Projeto de Ferramentais I

Professor: Guilherme Ourique VerranAluno: Luiz Henrique Tormen Longo

Setembro 2012

Tendência dos componentes da caixa de câmbio fabricados em metal leve

Agenda• Introdução;• Aprimoramento do projeto;• Novas ligas;• Análise da capacidade de carga/solicitação;• Redução no tempo de desenvolvimento;• Conclusão.

Introdução• A fabricação de carcaças e outros componentes da caixa

de câmbio de veículos utilitários em ligas de magnésio é o tema desse artigo. O modo como isso está sendo feito na empresa alemã Honsel e as vantagens obtidas com estas construções leves são descritas a seguir.

Introdução• Caixa de câmbio mais leves e menores, com maior grau

de eficiência, vida útil, conforto e confiabilidade estão sendo cada vez mais desejadas, tendo como consequência menor consumo de combustível e economia na fabricação.

Aprimoramento do projeto• Análise das tendências e influências sobre componentes;• Aprimoramento das soluções construtivas (integração de

funções);• Resfriador de óleo integrado;• Vantagens.

Figura 2 – Carcaça de caixa de câmbio com tubos de aço fundidos, para alimentação de óleo.

Figura 1 – Carcaça de caixa de câmbio com resfriados de óleo integrado.

Novas Ligas• Novos materiais contribuem para redução do peso e

economia de combustível (Al e Mg);

Figura 3 – Carcaça da caixa de câmbio automática tipo 7G Tronic (Mercedes Benz), feita em Mg é 30% mais leve.

Novas ligas• Desvantagens:

• Redução de nervuras e reentrâncias durante o projeto dos contornos da peça fundida;

• Magnésio tem maior tendência de fluência;• Cuidados na condução do processo de fundição e

vazamento em relação ao alumínio;• Maiores custos.

• Vantagens:• Menor quantidade de calor necessária;• Solidificação mais rápida (menores tempos de ciclo);• Redução de peso.

Novas ligas

Figura 4 – Novos materiais: outros potenciais para a economia de peso.

Análise da capacidade de carga/solicitação

• Comportamento do material é considerado de modo bastante limitado no dimensionamento dos componentes;

• Utilização de coeficientes de segurança para simular a realidade;

• Utilização da simulação numérica (MEF) na empresa Honsel;

• Valores característicos como resistência a tração, limite de escoamento e de ruptura são calculados com mais precisão.

Figura 5 – A previsão da qualidade do engrenamento da caixa de câmbio sob condições seriadas graças a processos inovadores de desenvolvimento seriado.

Redução do tempo de desenvolvimento

• Emprego de simulação permite rapidez e economia;• Elimina a necessidade da fabricação de protótipos

(objetivo da Honsel);• Em resumo, o novo processo oferece muito mais cedo

uma conformação expressiva da qualidade da mudança de marcha da caixa de câmbio sob condições de fabricação seriada, reduzindo também o tempo na fabricação do ferramental.

Outras inovações• Insertos de aço em

peças fundidas;

Figura 6 – Otimização de insertos de aço na peça fundida, com o objetivo de prevenir cargas adicionais e aumentar a rigidez local.

Conclusões• Colaboração entre fabricantes e clientes;• Entendimento técnico do produto para os quais o

processo de fundição serão necessários;• A Honsel oferece soluções inovadoras, que atendem os

requisitos das caixas de câmbio;• Utilização de novas ligas de metais leves;• Utilização da simulação numérica.