Tendência dos componentes da caixa de câmbio fabricados em metal leve Projeto de Ferramentais I Professor: Guilherme Ourique Verran Aluno: Luiz Henrique Tormen Longo Setembro 2012

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

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: Vantagens: 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.