Tipos de serras .................................................................................................. 98 Sétima Aula

Ferramentas especiais ......................................................................................101 Oitava Aula

Processo de limagem ......................................................................................104 Nona Aula

Controles geométricos e ajustes de peças......................................................110 Décima Aula

Serramento manual .........................................................................................116 Décima Primeira Aula

Desbaste e acabamento com lima...................................................................117

4 Operações com Furadeiras e Rosqueamento Manual Primeira Aula

Furamento e escareamento.............................................................................121 Segunda Aula

Alargamento e rebaixamento.............................................................................124 Terceira Aula

Furadeira .........................................................................................................126 Quarta Aula

Brocas e fluídos de corte .................................................................................129 Quinta Aula


Fixação de peças.............................................................................................133 Velocidade de corte .........................................................................................133

Sexta Aula Furar e escarear ..............................................................................................136

Sétima Aula Alargar e rebaixar ............................................................................................137

Oitava Aula Rosqueamento manual....................................................................................138

Nona Aula Ferramentas para abrir roscas ........................................................................142

Décima Aula Elementos principais de uma rosca.................................................................146

Décima Primeira Aula Métodos mecânicos de medição de roscas.....................................................148

Décima Segunda Aula Medir roscas ....................................................................................................153

Décima Terceira Aula Avaliação .........................................................................................................154

Gabarito .................................................................................... 163

Glossário ................................................................................... 167

Referências............................................................................... 171

Anexos ...................................................................................... 173


Serão apresentadas, após visita a uma indústria metalúrgica e observação de exemplos de produtos fabricados por caldeiraria, as principais características e propriedades dos materiais utilizados como o ferro fundido, aço-carbono, aço-liga. Noções de geometria plana e geometria espacial visando à planificação de peças em caldeiraria; composição dos produtos através de sólidos geométricos; cálculo de perímetro, volume e área; traçados geométricos; prática de planificação e montagem de cilindros, cone, prisma, pirâmide e interseção de dutos de 90 0 .

Conhecer a composição e características do ferro fundido;

Conhecer a composição e características do aço-carbono;

Reconhecer a composição e características dos aços especiais e ligas;

Conhecer as propriedades mecânicas de tração, flexão, dureza e tenacidade;

Compreender a geometria plana e espacial visando à planificação de peças em caldeiraria;

Identificar a composição dos produtos através de sólidos geométricos;

Identificar perímetro, volume e área;

Conhecer traçado geométrico, planificação e montagem de peças.

1 Conceituação Básica

Objetivos


10 min

Passo 1 / Orientação da turma

Solicite aos jovens que formem duplas. É importante que na indústria observem o maior número de operações possíveis. Peça que observem atentamente o que está acontecendo.

A tarefa consistirá em observação das seguintes operações: traçar, planificar - em caldeiraria planificar significa colocar sobre um plano todos os elementos da superfície de um corpo., cortar, desempenar – significa passar uma chapa em rolos de desempeno ou pode ser adotado o desempeno a quente, em que, aproveitada a característica das chapas empenarem a alta temperatura, faz-se então a aplicação de calor com maçaricos em determinados padrões., serrar, dobrar, calandrar - encurvar ou desempenar chapas de metal fazendo-as passar na calandra., calibrar - significa comparar a medição aferida no instrumento com um padrão pré-definido, oxicortar - é uma técnica auxiliar a soldagem, uma aplicação de corte recomendada na preparação das bordas das partes a soldar, muito usado para o corte de placas, barras ou outros elementos ferrosos, curvar, pontear - é uma prática muito utilizada quando se deseja fixar parte de componentes, normalmente para executar uma soldagem posterior, furar, escarear - aumentar as dimensões de um buraco ou abertura em que se vai introduzir prego ou parafuso, a fim de que estes fiquem no mesmo nível da peça em que se encravam, , esmerilhar - o mesmo que esmerilar: polir com esmeril.

30 min

Passo 2 / Visita

Nessa aula será realizada uma visita a uma indústria metalúrgica e deverão ser observados os exemplos de produtos fabricados por caldeiraria.

Primeira Aula

Educador, para essa tarefa será preciso providenciar visita a uma indústria metalúrgica, onde são construídas peças a partir do desenho da superfície planificada em chapas de aço, preferencialmente com quatro ou cinco dias de antecedência.


Tornar uma superfície lisa, tratando-a com esmeril, e soldar - é um processo que visa a união localizada de materiais, similares ou não, de forma permanente, baseada na ação de forças em escala atômica semelhantes às existentes no interior do material e é a forma mais importante de união permanente de peças usada industrialmente. Anote quais os tipos de produtos que são fabricados e descreva o maior número de operações observadas.

Ao final do encontro, valendo-se do que observaram e registraram os jovens, deverão concluir o que é um processo de produção em caldeiraria. Corrija e faça comentários e recomendações necessários sobre algumas diferenciações encontradas entre os grupos. Os jovens deverão fazer um relatório, conforme descrito no anexo 1, relatando essa prática.

Ferro fundido Define-se o ferro fundido como uma liga de ferro-carbono que contém de 2,5% a 5% de carbono. Compõe-se, na sua maior parte, de ferro, de pequena quantidade de carbono e quantidades também pequenas de manganês, silício, enxofre e fósforo.

O ferro fundido é obtido na fusão da gusa. A gusa normalmente contém até 5% de carbono, o que faz com que seja um material quebradiço e sem grande uso direto, sendo, portanto um ferro de segunda fusão. As impurezas do minério de ferro e do carvão deixam, no ferro fundido, pequenas porcentagens de silício, manganês, enxofre e fósforo.

Nessa aula serão apresentadas a composição e as características do ferro fundido.

10 min

Passo 3 / Apresentação de resultados

35 min

Passo 1 / Aula teórica

Segunda Aula

Gusa É o produto imediato da fundição do minério de ferro com carvão e calcário num alto forno


Ferro fundido cinzento Tanto o silício como o manganês melhoram as qualidades do ferro fundido. O silício favorece a formação de ferro fundido cinzento. Pelas suas características, o ferro fundido cinzento se presta aos mais variados tipos de construção de peças e de máquinas, sendo assim o mais importante do ponto de vista da fabricação mecânica. O ferro fundido cinzento é menos duro e menos frágil do que o ferro fundido branco e pode ser trabalhado com ferramentas comuns de oficinas, isto é, sofrer acabamento posterior como aplainamento, torneamento, perfuração, rosqueamento, etc. A seguir são apresentadas algumas características do ferro fundido cinzento:

• Nesse tipo de ferro, o carbono se apresenta quase todo em estado livre, sob a forma de palhetas pretas de grafita.

• Quando quebrado, a parte fraturada é escura, devido à grafita.

• Apresenta elevadas porcentagens de carbono (3,5% a 5%) e de silício (2,5%).

• Muito resistente à compressão. Não resiste bem à tração.

• Fácil de ser trabalhado pelas ferramentas manuais e de ser usinado nas máquinas. Peso

específico: 38,7 cmg.

• Funde-se a 1.200ºC, apresentando-se muito líquido, condição que é a melhor para a boa moldagem de peças.

Ferro fundido branco Como foi visto no item anterior, tanto o silício como o manganês melhoram as qualidades do ferro fundido. O manganês favorece a formação de ferro fundido branco. O emprego do ferro fundido branco se limita aos casos em que se busca dureza e resistência ao desgaste muito alto, sem que a peça necessite ser ao mesmo tempo dúctil. O ferro fundido branco só pode ser trabalhado com ferramentas especiais e, assim mesmo, com dificuldade, ou então com esmeril. A seguir são apresentadas algumas características do ferro fundido branco:

• O carbono, nesse tipo, é inteiramente combinado com o ferro, constituindo um carboneto de ferro

Esmeril Pedra usada para polir metais, pedras preciosas ou semi preciosas e lentes ópticas.


(cementita).

• Quando quebrado, a parte fraturada é brilhante e quase branca.

• Tem baixo teor de carbono (2,5% a 3%) e de silício (menos de 1%);

• Muito duro, quebradiço e difícil de ser usinado.

Peso específico: 3

1,7cm

g.

• Funde-se a 1.160ºC, mas não é bom para a moldagem, porque permanece pouco tempo em estado bem líquido.

Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, as diferenças entre ferro fundido, ferro fundido cinzento e ferro fundido branco. Por exemplo, o ferro fundido é uma liga de ferro-carbono, compõe-se, na sua maior parte, de ferro, de pequena quantidade de carbono e quantidades também pequenas de manganês, silício, enxofre e fósforo. O acréscimo do silício favorece a formação de ferro fundido cinzento e o acréscimo do manganês favorece a formação do ferro fundido branco. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicitar que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados no quadro. Divida a turma em duplas.

15 min

Passo 2 / Atividade sugerida

Educador, não se esqueça de providenciar o material necessário a essa atividade (cartazes, catálogos, revistas, apostilas, canetas, etc.).


‘

Aço-carbono O aço é uma liga de ferro e carbono na qual a quantidade de carbono varia de 0,05% a 1,7%. O aço é o mais importante dos materiais metálicos usualmente empregados nas oficinas. A grande maioria das peças de máquinas é feita de aço, por ser um material que tem propriedades mecânicas muito convenientes. Sua cor é acinzentada. Pode ser forjado, laminado, estirado em fios (trefilado), trabalhado por ferramenta de corte, soldado, dobrado, curvado e apresenta grande resistência à ruptura.

Os aços que têm maior quantidade de carbono podem ser endurecidos por um processo de aquecimento e de resfriamento rápido chamado têmpera. Os aços que têm pequena quantidade de carbono não adquirem têmpera. São aços macios, vulgarmente conhecidos por ferro ou aço doce. Quando esmerilhados, desprendem fagulhas em forma de riscos. Os aços que têm grande porcentagem de carbono adquirem têmpera, são mais duros e desprendem fagulhas em formas de estrelinhas.

Fases para obtenção do aço a) Derrete-se o minério de ferro, juntamente com um

fundente (pedras calcárias), em fornos apropriados, usando-se o coque como combustível. Obtém-se, dessa forma, gás de iluminação e escória. Este material é portanto resultado da agregação de diversos elementos que não interessam estar presentes no material aço e gusa.

b) A gusa segue para o misturador, podendo ser, também, transformada em peças brutas ou em lingotes.

c) Do misturador, a gusa segue para os fornos de transformação em aço denominados Bessemer, Siemens-Martins e elétricos.

Nessa aula serão apresentadas a composição e as características do aço-carbono.

35 min


Terceira Aula

Têmpera É um tratamento térmico nos aços que tem como objetivo a obtenção de uma microestrutura que proporcione propriedades de dureza e resistência mecânica elevadas. Escória Escória de aciaria é um subproduto da produção do aço.


Características do aço-carbono

• Cor acinzentada.

• Peso específico: 3

8,7cm

g.

• Temperatura em que se funde: 1.350 a 1.400ºC.

• Maleável (lamina-se bem).

• Dúctil (estira-se bem em fios).

• Tenaz (resiste bem à tração, à compressão e a outros esforços de deformação lenta).

• Deixa-se trabalhar bem pelas ferramentas de corte.

• Apresenta boa resiliência, isto é, resiste bem a choques.

• Deixa-se soldar, isto é, uma barra de aço liga-se a outra pela ação do calor (solda autógena) ou pela ação combinada do calor com choques, na bigorna ou no martelete (caldeamento).

• Com determinadas porcentagens de carbono, apresenta condições especiais de dureza (adquire têmpera).

• Com determinadas porcentagens de carbono, é mais elástico.

• Oferece grande resistência à ruptura.

Formas comerciais do aço

Para diferentes usos industriais, o aço se apresenta usualmente sob as formas de vergalhões, perfilados, chapas, fios e tubos. Particularmente a denominação “perfilados” se reserva aos vergalhões de aço de seções especiais “L” (cantoneiras), “T”, “duplo T”, “Z”, “U”, etc.

Os aços de baixo teor de carbono (até 0,30%) se apresentam em todas as formas acima indicadas. Os aços de têmpera, isto é, de médio e alto teor de carbono (acima de 0,30%) se encontram no comércio mais comumente sob formas de vergalhões (chatos, quadrados, redondos, sextavados), de chapas e de fios. São também comuns os aços chatos, de têmpera, para molas.

As chapas de aço, em geral, são: chapas pretas, tais como saem dos laminadores, chapas galvanizadas, que são revestidas de uma camada de zinco, por meio de banho, e chapas estanhadas (folhas-de-flandres) que,

Ruptura Falha mecânica que é acompanhada por uma deformação plástica significativa; freqüentemente associada com uma falha por fluência.


pelo mesmo processo, são revestidas de uma camada de estanho.

Os tubos de aço podem ser: com costura, comuns, os que resultam da curvatura de chapas estreitas, cujas bordas são encostadas e soldadas por um processo automático, e sem costura, produzidos por meio de perfuração, a quente, em máquinas chamadas prensas de extrusão. Ambos os tipos podem ser galvanizados ou não.

‘ Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, os tipos e formas de aços disponíveis comercialmente. Como, por exemplo, chapas de aço, tubos de aço, tarugo, etc. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados.

Resistência à ruptura Para fins práticos, classificam-se os aços pela resistência à ruptura. Essa característica mecânica se verifica experimentalmente em laboratórios. A resistência à ruptura é medida em quilogramas por milímetro quadrado (kg/mm 2 ).

Quando se diz, por exemplo, que um aço tem a resistência de 45 kg/mm 2 , isso significa que o fio desse

35 min


Nessa aula serão apresentados os aços especiais ou aços-ligas.

15 min



Quarta Aula


aço, com seção de 1 mm 2 , rompe-se quando o esforço aplicado nos extremos for de 45 quilos.

Influência do carbono nas características do aço A porcentagem de carbono influi em importantes características do aço. Quando aumenta o carbono no aço resulta:

• Aumento da dureza e da resistência à tração.

• Diminuição da resiliência e da maleabilidade.

Somente se consegue efeito sensível da têmpera (endurecimento do aço) a partir de 0,4% de carbono. A têmpera aumentando a dureza do aço permite-lhe usos industriais de grande importância.

Classificação dos aços Há duas classes gerais de aços: aços-carbono e aços especiais ou aços-liga. Estes são os que, além do carbono, recebem, na fabricação, a adição de um ou mais dos elementos seguintes: níquel, cromo, vanádio, cobalto, silício, manganês, etc. A tabela 1 apresenta a classificação do aço quanto à dureza, maleabilidade, soldabilidade, têmpera e usos.

Tipo quanto à dureza

Maleabilidade e soldabilidade

Têmpera Usos

Extradoce Grande maleabilidade. Fácil para se soldar.

Não adquire têmpera

Chapas, fios, parafusos, tubos estirados, produtos de caldeiraria.

Doce Maleável e soldável. Não adquire têmpera.

Barras laminadas e perfiladas e peças comuns de mecânica.

Meio doce Difícil para se soldar.

Apresenta início de têmpera.

Peças especiais de máquinas e motores. Ferramentas para a agricultura.

Meio duro Muito difícil para se soldar.

Adquire boa têmpera.

Peças de grande dureza, ferramentas de corte, molas e trilhos.

Duro a extraduro

Não se solda. Adquire têmpera fácil.

Peças de grande dureza e resistência, molas, cabos e cutelaria.

Tabela 1 – Classificação do aço


Aços-carbono

Aços-carbono são os que contêm, além do ferro, pequenas porcentagens de carbono, manganês, silício, fósforo e enxofre.

O ferro é o elemento básico da liga. O carbono constitui, depois do ferro, o elemento mais importante. Pode-se dizer que o carbono é o elemento determinativo do aço, determina ou define o tipo de aço. O manganês, no aço doce, em pequena porcentagem, torna-o dúctil e maleável. No aço rico em carbono o manganês endurece o aço e aumenta-lhe a resistência. O silício faz com que o aço se torne mais duro e tenaz. Evita a porosidade e concorre para a remoção dos gases e dos óxidos. Influi para que não apareçam falhas ou vazios na massa do aço, sendo assim um elemento purificador. O fósforo quando existe em teor elevado no aço, torna-o frágil e quebradiço, motivo pelo qual se deve reduzi-lo ao mínimo possível, já que não se pode eliminá-lo completamente. Por último, o enxofre também é um elemento prejudicial ao aço, tornando-o granuloso e áspero, devido aos gases que produz na massa metálica. O enxofre enfraquece a resistência do aço.

Aços especiais ou aços-liga

Devido às necessidades industriais, a pesquisa e a experiência levaram à descoberta de aços especiais, mediante a adição e a dosagem de certos elementos no aço-carbono.

Obtiveram, assim, aços-liga com características tais como resistência à tração e à corrosão, elasticidade, dureza, entre outros, bem melhores do que as dos aços-carbono comuns.

Conforme as finalidades desejadas, os elementos adicionados aos aços-carbono para a obtenção de aços-ligas são: níquel, cromo, manganês, tungstênio, molibdênio, vanádio, silício, cobalto e o alumínio.

Aços-níquel

O aço-carbono com adição de 1% a 10% de níquel resiste bem à ruptura e ao choque, quando temperado e revenido. É utilizado em peças de automóveis, peças de máquinas e ferramentas.

Com adição de 10% a 20% de níquel resiste bem à tração, muito duro, temperável em jato de ar. É utilizado em blindagem de navios, eixos, hastes de freios e projéteis.

Revenido É um tratamento posterior à têmpera, que consiste em elevar a temperatura até certo nível e manter por algum tempo.


Com a adição de 20% a 50% de níquel é inoxidável, resistente aos choques e resistente à eletricidade. É utilizado em válvulas de motores térmicos, resistências elétricas, cutelaria - embora inicialmente referindo-se apenas às facas, ao longo do tempo a atividade da cutelaria foi ampliada e hoje nela incluem-se a produção de tesouras, navalhas, garfos, colheres, etc. e instrumentos de medidas.

Aços-cromo

O aço-carbono com adição de até 6% de cromo resiste bem à ruptura, é duro e não resiste a choques mecânicos. É utilizado em esferas e rolos de rolamentos, ferramentas, projéteis e blindagens.

Com adição de 11% a 17% de cromo, é inoxidável. É utilizado em aparelhos e instrumentos de medida e cutelaria.

Com a adição de 20% a 30% de cromo resiste à oxidação, mesmo em altas temperaturas. É utilizado em válvulas de motores a explosão, fieiras e matrizes.

Aços-cromo e níquel

O aço-carbono com adição de 0,5% a 1,5 % de cromo e 1,5% a 5% de níquel apresenta grande resistência, grande dureza, muita resistência aos choques, torção e flexão. É utilizado em virabrequins, engrenagens, eixos, peças de motores de grande velocidade e bielas.

O aço-carbono com adição de 8% a 25 % de cromo e 18% a 25% de níquel é inoxidável, resistente à ação do calor, resistente à corrosão de elementos químicos. É utilizado em portas de fornos, retortas, tubulações de águas salinas e gases, eixos de bombas, válvulas e turbinas.

Aços ao manganês

O aço-carbono com adição de 7% a 20% de manganês possui extrema dureza, grande resistência aos choques e ao desgaste. É utilizado em mandíbulas de britadores, eixos de carros e vagões, agulhas, cruzamento e curvas de trilhos e peças de dragas.

Aços ao silício

O aço-carbono com adição de 1% a 3% de silício possui resistência à ruptura, elevado limite de elasticidade,


propriedade de anular o magnetismo. É utilizado em molas, chapas de induzidos de máquinas elétricas e núcleos de bobinas elétricas.

Aços ao silício e ao manganês

O aço-carbono com adição de 1% de silício e 1% de manganês possui grande resistência à ruptura, elevado limite de elasticidade. É utilizado em molas diversas, molas de automóveis, carros e vagões.

Aços ao tungstênio

O aço-carbono com adição de 1% a 9% de tungstênio possui dureza, resistência à ruptura, resistência ao calor da abrasão (fricção) e propriedades magnéticas. É utilizado em ferramentas de corte para altas velocidades, matrizes e fabricação de ímãs.

Aços rápidos

O aço-carbono com adição de 8% a 20% de tungstênio, 1% a 5% de vanádio, até 8% de molibdênio e de 3% a 4% de cromo, forma o aço rápido.

Apresenta excepcional dureza em virtude da formação de carboneto, resistência de corte, mesmo com a ferramenta aquecida ao rubro, pela alta velocidade. A ferramenta de aço rápido que inclui cobalto consegue usinar - Dar forma à matéria-prima, numa operação mecânica, submetendo uma peça bruta à ação de uma máquinas-ferramenta até o aço ao manganês, de grande dureza. É utilizado em ferramentas de corte, de todos os tipos, para altas velocidades, cilindros de laminadores, matrizes, fieiras e punções.

Aços ao alumínio e ao cromo

O aço-carbono com a adição de 0,85% a 1,20 % de alumínio e 0,9% a 1,80% de cromo possui grande dureza superficial por tratamento de nitretação (termoquímico). É utilizado em camisa de cilindro removível, em motor a explosão e de combustão interna, virabrequins, eixos e calibres de medidas de dimensões fixas.


‘

Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, a influência de outros elementos nas características dos aços-ligas. Como por exemplo níquel, manganês, cromo, alumínio, etc. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados.

‘

Maleabilidade Maleabilidade é uma propriedade que um material apresenta ao ser moldado por deformação. A maleabilidade permite a formação de delgadas lâminas do material sem que este se rompa; como não existe nenhum método para quantificá-la, o material é averiguado pelo uso de ensaio de impacto – se caracteriza por submeter o corpo ensaiado a uma força brusca e repentina, que deve rompê-lo.

O material conhecido mais maleável é o ouro, pois é possível maleabilizá-lo até dez milésimos de milímetro de espessura. Também apresenta essa característica, em menor escala, o alumínio, tendo-se popularizado o papel-alumínio como envoltório conservante para alimentos. Em muitos casos, a maleabilidade de um material metálico aumenta com a temperatura. Por isso, os metais são trabalhados mais facilmente a quente.

Nessa aula serão apresentadas as principais propriedades mecânicas do ferro fundido e do aço-carbono como maleabilidade, ductilidade, tenacidade, elasticidade e resistência.

15 min


35 min



Quinta Aula


Ductilidade A ductilidade é outra propriedade mecânica importante dos materiais. Ela representa uma medida do grau de deformação plástica que foi suportado, quando sob a ação de cargas, sem se romper ou fraturar. Ela é caracterizada pelo fluxo do material sob ação de uma tensão cisalhante.

Em metalurgia, a ductilidade é a propriedade que apresentam alguns metais e ligas metálicas quando estão sob a ação de uma força, podendo estirar-se sem romper-se, transformando-se num fio. Os metais que apresentam essa propriedade são denominados dúcteis.

No ensaio de tração, os materiais dúcteis apresentam uma fase de fluência caracterizada por uma grande deformação, sem grandes aplicações de cargas. Do ponto de vista tecnológico, à margem de considerações econômicas, o emprego de materiais dúcteis apresenta vantagens na fabricação e na utilização.

Tenacidade A tenacidade é uma medida da quantidade de energia mecânica que é absorvida por um material à medida que este fratura. Se um material é tenaz ele pode sofrer um alto grau de deformação sem romper.

Elasticidade A elasticidade é uma propriedade mecânica que estuda as propriedades dos materiais elásticos. Um material é dito elástico se ele deforma sob uma tensão aplicada (por exemplo, força externa), mas então retorna à sua forma original quando a tensão aplicada é removida. Ao se liberar a carga, a deformação é totalmente recuperada, isto é, a deformação retorna imediatamente para zero.

O grau ao qual uma estrutura se deforma ou se esforça depende da magnitude da tensão aplicada. Para a maioria dos materiais submetidos a uma tensão de tração em níveis relativamente baixos, a tensão e a deformação são proporcionais entre si, de acordo com a relação abaixo, também conhecida como Lei de Hooke.

εσ E= Onde: =σ Tensão de tração.

E= Magnitude do material. =ε Módulo de elasticidade ou módulo de Young.

Tensão cisalhante É a tensão aplicada com o objetivo de causar ou fazer causar o deslizamento de duas partes adjacentes de um mesmo corpo uma em relação à outra, em uma direção paralela ao seu plano de contato. Ensaio de tração Consiste em submeter um material sob a forma de um corpo de prova a um esforço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até a ruptura.


Resistência do material A resistência de um material é o nível máximo de tensão de deformação que um material pode suportar sem sofrer fratura, falha ou fadiga. A resistência de um material está relacionada com três tipos de tensões de deformação: tração, compressão e cisalhamento.

Tração

A aplicação de uma tensão num material promove uma deformação deste e o ensaio de tração consiste em submeter esse material, sob a forma de um corpo de prova, a um esforço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até a ruptura. A figura 1 ilustra a aplicação de uma tensão de tração em um material.

Geralmente, o ensaio é realizado num corpo de prova de formas e dimensões padronizadas, para que os resultados obtidos possam ser comparados ou, se necessário, reproduzidos. Esse corpo de prova é fixado numa máquina de ensaios, que aplica esforços crescentes na sua direção axial - relativo ao eixo; que tem forma de eixo, sendo medidas as deformações correspondentes. Os esforços ou cargas são medidos na própria máquina, e, normalmente, o corpo de prova é levado à ruptura.

Com esse tipo de ensaio, pode-se afirmar que praticamente as deformações promovidas no material são uniformemente distribuídas em todo o seu corpo, pelo menos até ser atingida uma carga máxima próxima do final do ensaio. Como é possível fazer com que a carga cresça numa velocidade razoavelmente lenta durante todo o teste, o ensaio de tração permite medir satisfatoriamente a resistência do material.

Fig. 1 – Força de tração


Compressão A compressão é o resultado da aplicação de uma tensão de deformação a um material, resultando em uma redução em seu volume. A figura 2 ilustra a aplicação de uma força de compressão em um material. A compressão tem muitas aplicações no estudo dos materiais pelo fato de produzir quantidades consideráveis de deformação. Induzindo a compressão, propriedades mecânicas, tais como a resistência do material, podem ser medidas.

Tensão de cisalhamento Cisalhamento é a tensão aplicada com o objetivo de causar ou fazer causar o deslizamento de duas partes adjacentes de um mesmo corpo uma em relação à outra, em uma direção paralela ao seu plano de contato. Induzindo o cisalhamento, propriedades mecânicas, tais como a resistência do material, podem ser medidas. A figura 3 ilustra uma tensão de cisalhamento aplicada em um material.

Fig. 3 – Tensão de cisalhamento

Fig. 2 – Força de compressão


‘ Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, os conceitos de tração, tenacidade e ductilidade. Como por exemplo, tração é esforço que tende a alongar ou esticar um material até a ruptura, tenacidade é uma medida da quantidade de energia mecânica que é absorvida por um material à medida que este fratura, e ductilidade representa uma medida do grau de deformação plástica que foi suportado, quando sob a ação de cargas, sem se romper ou fraturar, vistos nessa aula. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados oralmente.

15 min

Passo 2 / Atividade Sugerida



Solicite aos jovens que formem duplas. É importante que na oficina mecânica ou na ferramentaria assistam a um ensaio prático de corte, dobra e esmerilhamento em amostras de aço cinzento e aço médio carbono.

Os jovens devem anotar o que ocorre com os aços cinzentos e os aços médio carbono quando esmerilhados, observando o que é uma operação de dobra e corte; e que tipos de aço são utilizados nessas operações.

Ao final do encontro, valendo-se do que observaram e registraram os jovens, deverão concluir quais as diferenças entre o aço cinzento e o aço médio carbono. Corrija e faça comentários e recomendações necessários sobre algumas diferenciações encontradas entre os grupos. Os jovens deverão fazer um relatório, conforme descrito no anexo 1, relatando essa prática.

Nessa aula, será realizada uma visita a oficina mecânica para verificação de um ensaio prático de corte, dobra e esmerilhamento em amostras de aço cinzento e aço médio carbono.

10 min


30 min

Passo 2 / Visita

10 min


Sexta Aula

Educador, para essa tarefa será preciso solicitar ao gerente da fábrica, preferencialmente com quatro ou cinco dias de antecedência, permissão para visitar a ferramentaria ou a oficina mecânica da fábrica


‘

Definições de geometria plana A geometria plana, também é conhecida por 2D (duas dimensões), estuda os objeto e entidades com duas dimensões: largura e comprimento. De uma forma geral, à fabricação de uma peça de caldeiraria em boas condições técnicas e de perfeição deve preceder um desenho em 2D, ou pelo menos um croqui da mesma. E para efetuar este desenho ou croqui é necessário possuir algumas noções de geometria plana, que daremos a seguir.

Linhas e ângulos

Chama-se linha ao fim ou limite de uma superfície. A linha possui unicamente uma dimensão: o seu comprimento. O extremo ou limite de uma linha recebe o nome de ponto.

O ponto não possui dimensões e também pode ser considerado como o encontro de duas linhas. Na prática, representa-se um ponto pela minúscula impressão deixada pelo simples contato de uma ponta de lápis, e também por meio de duas linhas que se cruzam.

As linhas podem ser: reta, quebrada, curva, horizontal, vertical, inclinadas e paralelas. A figura 4 ilustra os diversos tipos de linhas.

Fig. 4 – Tipos de linhas

Nessa aula serão introduzidos alguns conceitos de geometria plana visando posteriormente ao estudo da planificação de peças em caldeiraria.

35 min


Sétima Aula

Croqui Palavra francesa eventualmente aportuguesada como croqui ou traduzida como esboço ou rascunho, costuma se caracterizar como um desenho rápido.


As linhas inclinadas, suficientemente prolongadas, encontram-se sempre formando um ângulo. As linhas AB e AC, apresentadas na figura 5, formam um ângulo cujo vértice é A.

Fig. 5 – Ângulo ABC

Um ângulo pode ser agudo, obtuso e reto. O ângulo agudo é aquele que é menor do que 90 0 (graus). O ângulo obtuso entende-se por aquele que é maior que 90 0 (graus) e o ângulo reto é aquele que é igual a 90 0 (graus), ou seja, quando uma linha reta vertical encontra outra horizontal e forma com esta dois ângulos adjacentes iguais, cada um deles recebe o nome de ângulo reto, enquanto a linha vertical em questão recebe o nome de linha perpendicular. Se a linha em vez de ser vertical, fosse oblíqua, os ângulos formados seriam desiguais e, conforme pode ser visto na figura 6, o maior é o ângulo obtuso e o menor o ângulo agudo. Chama-se bissetriz a linha que divide um ângulo em duas partes iguais.

Fig. 6 – Ângulos reto, obtuso e agudo

Triângulos

O triângulo é o mais simples dos polígonos. É formado por três linhas retas que se cortam em três pontos, chamados vértices e limitadas na sua interseção. Como dois lados formam em cada vértice um ângulo, o triângulo possui três lados e três ângulos.

Os triângulos podem ser eqüilátero, isósceles, escaleno e retângulo. O triângulo eqüilátero possui os três ângulos e os três lados iguais. O triângulo isósceles é formado por dois ângulos e dois lados iguais. O triângulo escaleno


possui os três lados desiguais e o triângulo retângulo é aquele que possui um ângulo reto. A diagonal que une os dois lados do triângulo retângulo é chamada de hipotenusa. A figura 7 ilustra os quatro tipos de triângulos citados anteriormente.

Quadrilátero

O quadrilátero apresenta quatro lados, quatro ângulos e quatro vértices. De acordo com sua forma, o quadrilátero pode ser quadrado, retângulo, paralelogramo, losango e trapézio. O quadrado é uma superfície formada por quatro lados iguais que formam entre si ângulos retos. O retângulo é formado por lados opostos iguais e paralelos que formam quatro ângulos retos. No losango todos os lados são iguais; porém os ângulos formados não são retos. O trapézio apresenta dois lados paralelos, pode ser isósceles ou retângulo. No primeiro caso os lados não paralelos são iguais e, por conseguinte, os ângulos não opostos são iguais, dois a dois; no segundo caso apresenta dois ângulos retos. A linha que une dois pontos opostos de um quadrilátero chama-se diagonal. Todo o quadrilátero que possui os lados opostos paralelos constitui um paralelogramo. A figura 8 ilustra os cinco quadriláteros citados.

Fig. 7 – Triângulos eqüilátero (a), isósceles (b), escaleno (c) e retângulo (d)

Fig. 8 – Quadrado (a), retângulo (b), losango (c), trapézio (d) e paralelogramo (e)


Polígonos

Um polígono é uma porção de plano limitada por retas. Entende-se por plano uma superfície plana, isto é, uma superfície tal que qualquer que seja a direção de uma reta sobre ela aplicada, esta reta coincidirá com a superfície em todo o seu comprimento.

Os polígonos dividem-se em regulares e irregulares. O polígono regular é aquele em que todos os lados são iguais; a desigualdade dos lados caracteriza o polígono irregular. O nome dos polígonos varia de acordo com o número de lados. O polígono de cinco lados denomina-se pentágono, o de seis lados denomina-se hexágono e o de sete lados heptágono. A figura 9 ilustra um hexágono.

Fig. 9 – Hexágono

Circunferência ou círculo

Dá-se o nome de circunferência ou círculo a uma figura plana, limitada por uma linha curva, tal que todas as linhas retas que se podem traçar de um ponto interior da figura à circunferência ou linha que limita esta figura, sejam iguais. O ponto em questão leva o nome de centro do círculo.

O diâmetro da circunferência é uma reta que vai de um ponto a outro da circunferência passando pelo centro (AOC). O raio é a reta que vai do centro à circunferência (OC ou AO). Dá-se o nome de semicírculo à figura limitada por um diâmetro e a parte da circunferência cortada por este diâmetro (AHC ou AMC). O segmento de um círculo é a figura limitada por uma linha reta que corta a circunferência em dois pontos e a parte da circunferência assim cortada (DHE).

A figura compreendida entre duas linhas retas traçadas do centro e a porção de circunferência por elas limitada constitui o setor de círculo (COM). Chama-se corda uma linha reta menor do que um diâmetro, interior ao círculo e que tem seus extremos situados sobre a circunferência (DE). O arco de círculo é designado pelo pedaço de circunferência (DHE). A flecha é uma perpendicular à


corda que une o centro desta com a circunferência (GH). Denomina-se tangente uma linha reta que encosta na circunferência sem cortá-la (XHY). O ponto em que a tangente encosta na circunferência recebe o nome de ponto de tangência. A figura 10 ilustra uma circunferência e todas as definições citadas anteriormente.

Fig. 10 – Circunferência ou círculo Denomina-se secante a reta que corta a circunferência em dois pontos. Duas circunferências são secantes quando possuem dois pontos em comum, conforme mostrado na figura 11. Se não possuírem nenhum ponto em comum serão interiores ou exteriores.

Fig. 11 – Circunferências secantes

Inscrição e circunscrição de polígonos Numa circunferência pode-se inscrever ou circunscrever um polígono regular. Um polígono é chamado inscrito numa circunferência quando todos os seus lados são cordas da circunferência. O polígono é circunscrito quando todos os seus lados são tangentes à circunferência. Finalmente, uma circunferência é circunscrita a um polígono quando passa por todos os vértices do polígono. A figura 12 ilustra a inscrição de um polígono.

Fig. 12 – Inscrição de um polígono


Elipse A elipse é uma figura plana limitada por uma curva contínua descrita ao redor de dois pontos chamados focos F e F ′ , de modo tal que a soma das distâncias de cada ponto da curva a ambos os focos é sempre a mesma. A figura 13 mostra uma elipse.

Fig. 13 – Elipse

‘ Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, os conceitos de geometria plana e geometria espacial. Como por exemplo, geometria plana, também conhecida por 2D (duas dimensões), estuda os objeto e entidades com duas dimensões: largura e comprimento. Geometria espacial, conhecida como 3D (três dimensões), estuda os objetos e entidades com três dimensões: comprimento, largura e altura. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados oralmente.

15 min

Passo 2 / Atividade Sugerida



Definições de geometria espacial A geometria espacial, também conhecida por 3D (três dimensões), estuda os sólidos que possuem três dimensões: comprimento, largura e altura. Seus limites são superfícies e, de acordo com sua forma, dividem-se em poliedros, corpos redondos ou de revolução e mistos.

Os poliedros são corpos terminados em todos os sentidos por planos e compreendem o cubo, o prisma e a pirâmide. Os corpos redondos são sólidos de forma circular, como o cilindro, a esfera e o cone. Quanto aos corpos mistos, são combinações dos tipos já citados.

O cubo, o prisma e a pirâmide

O cubo é um sólido ou figura limitada por seis quadrados iguais. O prisma é um sólido ou figura plana limitada por seis paralelogramos com os planos opostos, aos quais se dá o nome de bases, iguais e paralelos. A pirâmide é um sólido ou figura limitada por planos, um dos quais pode ser um polígono qualquer, sendo os demais triângulos com vértices reunidos num ponto acima da base, que recebe o nome de vértice da pirâmide. A figura 14 ilustra um cubo, exemplo de poliedro.

Fig. 14 – Cubo

35 min


Nessa aula serão introduzidos alguns conceitos de geometria espacial visando posteriormente ao estudo da planificação de peças em caldeiraria.

Oitava Aula


O cilindro, a esfera e o cone

O cilindro é um sólido ou figura descrita pela revolução de um retângulo ou paralelogramo em torno de um de seus lados, o qual leva o nome de eixo do cilindro. As bases ou extremos do cilindro são círculos descritos pelos lados giratórios do paralelogramo, considerados como raio.

A esfera é o sólido ou figura descrita pela revolução de um semicírculo ao redor de seu diâmetro fixo. O eixo da esfera é a linha reta fixa ou diâmetro em torno do qual gira o semicírculo. O centro da esfera é o mesmo que o do semicírculo gerador e o diâmetro da esfera é toda linha reta que passando pelo centro termina na superfície da esfera.

O cone é um sólido ou figura descrita pela revolução de um triângulo retângulo ao redor de um de seus lados que formam o ângulo reto, o qual permanece fixo. O eixo do cone é a reta que permanece fixa ao redor da qual gira o triângulo gerador do sólido. A base do cone é o círculo descrito pelo lado giratório considerado como raio e que forma o ângulo reto com o eixo. A figura 15 ilustra um cone gerado a partir de um triângulo retângulo, exemplo de corpo redondo.

Fig. 15 – Cone gerado a partir de um triângulo retângulo


A elipse, a parábola e a hipérbole

Se cortarmos obliquamente um cone acima da base, a seção resultante é uma elipse; se o cone for cortado por um plano paralelo a uma de suas geratrizes ou lados oblíquos, a seção obtida será uma parábola; finalmente, se fizermos um corte em ângulo reto com a base, a seção obtida será uma hipérbole. A figura 16 ilustra uma parábola.

Fig.16 – Parábola

‘ Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, os conceitos de geometria plana e geometria espacial. Como por exemplo, geometria plana, também conhecida por 2D (duas dimensões), estuda os objeto e entidades com duas dimensões: largura e comprimento. Geometria espacial, conhecida como 3D (três dimensões), estuda os objetos e entidades com três dimensões: comprimento, largura e altura. Esse exercício poderá ser corrigir no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados oralmente.

15 min




Determinação da área de um círculo Calcula-se a área de um círculo multiplicando-se o quadrado do diâmetro D, figura 17, por 0,7854. Ou seja, área = 7854,02 ×D .

Determinação do comprimento da circunferência de um círculo Calcula-se o comprimento da circunferência de um círculo multiplicando-se o diâmetro D, figura 17, por 3,1416. Ou seja, comprimento = 1416,3×D .

Fig. 17 – Círculo

Determinação da área de um semicírculo Calcula-se a área de um semicírculo multiplicando-se o quadrado do diâmetro D, figura 18, por 0, 3927. Ou seja, área = .3927,02 ×D .

Determinação do perímetro do semicírculo Calcula-se o perímetro de um semicírculo multiplicando-se o diâmetro D, figura 18, por 1, 5708. Ou seja, perímetro =. 5708,1×D

Nessa aula serão apresentados as áreas e perímetros dos círculos.

35 min


Nona Aula


Fig. 18 – Semicírculo

Determinação da área de uma coroa Calcula-se a área de uma coroa subtraindo-se as áreas D e H dos dois círculos, figura 19. Ou seja, área =

).(7854,0 22 HD − .

Determinação do comprimento da circunferência exterior de uma coroa Calcula-se o comprimento da circunferência exterior de uma coroa multiplicando-se o diâmetro externo D, figura 19, por 3,1416. Ou seja, comprimento = 1416,3×D .

Determinação do comprimento da circunferência interior de uma coroa Calcula-se o comprimento da circunferência interior de uma coroa multiplicando-se o diâmetro interno, figura 19, por 3,1416. Ou seja, comprimento = 1416,3×H .

Fig. 19 – Coroa

Determinação da área de uma superfície oval

Calcula-se a área de uma superfície oval multiplicando-se o comprimento H, figura 20, pela largura D e subtrai-se deste produto o quadrado da largura D por 0,214. Ou seja, área = )214,0( DHD − .


Determinação do perímetro de uma superfície oval

O perímetro de uma superfície oval é igual a duas vezes o seu comprimento mais sua largura multiplicada por 1,142. Ou seja, perímetro = ).571,0(2 DH +

Fig. 20 – Superfície oval

Determinação da área de uma parábola

Calcula-se a área de uma parábola multiplicando-se a base D, figura 21, pela altura H e por 0,667. Ou seja, área = )(667,0 HD× .

Fig. 21 – Parábola

Determinação da área de uma elipse

Calcula-se a área de uma elipse multiplicando-se o produto de seus diâmetros D e H, figura 22, por 0,7854. Ou seja, área = ).(7854,0 HD× .

Determinação do perímetro de uma elipse

Calcula-se o perímetro de uma elipse multiplicando-se a semi-soma dos dois diâmetros, da figura 22, por 3,1416,


ou melhor, a soma dos diâmetros por 1,5708. Ou seja, perímetro = ).(5708,1 HD +

Fig. 22 – Elipse

Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, os conceitos de área e perímetro das superfícies planas. Como por exemplo, círculo, semicírculo, coroa, superfície oval, etc. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados oralmente.

Determinação da área de um quadrado Calcula-se a área de um quadrado, figura 22, elevando-se o lado D ao quadrado, ou, ainda, multiplicando-se a largura pela altura. Ou seja, área = .2D

Nessa aula serão apresentados as áreas e perímetros dos quadriláteros e polígonos.

15 min


35 min



Décima Aula


Determinação do perímetro de um quadrado

Calcula-se o perímetro de um quadrado somando-se os quatro lados D. Ou seja, perímetro = .4 D×

Fig. 23 – Quadrado

Determinação da área de um retângulo

Calcula-se a área de um retângulo multiplicando-se o comprimento H da figura 23 pela altura D. Ou seja, área =

HD×

Determinação do perímetro de um retângulo

O perímetro de um retângulo é igual a duas vezes a soma do comprimento e da altura. Ou seja, perímetro =

)(2 HD + .

Fig. 24 – Retângulo

Determinação da área de um paralelogramo

Calcula-se a área de um paralelogramo multiplicando-se a base D pela altura H da figura 24. Ou seja, área =

HD×

Fig. 25 – Paralelogramo

Determinação da área de um trapézio

Calcula-se a área de um trapézio multiplicando-se a semi-soma dos lados paralelos E e D, da figura 25, pela


distância entre os mesmos. Ou seja, área = .2

)( HDE×

+

Fig. 26 – Trapézio

Determinação da área de um triângulo eqüilátero

Calcula-se a área de um triângulo eqüilátero multiplicando-se o quadrado de um de seus lados D, da figura 26, por 0,433. Ou seja, área = .433,02 ×D

Determinação do perímetro de um triângulo eqüilátero

O perímetro de um triângulo eqüilátero é igual à soma dos comprimentos de seus lados. Ou seja, perímetro =

.3 D×

Fig. 27 – Triângulo eqüilátero

Determinação da área de um triângulo retângulo e de um triângulo isósceles

Calcula-se a área de um triângulo retângulo e um triângulo isósceles dividindo-se o produto da base D, figura 27, pela altura H e dividindo-se por 2. Ou seja, área

= 2HD×

.

Fig. 28 – Triângulo Isósceles


Determinação da área de um polígono regular

Calcula-se a área de um polígono regular multiplicando-se o comprimento de um de seus lados D, figura 28, pela distância do mesmo ao centro do polígono P, pela metade do número de seus lados. Ou seja, área =

2.. ladosdeNPD ××

.

Determinação do perímetro de um polígono regular

O perímetro de um polígono regular é igual à soma dos comprimentos de seus lados. Ou seja, perímetro =

... DladosdeN ×

Fig. 29 – Polígono regular

Determinação da área de um hexágono

Calcula-se a área de um hexágono multiplicando-se o quadrado de um de seus lados S, figura 29, por 2, 598. Ou seja, área = 598,22 ×S .

Determinação do perímetro de um hexágono

O perímetro de um hexágono é igual à soma dos comprimentos de seus lados. Ou seja, perímetro = .6 S×

Fig. 30 – Hexágono


Determinação da área de um octógono

Calcula-se a área de um octógono multiplicando-se o quadrado do diâmetro menor D, figura 30, por 0,828. Ou seja, área = 828,02 ×D . Onde D é igual a .414,0 S

Determinação do perímetro de um octógono

O perímetro de um octógono é igual à soma dos comprimentos de seus lados S, figura 30. Ou seja, perímetro = .8 S×

Fig. 31 – Octógono

Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, os conceitos de área e perímetro dos quadriláteros e polígonos. Como, por exemplo, triângulos, hexágonos e octógonos, etc. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados oralmente.

15 min



Determinação da área de uma esfera

Calcula-se a área de uma esfera, figura 31, multiplicando-se o quadrado do diâmetro D por 3,1416. Ou seja, área = 1416,3.2 ×D .

Determinação do volume de uma esfera

Calcula-se o volume de uma esfera, figura 31, multiplicando-se o cubo do diâmetro D, por 0,5236. Ou seja, volume = 5236,03 ×D .

Fig. 32 – Esfera

Determinação da área de um hemisfério

Calcula-se a área de um hemisfério, figura 32, multiplicando-se o quadrado do diâmetro por 1,5708. Ou seja, área =

25708,1 D× .

Determinação do volume de um hemisfério

Calcula-se o volume de um hemisfério, figura 32, multiplicando-se o cubo do diâmetro por 0,2618. Ou seja, volume =

32618,0 D× .

Nessa aula serão apresentados as áreas e volumes das figuras sólidas.

35 min


Décima Primeira Aula


Fig. 33 – Hemisfério

Determinação da área de um cilindro

Calcula-se a área de um cilindro, figura 34, multiplicando-se a circunferência de uma base pelo comprimento ou altura do cilindro e adicionando-se a este produto a área das duas bases. Ou seja, área = DDH ×+ )2(5708,1 .

Determinação do volume de um cilindro

Calcula-se o volume de um cilindro, figura 34, multiplicando-se a área de uma base ou extremidade D pelo comprimento ou altura H do cilindro. Ou seja, volume = HD ×× 27854,0 .

Fig. 34 – Cilindro

Determinação da área de um anel de cilindro

Calcula-se a área de um anel de cilindro, figura 35, multiplicando-se a soma do diâmetro da seção transversal do anel T e o diâmetro interior H, pelo produto da seção transversal T por 9,8696. Ou seja, área = )8696,9()( ××+ THT .

Determinação do volume de um anel de cilindro

Calcula-se o volume de um anel, figura 35, multiplicando-se a soma da seção transversal do anel T e o diâmetro


interior H, pelo produto do quadrado da seção transversal T por 2,4674. Ou seja, volume = )4674,2()( 2 ××+ THT .

Determinação da área de um cone

Calcula-se a área de um cone, figura 36, multiplicando-se o comprimento da circunferência da base pela metade da altura lateral S e adiciona-se a este produto a área da base. Ou seja, área = )2(7854,0 DSD +× .

Determinação do volume de um cone

Calcula-se o volume de um cone, figura 36, multiplicando-se o quadrado do diâmetro D pela altura H e por 0,2618. Ou seja, volume = HD ×× 22618,0 .

Fig. 36 – Cone

Determinação da área de um tronco de cone

Calcula-se a área de um tronco de cone, figura 37, multiplicando-se a soma dos diâmetros das bases (D e E) por 3,1416 e pela metade da altura lateral, e acrescenta-se a este o produto das áreas das duas bases. Ou seja,

área = ( )227854,02

1416,3 DEEDS ++⎟⎠⎞

⎜⎝⎛ +

× .

Onde:

Fig. 35 – Anel de cilindro


2

2

2HEDS +⎟

⎠⎞

⎜⎝⎛ −

=

Determinação do volume de um tronco de cone

Calcula-se o volume de um tronco de cone, figura 37, somando-se as áreas das duas bases (D e E), acrescenta-se a raiz quadrada do produto dos dois diâmetros dos extremos, e multiplica-se este resultado pela terça parte da distância entre as bases. Ou seja,

volume = ( ) DEDEH××+× 222618,0

3 .

Fig. 37 – Tronco de cone

Determinação da área de um cubo

Calcula-se a área de um cubo, figura 38, multiplicando-se o quadrado de um de seus lados D por seis. Ou seja, área = 26D .

Determinação do volume de um cubo

Calcula-se o volume de um cubo, figura 38, elevando-se ao cubo um de seus lados D. Ou seja, volume = 3D .

Fig. 38 – Cubo


Determinação da área de um prisma retangular

Calcula-se a área de um prisma retangular, figura 39, multiplicando-se a largura pela soma do comprimento e da profundidade, e adiciona-se a este produto o produto do comprimento pela profundidade. O dobro desta soma será a área. Ou seja, área = )].)([2 LHLHD ×++ .

Determinação do volume de um prisma retangular

Calcula-se o volume de um prisma retangular, figura 39, multiplicando-se o comprimento, a largura ou profun-didade e a altura (L, D e H), para achar o produto das três diferentes dimensões lineares. Ou seja,

volume = LHD ×× .

Fig. 39 – Prisma retangular

Determinação da área de uma pirâmide

Calcula-se a área de uma pirâmide, figura 40, multiplicando-se o perímetro da base pela metade da altura lateral S, e somando-se ao produto a área da base. Ou seja, área = )2( SDD + .

Onde:

⎟⎟⎠

⎞⎜⎜⎝

⎛+= 2

2

4HDS

Determinação do volume de uma pirâmide

Calcula-se o volume de uma pirâmide, figura 40, multiplicando-se a área da base D, pela terça parte da

altura H. Ou seja, volume = 3

2 HD ×.


Fig. 40 – Pirâmide

Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, os conceitos de área e volume dos sólidos. Como, por exemplo, esfera, cilindro, cone e pirâmide. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados oralmente.

Traçados e construções em caldeiraria A base de todos os traçados em caldeiraria é o traçado da perpendicular; por isso se começa por ela.

Traçar uma perpendicular a uma reta dada O traçado de uma perpendicular equivale em dividir uma reta em duas partes. Seja B e C a reta que se quer dividir, figura 41. Com um raio maior do que AB ou CA, e fazendo centro em B e C, descrevem-se dois arcos de círculos de um e outro lado da reta, os quais se cortarão em dois pontos, tais como D e E. Uma linha traçada por D e E dividirá a reta em duas partes iguais.

Nessa aula serão apresentados os conceitos de traçados, construções e planificações em caldeiraria.

15 min


35 min


Décima Segunda Aula


Fig. 41 – Perpendicular a uma reta dada

Traçar uma linha paralela a outra Centrar o compasso no ponto C, figura 42, traçar um arco que corta a reta em E. Com a mesma abertura do compasso, colocar a ponta seca do mesmo no ponto E e traçar um outro arco cortando a reta em F. Do ponto E, com abertura igual à corda CF, traçar um arco para obter D. Traçar uma reta ligando os pontos C e D e observar que a reta que passa em CD é paralela à reta que passa em EF.

Fig. 42 – Linha paralela

Divisão de uma reta em um número qualquer de partes iguais

Seja AB, figura 43, a reta que se querer dividir. Pelos pontos A e B, extremidades desta reta, traçam-se linhas paralelas AD e BC, formando um ângulo qualquer,


adequado, com AB. Sobre AD e BC marcam-se a iguais distâncias tantos pontos menos um, quantas forem as partes iguais em que deve ser dividida a reta, com A-1, 1-2, 2-D, etc. Une-se C-1, 2-2, 1-D, e a linha AB ficará dividida no número pedido de partes.

Fig. 43 – Reta dividida em partes iguais

Divisão de um ângulo dado em partes iguais (Bissetriz)

Seja DAC, figura 44, o ângulo que queremos dividir. Com centro em A e um raio qualquer AE, descreve-se um arco até cortar AC e AD, em E e G. Com o mesmo raio e fazendo centro em E e G, descrevem-se dois arcos até que se cortem em H, e une-se este ponto com A, ficando o ângulo DAC dividido em duas partes iguais. A reta AH que divide o ângulo em duas partes iguais é conhecida como bissetriz do ângulo.

Fig. 44 – Ângulo dividido em partes iguais

Construção de um ângulo de trinta graus

Com um raio qualquer AE, figura 45, e fazendo centro em A e em E, descrevem-se dois arcos que se cortam no ponto G. Com o mesmo raio e fazendo centro em G e E, descrevem-se outros dois arcos, cuja interseção será o ponto D. Unindo-se o ponto D com o ponto A, tem-se o ângulo DAC de 30 graus.


Fig. 45 – Construção de ângulo de trinta graus

Construção de um ângulo de quarenta e cinco graus

Com um raio qualquer AE, figura 46, e centros em A e E, descrevem-se dois arcos, que se cortam em F, traça-se EG por F, fazendo FG igual a FE. Une-se G e A e fazendo centro neste último ponto A, com raio AE marca-se o ponto H sobre AG; com o mesmo raio e dois pontos H e E como centros, descrevem-se dois arcos, cuja interseção será o ponto L. A linha AD traçada por este ponto determinará o ângulo DAC de quarenta e cinco graus.

Fig. 46 – Construção de ângulo de quarenta e cinco graus

Construção de um ângulo de sessenta graus

Com um raio qualquer AE, figura 47, e centros em A e E, descrevem-se dois arcos, que se cortam em G, traçando-se finalmente AD por G tem-se o ângulo DAC de sessenta graus.


Figura 47 – Construção de ângulo de sessenta graus

Construção de uma tangente a duas circunferências

A partir do centro da maior circunferência, traça-se outra que tenha por raio a diferença entre os raios das circunferências dadas, figura 48. Do centro da menor circunferência, traça-se a tangente a essa circunferência auxiliar. A tangente pedida é a paralela à tangente que se acaba de traçar, e obtém-se a mesma traçando o raio que conduz ao ponto de contato da tangente auxiliar e prolongando-o até a circunferência. Do centro da menor circunferência traça-se um raio paralelo ao anterior. As extremidades desses raios são os pontos de tangência.

Figura 48 – Construção de tangente a duas circunferências

Construção de uma espiral de passo uniforme

Divide-se a linha CE, figura 49, em tantas partes iguais quantas voltas tiverem que dar a espiral, no nosso exemplo, em quatros partes iguais. Prolonga-se a linha C de um comprimento E-2 igual a duas das subdivisões. Em 1 traça-se a perpendicular 1-B, sobre a qual toma –se 1-A igual a uma das subdivisões. Em 4 traça-se 4-D,


perpendicular a 1-B e em 3 sobre 3-D, traça-se 3-A. Fazendo centro em 2 e com um raio igual a 2-E, descreve-se o arco EA; com centro em 3 e raio 3-A, descreve-se o arco AD; com centro em 4 e com raio igual a 4-D, descreve-se o arco DB, e assim sucessivamente até completar a espiral, que se tiver traçada com cuidado, terminará no ponto E, como indicado na figura 48.

Fig. 49 – Construção de uma espiral de passo uniforme

Planificação de superfícies tradicional

Na indústria metalúrgica, existe o ramo da caldeiraria industrial, onde são construídas peças a partir do desenho da superfície planificada em chapas de aço de cilindro, cone, prisma, pirâmide e interseção de dutos a 90 0 , por exemplo, que após operações de dobramento, resultam na peça desejada.

O processo de planificação tradicional consiste inicialmente em desenhar as vistas ortográficas (vistas frontal, superior e lateral) da peça a ser planificada. Com a interpretação das vistas e a determinação das verdadeiras grandezas das linhas que compõem a superfície, a planificação pode então ser obtida.

Com a aplicação do processo de triangulação, a superfície do sólido (representado nas vistas ortográficas)


é dividida em uma quantidade suficiente de triângulos que permita uma boa solução. Estes triângulos da superfície do sólido são então resolvidos, determinando o comprimento real de cada um de seus lados e depois reconstruídos no plano. A junção de todos os triângulos que compõem a superfície do sólido, quando desenhados num plano, resulta na planificação.

Planificação de superfícies automática

A planificação consiste, então, no processo de determinação da superfície lateral da peça. O maior problema nessa área consiste em fornecer a forma planificada da peça a ser cortada na chapa e executar o corte o mais rapidamente possível. Dessa forma, com o objetivo de automatizar o processo de planificação, apresentam-se software de modelagem e resolução computacional de peças, tipo CAD (Computer Aided Design), que aperfeiçoam o protótipo da planificação da superfície desenvolvida.

O protótipo apresenta a planificação de superfícies laterais de peças com bases circulares ou poligonais (regulares); ou peças compostas pelos dois tipos de base simultaneamente, (circulares e poligonais), ou ainda, peças, cujas bases são não paralelas.

Além disso, considera a superfície espacial discretizada em pontos orientados em relação às bases: superior e inferior, e realiza a planificação dos mesmos. Para se obter as coordenadas das peças truncadas, realizam-se a interseção de um plano de corte com as geratrizes que representam sólidos retos, em que esse plano intercepta apenas uma ou as duas bases do sólido, gerando as coordenadas espaciais da peça desejada. Em seguida, realiza a planificação através de sub-rotinas já existentes no software.

Na fase de validação do modelo, são comparados os valores dos pontos planificados de modelos reais com os valores gerados pelo software e comprova-se a eficiência do método utilizado. O protótipo desenvolvido e aperfeiçoado permite a planificação de uma quantidade maior de peças, normalmente construídas na indústria metalúrgica, de forma rápida e precisa. A figura 50 ilustra uma interseção de cilindro em cilindro realizada por software.


Fig. 50 - Intersecção de cilindro em cilindro Então o trabalho do projetista é colocar os sólidos na posição correta de intersecção. A partir deste ponto, o software localizaria a região onde os dois sólidos estão se encontrando, cortaria essa região e por fim geraria as planificações das peças. A planificação do cilindro que está entrando é mostrada na figura 51.

Figura 51 – Planificação do cilindro principal


Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, as diferenças entre os conceitos de traçado geométrico e planificação em caldeiraria. Como, por exemplo, traçado de uma espiral de passo uniforme e a planificação de um cilindro. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados oralmente.

15 min



Serão apresentados normas e procedimentos internos que deverão ser empregados na prevenção de acidentes na execução de tarefas e atividades práticas no laboratório e na fábrica. Também serão apresentados riscos em eletricidade, normas e procedimentos para suas prevenções, bem como posturas corporais para determinados tipos de trabalhos práticos em oficinas – laboratórios e ambientes industriais.

Conhecer normas e procedimentos internos para prevenção de acidentes;

Conhecer riscos e procedimentos para prevenção de acidentes em eletricidade;

Saber manusear equipamentos de segurança contra incêndios locais;

Reconhecer a importância da utilização de equipamentos de proteção individual;

Conhecer a importância das posturas corporais para determinados tipos de trabalhos;

Conhecer a importância da limpeza do ambiente de trabalho; guarda e controle de ferramental.

2 Procedimento para Trabalho Prático

Objetivos


‘

Acidentes no ambiente de trabalho Acidentes são fatos não planejados que interrompem o ritmo natural de trabalho. Algumas vezes é possível evitar os ambientes e ocasiões favoráveis aos acidentes. Mas, mesmo nestes casos eles ainda podem acontecer. Assim, a única forma de interromper uma seqüência de acidentes é evitar a falha humana, e sempre é possível eliminar-se a falha humana que causa o acidente.

Portanto, para combater os acidentes, antes de tudo, é necessário identificá-lo. Se foram conhecidas quais as falhas humanas que causam acidentes, há a mais absoluta certeza de que terá conseguido fazer metade da tarefa para preservar a sua segurança no ambiente de trabalho.

Quem causa os acidentes

Existem três tipos de falhas humanas que causam acidentes: negligência, incompetência e imperícia.

• Negligência é não se comportar de maneira que o ambiente e a ocasião exigem para se evitar o acidente. Assim, por exemplo, se o ambiente e a ocasião exigem que você tome uma determinada providência para evitar que um acidente venha a ocorrer, e você não toma, temos uma falha humana de negligência. Outros exemplos de negligência estão no caso de se verificar que os fios elétricos de uma máquina de furar onde se trabalha estão descobertos, que o chão apresenta certa quantidade de óleo no chão, etc. Distrair-se no serviço também é uma falha humana de negligência. Pois nem a situação nem o ambiente permitem tal comportamento. Fumar, por exemplo, no ambiente de trabalho é uma falha

Nessa aula serão apresentados as normas e procedimentos de segurança e prevenção de acidentes em trabalhos práticos em oficinas – laboratório e ambientes industriais de produção.

30 min


Primeira Aula


humana de negligência, pois o trabalhador não está respeitando os avisos fixados nas paredes.

• Incompetência é tentar executar qualquer tarefa não estando devidamente habilitado. Por exemplo, um ventilador do escritório está enguiçado. Ninguém ali conhece o assunto para poder fazê-lo voltar a funcionar. Se alguma destas pessoas resolver arriscar-se a dar um jeitinho estará correndo o risco de sofrer um acidente, além de estar cometendo uma falha humana de incompetência.

• Imperícia ocorre quando alguém executa uma tarefa sem fazer uso das habilidades necessárias para aquele serviço. Por exemplo, um operador está operando uma máquina sem dar atenção às necessárias medidas de segurança, excedendo os limites de trabalho do motor de acionamento da máquina. Ele conhece o seu trabalho e sabe executá-lo. Mas não está utilizando corretamente os seus conhecimentos. Está cometendo uma falha humana de imperícia.

Faça o trabalho com segurança

Chama-se de ato inseguro toda a falha humana que favorece a ocorrência de acidentes. Esforçar-se para eliminar a falha humana significa não cometer nenhum ato que aumente o risco de acidentes no local de trabalho.

Para não cometer atos inseguros existem regras de segurança que devem ser obedecidas. A regra básica de segurança é sempre comportar-se de acordo com as exigências do ambiente e da situação. Tanto o ambiente de trabalho como a situação de trabalho exige atenção constante, muita seriedade e responsabilidade.

Condições inseguras

Chama-se condição insegura às condições do ambiente que aumentam o risco de acidentes. Por exemplo, um piso escorregadio aumenta o risco de acidentes, portanto é uma condição insegura. Para diminuir os perigos dessas condições inseguras de trabalho, também se deve estabelecer algumas regras de segurança. A principal dessas regras é manter em ordem e limpeza o ambiente de trabalho. A maioria das condições inseguras criadas tem sua origem na falta de ordem e limpeza no ambiente de trabalho. Todo o ambiente de trabalho desordenado é uma condição insegura.


Equipamentos de Proteção Individual (EPI)

Chama-se de Equipamento de Proteção Individual ( EPI) os equipamentos que reduzem o risco de acidentes para o trabalhador. Devem-se usar sempre esses equipamentos requeridos pelo seu trabalho. Estes equipamentos, normalmente, fazem parte do uniforme de trabalho e devem ser usados durante toda a execução da tarefa à qual eles se destinam. Vejamos alguns exemplos:

• Sapatos antiderrapantes próprios para pisos lisos e escorregadios.

• Luvas e braçadeiras para evitar queimaduras ou cortes.

• Aventais impermeáveis para evitar que se molhem ou se queimem.

‘ Solicitar que os jovens, em duplas, listem exemplos de normas e procedimentos de segurança contra acidentes em ambientes industriais, usando exemplos estudados em sala de aula, ou pesquisados em outras fontes, como Internet, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min




‘

Agentes extintores Agente extintor é todo material que aplicado ao incêndio interfere em sua reação química, provocando uma descontinuidade e alterando as condições para que haja fogo. Estes agentes podem ser encontrados nos estados líquido, gasoso ou sólido. Os principais agentes extintores são apresentados a seguir:

• Água;

• Espuma mecânica;

• Gás carbônico ( CO2 );

• Pó químico seco;

• Agentes improvisados (areia, cobertor, tampa de vasilhame, etc.).

Aparelhos extintores Os aparelhos extintores são os vasilhames, fabricados com dispositivos que possibilitam a aplicação do agente extintor sobre os focos de incêndio. Normalmente, recebem o nome do agente que neles contém, destinam-se ao combate imediato de pequenos focos, pois acondicionam pouco volume de agente extintor para manterem a condição de fácil transporte. São de grande utilidade, desde que manejados adequadamente e no momento certo. O êxito de seu emprego depende dos seguintes fatores:

a) Distribuição apropriada dos aparelhos pela área a proteger.

b) Manutenção adequada e eficiente.

c) Pessoal habilitado a manejar os aparelhos na extinção de incêndios.

Nessa aula serão apresentadas as técnicas de manuseio de equipamentos de segurança contra incêndios locais.

30 min


Segunda Aula


Quanto ao tamanho os extintores podem ser:

a) Portáteis

b) Sobre-rodas (carretas)

Quanto ao sistema de funcionamento:

a) Pressurizados (pressão interna)

b) Pressurizáveis (pressão injetada)

São equipamentos que, contendo uma limitada quantidade de determinado agente extintor, não devem ser considerados como infalíveis e, como tal, capazes de realizar milagres. Desde que fabricados e mantidos de acordo com as normas técnicas brasileiras, distribuídos racionalmente e operados tecnicamente, funcionam satisfatoriamente.

1 Aparelho extintor de água pressurizável – São aqueles que têm o vasilhame externo de aço, carregado com gás carbônico, fechado por um dispositivo especial. Este, quando aberto, libera o gás que passa pelo interior do cilindro expulsando com sua passagem a água contida no interior do aparelho. São indicados somente para incêndios de Classe "A" (madeiras, tecidos, etc.). O agente extintor deve ser aplicado diretamente sobre o combustível, com o intuito de encharcá-lo resfriando-o até a temperatura abaixo de seu ponto de combustão. Retire o pino de segurança que trava o gatilho, aperte o gatilho e dirija o jato à base do fogo.

2 Aparelho extintor de espuma mecânica – Neste tipo de extintor é utilizada água potável na quantidade de 8.460 ml mais 5.400 ml de concentrado de filme de espuma AFFF (Aqueous film forming foams). É pressurizado com N2 e seu funcionamento é como o extintor de água pressurizada. Neste tipo, a mistura é feita internamente através de acionamento mecânico (gatilho), isso libera o conteúdo junto com o nitrogênio responsável pela expulsão da espuma e deve ser aplicado como no item anterior em incêndios classe “B” (óleos, gasolinas, tintas e graxas). Leve o aparelho até o local do fogo, inverta a posição do extintor (FUNDO PARA CIMA), dirija o jato contra a base do fogo. Se o


jato de espuma não sair, revire-o uma ou duas vezes, para reativar a mistura.

3 Aparelho extintor de gás carbônico – Os extintores de CO2 até há alguns anos eram totalmente importados. Porém com a instalação de fábricas de tubos de aço sem costura no Brasil, iniciou-se sua fabricação, sendo portáteis e sobre-rodas. O cilindro é especialmente construído e testado para receber alta pressão. O gás carbônico é colocado a uma pressão de 850 l/pol² em temperatura normal. Devem ser aplicados em incêndios classe “C” (eletricidade em geral). Retire o pino de segurança que trava o gatilho, aperte o gatilho e dirija o jato à base do fogo.

4 Aparelho extintor de pó químico seco pressurizado – São extintores que estão sob pressurização permanente e caracterizam-se pelo emprego de somente um recipiente para o pó e o gás, sendo utilizado o nitrogênio. Devem ser utilizados em incêndios classe “B” e “C”. Puxe a trava de segurança para trás ou gire o registro do cilindro (ou garrafa) para a esquerda, quando o extintor for de pó químico com pressão injetável. Aperte o gatilho, dirija o jato contra a base do fogo procurando cobrir toda a área atingida com movimentação rápida.

Os compostos químicos em pó são indicados para extinção de incêndios de classe "B" e "C" que envolvam aparelhos elétricos de grande porte. Em equipamentos eletrônicos, não se deve aplicá-los, pois sujam e podem danificá-los.

‘ Desafie os jovens a tentarem explicar, em duplas, como funcionam e como utilizar os principais equipamentos de segurança locais. Como, por exemplo, os extintores de água pressurizável, os extintores de espuma mecânica, etc. Esse exercício poderá ser corrigido no quadro ou solicite que os jovens trabalhem no tema e depois apresentem seus resultados oralmente.

20 min




‘

Aparelhos elétricos Quem trabalha em oficina de caldeiraria está permanentemente rodeado por máquinas elétricas que facilitam sua vida e aumentam sua produtividade. Porém, ao mesmo tempo em que um motor elétrico facilita o trabalho, pode transformar-se numa oportunidade para um acidente. É preciso cuidado no uso e manutenção desses dispositivos elétricos.

Choque elétrico

O choque elétrico é um estímulo rápido e acidental do sistema nervoso do corpo humano, pela passagem de uma corrente elétrica. Essa corrente elétrica circulará pelo corpo da pessoa quando ela tornar-se parte de um circuito elétrico.

Como efeito direto decorrente do choque elétrico pode-se ter a morte, a fibrilação do coração, as queimaduras e contrações violentas dos músculos e, como indiretos, as quedas, etc.

Causas dos acidentes elétricos

Podem ser divididas em três grupos as causas dos diferentes tipos de acidentes de natureza elétrica: Grupo 1 Ato inseguro – É a maneira pela qual o trabalhador se expõe conscientemente ao perigo, isto é, denota o comportamento inseguro que o trabalhador assume ao executar uma tarefa. Exemplos:

• Efetuar manutenção de equipamentos elétricos energizados.

Nessa aula serão apresentados as normas e procedimentos de segurança e prevenção de acidentes em eletricidade.

30 min


Terceira Aula


• Verificar se os equipamentos elétricos estão energizados utilizando-se das mãos.

• Executar as operações com pressa, deixando de adotar as medidas de segurança cabíveis.

• Deixar de colocar avisos nos equipamentos elétricos que estiverem sendo reparados.

• Efetuar as operações sem os equipamentos de proteção individual (EPIs) adequados a reparos elétricos.

Grupo 2 Condições inseguras – São as falhas, defeitos, irregularidades técnicas, falta de dispositivos de segurança, bem como as condições do meio em que o trabalho é executado. Exemplos:

• Instalações em mau estado de conservação e/ou isolação.

• Fios espalhados pelo solo.

• Instalações improvisadas.

• Emendas malfeitas.

• Falta de aterramento.

• Condutores de alimentação mal-embutidos ou mal-isolados.

Grupo 3 Fator pessoal inseguro – Acontece quando pessoas sem condições físicas ou psicológicas executam tarefas de reparos, ou até mesmo construção de novos ramais de ligações. Exemplos:

• Trabalhar com o pensamento voltado para problemas pessoais.

• Executar tarefas embriagado.

• Executar tarefa incompatível com a capacidade física.

Curto-circuito

O curto-circuito também é uma causa importante de acidentes elétricos, ocorre quando a resistência num ponto da instalação elétrica se reduz momentaneamente quase a zero, resultando num aumento imediato da intensidade da corrente elétrica e conseqüentemente no aquecimento dos condutores.


Embora os fusíveis devessem desligar automaticamente o circuito elétrico, pela própria ação do calor nos condutores, esta proteção não é perfeita, pois o tempo necessário à queima dos fusíveis é suficiente para que se verifique um acidente. Os curtos-circuitos ocorrem em virtude de:

• Linhas expostas ao contato de condutores alheios à rede.

• Falhas no isolamento.

• Contato deficiente ou frouxo nas conexões dos condutores.

• Ponta descoberta de fio sob tensão.

• Fios cruzados.

• Emprego inadequado de ferramentas metálicas, como chaves de fenda, alicates, etc.

• Abertura lenta de interruptores, provocando um arco entre pólos opostos pela ionização.

• Certos defeitos entre os terminais de motores.

• Umidade.

Sobrecarga

Situação que pode ocasionar acidente elétrico é a sobrecarga dos condutores. Todos os condutores têm determinada capacidade de conduzir corrente elétrica, aquecendo-se excessivamente quando a corrente está além desse limite. A melhor proteção consiste em instalar condutores adequados à corrente elétrica a ser transportada, empregando-se fusíveis ou disjuntores térmicos, de acordo com a capacidade da instalação.

Contatos defeituosos Outra situação que pode ocasionar acidente elétrico são contatos defeituosos. Se dois bons condutores estiverem mal ligados, a resistência elétrica aumenta no ponto de junção dos condutores. Esses contatos defeituosos provêm, geralmente, da perda da capa isolante dos condutores, da oxidação do fio ou de parafusos de conexão frouxos. A melhor proteção contra contatos defeituosos consiste em fazer as ligações com solda branca.


Prevenção de acidentes elétricos

A seguir são apresentados alguns cuidados que devem ser tomados nas oficinas – laboratórios, bem como nas instalações industriais, para se evitar acidentes elétricos:

• Manter as instalações elétricas em bom estado, para evitar sobrecarga, mau contato e curto-circuito.

• Não usar tomadas e fios em mau estado ou de bitola inferior à recomendada.

• Não sobrecarregar as instalações elétricas com vários equipamentos ao mesmo tempo, pois os fios esquentam e podem ocasionar um incêndio.

• Use fusíveis de aparelhagem adequada ao circuito elétrico. Em caso de curto-circuito, os fusíveis interrompem a energia. Se um fusível derreter, desligue a chave imediatamente e procure saber o que houve. Só depois de reparar o defeito, troque o fusível danificado por outro de igual origem. Nunca improvise fusíveis com pedaços de fios, moedas, arames, ou qualquer objeto estranho.

• Mantenha as ferramentas elétricas limpas e armazenadas em local adequado, longe de umidade, produtos químicos, etc. Lembre-se ordem e limpeza são essenciais para um ambiente de trabalho seguro e limpo.

• A umidade é um problema para trabalhos com ferramentas elétricas. Tenha certeza de que o local está seco e que a umidade não provocará um curto-circuito.

• Desconecte o cabo de alimentação antes de fazer qualquer ajuste ou quando a ferramenta não estiver em uso.

‘ Solicitar que os jovens, em duplas, listem exemplos de situações que podem causar acidentes elétricos, como, por exemplo, curto-circuito, sobrecarga, aquecimentos dos condutores, etc., usando exemplos estudados em sala de aula, ou pesquisados em outras fontes, como a Internet, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min



Solicite aos jovens que formem duplas. É importante que na oficina mecânica assistam a uma demonstração prática de utilização dos extintores de incêndio, simulação de saída de emergência da oficina em caso de incêndio, desligamento do quadro de cargas elétricas em caso de curto-circuito e posturas corporais para determinados trabalho como levantamento e deslocamento de peso.

Anote o que ocorre em cada demonstração, observe como usar um extintor de incêndio, como proceder numa comunicação de acidente, como proceder numa saída de emergência, como desligar um quadro elétrico numa situação de curto-circuito e como se posicionar num trabalho de levantamento ou deslocamento de peso.

Nessa aula será realizada uma aula prática na oficina mecânica para demonstração prática de utilização dos extintores de incêndio, simulação de saída de emergência da oficina em caso de incêndio, desligamento do quadro de cargas elétricas em caso de curto-circuito e posturas corporais para determinados tipos de trabalho como levantamento e deslocamento de peso.


10 min

Passo 1 / Orientações

Educador, para essa tarefa será preciso solicitar ao gerente da fábrica, preferencialmente com quatro ou cinco dias de antecedência, permissão para utilizar as dependências da oficina mecânica.

30 min


Quarta Aula


Ao final do encontro, valendo-se do que observaram e registraram os jovens, deverão concluir como proceder nas situações apresentadas durante as demonstrações.

10 min


Educador, corrija e faça comentários e recomen-dações necessários sobre algumas diferenciações encontradas entre os grupos. Os jovens deverão fazer um relatório, conforme descrito no anexo 1, relatando essa prática.


Nesse capítulo serão apresentados as operações básicas de traçagem, seus instrumentos e principais recursos. Operações de serramento manual, tipos de lâminas e suas aplicações, montagem da lâmina no arco, movimentos e postura. Operações de desbaste e acabamento com lima, tipos de lima, movimentos para limagem, procedimentos para controle de planicidade, montagem de ajuste com folga e com interferência.

Conhecer as principais operações básicas de traçagem;

Reconhecer instrumentos de traçagem e seus recursos;

Conhecer as operações de serramento manual, tipos de lâminas e suas aplicações;

Conhecer operações de desbaste e acabamento com lima, tipos de lima e movimentos para limagem;

Compreender o controle da planicidade;

Executar montagem de ajuste com folga e com interferência.

3 Operações Básicas de Ajustagem

Objetivos


Generalidades sobre traçagem Traçar equivale a representar os diversos elementos de uma figura sobre uma folha de papel, sobre uma pedra de desenhar ou sobre uma peça que deve ser trabalhada. De um modo geral, trabalha-se sobre um ou dois planos. As figuras planas são definidas mediante linhas, e traçam-se as mesmas com o auxílio de um lápis, quando se trabalha sobre o papel, e com o lápis ou o riscador quando se executa o trabalho sobre uma superfície metálica.

Riscador

O riscador é uma vara de aço temperado ou de latão, conforme a dureza do corpo no qual se risca, afiada numa extremidade. Quando se risca sobre o desempeno, unta-se previamente a peça com uma solução de sulfato de cobre, branco de Espanha ou galipódio (mistura de cola e branco de Espanha), para que os traços apareçam mais distintos. A figura 51 apresenta uma mesa de desempeno para riscador industrial de chapas.

Fig. 1 – Mesa de desempeno para riscador industrial de chapas

Nessa aula serão apresentadas as operações básicas de traçagem.

30 min


Primeira Aula

Desempeno Placa de ferro fundido, raspada e cuidadosamente aplainada, rígida para livrá-la de qualquer flexão. Pode repousar sobre pés de ferro fundido ou pode-se colocá-la simplesmente sobre a mesa quando for de reduzidas dimensões


Compasso

Para traçar as linhas retas faz-se uso de uma régua, instrumento que todo mundo conhece; para o traçado das circunferências utiliza-se o compasso, entre as pontas do qual se tomam os comprimentos dos raios. Na traçagem industrial são disponíveis os seguintes tipos de compasso: comum, comum com setor, espessura comum, de setor e o compasso duplo, que serve para tomar as distâncias entre as chapas e os diâmetros (internos e externos). A figura 2 apresenta um modelo de compasso.

Fig. 2 – Modelo de compasso industrial

Esquadro e Transferidor

Como o ângulo reto é de comprimento variável, para o seu traçado usa-se o esquadro, que pode ser simples, de suporte, em forma de T, de 60 0 para medir os ângulos das peças hexagonais, de 45 0 para as peças octogonais, etc. Para determinar ou medir a grandeza de um ângulo emprega-se o falso esquadro, instrumento formado por dois braços retilíneos que podem ser separados um do outro girando em torno de um eixo fixo.

Usa-se também para determinar o valor dos ângulos o transferidor, instrumento que consiste num semicírculo de cobre ou de celulóide e cuja circunferência, que recebe o nome de limbo, está dividida em 180 graus. O centro da circunferência está marcado no instrumento; o diâmetro que passa pelo centro e pelo número zero ou 180 graus é chamado linha de fé do aparelho. A figura 3 ilustra um tipo de transferidor industrial.


Fig. 3 – Transferidor industrial

Solicitar que os jovens, em duplas, listem exemplos de instrumentos básicos de traçagem utilizados em caldeiraria, como por exemplo, riscador, compasso industrial, transferidor, etc., usando exemplos estudados em sala de aula, ou pesquisados em outras fontes, como a Internet, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min




Instrumentos especiais em caldeiraria Aos instrumentos básicos mencionados na aula anterior devemos acrescentar os seguintes instrumentos especiais de caldeiraria: compasso de vara, graminho, ponteiro, régua graduada e o calibre.

Compasso de vara

O compasso de vara compõe-se de duas peças ou suportes com pés intercambiáveis, a um dos quais se adapta a ponta traçadora, lápis, ponta-seca, tira-linhas, etc. O suporte vai preso à vara mediante parafusos de pressão. Num dos suportes ou pés de ponta fixa, se apóia o compasso; no outro, pode-se deslizar a ponta traçadora ao longo da vara e fixá-la no ponto conveniente por meio de um parafuso micrométrico.

Graminho

O graminho serve para verificar as peças feitas, assim como traçar paralelas, tomar e transportar pontos, traçar seções, etc. Compreende: um prato perfeitamente aplainado, que se apóia na mesa de desempeno e no qual vai fixa e aparafusada uma vara vertical; um cursor, que se desloca ao longo da vara e é possível fixá-lo por meio de um parafuso de pressão; e uma ponta de riscar que desliza no cursor e pode ser fixada com o auxílio de um parafuso. Existem dois tipos de graminhos: manuais e de mesa.

Punção de bico

O punção de bico é uma ferramenta parecida com o punção comum e que serve para tornar mais saliente o risco obtido com a ponta seca. Os riscos ou sinais executados com o ponteiro devem ser leves, exceto quando representarem o centro de furos a serem abertos.

Nessa aula serão apresentados os instrumentos especiais de traçagem em caldeiraria industrial.

35 min


Segunda Aula


Régua graduada

A régua graduada, o metro articulado e a trena são os mais simples entre os instrumentos de medida linear. A régua apresenta-se, normalmente, em forma de lâmina de aço-carbono ou de aço inoxidável. Nessa lâmina estão gravadas as medidas em centímetro (cm) e milímetro (mm), conforme o sistema métrico, ou em polegada e suas frações, conforme o sistema inglês. Utiliza-se a régua graduada nas medições com erro admissível superior à menor graduação. Normalmente essa graduação equivale a 0,5 mm ou 1/32".

Calibradores

Os calibradores ou calibre são padrões geométricos que são utilizados para controlar as dimensões admissíveis indicadas no projeto. Ou seja, eles são utilizados para verificar se as dimensões efetivas estão dentro das tolerâncias especificadas.

Os calibradores de fabricação em geral, apresentam as dimensões limites em uma única peça. O lado da dimensão limite mínima é chamado de lado-passa, que é o lado do calibrador que deve penetrar no furo ou no eixo. O lado da dimensão limite máxima é chamado de lado-não-passa (ou lado de refugo), que é o lado do calibrador que não deve penetrar no furo ou no eixo. A figura 4 apresenta um calibrador de boca.

Fig. 4 – Calibrador de boca ajustável

Solicitar que os jovens, em duplas, listem exemplos de instrumentos especiais de traçagem utilizados em caldeiraria como, por exemplo, compasso de vara, graminho, etc., usando exemplos estudados em sala de aula, ou pesquisados em outras fontes, como a Internet, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão

15 min



utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Introdução O serramento ou corte de metais é uma das operações mais largamente aplicadas, sendo na maioria das vezes a primeira operação do processo de fabricação, responsável por dividir a matéria-prima, que é adquirida em chapas, barras ou tarugos.

Existem diversas formas de se realizar uma operação de serramento, que dependem das características do material. Processos que utilizam oxiacetilênio – laser, plasma, jato d’água (puro ou com abrasivos) são tratados como processos não convencionais de usinagem, pois não usam cunha cortante, e não serão abordados. Com exceção do oxiacetilênio são processos de alto custo e de aplicação em circunstâncias específicas.

Serramento O serramento é um processo mecânico de usinagem destinado ao seccionamento ou recorte com auxílio de ferramentas multicortantes de pequena espessura. Para tanto, a ferramenta gira, se desloca ou se mantém parada.

Serramento retilíneo

O serramento retilíneo é um processo de usinagem no qual a ferramenta se desloca segundo uma trajetória retilínea, com movimento alternativo ou contínuo. Quando o movimento é alternativo, classifica-se o serramento

Nessa aula serão apresentadas as operações de serramento manual.

30 min



Terceira Aula


como retilíneo alternativo. A figura 5 ilustra um movimento de serramento retilíneo alternativo.

Fig. 5 – Serramento retilíneo alternativo Quando o movimento é contínuo, classifica-se o serramento como retilíneo contínuo. A figura 6 ilustra um movimento de serramento retilíneo contínuo.

Fig. 6 – Serramento retilíneo contínuo

Serramento circular

O serramento circular é um processo de serramento no qual a ferramenta gira ao redor do seu próprio eixo e a peça ou a ferramenta se desloca. A figura 7 ilustra um serramento circular.

Fig; 7 – Serra circular


Solicitar que os jovens, em duplas, listem exemplos de serramentos manuais, usando exemplos estudados em sala de aula, como serra circular, retilínea contínua, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Corte com lâmina sem dente Para chapas finas (até 1 mm) emprega-se a tesoura manual. Há tesouras específicas para efetuar cortes retos e outras para cortes curvos. Para chapas entre 1 e 1,5 mm utiliza-se a tesoura de bancada. Para chapas acima de 1,5 mm recomenda-se o uso de guilhotinas. A figura 8 apresenta estes equipamentos de corte de chapas.

30 min


Nessa aula serão apresentadas as principais características da operação de corte de metais (serramento manual).

20 min



Quarta Aula


Corte manual com lâminas dentadas Em trabalhos de caldeiraria a operação de serrar pode ser feita à mão, com um arco de serra, figura 9. O uso de cinzel (ou talhadeira) também pode ocorrer.

Máquinas de serrar com lâminas dentadas

Em situações de maior produtividade, como é mais comum na indústria, necessita-se do auxílio de máquinas. As máquinas de serrar podem utilizar três tipos de lâminas dentadas, como mostra a figura 10. São elas: a serra circular, a serra de fita e a lâmina de serrar.

Fig. 8 – Tesoura reta, tesoura curva, tesoura de bancada e guilhotina

Fig. 9 – Arco de serra


Fig. 10 - Lâminas dentadas para uso em máquinas

Classificação das máquinas de serrar

As máquinas de cortar podem ser classificadas conforme a seguir:

• Máquina de serrar com movimentos alternativos: horizontal ou vertical.

• Máquina de serrar circular: metálicas com guia retilínea ou braço oscilante e, disco abrasivo.

• Máquina de serrar retilínea contínua: serra de fita horizontal ou vertical.

• Máquina de serrar retilínea contínua: fita de fricção horizontal ou vertical.

Solicitar que os jovens, em duplas, listem exemplos de máquinas de serrar, usando exemplos estudados em sala de aula, como serra circular, retilínea contínua, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min




Máquinas de serrar com movimento alternativo

Nas máquinas de serrar com movimentos alternativos a peça é fixada através de uma morsa de grande faixa de ajuste. A lâmina é presa ao arco sob tensão. Normalmente há um batente ajustável para posicionar a matéria-prima sempre no mesmo comprimento. A figura 61 apresenta o aspecto geral de uma máquina de serrar de movimento alternativo, que pode ser horizontal ou vertical.

Fig. 11 – Máquina de serrar de movimento alternativo

Um dispositivo regulável possibilita ajustar o momento do desligamento da máquina, permitindo que cortes incompletos sejam executados. Após o encerramento do corte a lâmina volta para a posição inicial. Durante o corte, além do movimento alternativo, observa-se que durante o avanço a lâmina é pressionada contra a peça e durante o retorno a lâmina é levemente afastada. Desta forma reduz-se o atrito desnecessário, aumentando a vida útil da lâmina.

Nessa aula serão apresentadas as principais características das máquinas de serrar.

30 min


Quinta Aula


Máquinas de serrar circular A serra circular consiste em um eixo animado de movimento de rotação sobre o qual gira um disco dentado. A serra pode ser fixa, e neste caso o movimento de avanço é realizado com a peça. Em outra situação a serra é que fornece o movimento de avanço, e nesta situação a peça é que é fixa. A figura 12 mostra a aparência geral de uma serra circular além de apresentar em seu lado esquerdo duas formas de se movimentar a serra: guia retilínea e braço oscilante.

Fig. 12 – Serra circular

Máquinas de serrar de fita A serra de fita, também chamada de fita dentada, normalmente é adquirida em rolos e cortada no tamanho desejado. São amplamente utilizadas, pois além de cortar em linha reta, como nos outros tipos de serra, podem serrar contornos. Possuem dispositivos para cortar, soldar, e retificar a fita que se pode romper com relativa facilidade. A figura 63 exibe uma máquina de serrar de fita vertical à esquerda (com detalhe ao centro) e uma máquina de serrar de fita horizontal à direita. Observe que na máquina vertical o avanço é da peça contra a serra, e por meio de esforço do operador. Já, na máquina horizontal, a peça é fixada em uma morsa e um sistema hidráulico realiza o avanço da serra contra o material.

Podem-se executar operações de polimento através da substituição da fita dentada por uma fita abrasiva, mostrando que este equipamento é bastante versátil. A figura 13 apresenta máquinas para serra de fita, vertical à direita e horizontal à esquerda.

Deve-se dar preferência para as fitas mais largas, pois são mais resistentes e permitem que a operação seja efetuada de forma mais rápida. Mas a largura da serra de fita depende do menor raio a serrar. A tabela 1 apresenta a relação entre a espessura da serra e o raio mínimo de um fabricante.


Fig. 13 – Máquinas para serra de fita: vertical à esquerda e horizontal à direita

Raio mínimo Largura da serra de fita

3,2 mm (1/8”) 3,2 mm (1/8”)

7,9 mm (5/16”) 4,8 mm (3/16”)

15,9 mm (5/8”) 6,35 mm (1/4”)

36,5 mm (1 7/16”) 9,5 mm (3/8”)

63,5 mm (2 1/2”) 12,7 mm (1/2”)

Tabela 1 – Relação entre a espessura da serra e o raio mínimo

Solicitar que os jovens, em duplas, listem características de máquinas de serra circular e máquina de serrar de fita, usando exemplos estudados em sala de aula, como por exemplo, a máquina de serrar circular consiste em um eixo animado de movimento de rotação sobre o qual gira um disco dentado e a máquina de serra de fita serra em linha reta e pode serrar contornos. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min




Tipos de serras Como toda ferramenta, a serra deve possuir um tratamento para aumento de sua resistência e durabilidade. Têm-se serras totalmente temperadas, que são indicadas para peças forjadas, ferro fundido, latão e peças de grandes dimensões. Também são disponíveis serras com apenas os dentes temperados, que são indicadas para perfis leves, tipo U, tipo T e tipo L, tubos e peças vazadas.

Formas de dentes

A forma dos dentes depende do tipo de serra. Em serras de lâmina e de fita têm-se os dentes travados enquanto nas serras circulares têm-se dentes chanfrados (postiços ou não). O travamento dos dentes faz com que a largura de corte seja maior do que a espessura do corpo da lâmina, reduzindo o atrito e melhorando o rendimento da operação. Existe três tipos de travamento. A figura 14 apresenta os três tipos de travamento.

• Travamento alternado – Possui um dente à direita seguido por um dente à esquerda. Indicado para materiais como latão, bronze, borracha, plástico, alumínio, zinco e cobre.

• Travamento ancinho – Possui um dente alinhado seguido por um dente à direita que por sua vez é seguido por um dente à esquerda. Utilizado para cortar aços especiais.

• Travamento ondulado – Possui um dente alinhado, três dentes à esquerda, um dente alinhado e três dentes à direita. Em cada seqüência de três dentes o dente central possui maior inclinação. Indicado para cortar aços ferramenta e ferro fundido.

Nessa aula serão apresentados os principais tipos de serras utilizados nas máquinas de serrar.

35 min


Sexta Aula


Fig. 14 – Tipos de travamento em serras de lâmina e de fita

Serras em Disco

Nas serras em disco os dentes são chanfrados, e sua finalidade é a mesma que a do travamento, ou seja, reduzir o atrito. Pode-se encontrar serras com chanfros alternados onde um dente possui chanfro do lado esquerdo e o dente seguinte no lado direito. Outro tipo é o duplamente chanfrado, que possui este nome por ter um dente com chanfro nos dois lados após cada par de dentes com apenas um chanfro. A figura 15 ilustra os dois tipos de chanframentos citados.

Fig. 15 – Tipos de chanframentos para discos de serra

Também nas serras de disco pode-se encontrar os dentes postiços, que são feitos de materiais mais resistentes e podem ser facilmente substituídos quando se desgastam ou quebram. São indicados para operações que exigem alto desempenho. Observando a figura 16 pode-se observar que os dentes postiços


também são chanfrados, mas de forma diferente do chanframento já apresentado. Neste caso um dente possui chanfros nos dois lados enquanto o dente seguinte possui chanfro no topo.

Fig. 16 – Dentes postiços para disco de serra

Solicitar que os jovens, em duplas, listem características de serras, usando exemplos estudados em sala de aula como, por exemplo, em serras de lâmina e de fita têm-se os dentes travados, enquanto nas serras circulares se têm dentes chanfrados. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Ferramentas especiais A serra-copo é um acessório de furadeira que permite obter furos de grande diâmetro em tempo reduzido. É

Nessa aula serão apresentadas as ferramentas especiais e utilizações corretas das serras nas máquinas de serrar.

20 min


30 min



Sétima Aula


guiada por uma broca, como ilustra a figura 17. Algumas serras-copo possuem diâmetros que variam de 15 a 152 mm (9/16” a 6”) e podem serrar até uma profundidade de 29 mm (1 1/8”). Pode-se ainda adaptar uma mola ejetora dentro da serra para remover a parte cortada da serra, caso fique presa.

Os discos abrasivos são discos sem dentes e recobertos por material abrasivo que cortam o material por fusão. São acessórios de máquinas de serra a disco.

Figura 17 – Serra-copo

Fixação para corte

A peça deve ser fixada com firmeza para evitar torção da serra e, conseqüentemente, sua quebra. A figura 18 apresenta um exemplo de fixação. Algumas máquinas já possuem dispositivos de fixação próprios.

Fig. 18 – Exemplo de fixação para corte

Uso correto de serras

Existem diversas regras que devem ser obedecidas para obter o máximo aproveitamento das serras. A regra mais importante diz que se deve ter pelo menos três dentes em contato com a peça em sua parte mais fina, como mostra a figura 19. Dessa forma, para se serrar chapas


tubos e perfis deve-se utilizar uma serra com dentes pequenos.

Fig. 19 – Regra dos três dentes

Outra regra está relacionada com a dureza do material. Quanto mais duro o material menor será o tamanho do dente, e conseqüentemente ter-se-á mais dentes por unidade de comprimento. Caso seja utilizada uma serra de dentes grandes o corte será mais demorado. Seguindo o mesmo raciocínio, para materiais macios devem-se utilizar serras de dentes grandes. Se o vão dos dentes for muito pequeno não irá oferecer espaço suficiente para arrastar o cavaco até a saída, dificultando o movimento da serra e diminuindo o corte. A figura 20 ilustra a regra da dureza do material.

Fig. 20 - Regra da dureza do material Para serras de fita e lâminas é comum encontrar as seguintes dentições (dentes por polegada): 1 1/4, 2, 3, 4, 6, 8, 10, 14, 18, 24 e 32. Mas há também fitas especiais com passo variável dos dentes, como por exemplo: 2-3, 3-4, 4-6, 5-8, 6-10, 10-14. A tabela 2 apresenta a lubrificação mais adequada para alguns materiais, mas é sempre mais correto verificar no próprio catálogo do fabricante a opção recomendada.

Material Lubrificante

Aço, latão e cobre Água com óleo solúvel

Alumínio

Ferro fundido e bronze Querosene

a seco

Tabela 2 – Refrigerantes mais adequados

Movimentos, postura e EPI para serramento

Para a correta utilização dos movimentos e postura é importante observar algumas recomendações para o operador de uma máquina de serrar:


• Reduzir o esforço muscular na realização da tarefa.

• O tronco deve estar na vertical.

• Eliminar as demais situações de contração estática.

• Fazer exercícios de aquecimento e de alonga-mento.

• Instituir pausas e ginástica de distensionamento.

• Escolher a melhor postura para atividades (em pé, sentado, semi-sentado).

• Adotar a flexibilidade postural.

• Quando não for possível fazer rodízio, adotar pausas.

• Tapetes antifadiga devem ser adotados quando se tem de permanecer muito tempo de pé; da mesma forma o degrau destinado a descansar a perna pode ser usado.

Todas as empresas estão obrigadas a fornecer aos empregados, gratuitamente, EPI (Equipamentos de Proteção Individual) adequado ao risco de serragem e em perfeito estado de conservação e funcionamento, como está disciplinado na NR 6, da Portaria nº 3.214/78. Os equipamentos de proteção Individual, usualmente identificados pela sigla EPI, devem ser empregados, em qualquer circunstância, durante uma operação de serragem. A tabela 3 apresenta o EPI indicado, a finalidade e o risco na operação de serragem.

FINALIDADE RISCO EPI INDICADO

Proteção visual e facial

Impactos de partículas sólidas quentes ou frias, de substâncias nocivas (poeiras, líquidos, vapores e gases irritantes).

Óculos de segurança Protetores faciais Máscaras e escudos.

Proteção de tronco Projeção de partículas; golpes ligeiros; calor radiante.

Aventais de couro – vaqueta e raspa.

Proteção de membros superiores

Golpes, cortes, abrasão. Luvas de couro – vaqueta e raspa.

Tabela 3 – EPI indicado na operação de serragem


Solicitar que os jovens, em duplas, discutam a regra dos três dentes, usando exemplos estudados em sala de aula, como, por exemplo, por que se deve ter pelo menos três dentes da serra em contato com a peça em sua parte mais fina. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Processo de limagem Processo mecânico de desbaste, destinado à obtenção de superfícies quaisquer, com auxílio de ferramentas multicortantes de movimento constante ou alternativo denominadas lima.

Lima O primeiro registro que se tem da utilização de limas pelo homem está na Bíblia e remonta ao ano 1090 a.C. As limas teriam sido utilizadas para a afiação de variadas ferramentas primitivas.

As limas atuais evoluíram de uma simples pedra para desbaste para limas primitivas com dentes picados em ângulo reto por meio de máquinas rudimentares de picar. Essas primeiras máquinas de picar limas surgiram a partir

Nessa aula serão apresentadas as operações de desbaste e acabamento com lima.

20 min


50 min



Oitava Aula


de uma invenção de Leonardo Da Vinci, por volta do ano 1490. Apenas em 1750 foi construída a primeira máquina eficiente de picar limas. Fabricada por Chopitel, ela produzia limas em aço doce, dispensando o recozimento. Para produzir superfícies duras, os dentes da lima tinham de passar por vários métodos de cementação. A figura 21 apresenta diversos tipos de limas de desbaste e acabamento manual.

Fig. 21– Diversos tipos de limas de desbaste e acabamento manual

Tipos de lima

A lima é uma ferramenta composta de aço temperado que tem por finalidade tirar, por desbaste, da superfície das peças certa quantidade de matéria incrustada sob a forma de leves partículas. Em caldeiraria emprega-se a lima para desbaste e acabamento de peças brutas de forja, assim como para a afiação de ferramentas.

No mercado estão disponíveis diversos tipos de limas de desbaste. Podendo ser retilínea ou circular, com movimento manual ou automático. A seguir são apresentados diversos tipos de lima disponíveis nas indústrias:

• Lima cilíndrica rotativa com corte no corpo;

• Lima chata bastarda;

• Lima chata murça;

• Lima cana bastarda;

• Lima triângulo para serrote.


Como é construída uma lima

Hoje, vários tipos de materiais, produtos, acabamentos e condições de trabalho tornam a produção e o desenvolvimento de limas uma ciência industrial. A fabricação de limas envolve o estudo dos tipos de aços quanto à composição, têmpera e resistência, bem como exige profundas análises para a determinação de tipos e formatos necessários para adequar as limas às diferentes aplicações.

Um aço especial de alto carbono é utilizado na fabricação da limas, em bobinas ou barras de diferentes dimensões e perfis (retangulares, quadradas, triangulares, redondas e meia-canas), as limas são cortadas nos comprimentos apropriados. Na sua forma bruta, o aço denominado "blank" é aquecido e forjado em martelos para formar a espiga e a ponta.

O "blank" forjado é aquecido e resfriado lentamente sob condições controladas de temperatura para uniformizar sua estrutura interna e diminuir a dureza do aço, permitindo a picagem dos dentes. Os "blanks" recozidos são retificados para eliminar possível descarbonetação e produzir a superfície necessária à formação uniforme dos dentes.

Os dentes são formados por uma picadora que movimenta rápida e alternadamente uma ferramenta de grande dureza, que penetra no "blank" amolecido, formando os dentes da lima por deformação. A lima é endurecida pelo aquecimento em fornos especiais, seguido de resfriamento muito rápido. Com isso, se obtém máxima dureza nos dentes.

A lima é limpa e afiada por meio de um jato de areia. A espiga é temperada no óleo, proporcionando resistência sem fragilidade.

Escolha da lima certa para operação de limagem

O comprimento é medido do ombro da lima até a ponta. O tipo de material e o tamanho da área a ser trabalhada determinarão o comprimento desejado da lima. A figura 22 apresenta os principais elementos de uma lima.


Fig. 22 – Elementos de uma lima A área a ser limada determinará o perfil da lima a ser usado. A seguir são apresentados diversos perfis de limas:

• Redondo – Para ajustar formas redondas ou côncavas.

• Quadrado – Para ajustar furos retangulares ou cantos.

• Triangular – Para ângulos internos agudos, por exemplo, afiação de serras, serrotes, etc.

• Chato – Uso geral para superfícies planas ou convexas.

• Meia-cana – Dupla finalidade, lado chato para superfícies planas ou convexas e lado curvo para superfícies redondas ou côncavas.

Tipos de corte

O trabalho a ser executado, de desbaste ou acabamento, determinará o tipo de dente e de corte para cada aplicação. As limas tipo bastarda são ideais para remoção mais agressiva de material e as limas tipo murça são utilizadas para acabamento final. A figura 23 ilustra o picado das linhas bastarda e murça.

Fig. 23 – Picado das linhas bastarda e murça

Tipos de dentes

Classifica-se o picado das limas, com referência às características dos dentes em: simples, duplo e grosso.

Corte simples

Os dentes são diagonais paralelos. As limas de corte simples são usadas para afiar facas, tesouras, serras,


enxadas, facões, entre outros. A figura 24 apresenta uma lima para corte simples.

Fig. 24 – Lima de corte simples

Corte duplo

Dois grupos de dentes diagonais. O segundo grupo de dentes é picado na direção diagonal oposta e sobre o primeiro grupo de dentes. As limas de corte duplo são usadas com pressão maior do que as de corte simples com a finalidade de desbastar o material. A figura 25 apresenta uma lima para corte duplo.

Fig. 25 – Lima de corte duplo

Lima grossa

A grosa apresenta uma série de dentes individuais formando um corte agressivo que é usado principalmente em madeiras, cascos de animais, alumínio e chumbo. A figura 26 apresenta uma lima grossa.

Fig. 26 – Lima grossa


Movimento de limagem

Para atingir o resultado desejado no trabalho, a lima deve ser utilizada corretamente. Para cada tipo de serviço existe um modelo de lima, assim como uma forma de manejá-la. Basicamente, há três formas de trabalhar com a lima:

• Limagem reta – Movimento de vaivém longitudinal. A lima é empurrada sobre a peça diretamente para frente ou ligeiramente na diagonal.

• Translimagem – Com as mãos segurando as extremidades, a lima é empurrada e puxada sobre a peça.

• Limagem em torno – A lima é movimentada contra a peça, que gira num torno. Para peças que possam ser danificadas devido à pressão no torno devem ser colocados protetores de zinco, cobre ou alumínio entre elas e as garras do torno.

Modo de segurar Quando a lima for utilizada com as duas mãos o cabo deve ficar acomodado na palma da mão, mais próximo da base do dedo mínimo. O polegar deve segurar o cabo em posição paralela ao comprimento deste. Na outra mão, a ponta da lima deve ficar presa entre o polegar e os dedos indicador e médio. A figura 27 ilustra a maneira correta de segurar na lima com as duas mãos.

Fig. 27 – Forma correta de segurar a lima com as duas mãos

Quando apenas uma das mãos segurar a lima, para limar peças que não estão presas a um torno ou a uma morsa, geralmente o dedo indicador é colocado sobre o cabo, em linha com a lima. A figura 28 ilustra a maneira correta de segurar na lima com uma mão.


Fig. 28 – Forma correta de segurar a lima com uma mão Para uma limagem plana, os movimentos devem ser para frente, numa linha praticamente reta. O curso deve ser modificado apenas o suficiente para evitar sulcos na peça. Deve-se evitar o movimento de vaivém, pois este produzirá superfícies arredondadas. O movimento para trás deve ser leve, para não prejudicar a estrutura dos dentes da lima.

A aplicação excessiva ou insuficiente de pressão na lima durante o trabalho reduz rapidamente sua vida útil. Cada material necessita de uma pressão diferente. E isso se obtém com a utilização da lima correta. É inútil e contraproducente tentar alcançar um desbaste maior com excesso de pressão, por exemplo. Para isso, deve ser utilizada uma lima mais resistente.

Planicidade Planicidade é a condição pela qual toda superfície deve estar limitada pela zona de tolerância “t”, compreendida entre dois planos paralelos, distantes de “t”. A figura 29 apresenta um exemplo de tolerância de planicidade.

Nesta aula serão apresentados os procedimentos para controle de planicidade e montagem de ajuste com folga e com interferência.

30 min


Nona Aula


Fig. 29 – Exemplo de tolerância de planicidade Quando, no desenho do produto, não se especifica a tolerância de planicidade, admite-se que ela possa variar, desde que não ultrapasse a tolerância dimensional. A tolerância de planicidade tem uma importante aplicação no estudo da caldeiraria, principalmente na construção de guias de assento de carros, cabeçote, etc. A figura 30 apresenta a especificação do desenho de uma peça com a tolerância de planicidade de 0,05 mm.

Fig. 30 – Exemplo de tolerância de planicidade Geralmente, os erros de planicidade ocorrem devido aos seguintes fatores:

• Variação de dureza da peça ao longo do plano de usinagem.

• Desgaste prematuro do fio de corte. • Deficiência de fixação da peça, provocando

movimentos indesejáveis durante a usinagem. • Má escolha dos pontos de locação e fixação da

peça, ocasionando deformação. • Folga nas guias da máquina. • Tensões internas decorrentes da usinagem,

deformando a superfície.

Controle de planicidade O relógio comparador é o instrumento de medição mais versátil que se usa na indústria para o controle de planicidade. Seu corpo monobloco permite a sua fixação em diversas posições. A figura 31 apresenta algumas aplicações de um relógio comparador, que pode ser


utilizado tanto na produção como na inspeção final, na medição de planicidade de peças, alinhamento e centragem de peças em máquinas, paralelismo entre faces, medições internas e medições de detalhes de difícil acesso.

Existem diversos modelos de relógio comparador, sendo os mais utilizados de resolução igual a 0,01 mm. O curso do relógio também pode variar de acordo com o modelo, porém os mais comuns são de 1 mm, 10 mm, 0,250”ou 1”. Em alguns relógios a escala se apresenta perpendicular em relação à ponta de contato.

Conceito de ajuste Ajuste é o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra. Através do ajuste pode-se assegurar que as peças acopladas terão movimento relativo entre si ou estarão firmemente unidas. A seguir são apresentadas algumas terminologias de ajuste:

• Superfície de ajuste – Toda superfície de contato entre peças acopladas, sejam elas fixas ou móveis.

• Ajuste cilíndrico – Ajuste entre superfícies de ajustes cilíndricas circulares. Por exemplo, aro interno do rolamento com o eixo correspondente.

• Ajuste plano – Ajuste entre pares de superfícies de ajustes planas. Por exemplo, ajustes entre as guias prismáticas de uma máquina-ferramenta.

• Ajuste cônico – Ajuste entre superfícies de ajustes cônicas circulares. Por exemplo, pinos cônicos de centragem entre duas peças.

Componentes do ajuste São os componentes ou peças destinadas ao ajuste, podem ser vistos na figura 32 e são descritos a seguir:

Fig. 31 – Aplicação de apalpadores no controle de planicidade de uma peça


• Componente ou peça exterior – É a peça do ajuste que cobre a peça acoplada (furo).

• Componente ou peça interior – É a peça do ajuste que é coberta pela peça acoplada (eixo).

Fig. 32 – Conceito de eixo furo O conceito de furo e eixo em ajuste é bastante amplo, como mostra a figura 32. Em acoplamentos múltiplos, figura 33, uma peça pode atuar como eixo em um par e como furo em outro par. Por exemplo, buchas em mancais de escorregamento, cones de morse, etc.

Fig. 33 – Acoplamento múltiplo

Conceito de folga Folga (ou jogo) é a diferença, em um acoplamento, entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo é menor que o furo. A seguir são apresentadas algumas terminologias de folga:

• Folga máxima – É a diferença entre as dimensões máxima do furo e mínima do eixo, figura 34, quando o eixo é menor que o furo. Ou seja, Fmáx= Dmáx - dmin . Através desta equação Fmáx será sempre positiva.

• Folga mínima – É a diferença entre as dimensões mínima do furo e máxima do eixo, figura 84, quando o eixo é menor que o furo. Ou seja, Fmin=


Dmin - dmáx . Através desta equação Fmin será sempre positiva

Fig. 34 – Folgas máximas e mínimas

Conceito de interferência É a diferença, em um acoplamento, entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo é maior que o furo. A seguir são apresentadas algumas terminologias de interferência:

• Interferência máxima – É a diferença entre as dimensões mínima do furo e máxima do eixo, figura 35 , quando o eixo é maior que o furo. Ou seja, Imáx= Dmin - dmáx. Através desta equação, Imáx será sempre negativa.

• Interferência mínima – É a diferença entre as

dimensões máxima do furo e mínima do eixo, figura 35, quando o eixo é maior que o furo. Ou seja, Imin= Dmáx - dmin. Através desta equação, Imin será sempre negativa.

Fig. 35 – Interferências máxima e mínima


Tolerância do Ajuste ( AJt ) É a variação possível da folga ou da interferência entre as peças que se acoplam, figura 36. A tolerância do ajuste pode ser dada pelas seguintes relações: a) tAJ = tEIXO (tolerância do eixo) + tFURO (tolerância do furo)

b) Ajuste com folga: tAJ = Fmáx - Fmin

c) Ajuste com interferência: tAJ = lImáxl- lIminl

d) Ajuste incerto: tAJ = Fmáx + lImáxl O ajuste em função da interferência pode ser definido como o comportamento de um eixo em um furo, ambos com a mesma dimensão nominal. No acoplamento sempre haverá ajuste, caracterizado pela folga ou interferência presente. Em um ajuste o furo e o eixo terão sempre o mesmo diâmetro nominal. Dependendo das variações dimensionais entre as peças que se acoplam pode-se ter os seguintes tipos de ajustes:

• Ajuste com folga (móvel) – É aquele em que existe folga, ou jogo. Inclui-se o caso em que Fmin ou Imáx = 0.

• Ajuste com interferência (prensado) – É o ajuste em que o diâmetro do eixo é sempre maior que o diâmetro do furo.

• Ajuste incerto (indeterminado) – É o ajuste que pode ser com folga ou com interferência. Neste tipo de ajuste não pode ser previsto de antemão se haverá folga ou interferência. Somente após o conhecimento das dimensões efetivas é que estes valores poderão ser determinados. A figura 36 apresenta um ajuste incerto.

Fig. 36 – Ajuste incerto


Solicitar que os jovens, em duplas, discutam os conceitos de ajuste, folga e interferência, usando exemplos estudados em sala de aula. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Solicite aos jovens que formem duplas. É importante que na oficina mecânica assistam a uma demonstração prática de operações de serramento manual e depois executem as operações de serramento solicitadas.

Inicialmente o educador deverá distribuir, para cada dupla, dois tarugos de aço bruto redondo com aproximadamente 10 cm de comprimento e 1cm de diâmetro. Cada dupla também receberá uma folha de tarefa com o desenho e as dimensões da peça que será obtida a partir das operações de serramento que serão

Nessa aula será realizada uma aula prática na oficina mecânica para demonstração prática de operações de serramento manual.

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Décima Aula


demonstradas nessa aula prática. O jovem deverá anotar o que ocorre na demonstração de serramento, pois depois executará executar as mesmas operações no tarugo de aço bruto recebido, respeitando as dimensões fornecidas na folha de tarefas.

Ao final do encontro, os jovens deverão identificar com seu nome o semiproduto obtido com as operações de serramento e entregar ao Educador. Os jovens deverão fazer um relatório, conforme descrito no anexo 1, relatando essa prática.

Solicite aos jovens que formem duplas. É importante que na oficina mecânica assistam a uma demonstração prática de operações de desbaste e acabamento manual com lima e depois executem as operações de limagem solicitadas.

Nessa aula será realizada uma aula prática na oficina mecânica para demonstração prática de operações de desbaste e acabamento manual com lima.

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Educador, corrija e faça comentários e recomen-dações necessários sobre algumas diferenciações encontradas entre os subprodutos obtidos.


Inicialmente o educador deverá distribuir, para cada dupla, o respectivo subproduto obtido na aula anterior (tarugo de aço cortado segundo dimensões dadas). Cada dupla também receberá uma nova folha de tarefas com o desenho dos ajustes com folga da peça, que, após as operações de desbaste e acabamento desta aula, se transformará num semi-eixo a ser utilizado num conjunto produto, que deverá ser apresentado na próxima aula prática. O jovem deverá anotar o que ocorre na demonstração de limagem, pois depois executará as mesmas operações no semiproduto bruto recebido, respeitando as dimensões fornecidas na folha de tarefas.

Ao final do encontro, os jovens deverão identificar com seu nome o semi-eixo obtido com as operações de desbaste e acabamento e entregar ao educador. Os jovens deverão fazer um relatório, conforme descrito no anexo 1, relatando essa prática.

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10 min


Educador, corrija e faça comentários e recomendações necessários sobre algumas diferenciações encontradas entre os semi-eixos obtidos.


Nesse capítulo serão apresentadas as operações de usinagem em furadeira de bancada ou coluna, como operações de furação, escareamento, alargamento e rebaixamento; componentes de uma furadeira; fixação de peças; cálculo de RPM, brocas e fluidos de corte; normas de segurança e EPI; operações de rosqueamento manual interno, ferramentas e acessórios para abrir rosca interna, relação diâmetro do furo versus diâmetro da rosca, tipos e especificações de rosca em milímetro e polegadas, medição de rosca interna com paquímetro e pente de rosca.

Conhecer as principais operações de usinagem de furação, escareamento, alargamento e rebaixamento;

Reconhecer componentes de uma furadeira;

Conhecer brocas e fluidos de corte;

Aprender fixação de peças e cálculo de RPM;

Compreender as normas de segurança e EPI nas operações de furação;

Conhecer operações de rosqueamento manual interno;

Reconhecer ferramentas e acessórios para abrir rosca interna;

Relacionar diâmetro interno do furo versus diâmetro da rosca;

Especificar roscas em milímetro e polegadas;

Conhecer medição de rosca interna com paquímetro e pente de rosca.

4 Operações com Furadeiras e Rosqueamento Manual

Objetivos


Perfuração A perfuração em caldeiraria é a operação que consiste em praticar os furos indicados no traçado de chapas e assinalados ou não com o punção de bico. Esses furos são destinados geralmente à união de duas peças, seja por meio de cavilhas ou com rebites devem ser perfeitamente cilíndricas e devem ter sempre um diâmetro um pouco superior ao da cavilha, a fim de permitir seu perfeito ajustamento.

Furação com broca A furação é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de um furo geralmente cilíndrico numa peça, com auxílio de uma ferramenta multicortante. Para tanto a ferramenta ou a peça se desloca segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo principal da máquina. A furação subdivide-se nas operações:

• Furação em cheio – Processo de furação destinado à abertura de um furo cilíndrico numa peça, removendo todo o material compreendido no volume do furo final, na forma de cavaco. Caso seja necessário fazer furos de grandes profundidades, há a necessidade de ferramenta especial. A figura 1 apresenta um exemplo de operação de furação em cheio.

Nessa aula serão apresentadas as operações de usinagem de furação e escareamento.

30 min


Primeira Aula

Cavilhas Peça de fixação que serve para manter juntas as peças, as estruturas de alvenaria, etc. Tem formato cilíndrico-cônico, com uma cabeça numa das extremidades e uma abertura na outra, onde se encaixa a chaveta Rebites Peça de aço ou alumínio que possui geometria tubular e oca, que pode ser obtida através de chapas de metal soldadas, pelo processo de extrusão do metal ou pelo processo de estampagem de chapas.


Fig. 1 – Furação em cheio

• Furação escalonada – Processo de furação destinado à obtenção de um furo com dois ou mais diâmetros, simultaneamente. A figura 2 apresenta um exemplo de operação de furação escalonada.

Fig. 2 – Furação escalonada

• Escareamento – Processo de furação destinado à abertura de um furo cilíndrico numa peça previamente furada. A figura 3 apresenta um exemplo de operação de escareamento.

Fig. 3 – Operação de escareamento

• Furação de centros – Processo de furação destinado à obtenção de furos de centro, visando uma operação posterior na peça. A figura 4 – apresenta um exemplo de operação de furação de centro.


Fig. 4 – Operação de furação de centro

• Trepanação – Processo de furação em que apenas uma parte de material compreendido no volume do furo final é reduzida a cavaco, permanecendo um núcleo maciço. A figura 5 apresenta um exemplo de operação de trepanação.

Fig. 5 – Operação de furação de trepanação

Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam as operações de usinagem de furação, usando exemplos estudados em sala de aula, como por exemplo furação em cheio, escareamento, trepanação, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Declarar que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min




Alargamento O alargamento é um processo mecânico destinado ao desbaste ou ao acabamento de furos cilíndricos ou cônicos, com auxílio de ferramenta normalmente multicortante. Para tanto, a ferramenta ou a peça gira e a ferramenta ou a peça se desloca segundo uma trajetória retilínea, coincidente ou paralela ao eixo de rotação da ferramenta. O alargamento pode ser:

• Alargamento de desbaste – Processo de alargamento destinado ao desbaste da parede de um furo cilíndrico (figura 6-a) ou cônico (figura 6-b);

Fig. 6 – Alargamento cilíndrico de desbaste (a) e alargamento cônico de desbaste (b)

• Alargamento de acabamento – Processo de alargamento destinado ao acabamento da parede de um furo cilíndrico (figura 7-a) ou cônico (figura 7-b).

Nessa aula serão apresentadas as operações de usinagem de alargamento e rebaixamento.

30 min


Segunda Aula


Fig. 7 – Alargamento cilíndrico de acabamento (a) e alargamento cônico de acabamento (b)

Rebaixamento

O rebaixamento é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de uma forma qualquer na extremidade de um furo. Nesse processo, geralmente, a ferramenta gira e desloca-se simultaneamente segundo uma trajetória retilínea, coincidente com o eixo de rotação da ferramenta. A figura 8 ilustra alguns tipos de rebaixamentos.

Fig. 8 – Tipos de rebaixamento

Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam as operações de usinagem de rebaixamento e alargamento, usando exemplos estudados em sala de aula, como por exemplo, rebaixamento guiado, alargamento cilíndrico de desbaste, etc. Posteriormente, propor que as duplas explicar seus achados ao grande grupo. Declarar que

20 min



poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Constituição de uma máquina de furar

Usa-se muito em Caldeiraria as furadeiras portáteis elétricas que em muitos casos substituem as máquinas de furar especiais. Entretanto, as furadeiras portáteis não permitem fazer furos de mais de 10 milímetros de diâmetro, porque a pressão que é necessária imprimir à broca é superior ao esforço que o operário pode realizar.

As máquinas especiais de furar consistem basicamente de uma árvore, que gira com velocidades determinadas, onde se fixa a ferramenta. Esta árvore desliza na direção de seu eixo. Também pode-se ter uma mesa, onde a peça é fixada ou pode ter movimento. As partes principais de uma máquina de furar variam de acordo com a sua estrutura. Para uma máquina de furar de coluna pode-se destacar as seguintes partes, ilustradas pela figura 9.

Nessa aula serão apresentados os componentes de uma máquina de furar.

35 min



Terceira Aula


Fig. 9 – Furadeira de coluna

Tipos de máquina de furar Pode-se classificar as furadeiras de diversas maneiras. Quanto ao sistema de avanço podem ser manual (ou sensitiva) e automática (elétrica ou hidráulica). Ao contrário do que possa parecer as furadeiras sensitivas possuem grande aplicação no meio industrial.

Quanto ao tipo de máquina podem ser: portátil, de coluna, de bancada, radial e horizontal. A furadeira de bancada, apresentada na figura 98, é a mais encontrada em oficinas de manutenção e de produção devido a sua versatilidade.

Fig. 10 – Furadeira bancada

A furadeira radial pode ser vista na figura 11. A furadeira de bancada é bastante similar à furadeira de coluna,


como pode ser observado pela comparação das figuras 9 e 10.

Enquanto as furadeiras de bancada são utilizadas em pequenos serviços, as furadeiras

radiais são empregadas na furação de grandes peças. O braço possui movimento vertical na coluna, normalmente através de um motor. O braço também possui movimento de giro em torno da coluna, que é feito manualmente na maioria das vezes. Um carro com o sistema de acionamento da árvore principal movimenta-se pelo braço para posicionar a ferramenta.

Fig. 11 – Furadeira radial

A variedade de detalhes em furadeiras é bastante grande. Algumas máquinas possuem avanço automático com limitadores de profundidade. Outras máquinas possuem mesa giratória. Há equipamentos que dispõem de inversão de rotação e avanço sincronizado, que permitem execução de roscas com machos.

Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam as diferenças entre furadeiras portáteis e máquinas de furar de coluna, usando exemplos estudados em sala de aula, como, por exemplo, principais componentes, pressão exercida sobre a broca pelo operador, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Indique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min



Brocas As brocas são as ferramentas de abertura de furos. Possuem de 2 até 4 arestas de corte e sulcos helicoidais por onde corre o cavaco. O ângulo da ponta varia de 90º a 150º de acordo com a dureza do material a furar, sendo o ângulo de 120º o mais comum de se encontrar. Os elementos de uma broca estão destacados na figura 12.

Fig. 12 – Partes de uma broca helicoidal

Tipos de brocas

As características de uma broca, além de sua forma, são: dimensão, material e os ângulos (de hélice, de folga e de ponta). O ângulo de hélice auxilia no desprendimento do cavaco. Deve ser determinado de acordo com o material a ser usinado. Quanto mais duro o material menor deve ser o ângulo.

O ângulo de incidência ou ângulo de folga tem a função de reduzir o atrito entre a broca e a peça e facilitar sua penetração no material, variando entre 6º e 15º. Este ângulo também deve ser determinado de acordo com o material da peça a ser furada. Quanto mais duro o material menor deve ser o ângulo de incidência.

O ângulo de ponta corresponde ao ângulo formado pelas arestas de corte da broca, que devem ter o mesmo comprimento. Este ângulo também é determinado pela dureza do material que será usinado.

Nessa aula, serão apresentadas as brocas e fluidos de corte.

35 min


Quarta Aula


Quando uma broca comum não proporciona um rendimento satisfatório em um trabalho específico e a quantidade de furos não justifica a compra de uma broca especial, pode-se fazer algumas modificações nas brocas tipo N e obter resultados melhores. Pode-se modificar o ângulo da ponta, tornando-o mais obtuso e melhorando os resultados na furação de materiais duros, como aços de alto carbono.

Os tipos de brocas mais comuns são: broca cilíndrica, como a da figura 13, broca de centro, broca calçada com pastilha e broca múltipla. A broca de centro é apresentada na figura 13. É uma broca curta e de diâmetro relativamente grande. Sua alta rigidez impede que ocorra uma flambagem e que o furo seja executado fora do local correto. Sua função é a de iniciar o furo de uma peça, ou seja, fazer um pequeno furo para que a ponta da broca não se desloque da posição.

Fig. 13 – Broca de centro As brocas calçadas com pastilha são indicadas para furação de materiais de maior dureza

e/ou para se obter rendimentos superiores. A figura 14 apresenta este tipo de broca onde é possível perceber que as pastilhas são soldadas ao corpo.

Fig. 14 – Broca calçada

Similares às brocas calçadas, há as brocas com pastilhas intercambiáveis, largamente utilizadas em altas produções e em máquinas CNC devido à rapidez e simplicidade em se manter a afiação do gume cortante. A figura 15 apresenta uma broca com pastilha intercambiável.


Fig. 15 – Broca com pastilha intercambiável

As brocas canhões, que têm um único fio cortante, são indicadas para execução de furos profundos, entre 10 e 100 vezes o seu diâmetro. A figura 16 ilustra esse tipo de broca.

Fig. 16 – Broca canhão

Existem também as brocas anulares, mostradas na figura 17, que permitem executar furos de grandes diâmetros com menor geração de cavaco. Esta broca remove apenas um anel de material e a cápsula resultante pode até ser utilizada como matéria-prima.

Fig. 17 – Broca anular

Fluidos de corte

Quanto maior é a velocidade de corte, maior é o atrito peça-ferramenta-cavaco, o que libera ainda mais calor. Isso tende a prejudicar a qualidade do trabalho, diminui a vida útil da ferramenta, ocasionando a oxidação de sua superfície e a da superfície do material usinado. A partir disso, desenvolveram-se materiais agentes da melhoria da usinagem, sendo genericamente denominados de fluidos de corte.


Um fluido de corte é um material composto, na maioria das vezes, líquido, que deve ser capaz de: refrigerar, lubrificar, proteger contra a oxidação e limpar a região da usinagem. Como refrigerante ele atua sobre a ferramenta e evita que ela atinja temperaturas muito altas e perca suas características de corte. Age, também, sobre a peça, evitando deformações causadas pelo calor. Atua, finalmente, sobre o cavaco , reduzindo a força necessária para que seja cortado.

Como lubrificante, o fluido de corte facilita o deslizamento dos cavacos sobre a ferramenta e diminui o atrito entre a peça e a ferramenta. Evita ainda o aparecimento de aresta postiça, reduz o coeficiente de atrito na região de contato ferramenta-cavaco melhorando o rendimento da máquina. Como protetor contra oxidação, ele protege a peça, a ferramenta e o cavaco, contribuindo para o bom acabamento e aspecto final do trabalho.

Os óleos minerais são a base da maioria dos fluidos de corte. A eles são adicionados os aditivos, que são compostos que alteram e melhoram as características do óleo, principalmente quando ele é muito exigido. Os aditivos mais usados são os antioxidantes e os agentes de extrema pressão.

A figura 18 apresenta uma broca com furo para óleo refrigerante, pode-se observar na figura que o óleo refrigerante é enviado diretamente para a região de formação do cavaco, evitando o superaquecimento da ferramenta e auxiliando na remoção do cavaco. Essa ferramenta permite a usinagem de furos relativamente profundos em um único aprofundamento.

Fig. 18 – Broca com furos para refrigeração

Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam os diversos tipos de brocas e suas aplicações, usando exemplos estudados em sala de aula como, por exemplo, broca helicoidal, canhão, pastilha intercambiável, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Explicar que poderão utilizar

20 min



desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Fixação da ferramenta Normalmente na extremidade inferior da árvore de trabalho há um furo cônico (cone Morse ou ISO), que é uma das características importantes da máquina. Neste cone pode-se fixar diretamente ferramentas de haste cônica ou um mandril universal tipo Jacobs, como o mostrado na figura 19, para fixação de ferramentas de haste cilíndrica.

Fig. 19 - Mandril universal tipo Jacobs. Como a fixação em cone Morse ocorre por força de pressão, a retirada de uma ferramenta ou de um mandril porta-ferramenta é feita por meio de uma cunha introduzida em uma ranhura existente na árvore, como mostrado na figura 20.

Nessa aula serão apresentados a fixação de peças e o cálculo da velocidade de corte.

35 min



Quinta Aula


Fig. 20 - Retirada de mandril Os dispositivos de fixação de peças utilizados nas furadeiras são similares e muitas vezes, os mesmos utilizados nas fresadoras, como mostra a figura 21. Utiliza-se cantoneiras, morsas, grampos, blocos e gabaritos.

Fig. 21 – Dispositivos de fixação de peças Destaca-se, no caso de furadeiras, o uso comum de gabaritos de furação que têm a finalidade de guiar a


broca e garantir a precisão/repetibilidade das coordenadas dos furos. Nos gabaritos os furos são de aço endurecido e podem ser substituídos quando desgastados.

Cálculo da velocidade de corte No emprego da broca deve-se considerar a velocidade de corte e seu avanço, isto é, a quantidade que a broca deve penetrar em cada volta na peça a furar. Os dois elementos variam com a natureza do metal que se trabalha e com a própria qualidade da broca.

A velocidade é medida em m/min (metros por minutos) e indica a velocidade com que a periferia da peça passa pelo fio de corte, e deve ser escolhida de acordo com a classe de metal duro a ser usada. A medida base é o diâmetro original da peça e não o diâmetro resultante depois da usinagem.

A velocidade de corte é determinada pelas rotações por minuto (RPM) e o diâmetro da peça (D), sendo calculada da seguinte maneira:

1000RPMPIDV ××

=

Onde:

V = velocidade de corte (velocidade periférica da peça) em m/min.

D = diâmetro original da peça em milímetros.

PI = 3.1416 (constante que se multiplica o diâmetro para se obter a circunferência de um círculo).

RPM = rotações da peça por minuto.

Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam os diversos tipos de fixação de brocas, usando exemplos estudados em sala de aula, como por exemplo, cone Morse, mandril universal Jacobs, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Explique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min



Solicite aos jovens que formem duplas. É importante que na oficina mecânica assistam a uma demonstração prática de operações de furação e escareamento com furadeira e depois executem as operações solicitadas.

Inicialmente o educador deverá distribuir, para cada dupla, duas placas de aço bruto retangular com aproximadamente 8 cm de comprimento por 8 cm de largura e 1 cm de altura. Cada dupla também receberá uma folha de tarefa com o desenho e as dimensões da peça que será obtida a partir das operações de furação e escareamento que serão demonstradas nessa aula prática com a furadeira. O jovem deverá anotar o que ocorreu na demonstração de furação e escareamento, pois depois executará as mesmas operações na placa de aço bruto recebida, respeitando as dimensões fornecidas na folha de tarefas.

Nessa aula, será realizada uma aula prática na oficina mecânica para demonstração prática de operações de furação e escareamento com furadeira.

10 min


30 min



Sexta Aula

Educador, para essa tarefa será preciso solicitar ao gerente da fábrica, preferencialmente com quatro ou cinco dias de antecedência, permissão para utilizar as dependências da oficina mecânica da fábrica. Não esqueça de elaborar uma folha de tarefas com o desenho e as dimensões da peça.


Ao final do encontro, os jovens deverão identificar com seu nome o semiproduto obtido com as operações de furação e escareamento na placa de aço com a furadeira e entregar ao educador.

Solicite aos jovens que formem duplas. É importante que na oficina mecânica assistam a uma demonstração prática de operações de alargamento e rebaixamento com furadeira e depois executem as operações solicitadas.

Nessa aula será realizada uma aula prática na oficina mecânica para demonstração prática de operações de alargamento e rebaixamento com furadeira.

10 min


10 min

Passo 1 / Orientação

Sétima Aula

Educador, para essa tarefa será preciso solicitar ao gerente da fábrica, preferencialmente com quatro ou cinco dias de antecedência,permissão para utilizar as dependências da oficina mecânica da fábrica. Não esqueça de elaborar uma folha de tarefas com o desenho dos ajustes com folga da peça.

Educador, corrija e faça comentários e recomendações necessários sobre algumas diferenciações encontradas entre os subprodutos obtidos. Os jovens deverão fazer um relatório, conforme descrito no anexo 1, relatando essa prática.


Inicialmente o educador deverá distribuir, para cada dupla, o respectivo subproduto obtido na aula anterior (placa de aço furada e escareada, segundo dimensões dadas). Cada dupla também receberá uma nova folha de tarefas com o desenho dos ajustes com folga da peça, que, após as operações de alargamento e rebaixamento dessa aula, se transformará numa placa furo a ser utilizada num conjunto eixo–furo, definido na nona aula do capítulo 3, figura 84. O jovem deverá eliminar as interferências, caso ocorram. O conjunto eixo–furo deverá ter uma folga mínima especificada na folha de tarefa.

Ao final do encontro, os jovens deverão identificar com seu nome o conjunto eixo – furo obtido com as operações de furação e entregar ao educador.

Operação de rosquear O rosqueamento é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas de revolução. Para

Oitava Aula Nessa aula serão apresentadas as operações e procedimentos de rosqueamento manual interno.

10 min


30 min


30 min


Educador, corrija e faça comentários e recomendações necessários sobre algumas interferências encontradas entre os conjuntos eixos – furos obtidos. Os jovens deverão fazer um relatório, conforme descrito no anexo 1, relatando essa prática.


tanto, a peça ou a ferramenta gira, e uma delas se desloca simultaneamente segundo uma trajetória retilínea paralela ou inclinada ao eixo de rotação. O rosqueamento pode ser interno ou externo.

Rosqueamento interno

Processo de rosqueamento executado em superfícies internas cilíndricas ou cônicas de revolução. A figura 22 apresenta uma rosca interna, feita com ferramenta de perfil único.

Fig. 22 – Rosca interna

Rosqueamento externo

Processo de rosqueamento executado em superfícies externas cilíndricas ou cônicas de revolução. A figura 23 apresenta uma rosca externa, feita com fresa de perfil único.

Fig. 23 – Rosca externa

Passo e hélice de rosca

Quando há um cilindro que gira uniformemente e um ponto que se move também uniformemente no sentido longitudinal, em cada volta completa do cilindro, o avanço (distância percorrida pelo ponto) chama-se passo e o percurso descrito no cilindro por esse ponto denomina-se hélice. A figura 24 apresenta o passo e a hélice de rosca.


Fig. 24 – Passo e hélice de rosca O desenvolvimento da hélice forma um triângulo, onde se têm: α = ângulo da hélice P (passo) = cateto oposto hélice = hipotenusa D2 (diâmetro médio) = cateto adjacente Podem-se aplicar, então, as relações trigonométricas em qualquer rosca, quando se deseja conhecer o passo, diâmetro médio ou ângulo da hélice:

Ângulo da hélice = π

α×

=2DPtg

P(paso) πα ××= 2Dtg

Quanto maior for o ângulo da hélice, menor será a força de atrito atuando entre a porca e o parafuso. Portanto, deve-se ter critério na aplicação do passo da rosca.

Rosca triangular

É a mais comum. Utilizada em parafusos e porcas de fixação, uniões e tubos. A figura 25 apresenta uma rosca triangular.

Fig. 25 – Rosca triangular


Rosca trapezoidal

Empregada em órgãos de comando das máquinas operatrizes (para transmissão de movimento suave e uniforme), fusos e prensas de estampar (balancins mecânicos). A figura 26 apresenta uma rosca trapezoidal.

Fig. 26 – Rosca trapezoidal

Rosca redonda

Empregada em parafusos de grandes diâmetros e que devem suportar grandes esforços, geralmente em componentes ferroviários. É empregada também em lâmpadas e fusíveis pela facilidade na estampagem. A figura 27 apresenta uma rosca redonda.

Fig. 27 – Rosca redonda

Dente de serra

Usada quando a força de solicitação é muito grande em um só sentido (morsas, macacos, pinças para tornos e fresadoras). A figura 28 apresenta uma rosca dente de serra.

Fig. 28 – Dente de serra

Quadrada

Quase em desuso, mas ainda utilizado em parafusos e peças sujeitas a choques e grandes esforços (morsas). A figura 29 apresenta uma rosca quadrada.


Fig. 29 – Quadrada

Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam os diversos tipos de roscas existentes, usando exemplos estudados em sala de aula como, por exemplo, rosca trapezoidal, rosca redonda, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Explique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Acessórios de rosqueamento Normalmente a operação de abertura de roscas em oficinas de Caldeiraria é realizada manualmente com ferramentas denominadas machos e com auxílio de um desandador. Mas também pode-se abrir roscas com auxílio de máquinas como furadeiras. Neste caso é importante que a máquina possua reversão de movimento para retirada da ferramenta e avanço sincronizado com o giro (passo da rosca). A seguir são apresentados alguns tipos de machos, tipo do seu canal e a aplicação.

Nessa aula, serão apresentadas as ferramentas e acessórios para abrir rosca interna.

20 min


30 min



Nona Aula


Canal reto

De uso geral. São empregados nos machos manuais e para máquinas como rosqueadeiras e tornos automáticos, para rosquear materiais que formam cavacos curtos. A figura 30 apresenta um macho de canal reto.

Fig. 30 – Canal reto

Canal helicoidal à direita

Usado em máquinas, indicado para materiais macios que formam cavacos longos e para furos cegos, porque extraem os cavacos no sentido oposto ao avanço. A figura 31 apresenta um macho de canal helicoidal à direita.

Canal helicoidal à esquerda

Usado para rosquear furos passantes na fabricação de porcas, em roscas passantes de pequeno comprimento. A figura 32 apresenta um macho de canal helicoidal à esquerda.

Fig. 31 – Canal helicoidal à direita


Canal com entrada helicoidal curta

Usado para rosquear chapas e furos passantes. A figura 33 apresenta um macho com entrada helicoidal curta.

Canal com entrada helicoidal contínua

A função dessa entrada é eliminar os cavacos para frente durante o rosqueamento. É empregado para furos passantes. A figura 34 apresenta um macho com entrada helicoidal curta.

Canal de lubrificação reto de pouca largura

Usado em centro de usinagens, tem função de conduzir o lubrificante para a zona de formação do cavaco. A figura 35 apresenta um macho com canal de lubrificação reto de pouca largura.

Fig. 32 – Canal helicoidal à esquerda

Fig. 33 – Canal com entrada helicoidal curta

Fig. 34 – Canal com entrada helicoidal contínua


Fig. 35 – Canal de lubrificação reto de pouca largura

Sem canal

Macho laminador de rosca trabalha sem cavaco, pois faz a rosca por conformação. È utilizado em materiais que se deformam plasticamente. A figura 36 apresenta um macho sem canal.

Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam os diversos tipos de machos de rosqueamento, usando exemplos estudados em sala de aula como, por exemplo, macho de canal reto, macho com canal helicoidal, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Explique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

20 min



Fig. 36 – Sem canal


Elementos principais de uma rosca Em construção de máquinas usam-se roscas de vários perfis: triangular métrica normal e rosca whitworth normal (BSW) e fina (BSF) em polegada. Os principais elementos que definem uma rosca triangular métrica são representados a seguir e mostrados na figura 37:

• P = passo da rosca

• d = diâmetro maior do parafuso (normal)

• d1 = diâmetro menor do parafuso (φ do núcleo)

• d2 = diâmetro efetivo do parafuso (φ médio)

• a = ângulo do perfil da rosca

• f = folga entre a raiz do filete da porca e a crista do filete do parafuso

• D = diâmetro maior da porca

• D1 = diâmetro menor da porca

• D2 = diâmetro efetivo da porca

• he = altura do filete do parafuso

• rre = raio de arredondamento da raiz do filete do parafuso

• rri = raio de arredondamento da raiz do filete da porca

Nessa aula, serão apresentados o diâmetro interno do furo versus o diâmetro da rosca.

35 min


Décima Aula


Fig. 37 – Principais elementos de uma rosca triangular métrica Os principais elementos que definem uma rosca whitworth normal (BSW) e fina (BSF) em polegadas são mostrados na figura 38:

Fig. 38 – Rosca cônica Atualmente a rosca mais usada é a métrica, M, escalonada de acordo com o diâmetro externo, chamado nesse contexto diâmetro nominal da rosca e caracterizado por este diâmetro junto com o valor do passo, qualidade de fabricação e posição da tolerância. Para a rosca métrica o valor do ângulo de flanco é 60°. Além disso, a norma ABNT NB97, entre outras, prescreve quais diâmetros nominais devem ser usados preferencialmente, quais diâmetros são complementares, de forma que a combinação do diâmetro nominal com certo valor numérico do passo deve ser considerada como normal, e quais combinações podem ser usadas opcionalmente.


Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam os diversos tipos de diâmetros interno de porca versus diâmetro externo de parafuso, usando exemplos estudados em sala de aula como, por exemplo, os diâmetros apresentados nas figuras 125 e 126, estudadas em sala de aula. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Explique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Métodos mecânicos de medição de roscas Métodos mecânicos de medição de roscas estão sujeitos a certas limitações. Por exemplo, a medição por meios mecânicos do ângulo do perfil não é aplicável, a não ser para grandes valores de passo e com uso de máquinas de medição especiais. Já a medição do diâmetro do núcleo exigiria o uso de apalpadores de medição especiais e o resultado ficaria fortemente influenciado pelo tipo de contato destes apalpadores no fundo do perfil e pela força de medição utilizada, de modo que a confiabilidade do resultado ficaria comprometida. Desse modo, os métodos mecânicos de medição limitam-se à verificação do diâmetro externo e do passo.

Medição do diâmetro externo

A medição do diâmetro externo de roscas por meios mecânicos não difere das medições externas de cilindros lisos. Devem ser levadas em consideração em cada lado

Nessa aula serão apresentadas as especificações de roscas em milímetros e polegadas.

20 min


35 min





da rosca pelo menos duas cristas dos filetes. No caso de passos grandes pode-se lançar mão de corpos auxiliares como, por exemplo, dois blocos padrão de cada lado da rosca.

Medição do passo

Na medição do passo de roscas é possível usar dois procedimentos diferentes:

• Medição sobre um flanco

• Medição sobre dois flancos vizinhos, ou seja, medição entre "cristas da rosca"

Nos dois métodos apalpa-se o flanco (ou os flancos) com algum apalpador de medição conveniente. O mais freqüente nos métodos mecânicos é o apalpador com ponta esférica. No primeiro método encosta-se o apalpador sempre sobre o mesmo tipo de flanco (por exemplo, sempre o esquerdo) e mede-se o referido deslocamento do apalpador. Este método é menos seguro, visto que o posicionamento pode não ocorrer sempre na mesma altura dos flancos consecutivos.

Métodos com cones e prismas

Os métodos estão esquematizados na figura 39. Os respectivos apalpadores podem ser adaptados nas pontas de vários instrumentos de medição, sendo um dos mais usados o micrômetro e o paquímetro (figura 39 b e c).

Fig. 39 – Medição de roscas método do prisma-cone


Método do pente de rosca

O pente de rosca é chamado verificador de rosca e fornece a medida do passo em milímetro ou em filetes por polegada e, também, a medida do ângulo dos filetes. A figura 40 apresenta um pente de rosca.

Especificação de rosca em milímetro

No sistema métrico, as medidas das roscas são determinadas em milímetros. Os filetes têm forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada. A figura 41 ilustra uma rosca em milímetro.

Fig. 41 – Rosca em milímetro

As roscas métricas são designadas pela letra M seguida pelo maior diâmetro nominal da rosca em milímetros, por exemplo, M10 x 1.0 indica que o maior diâmetro da rosca é 10 mm e o passo é 1.0mm. A ausência do valor de um passo indica que a rosca especificada é grossa, por exemplo, M10 indica uma rosca grossa de 10 mm de diâmetro com seu passo sendo calculado em 1.5mm. Exemplo da designação completa de uma rosca externa em milímetro, conforme a norma NBR – 8225.

Fig. 40 – Pente de rosca


Exemplo da designação completa de uma rosca interna de passo normal em milímetro, conforme a norma NBR – 8225.

Especificação de rosca em polegada

Joseph Whitworth, fabricante de ferramentas baseado em Manchester, na Inglaterra, começou a fabricar parafusos em 1841, denominados british standard whitworth (BSW), especificados em polegadas.

No sistema whitworth, as medidas são dadas em polegadas. Nesse sistema, o filete tem a forma triangular, ângulo de 55º, crista e raiz arredondadas. O passo é determinado dividindo-se uma polegada pelo número de filetes contidos em uma polegada. A figura 42 ilustra uma rosca BSW.


Fig. 42 – Rosca BSW No sistema americano de roscas, as medidas são expressas em polegadas. O filete tem a forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada. A figura 43 ilustra uma rosca no padrão americano NF ou NC.

Fig. 43 – Rosca no padrão americano Nesse sistema, como no whitworth, o passo também é determinado dividindo-se uma polegada pelo número de filetes contidos em uma polegada. Nos três sistemas, as roscas são fabricadas em dois padrões: normal e fina.

A rosca normal tem menor número de filetes por polegada que a rosca fina. No sistema whitworth, a rosca normal é caracterizada pela sigla BSW (british standard whitworth – padrão britânico para roscas normais). Nesse mesmo sistema, a rosca fina é caracterizada pela sigla BSF (british standard fine – padrão britânico para roscas finas).

No sistema americano, a rosca normal é caracterizada pela sigla NC (national coarse) e a rosca fina pela sigla NF (national fine).

As roscas em polegadas são designadas pela letra R, seguida pelo maior diâmetro nominal da rosca em polegadas, por exemplo, R 1/8”, indica que o maior diâmetro da rosca é 1/8 de polegada.


Solicitar aos jovens que, em duplas, discutam os diversos tipos de roscas métricas e polegadas, usando exemplos estudados em sala de aula como, por exemplo, rosca BSW, rosca BSF, rosca NC, etc. Posteriormente, propor que as duplas exponham seus achados ao grande grupo. Explique que poderão utilizar desenhos, cartazes, apostilas, além dos conceitos vistos em aula.

Solicite aos jovens que formem grupos, no máximo com dois jovens. É importante que na oficina mecânica assistam a uma demonstração prática de medições de roscas e depois executem as operações solicitadas.

Nessa aula será realizada uma aula prática na oficina mecânica de demonstração de métodos de medição de roscas.

20 min


35 min



Décima Segunda Aula

Educador, para essa tarefa será preciso solicitar ao gerente da fábrica, preferencialmente com quatro ou cinco dias de antecedência permissão para utilizar as dependências da oficina mecânica da fábrica. Não esqueça de elaborar uma folha de tarefas com o desenho das roscas que serão medidas.


Inicialmente o educador deverá distribuir, para cada dupla, um paquímetro, um pente de rosca, um parafuso e uma porca. Cada dupla também receberá uma folha de tarefas com o desenho do parafuso e da porca que serão medidos, conforme demonstradas nessa aula prática com o paquímetro e o pente de rosca. O jovem deverá anotar o que ocorreu na demonstração de medição, pois depois executará as mesmas operações com o parafuso e a porca recebidas, respeitando as informações fornecidas pela folha de tarefas.

Ao final do encontro, os jovens deverão entregar as folhas de tarefas identificadas com seus respectivos nome ao educador.

Nessa aula será realizada a avaliação teórica, referente aos capítulos 1, 2, 3 e 4.

30 min

Passo 2 / Atividade prática

10 min


Educador, corrija e faça comentários e recomendações necessários sobre algumas divergências encontradas entre as medições de rosca. Os jovens deverão fazer um relatório, conforme descrito no anexo 1, relatando essa prática.

Décima Terceira Aula


PROJETO ESCOLA FORMARE

CURSO: .............................................................................................................................................

ÁREA DO CONHECIMENTO: Caldeiraria Industrial I

Nome ......................................................................................................... Data: ......../......../.......

Avaliação Teórica

1 O que é ferro fundido?

2 O que é aço?

3 O que é maleabilidade de um metal?

4 O que é resistência de um metal?

5 Quais os elementos que compõem os aços-liga usuais?


6 O que é geometria plana?

7 O que é um ângulo agudo, obtuso e reto?

8 Quais as diferenças entre um triângulo e um quadrilátero?

9 O que é geometria espacial?


10 Diferencie um cubo, uma pirâmide e um prisma.

11 Determine o comprimento da circunferência de um círculo, cujo diâmetro é igual a 3,5 cm.

12 Determine a área de um hexágono, cujo lado mede 12 cm. 13 O que é uma condição insegura de trabalho numa oficina?


14 O que é EPI?

15 Quando deve ser utilizado um extintor de incêndio à base de espuma?

16 O que é um curto-circuito numa instalação elétrica e que danos pode causar?

17 O que é um riscador?


18 O que é um punção de bico?

19 Explique uma operação de serramento?

20 O que é uma serra-copo e onde pode ser utilizada?

21 O que é um processo de limagem?

22 Como é construída uma lima?


23 Quando se deve utilizar uma lima bastarda e uma lima murça?

24 O que é planicidade?

25 Defina os conceitos de ajuste, folga e interferência?

26 O que é um processo de furação com broca?


27 Quais os elementos de uma máquina de furar tipo coluna?

28 Como se determina a velocidade de corte de uma broca.

29 O que é uma operação de rosqueamento?

30 Quais as diferenças entre o sistema métrico de rosca, sistema inglês e o sistema americano?


1 Define-se o ferro fundido como uma liga de ferro-carbono que contém de 2,5% a 5%

de carbono. Compõe-se, na sua maior parte, de ferro, pequena quantidade de carbono e quantidades também pequenas de manganês, silício, enxofre e fósforo.

2 O aço é uma liga de ferro e carbono na qual a quantidade de carbono varia de 0,05% a 1,7%. O aço é o mais importante dos materiais metálicos usualmente empregados nas oficinas de caldeiraria.

3 Maleabilidade é uma propriedade que um material apresenta ao ser moldado por deformação. A maleabilidade permite a formação de delgadas lâminas do material sem que este se rompa.

4 A resistência de um material é o nível máximo de tensão de deformação que um material pode suportar, sem sofrer fratura, falha ou fadiga.

5 Conforme as finalidades desejadas, os elementos adicionados aos aços carbono para a obtenção de aços-liga são: níquel, cromo, manganês, tungstênio, molibdênio, vanádio, silício, cobalto e o alumínio.

6 A geometria plana também é conhecida por 2D (duas dimensões), estuda os objeto e entidades com duas dimensões: largura e comprimento.

7 O ângulo agudo é aquele que é menor do que 900(graus). O ângulo obtuso entende-

se por aquele que é maior que 900(graus) e o ângulo reto é aquele que é igual a

900(graus), ou seja, quando uma linha reta vertical encontra outra horizontal e forma

com esta dois ângulos adjacentes iguais, cada um deles recebe o nome de ângulo reto, enquanto a linha vertical em questão recebe o nome de linha perpendicular.

8 O triângulo é o mais simples dos polígonos. É formado por três linhas retas que se cortam em três pontos, chamados vértices e limitadas na sua interseção. Como dois lados formam em cada vértice um ângulo, o triângulo possui três lados e três ângulos. O quadrilátero apresenta quatro lados, quatro ângulos e quatro vértices. De acordo com sua forma, o quadrilátero pode ser quadrado, retângulo, paralelogramo, losango e trapézio.

9 A geometria espacial também é conhecida por 3D (três dimensões), estuda os sólidos que possuem três dimensões: comprimento, largura e altura. Seus limites são superfícies e, de acordo com sua forma, dividem-se em poliedros, corpos redondos ou de revolução e mistos.

10 O cubo é um sólido ou figura limitada por seis quadrados iguais. O prisma é um sólido ou figura plana limitada por seis paralelogramos com os planos opostos, aos quais se dá o nome de bases, iguais e paralelos. A pirâmide é um sólido ou figura limitada por planos, um dos quais pode ser um polígono qualquer, sendo os demais triângulos com

Gabarito


vértices reunidos num ponto acima da base, que recebe o nome de vértice da pirâmide.

11 Comprimento do círculo = 1416,3×D . = 1416,35,3 × = 10,9956 cm.

12 Area do hexagono= 598,22 ×S = 22 112,374598,212 cm=×

13 Chama-se condição insegura às condições do ambiente que aumentam o risco de

acidentes. Por exemplo, um piso escorregadio aumenta o risco de acidentes, portanto é uma condição insegura.

14 Chama-se de Equipamento de Proteção Individual(EPI) os equipamentos que reduzem o risco de acidentes para o trabalhador. Devem-se usar sempre esses equipamentos requeridos pelo seu trabalho. Estes equipamentos, normalmente, fazem parte do uniforme de trabalho e devem ser usados durante toda a execução da tarefa à qual eles se destinam.

15 Deve ser aplicado em incêndios classe “B” (óleos, gasolinas, tintas e graxas). 16 O curto-circuito também é uma causa importante de acidentes elétricos, ocorre quando

a resistência num ponto da instalação elétrica se reduz momentaneamente quase a zero, resultando num aumento imediato da intensidade da corrente elétrica e conseqüentemente no aquecimento dos condutores. Normalmente um curto-circuito provoca um incêndio nas instalações elétricas que rapidamente se propaga para outras áreas da fábrica.

17 Um riscador é uma vara de aço temperado ou de latão, conforme a dureza do corpo no qual se risca, afiada numa extremidade, que permite traçar desenhos em chapas de aço para trabalhos de caldeiraria.

18 Um punção de bico é uma ferramenta parecida com o punção comum e que serve para tornar mais saliente o risco obtido com a ponta seca.

19 O serramento ou corte de metais é uma das operações mais largamente aplicadas, sendo na maioria das vezes a primeira operação do processo de fabricação, responsável por dividir a matéria-prima, que é adquirida em chapas, barras ou tarugos.

20 A serra-copo é um acessório de furadeira que permite obter furos de grande diâmetro em tempo reduzido. É guiada por uma broca. Algumas serras-copo possuem diâmetros que variam de 15 a 152 mm (9/16” a 6”) e podem serrar até uma profundidade de 29 mm (1 1/8”). Pode-se ainda adaptar uma mola ejetora dentro da serra para remover a parte cortada da serra, caso fique presa.

21 Processo mecânico de desbaste, destinado à obtenção de superfícies quaisquer, com auxilio de ferramentas multicortantes de movimento constante ou alternativo denominadas lima.

22 Um aço especial de alto carbono é utilizado na fabricação de limas, em bobinas ou barras de diferentes dimensões e perfis (retangulares, quadradas, triangulares,


redondas e meias-canas), as limas são cortadas nos comprimentos apropriados. Na sua forma bruta, o aço denominado "blank" é aquecido e forjado em martelos para formar a espiga e a ponta. O "blank" forjado é aquecido e resfriado lentamente sob condições controladas de temperatura para uniformizar sua estrutura interna e diminuir a dureza do aço, permitindo a picagem dos dentes. Os "blanks" recozidos são retificados para eliminar possível descarbonetação e produzir a superfície necessária à formação uniforme dos dentes.

23 As limas tipo bastarda são ideais para remoção mais agressiva de material e as limas tipo murça são utilizadas para acabamento final.

24 Planicidade é a condição pela qual toda superfície deve estar limitada pela zona de tolerância “t”, compreendida entre dois planos paralelos, distantes de “t”.

25 Ajuste é o modo de se conjugar duas peças introduzidas uma na outra. Através do ajuste pode-se assegurar que as peças acopladas terão movimento relativo entre si ou estarão firmemente unidas. Folga (ou jogo) é a diferença, em um acoplamento, entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo é menor que o furo. É a diferença, em um acoplamento, entre as dimensões do furo e do eixo, quando o eixo é maior que o furo.

26 A furação é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de um furo geralmente cilíndrico numa peça, com auxílio de uma ferramenta multicortante.

27 Base, coluna, mesa, sistema motriz, alavanca de movimentação da ferramenta, árvore de trabalho, mandril e broca.

28 A velocidade de corte é determinada pelas rotações por minuto (RPM) e o diâmetro da peça (D), sendo calculada da seguinte maneira:

1000RPMPIDV ××

=

Onde: V = velocidade de corte (velocidade periférica da peça) em m/min D = diâmetro original da peça em milímetros PI = 3.1416 (constante que multiplica o diâmetro para se obter a circunferência de um círculo) RPM = rotações da peça por minuto

29 O rosqueamento é um processo mecânico de usinagem destinado à obtenção de filetes, por meio da abertura de um ou vários sulcos helicoidais de passo uniforme, em superfícies cilíndricas ou cônicas de revolução.

30 No sistema métrico de rosca, as medidas das roscas são determinadas em milímetros. Os filetes têm forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada. No sistema inglês (whitworth), as medidas são dadas em polegadas. Os filetes têm a forma triangular, ângulo de 55º, crista e raiz arredondadas. No sistema americano de


roscas, as medidas são expressas em polegadas. Os filetes têm a forma triangular, ângulo de 60º, crista plana e raiz arredondada.


Axial Relativo a eixo; que tem forma de eixo. Calandra Conjunto de cilindros destinados a curvar ou desempenar chapas de metal. Calandrar Encurvar ou desempenar chapas de metal fazendo-as passar na calandra. Calibrar Significa comparar a medição aferida no instrumento com um padrão pré-definido. Carbetos Também conhecidos como carburetos são compostos inorgânicos binários que contêm carbono. Cavilha Peça de fixação que serve para manter juntas as peças de madeira, as estruturas de alvenaria, etc. Tem formato cilíndrico-cônico, com uma cabeça numa das extremidades e uma abertura na outra, onde se encaixa a chaveta. Cementação Tratamento termoquímico de endurecimento superficial, baseado na introdução de carbono na superfície. O processo é realizado com a exposição do aço em uma atmosfera rica em carbono livre. Croqui Palavra francesa eventualmente aportuguesada como croqui ou traduzida como esboço ou rascunho, costuma se caracterizar como um desenho rápido. Cutelaria Embora inicialmente referindo-se apenas às facas, ao longo do tempo a atividade da Cutelaria foi ampliada e hoje nela incluem-se a produção de tesouras, navalhas, garfos, colheres, etc. Desempenar Muitas vezes as chapas apresentam empenos devido ao transporte ou armazenamento. Para desempenar as chapas, elas são passadas nos rolos de desempeno ou pode ser adotado o desempeno a quente, em que, aproveitada a característica das chapas empenarem a alta temperatura, faz-se então a aplicação de calor com maçaricos em determinados padrões. Desempeno Placa de ferro fundido, raspada e cuidadosamente aplainada, rígida para livrá-la de qualquer flexão. Pode repousar sobre pés de ferro fundido ou pode-se colocá-la simplesmente sobre a mesa quando for de reduzidas dimensões.

Glossário


Encruamento O encruamento de um metal pode ser definido como sendo o seu endurecimento por deformação plástica. Ensaio de impacto Se caracteriza por submeter o corpo ensaiado a uma força brusca e repentina, que deve rompê-lo. Ensaio de tração Consiste em submeter um material sob a forma de um corpo de prova a um esforço que tende a alongá-lo ou esticá-lo até à ruptura. Escarear Aumentar as dimensões de um buraco ou abertura em que se vai introduzir prego ou parafuso, a fim de que estes fiquem no mesmo nível da peça em que se encravam. Esmeril Pedra usada para polir metais, pedras preciosas ou semipreciosas e lentes ópticas. Esmerilhar O mesmo que esmerilar: polir com esmeril. Tornar uma superfície lisa, tratando-a com esmeril. Exotérmico Processo que ocorre com liberação de calor. Gusa É o produto imediato da fundição do minério de ferro com carvão e calcário num alto forno. A gusa normalmente contém até 5% de carbono, o que faz com que seja um material quebradiço e sem grande uso direto. Mancais São elementos indispensáveis em sistemas onde haja movimento relativo entre partes. Os mancais podem ser deslizantes ou de rolamento. Um mancal bem dimensionado garante vida longa aos mecanismos evitando desgastes e até mesmo quebra de peças, garantindo maior eficiência elétrica e mecânica do sistema devido à minimização do atrito entre as partes. Metalóide Juntamente com os metais e não-metais, os metalóides (ou semimetais) formam uma das três categorias de elementos químicos como classificado por propriedades de ionização e ligação. Têm as propriedades intermediárias entre aquelas dos metais e dos não-metais. Nitretos Compostos inorgânicos que apresentam como elemento com carga negativa o nitrogênio, geralmente ligado a metais. Nitretação É uma técnica muito utilizada no endurecimento superficial de aços. O nitrogênio se difunde na superfície das peças e o hidrogênio é exaurido pela saída de gás.


Oxicortar É uma técnica auxiliar a soldagem, uma aplicação de corte recomendada na preparação das bordas das partes a soldar, muito usado para o corte de placas, barras ou outros elementos ferrosos. Óxidos Composto químico binário formado por átomos de oxigênio com outros elementos. Planificar – Em caldeiraria planificar significa colocar sobre um plano todos os elementos da superfície de um corpo. Pontear É uma prática muito utilizada quando se deseja fixar parte de componentes, normalmente para executar uma soldagem posterior. Rebites Peça de aço ou alumínio que possui geometria tubular e oca, que pode ser obtida através de chapas de metal soldadas, pelo processo de extrusão do metal ou pelo processo de estampagem de chapas. Revenido É um tratamento posterior à têmpera, que consiste em elevar a temperatura até certo nível e manter por algum tempo. Ruptura Falha mecânica que é acompanhada por uma deformação plástica significativa; freqüentemente associada com uma falha por fluência. Soldar É um processo que visa a união localizada de materiais, similares ou não, de forma permanente, baseada na ação de forças em escala atômica semelhantes às existentes no interior do material e é a forma mais importante de união permanente de peças usada industrialmente. Tensão Cisalhante É a tensão aplicada com o objetivo de causar ou fazer causar o deslizamento de duas partes adjacentes de um mesmo corpo uma em relação à outra, em uma direção paralela ao seu plano de contato. Usinar Dar forma à matéria-prima, numa operação mecânica, submetendo uma peça bruta à ação de uma máquinas-ferramenta.


ABNT. NBR 6393 Paquímetro com leitura de 0,1 e 0,05 mm. 1980.

CAMARA, Deusdedit; PIRES, Romeu; SALLES, Silvio de Toledo. Tecnologia Mecânica. São Paulo: EDART, 1968.

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MITUTOYO DO BRASIL. Catálogo Técnico.1989.

NAVES, Helio; SOBRINHO, Herculano Leonardo; MATTA, Leolino de Souza; TIANI, Nicolino; RIBEIRO, Sergio; CAMARA Deusdedit; SALLES, Silvio de Toledo. Ajustador – 1.a fase. São Paulo: EDART, 1968.

NAVES, Helio; SOBRINHO, Herculano Leonardo; MATTA, Leolino de Souza; TIANI, Nicolino; RIBEIRO, Sergio; CAMARA Deusdedit; SALLES, Silvio de Toledo. Torneiro Mecânico. São Paulo: EDART, 1968.

PROVENZA, Francesco. Materiais para Construções Mecânicas. São Paulo: PRO-TEC: Centro Escolar e Editorial.

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TEIXEIRA, Joselena de Almeida. Desgn & Materiais.Curitiba: CEFET – PR, 1999. Sites para consulta: Disponível em: <www.csn.com.br>

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Disponível em: <www.ufrgs.br/ndsn>

Disponível em: <www.abal.org.br/aluminio/processos-laminacao.asp>

Referências


Instruções para elaboração do relatório de acompanhamento das atividades práticas e

apresentação dos seminários quando for o caso

Este roteiro visa ajudá-lo na elaboração do relatório e na apresentação do seminário.

1 O seu relatório deve conter:

• Breve introdução teórica

• Desenvolvimento das atividades

• Conclusão sobre o aprendizado realizado

2 No desenvolvimento, o relatório deverá explicitar:

• Equipamentos e problema registrado

• Testes e medidas realizados

• Procedimentos de segurança adotados

• Documentos consultados

• Conclusões sobre o problema

• Ferramentas e materiais usados

• Procedimentos técnicos executados

3 O relatório deve ser entregue na próxima aula, ou quando for o caso no dia da

apresentação dos seminários.

4 A preparação dos seminários será uma atividade extraclasse.

5 Quanto à apresentação do seminário, o tempo estipulado deverá ser respeitado para

que todos possam apresentar o seu relatório.

6 Não esqueça de informar, caso necessite de algum equipamento para a sua

apresentação.

7 No momento da apresentação, procure ter uma postura técnica, como se você fosse

funcionário da empresa e estivesse apresentando o trabalho para sua chefia e demais

colegas.

Anexo 1

caldeiraria industrial i - formare.org.br · caldeiraria industrial i 3 formare: uma escola para a...

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