Baixe [PFA] Aulas Fundição - aula 05- projetos de peças fundidas e outras Notas de aula em PDF para Fundição, somente na Docsity! 1 Disciplina: Processos de Fabricação Parte 2: Fundição Professor: Guilherme O. Verran Dr. Eng. Metalúrgica Aula 05 – Projetos de peças adaptadas ao processo de fundição 1. Introdução Problemas Relacionados com o Projeto de Peças Fundidas. 2. 10 Regras Básicas para o Projeto de Peças Fundidas 1. Compensar ou Atenuar os Efeitos da Contração Volumétrica Durante a Solidificação. 2. Evitar Cantos Vivos e Variações Abruptas de Seção. 3. Eliminar Todos os Cantos Vivos. 4. Reduzir o número de seções que se encontram para formar junções 5. Evitar Tensionamento da Peça. 6. Projete Todas as Seções com Uniformidade de Espessura na Medida do Possível. 7. Manter uma Certa Proporcionalidade Dimensional Entre as Paredes Internas e Externas. 8. Saliências, Ressaltos, Asas, ... não Devem ser Utilizados a Menos que Seja Absolutamente Necessário. 9. Projete os Fundidos Usando Nervuras e Reforços para a Obtenção de Eficiência Máxima. 10. Considerar Contração no Estado Sólido e Sobremetal de Usinagem nas Tolerâncias Dimensionais. 3. Exemplos 10 Regras Básicas para Projetar Peças Fundidas ⇓ Os “10 Mandamentos” do Projetista de Fundição Alguns aspectos a serem considerados: • Contrações no estado líquido,na solidificação e no estado sólido. • Tensões decorrentes da solidificação e do resfriamento. • Aspectos dimensionais e de geometria das peças. Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 2 01. “COMPENSAR OU ATENUAR OS EFEITOS DA CONTRAÇÃO VOLUMÉTRICA DURANTE A SOLIDIFICAÇÃO”. Rechupe Solidificação Dirigida Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran Exemplo de otimização no projeto de uma peça fundida. Junção com concentração de massa Projeto Melhorado através da redução de massa na junção Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 5 03. “ELIMINAR TODOS OS CANTOS VIVOS” Projeto inadequado Concentração de tensões e Fragilidade Estrutural Utilização de Raio de Concordância Projeto otimizado Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 03. “ELIMINAR TODOS OS CANTOS VIVOS” Raio de concordância pequeno ocasiona aumento da seção na junção Projeto adequado devido ao uso de um grande raio de concordância Rechupe e/ou Fragilidade Localizada Sob a ponto de vista de fundição o raio de concordância não deve ultrapassar a espessura sobre 2 Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 6 04. “REDUZIR O NÚMERO DE SEÇÕES QUE SE ENCONTRAM PARA FORMAR AS JUNÇÕES”. Um bom projeto de fundido deve evitar o encontro de várias seções numa junção, pois isto necessariamente deve gerar a formação de pontos quentes. ts = 3min ts = 3min ts = 5min ts = 7 min ts = 9 min Aumento no número de seções na junção ⇒ Aumento no tempo local de solidificação Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 04. “REDUZIR O NÚMERO DE SEÇÕES QUE SE ENCONTRAM PARA FORMAR AS JUNÇÕES”. Alternância de junções para otimização do projeto Projeto inadequado devido a existência de junções entre várias seções Projeto Otimizado apresentando redução do número de seções nas junções. Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 7 04. “REDUZIR O NÚMERO DE SEÇÕES QUE SE ENCONTRAM PARA FORMAR AS JUNÇÕES”. Exemplos de projetos que evitam junções com pontos quentes Uso de machos para confecção de um furo e consequente redução de massa na junção de várias seções. Projeto otimizado através da utilização de uma junção tipo anel. Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 5. “EVITAR TENSIONAMENTO DA PEÇA”. Variações nas taxas de resfriamento diferentes seções das peças . Surgimento de tensões⇒ Meios para reduzir ou prevenir tensões em peças fundidas: • Evitar variações bruscas de forma • Evitar ângulos reentrantes • Evitar multiplicidade de machos • Evitar grandes diferenças entre seções • Recozimento para alívio de tensões Variações na direção de contração ⇒ ⇒ Expandem sob o efeito do calor e restringem a contração livre Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 10 Dimensionar as nervuras com maior altura (profundidade) do que largura. Nervuras em Compressão Apresentam maior fator de segurança do que nervuras em tração ⇓ ⇓ Princípios/Regras para o Dimensionamento de Nervuras Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran Projeto incorreto causando ponto quente e fragilidade estrutural Projeto melhorado, evita ângulos vivos mas apresenta uma junção de quatro seções Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 11 Projeto mais adequado, apresenta junção de apenas duas seções Projeto ótimo (formato de favo de mel → honeycomb) propicia condições de resfriamento mais uniforme Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 10. “CONSIDERAR CONTRAÇÃO NO ESTADO SÓLIDO E SOBREMETAL DE USINAGEM NAS TOLERÂNCIAS DIMENSIONAIS”. • Regra muito aplicada : as tolerâncias dimensionais devem ser aproximadamente a metade da máxima contração estimada para o tipo de metal ou liga envolvida. • Esta regra não se aplica para peças de grande porte, ném para as de projeto complexo. • As contrações no estado sólido são conhecidas e tabeladas para a maioria das ligas usadas em fundição. Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran 12 Tolerâncias para Usinagem Final dependem de: (a) tipo de metal usado. (b) projeto e tamanho da peça. (c) tendência ao empenamento e método de usinagem. Na medida do possível, a peça fundida deve ser projetada de tal forma que as superfícies a serem usinadas possam ser localizadas na parte inferior do molde. Quando não é possível evitar peças com superfícies na parte superior, deve providenciar um sobremetal de usinagem adicional. Processos de Fabricação – Parte 2: Fundição Aula 05: Projeto de Peças Fundidas Prof. Dr. Guilherme Verran