Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. Verran

Aula 08 Projetos de peas adaptadas ao processo de fundioIntroduoAspectos bsicos a serem considerados.Problemas Relacionados com o Projeto de Peas Fundidas.

10 Regras Bsicas para o Projeto de Peas FundidasCompensar ou Atenuar os Efeitos da Contrao Volumtrica Durante a Solidificao.Evitar Cantos Vivos e Variaes Abruptas de Seo.Eliminar Todos os Cantos Vivos.Reduzir o nmero de sees que se encontram para formar junesEvitar Tensionamento da Pea.Projete Todas as Sees com Uniformidade de Espessura na Medida do Possvel.Manter uma Certa Proporcionalidade Dimensional Entre as Paredes Internas e Externas.Salincias, Ressaltos, Asas, ... no Devem ser Utilizados a Menos que Seja Absolutamente Necessrio.Projete os Fundidos Usando Nervuras e Reforos para a Obteno de Eficincia Mxima.Considerar Contrao no Estado Slido e Sobremetal de Usinagem nas Tolerncias Dimensionais.

3. ExemplosIntroduoProjetos de peas adaptadas ao processo de fundioAspectos bsicos a serem considerados:

Solicitaes (tenses) s quais a pea estar sujeita.Performance necessria.Tipo de material mais adequado para a fabricao da pea.Processo de fundio mais simples e funcional para obteno da pea.Projetista de fundio deve conhecer:Materiais utilizados em fundio e suas caractersticas, aplicaes e propriedades.Processos de Fabricao.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas1Detalhes de forma em peas fundidas.

Angulos de Sada:

Orientados em funo da linha de apartao (linha divisria do molde.Facilitam a extrao do modelo evitando o rompimento do molde

Arredondamentos:

Evitam concentraes de tenses.

Reduzem a tendncia formao de pontos quentes.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidasModeloMoldeUtilizao de ngulos de sada facilitando a extrao do modelo sem danificar o molde.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas1Linha da apartao irregularLinha da apartao retaUtilizao de uma linha da apartao reta reduzindo custos na modelao e a na pea finalDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas2.10 Regras Bsicas para Projetar PeasFundidasOs 10 Mandamentos do Projetista de Fundio Alguns aspectos a serem considerados:

Contraes no estado lquido,na solidificao e no estado slido.

Tenses decorrentes da solidificao e do resfriamento.Aspectos dimensionais e de geometria das peas.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas101. COMPENSAR OU ATENUAR OS EFEITOS DA CONTRAO VOLUMTRICA DURANTE A SOLIDIFICAO.RechupeSolidificao DirigidaDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidasExemplo de otimizao no projeto de uma pea fundida.Juno com concentrao de massaProjeto Melhorado atravs da reduo de massa na junoDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas102 . EVITAR CANTOS VIVOS E VARIAES ABRUPTAS DESEO.

Exemplos de adequao de uma variao de seo aos requisitos de projeto de peas fundidasDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas02 . EVITAR CANTOS VIVOS E VARIAES ABRUPTASDE SEO.cantosvivosporraiosdeSubstituirngulose concordnciaProjetos inadequados que resultam em fragilidade estrutural localizada e/ou rechupe.Projetos otimizados de forma a assegurar maiores resistncia e sanidade nos fundidosDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas1ProjetoProjetoProjetoProjetoincorretoadequadoinadequadomelhoradoSeo em T com problemas de projeto e correspondentes defeitos02 . EVITAR CANTOS VIVOS E VARIAES ABRUPTAS DESEO.

Ponto Quente e Concentrao de TensesProjeto melhorado removendo o ponto quente e a concentrao de tensesDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas03. ELIMINAR TODOS OS CANTOS VIVOS

O uso de arredondamentos, raios de concordncia e nervuras apresentam trs objetivos sob o aspecto funcional:

reduzir concentraes de tenses na pea em servio.eliminaraocorrnciadetrincasede afundamentos superficiais em ngulos reentrantes.

tornar os cantos vivos mais fceis de serem moldados e eliminar os pontos quentes .Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas103. ELIMINAR TODOS OS CANTOS VIVOSProjeto inadequadoConcentrao de tenses eFragilidade EstruturalUtilizao de Raio de ConcordnciaProjeto otimizadoDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas03. ELIMINAR TODOS OS CANTOS VIVOSRaio de concordncia pequeno ocasiona aumento da seo najunoProjeto adequado devido ao uso de um grande raio de concordnciaRechupe e/ou Fragilidade LocalizadaSob a ponto de vista de fundio o raio de concordncia no deve ultrapassar a espessura sobre 2Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas104.REDUZIRONMERODESEESQUESE ENCONTRAM PARA FORMAR AS JUNES.

Um bom projeto de fundido deve evitar o encontro de vrias sees numa juno, pois isto necessariamente deve gerar a formao de pontos quentes.sts = 3mint = 3mints = 5minst = 7 minst = 9 minAumento no nmero de sees na junoAumento no tempo local de solidificaoDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas04. REDUZIR O NMERO DE SEES QUE SE ENCONTRAM PARA FORMAR AS JUNES.

Alternncia de junes para otimizao do projetoProjeto inadequado devidoProjeto Otimizado apresentandoa existncia de junesreduo do nmero de sees nas entre vrias seesjunes.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas104. REDUZIR O NMERO DE SEES QUE SE ENCONTRAM PARA FORMAR AS JUNES.Exemplos de projetos que evitam junes com pontos quentesUso de machos para confeco de um furo e conseqente reduo de massa na junode vrias sees.Projeto otimizado atravs da utilizao de uma juno tipo anel.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas5. EVITAR TENSIONAMENTO DA PEA.Variaes nas taxas de resfriamento diferentes sees das peas .Surgimento de tensesMeios para reduzir ou prevenir tenses em peas fundidas:Evitar variaes bruscas de formaEvitar ngulosreentrantesEvitar multiplicidade de machosEvitar grandes diferenas entreseesRecozimento para alvio detensesVariaes na direo de contraoExpandem sob o efeito do calor erestringem a contrao livreDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas1Efeito do design na distoro de fundidos: (a) vista superior de uma pea mostrando duas sees que solidificam em tempos muito distintos, (b) distoro causada pela tensionamento durante a solidificaoTenses geradasDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidasThe sand casting shown in figure X was made without difficulty with regard to soundnessor filling of the thin sections. Significant distortion was encountered, however, when the casting cooled in the sand and was restrained by the relatively solid mass of sand between the flanges. This unyielding mass caused the two vertical flanges to be bent outward as the bottom plate cooled and contracted.

Two options in design are shown in Fig. X(b) and X(c), with the preferred method incorporating the tie bar. A third choice for a solution would not involve a change in the casting itself but rather a changein the sand mold. It has been found that the sand mass between the two flanges can be relieved so that it will yield under the shrinkage stresses. This is accomplished by adding a block to the pattern so that a hollow relief cavity is formed between the flanges (Fig. Xd). This practice reduces the effective compressive strength of the molding media between the flanges and allows the sand mass to collapse during shrinkage of the casting, thus minimizing the imposed restraint.Exemplo de alterao no projeto para evitar distoro em pea fundida em moldes de areiaDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas10Figure X - Preventing distortion in a casting caused by mold restraint. The original design, shown in top and front views in (a), was altered to three possible preventative designs, as follows. (b) Preferred method incorporating a tie bar. (c) Less effective method than that shown in (b). (d) Open cavity created in the molding media to relieve restraint upon flanges during casting solidification by allowing solid sand mass to collapse during shrinkage and minimize restraint. Dimensions given in inches.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas6. PROJETE TODAS AS SEES COM UNIFORMIDADE DE ESPESSURA NA MEDIDA DO POSSVEL

Bomba Hidrulica(a) Design Inadequado(b) Design OtimizadoDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas107.MANTER UMA CERTA PROPORCIONALIDADE DIMENSIONAL ENTRE AS PAREDES INTERNAS E EXTERNAS

Projeto inadequado, apresenta sees internas maiores que as externasProjeto melhorado, com sees praticamente uniformesDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas8. SALINCIAS, RESSALTOS, ASAS, ... NO DEVEM SER UTILIZADOS A MENOS QUE SEJA ABSOLUTAMENTE NECESSRIO.Ponto QuenteProjeto incorreto, ressaltoProjeto otimizado reduzindo causa um ponto quente,espessura na zona do ressalto eeliminando o ponto quente.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas10PROJETE OS FUNDIDOS USANDO NERVURAS E REFOROS PARA A OBTENO DE EFICINCIA MXIMA.As nervuras apresentam duas funes

aumentar a rigidez da pea fundida.

reduzir o peso e concentraes de massa.

Fundamento da Engenharia de Projetos

Dimensionamento e o espaamento correto entre nervuras.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidasPrincpios/Regras para o Dimensionamento de Nervuras

Dimensionar as nervuras com maior altura (profundidade) do que largura.

Nervuras em Compresso

Apresentam maior fator de segurana do que nervuras em traoDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas10Projeto incorreto causandoponto quente e fragilidade estruturalProjeto melhorado, evita ngulos vivos mas apresenta uma juno de quatro seesDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidasProjeto mais adequado, apresenta juno de apenas duas seesProjeto timo (formato de favo de mel honeycomb) propicia condies de resfriamento mais uniformeDisciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas10CONSIDERAR CONTRAO NO ESTADO SLIDO E SOBREMETAL DE USINAGEM NAS TOLERNCIAS DIMENSIONAIS.

As contraes no estado slido so conhecidas e tabeladas para a maioria das ligas usadas em fundio.

Regra muito aplicada : as tolerncias dimensionais devem ser aproximadamente a metade da mxima contrao estimada parao tipo de metal ou liga envolvida.

Esta regra no se aplica para peas de grande porte, nm para as de projeto complexo.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidasTolerncias para Usinagem Final dependem de:

tipo de metal usado.

projeto e tamanho da pea.

tendncia ao empenamento e mtodo de usinagem.

Na medida do possvel, a pea fundida deve ser projetada de tal forma que as superfcies a serem usinadas possam ser localizadas na parte inferior do molde.

Quando no possvel evitar peas com superfcies na parte superior, deve providenciar um sobremetal de usinagem adicional.Disciplina: Fundio Professor: Guilherme O. VerranProjeto de peas fundidas10