Tendência dos componentes da caixa de câmbio fabricados em metal leve

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

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

3. 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.

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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.

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

9. 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.

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

11. 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.

12. 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.

13. 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.