Dimensionamento de Massalotes em Peças de Ferro Fundido

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(
Ministério
 
da
 
Educação
 
Universidade
 
Tecnológica
 
Federal
 
do
 
Paraná
Câmpus
 
Pato Branco
)
ATIVIDADE 01
Disciplina: Processo Metalugircos de Fabricação (PM25MC)
Curso: Engenharia Mecânica
Período letivo: 2022.1
Professor: Silvana Patricia Verona
Alunos: Daniela e Isadora Garcia
I - Dimensionamento dos Massalotes
Peça 1
Material: Ferro Fundido Cinzento Ce >4,3
Sobreaquecimento: 150°C
Molde: Não-rígido
Canais: Livre
Massalote: Cego
1. Calcular o volume total da peça (V peça) em (cm³)
Para volume 
Para região 1
 
Para região 2
 
Para região 3
 
Logo será a soma do volume das três regiões 
2. Calcular a área total da peça (A peça) em contato com o molde em (cm²).
Para área 
Onde e 
Para Região em contato 1
 
1.1 Calcular a área total da peça (A peça ) em contato com o molde em (cm 2 ).
1.2 Calcular o módulo de Chvorinov (M peça = V peça / A peça ) da peça em (cm).
1.4 Deve- se determinar se alguma parte parte da peça possui módulo maior que o módulo do
componente. Para garantir que isto ocorra à peça deve ser dividida em seções. Dividir a peça em
2 ou 3 partes. Calcular os respectivos volumes (V seção ) em (cm 3 ). e áreas (A seção ) em (cm 2 ) de cada seção. 
Observação (1): considerar apenas as áreas que tem contato com o molde.
1.5 Calcular os módulos de Chvorinov de cada uma das seções (M seção = (V seção ) / A seção ) em (cm).
Observação (2): avaliar as seções de modo a se garantir que a solidificação ocorra de forma
direcional, ou seja, da seção com menor módulo para a seção de maior módulo (nesta seção que
se deve posicionar o massalote).
Observação (3): ajustes no projeto do componente devem ser realizados para garantir que a
seção de maior módulo seja acessível para inserção do massalote, assim como se a seção de
maior módulo ficar em uma região isolada da peça o projeto do componente deveria ser alterado.
1.6 Comparar o módulo de Chvorinov calculado (item 1.3) com os módulos de Chvorinov
calculados (item 1.5) e identificar o maior.
1.7 Calcular o módulo do massalote (M massalote ) com a equação (1).
Observação (4): o fator K da equação (1) é o incremento de módulo a cada nova seção ate
chegar ao massalote. Para materiais como aços e ligas de alumínio um fator da ordem de 10% ou
seja, K=1,10 pode ser adequado, para ligas em geral se considera K=1,2, esse valor deve ser o
utilizado.
Observação (5): o valor de K é uma forma empírica de compensar as características de
solidificação da liga, nos softwares de simulação o conhecimento da fração crítica de sólido
(CFS) permite uma abordagem mais precisa em termos de precisão de dimensionamento de
massalotes.
M massalote = K.(M peça ou M maior seção ) (1)
1.8 Calcular o volume do massalote (V massalote ) para alimentar a peça utilizando a equação (2) que
é válida para um massalote cilíndrico com altura (H) = 1,5. Diâmetro (D) (Figura 1). Caso se
utilize outro formato, as equações podem ser obtidas na Figura 1.
V massalote = 179.(M massalote ) 3 (2)
1.9 Calcular o volume do massalote (V massalote ) para alimentar a peça utilizando a equação (3). O
valor obtido pela equação (3) é conhecido como Requisito Volumétrico do Massalote.
Observação (6): na equação (3)  é o rendimento do massalote (Figura 2). O rendimento do
massalote depende da forma e do material (no caso de luvas isolantes ou exotérmicas). Para
massalote cilíndrico H=1,5D o rendimento é 14% ou 0,14, mas pode mudar com a ligação de
mais peças no mesmo massalote.
Observação (7): na equação (3) b é a contração de solidificação da liga (Quadro 1). A
contração das principais ligas esta disponível em tabelas, mas a contração é sujeita ao processo
de fundição em função da rigidez do molde. Por exemplo, em moldes de areia verde manual
deve-se considerar um valor maior de contração do que em moldes fabricados por moldagem
mecanizada ou automatizada.
V massalote = V peça ou seção .b /( - b) (3)
1.10 Comparar os volumes obtidos com equação (2) e com a equação (3) selecionar o maior
valor como o volume do massalote da peça. Caso o maior volume seja o fornecido pela equação
(3), será necessário recalcular o módulo do massalote com base na equação (2) e alterar o valor
obtido no item 1.7.
1.11 Verificar se o massalote obtido pode alimentar 2 ou 3 peças. Para isso utilize a equação (3)
e no cálculo o volume deve ser ajustado para o volume de 2 ou 3 peças. Se o resultado obtido for
menor que o valor selecionado do item 1.10, o massalote pode alimentar 2 ou 3 peças (conforme
o volume testado), do contrário isso não é possível. O massalote pode ser ajustado para
alimentar 2 peças, basta considerar o novo volume do massalote calculado para 2 peças.
Observação (8): é importante fazer o teste do item 1.11 para otimizar os custos de produção,
quanto mais peças um massalote pode alimentar maior é o rendimento metalúrgico (relação
entre peso líquido das peças e peço bruto, ou seja, peças mais canais e massalotes) e deste modo
menor é o custo de produção.
1.12 Determinar as dimensões do massalote conforme a relação escolhida no (item 1.8), as
relações são apresentadas na Figura 1.
Observação (9): A medida importante que deveser determinada é o diâmetro do massalote em
mm, essa medida será necessária no projeto do ferramental.
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