Verbete 8

Palavra: Solidification/solidificação 

Significado: Transição de fase na qual uma substância passa de seu estado líquido para sólido quando a sua temperatura diminui para baixo do ponto de solidificação.

Contexto: "Condições de produção industrial, bem como a influência da velocidade de solidificação sobre as propriedades do aço produzido"/"Conditions for industrial production as well as the influence of solidification speeds on the properties of the steel produced".

Source:  FEM- UFPA-ITEC

Bibliography:

Business Dictionary. solidification. Disponível em:<http://www.businessdictionary.com/definition/solidification.html>. Acesso em: 27 NOV 2017.

Liguee. Solidification. Disponível em: <https://www.linguee.com.br/portugues-ingles/search?source=auto&query=solidification.> Acesso em: 27 NOV 2017.

Layout and contraction

Based on the traction teste, the team got the shear stress of material, according the theory of Von Mises- Hencky. With thate, the team got the rivet with a total área of 267.467 mm². The diamter of this rivet is 18.45 milimeter

Based on established limits by SENAI CIMATEC, figure 1, the team was concluded that one rivet pass the limits. Therewith, decided to use 5 rivets, eatch with 8.25 milimeter of diameter. The new layout is showed in figure 2.

Figure 1: Joint placement

Source: SENAI CIMATEC, 2015

Figure 2- Riveted joint CAD 3D

Source:Own

 The team knew the aluminium contract after the foundry. Because this, based on figure 3, was calculated your contraction. The contraction will be taken into account are solidification and solid. The liquidate was disregarded because of the use of riser.  

Figure 3: Non ferrous metals shrinkage during cooling.

Source: Verran

The aluminium will be contract 12.2%. The team chose to do in the molde, holes with a drill bit of 9 milimeter because of the contraction.

Bibliography:

 NORTON, Robert. Projeto de máquinas. 4. Ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. 1030 p.

VERRAN, Guilherme Ourique. Estudo da alimentação de peças fundidas em ligas de alumínio. 1986. 188 p. Dissertação (Mestrado em Metalurgia e Transformação) - Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1986.

Disposição e contração

Com base no teste de tração do corpo de prova, pode estabelecer a tensão de cisalhamento do material, utilizando a teoria de Von Mises- Hencky. Com isso a equipe obteve um rebite com uma área total de 267.467 mm², possuindo um diâmetro de 18.45 milímetros.

Obedecendo os limites do layout definido pelo SENAI CIMATEC, como a figura 1, chegou-se a conclusão que a utilização de um rebite era inviável, com isso resolveu-se utilizar 5 rebites, cada um com 8.25 milímetros de diâmetro, com a disposição mostrada na figura 2. 

Figura 1- Layout pré-estabelecido

Fonte: SENAI CIMATEC,2017

Figura 2- Disposição dos rebites 

Fonte: Própria

Sabendo que o alumínio iria contrair logo depois de fundido, utilizou-se as informações da figura 3 para saber quanto seria essa contração. As contrações levadas em conta seriam a da solidificação e a solida. A liquida seria desconsiderada em virtude do uso do massalote.

Figura 3: Solidificação dos metais não- ferrosos

Fonte: VERRAN.

Com isso, obteve uma contração de 12,2%. A equipe optou-se por fazer no molde um furo com uma broca de 9 milímetros já que com isso o alumínio iria contrair e ficar com um diâmetro em. torno de 8 milímetros.

REFERENCIAS: 

  

   NORTON, Robert. Projeto de máquinas. 4. Ed. Porto Alegre: Bookman, 2013. 1030 p.

VERRAN, Guilherme Ourique. Estudo da alimentação de peças fundidas em ligas de alumínio. 1986. 188 p. Dissertação (Mestrado em Metalurgia e Transformação) - Escola de Engenharia, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 1986.

Verbete 7

Palavra: Riser/ massalote

Significado: Espécies de reserva de metal serve para corrigir o defeito conhecido como rechupe durante o processo de solidificação.

Contexto: O massalote se encontra na ultima região a se solidificar/ The riser stay in the last region to solidify.

Figure 1:Riser

Source: Introdução a manufatura mecânica

Bibliography:

MACHADO, Isabel.  Introdução a manufatura mecânica. Disponível em <  http://www.ebah.com.br/content/ABAAAA1HwAG/fundicao>. Acesso em : 19 de outubro de 2017.

Riser

   Riser has the function of prevent  a kind of flaw caused during in the solidification process: shrinkage.It is necessary know the place the riser will be put in the mould and your volume.

   Was used the “module’s method”, by ALMEIDA, Fundição: Mercado e Processos Metalúrgicos, one of method more used. This method consist in break the item in piece more simple, cylinders in this case, and find the module, division of volume for área will be contact in the mould’s wall. The riser should be in the region with the module is most bigger.The first region is the head, and the second region is the body of rivet. The figure 1 show the calculations founded. Hc2 is the height of body, dc2 diameter of body, and Ac2, Vc2 and Mc2 are respectively the área, volume and module with region 2. Hc1 is the height of rivet’s head, dc1 is the diameter of rivet’s head. Again, Ac1, Vc1 and Mc1 are respectively the área, volume and module with region 1. The kind of riser used is open in the top because is more easy your construction and the gas leaves.

Figure 1: Calculations of module

Source: own

To define the height of riser, by ALMEIDA, Fundição: Mercado e Processos Metalúrgicos, used the equacion 1. V is the riser’s volume, k’’ is a constant and depend the situation of casting, in general cases your value embrace is 6.  R is the coeficiente of volumetric contraction and for the aluminium are 6,5. Vp is the volume of item.  The figure 2 show the calculations to found the volume and height of riser, H.

The figure 3 show the measures of riser in a 2d representation.

Figure 2: Volume and height of riser

Source : own

Figure 3: Representation 2d of riser

Source: own

It is important emphasize the heigt of riser round off 23 milimeters for reasons of security

Bibliography:

ALMEIDA, Gloria de. Fundição: Mercado, Processos e Metalurgia. 2000. Disponível em: <http://www.metalmat.ufrj.br/wp-content/uploads/2012/05/Fundi%C3%A7%C3%A3o-mercado-processos-e-metalurgia.pdf>. Acesso em: 16 NOV 2017.

Massalote

   O massalote serve para evitar um tipo de defeito conhecido como rechupe durante o processo de solidificação. Para isso é necessário também saber onde coloca-lo no molde e o seu volume.

  Adotou-se o método dos módulos, segundo ALMEIDA, Fundição: Mercado e Processos Metalúrgicos, um dos métodos mais utilizados. Ele consiste em dividir a peça em formas mais simples, cilindros no caso, e, através delas, achar o módulo, que é a divisão do volume pela área que estará em contato com as paredes do molde e entrará em resfriamento primeiro. O massalote deverá ficar na região que apresenta o maior modulo. No caso, dividiu-se o rebite em duas partes. A primeira é tratada como sendo a região da cabeça, e a segunda, do corpo do rebite. Os cálculos abaixo demonstram os resultados encontrados, em que  hc2 é a altura do corpo; dc2, o diâmetro do corpo, consequentemente Ac2, Vc2 e Mc2 são, respectivamente, área, volume e módulo da região 2. Hc1 é a altura da cabeça do rebite, e dc1, o diâmetro. Novamente, Ac1, Vc1, e Mc1 representam, respectivamente, a área, volume e módulo da região 1. O tipo de massalote a ser usado é o aberto de topo, em virtude da facilidade da confecção e do desprendimento dos gases.

Figura 1- Calculo dos módulos 

Fonte: Própria

Definindo-se agora a altura do massalote, segundo ALMEIDA, Fundição: Mercado e Processos Metalúrgicos, utiliza-se a seguinte fórmula, onde Vm é o volume do massalote; k’’, uma constante que depende da situação em que irá ocorrer a fundição, pra casos gerais adota-se 6 r, o coeficiente de contração volumétrica, que no caso do aluminio é 6,5; e Vp, o volume da peça a ser fundida.Os cálculos mostram o volume a altura do massalote, H. Logo em seguida tem-se uma imagem 2d do massalote com as medidas no molde.

Vm= k''.r.Vp    (Eq.1)

Figura 2: Calculo do volume a da altura do massalote

Fonte: Própria

Figura 4- Medidas do massalote 

Fonte:Própria

É importante ressaltar que mesmo encontrando 21,8 milímetros de altura para o massalote, por motivos de segurança resolveu-se adotar um valor de 23 milímetros.

Bibliography:

ALMEIDA, Gloria de. Fundição: Mercado, Processos e Metalurgia. 2000. Disponível em: <http://www.metalmat.ufrj.br/wp-content/uploads/2012/05/Fundi%C3%A7%C3%A3o-mercado-processos-e-metalurgia.pdf>. Acesso em: 16 NOV 2017.

Verbete 6

Palavra: Drill / Broca

Significado: Instrumento com ponta rotativa utilizado para fazer furos.

Contexto: a equipe pretende obter as cavidades do molde através de furos feitos por brocas. / The team intentds to manufacture the cavities using drills.

Figure 1 - Drills

Source: Own

Posted by: Luana Seixas

Bibliography:

DICIONÁRIO INFORMAL. Brocas. Disponível em: <http://www.dicionarioinformal.com.br/broca/>. Acesso em: 11 NOV 2017.

Rivets Mold

Last week, the rivets dimensions were recalculated acording to the resultes of traction test. Therefore, a mold was designed in CAD 3D. The team decided to use a permanet mold, once it provides a better surface finishing, uniformity and a smaller dimensional tolerance. Besides, the mold will bem ade of steel, whose melting point is higher than the melting point of the aluminum.

Figure 1 - Rivets body mold

Source: Own

Figure 2 - Rivets head mold

Source: Own

The team intends to manufacture the cavities using drills, and cut the mold in the middle right after to make easy the remotion of the rivets. The cavity for the rivet head will bem ade in a 3rd parto f the molde, as shown in figure 3.

Figure 3 - Exploded view of the metalic mold

Source: Own

Besides, the team looked for drills in Theoprax Lab and the diameter choosen was 8,5mm, because, acording to the calculations, the rivet body must have a diameter of 8,25mm. Thoses dimensions must include how much the molten aluminum will contract during its crystallising. The dimensional tolerance of the project is ± 5%, so the dimensions won’t be bigger than that. 

Posted by: Luana Seixas

Bibliography:

CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Processos de Fabricação e Tratamentos. Volume II. Editora Makron Books. 1986.

Molde dos Rebites

Na semana passada, os rebites puderem ser redimensionados de acordo com os resultados do teste de tração. Sendo assim, deu-se início ao CAD 3D do molde dos rebites. A equipe optou por um molde permanente, devido ao melhor acabamento superficial da peça, maior uniformidade e tolerâncias dimensionais mais estreitas. Além disso, o molde será feito de aço, cujo ponto de fusão é maior que o do material a ser fundido: o alumínio.

Figura 1 - Molde para o corpo dos rebites

Fonte: Própria

 Figura 2 - Molde para a cabeça dos rebites

Fonte: Própria

Como a equipe pretende obter as cavidades do molde através de furos feitos por brocas, sendo este bipartido após a confecção dos furos para facilitar a retirada dos rebites, optou-se por confeccionar a cavidade correspondente às cabeças do rebite numa terceira parte do molde, como pode ser visto na figura 3.

Figura 3 - Vista explodida do molde metálico

Fonte: Própria

Além disso, a equipe foi em busca das brocas disponíveis no Laboratório Theoprax, e a utilizada será a de 9 mm, visto que, segundo os cálculos, o corpo do rebite deve ter 8,25 mm. Foi também feito o cálculo de contração do metal durante a sua solidificação, de acordo com os diâmetros das brocas, e os resultados obtidos foram 9,26 mm para o diâmetro do corpo, e 18,51 mm para a cabeça. De acordo com o edital, a tolerância dimensional é de ± 5%, não sendo, assim, ultrapassada após a contração do metal.

Postado por: Luana Seixas

Referências:

CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Processos de Fabricação e Tratamentos. Volume II. Editora Makron Books. 1986.

Verbete 5

Palavra: Tension Test

Significado: Ensaio que consiste em submeter um corpo de prova de geometria definida a um esforço crescente na direção axial do corpo de prova, levando-o a se romper.

Contexto: O teste de tração mostra a ductilidade do material. Este teste é simples, relativamente barato e totalmente padronizado./ The tension test shows the ductility of the material. This test is simple, relatively cheap, and fully standardized.

Figure 1 - Tension Teste

Source: Own

Posted by: Leonardo Santana

Tension Test

This week, a tensio test was made. The specimen was made by casting in a green sand mold, as posted before. The main goal was to set the material as ductile or fragile based on the results, shown on the graphic stress-strain.

Figure 1 - Tension test

 Source: Own

Figure 2 - Specimen failures

Source: Own

At the end of the test, the graphic was obtained (figure 3) and the results were analysed. The conclusion was that the material is ductile.

Figure 3 - Results

Source: Own

Video 1 - Failure of the material

 Source: Own

Posted by: Leonardo Santana

Teste de Tração

Nesta semana foi feito o teste de tração do alumínio coletado pela equipe. Para isto, foi fundido um corpo de prova através da utilização de um molde areia verde, como explicado anteriormente. O teste de tração foi feito junto à professora Pollyana, no laboratório de ensaios mecânicos no Centro Universitário Senai CIMATEC. O teste tem o objetivo de construir um o gráfico de tensão deformação para o material, e, a partir disto, avaliar se o material é considerado dúctil ou frágil. Este teste tem uma importância grande para o dimensionamento dos rebites. 

Figura 1 : Teste de Tração

 Fonte: Própria

Figura 2 : Falha do corpo de prova.

                                                                    Fonte: Própria.

Ao final do ensaio, foi obtido o gráfico de tensão-deformação disposto na figura 3, e, com isto, analisando os dados obtidos, pôde-se concluir que o alumínio trabalhado tem comportamento dúctil.  

                                                        

Figura 3 - Resultados

Fonte: Própria

O corpo de prova teve um alongamento de 22,51%, tensão de escoamento: 24,52 MPA e tensão máxima 106,85 MPA. 

                                                        Vídeo 1 : falha do material

Fonte: Própria

Postado por: Leonardo Santana