PROBLEMA

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Projetar um cabeçote de fresadora (spindle) para ser acoplado a uma máquina CNC de pequeno porte. O spindle deve ser capaz de usinar resina, madeira ou alumínio, portanto, que alcance uma velocidade de até 3000 RPM. A tranmissão de potência entre a árvore principal e o motor deve utilizar correia e as dimenssões da árvore principal não devem ultrapassar 300 mm de comprimento e 200 mm de diâmetro.

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SOLUÇÃO

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A solução proposta foi a de um eixo principal, onde seria montado um porta ferramentas convencional, acoplado a um motor elétrico controlado por um inversor de frequência. Este eixo principal é suportado por três rolamentos, um par de rolamentos de contato angular, montados costa a costa com pré carga, e um rolamento de esferas alojado na parte superior do eixo árvore. O eixo principal é conectada a um motor elétrico por uma transmissão que utiliza correia sincronizada. O motor elétrico foi dimensionado de acordo com a força de corte exigida pela ferramenta. Optou-se pelo alumínio como material de construção de boa parte dos componentes, já que as solicitações envolvendo o projeto eram baixas e o conjunto deveria ser leve o suficiente para não comprometer a fresadora CNC na qual seria instalado. Deste modo foi prevista uma pequena diferença dimensional no eixo principal em decorrência de um possível aquecimento dos componentes em alumínio. O dimensionamento das chavetas, polias e correias se deu por ferramentas de análises contidas no software CAD 3D utilizado. Os carregamentos sofridos pelo eixo principal foram simulados em software, enquanto que as ferramentas de corte e os rolamentos foram dimensionados em planilhas de cálculo.  

PROJETISTA

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Paulo Henrique de Souza