Diferenças entre Moldes Descartáveis e Permanentes e Estudo de Caso sobre Bigornas e Martelos de Ferreiro

Lista No 1 Processos de fabricação I 1 Explique as diferenças entre um molde descartável e um molde permanente Quais são as vantagens e desvantagens de cada um 2 Os moldes são muitas vezes superdimensionados para atender às chamadas permissões Liste três razões pelas quais um modelo deve ser superdimensionado se uma peça for feita com fundição em areia 2 ESTUDO DE CASO Bigornas do Ferreiro Como oficial da WesternAmerica Blacksmith Association você determinou que vários de seus membros gostariam de ter um equivalente moderno de uma bigorna de ferreiro de 1870 Seu objetivo é replicar o projeto mas utilizar os recursos vantajosos dos materiais de engenharia atuais Você espera finalmente identificar um produtor que fará um número limitado desses itens para venda e distribuição através de sua revista mensal O projeto proposto é uma grande bigorna de forjamento com um comprimento total de 20 polegadas As superfícies superiores devem ser resistentes ao desgaste deformação e trincamento As propriedades mecânicas estimadas exigem uma resistência ao escoamento superior a 70 ksi um alongamento superior a 2 e uma dureza Brinell de 200 ou mais na superfície superior Você se sente confiante de que poderá garantir um mínimo de 500 pedidos a Discuta as várias propriedades que esta peça deve possuir para executar adequadamente sua tarefa pretendida b Discuta as várias preocupações que influenciariam o método proposto de fabricação das bigornas c Supondo que as bigornas serão feitas de algum tipo de metal ferroso considere as propriedades dos vários tipos de ferros e aços fundidos com relação a esta aplicação Qual material você recomendaria Porque d Como você proporia a produção das 500 réplicas das bigornas 3 ESTUDO DE CASO Martelo de ferreiro O martelo é provavelmente a ferramenta manual mais comum e mais útil e o martelo de carpinteiro é claramente o projeto mais popular disponível em pesos que variam de 16 a 24 onças Embora os martelos possam ser considerados ferramentas relativamente simples as cabeças dos martelos de carpinteiro podem ser um produto metalúrgico muito sofisticado porque as cargas diferem significativamente para os vários locais A garra vê a flexão estática enquanto o olho furo sustenta os impactos e a face que golpeia considera o contato de impacto com superfícies potencialmente duras Como se poderia esperar as propriedades e microestruturas ótimas também variam com o local Embora os cabos dos martelos tenham sido feitos de uma variedade de materiais incluindo aço tubular 4140 tratado termicamente nosso problema se concentrará na cabeça As informações a seguir foram obtidas da norma B1731 da American National Standards Institute ANSI Requisitos de segurança da norma nacional americana para martelos de pregos Esta é uma especificação voluntária apenas recomendação desenvolvida como um guia para auxiliar o fabricante o consumidor e o público em geral De acordo com a especificação ANSI As cabeças de martelo devem ser forjadas em uma única peça a partir de barras de aço carbono laminadas a quente de qualidade especial Embora a especificação permita aços variando de 1045 a 1088 dois grandes fabricantes de ferramentas de alta qualidade usaram o aço 1078 como material portanto iremos com sua seleção A face de percussão do martelo deve ser endurecida e revenida para uma dureza não inferior a C 40 ou superior a C 60 e o aço diretamente atrás da face de percussão deve ser um núcleo de suporte temperado diminuindo gradualmente em dureza As garras do martelo devem ser endurecidas para uma dureza Rockwell não inferior a C 40 ou superior a C 55 para um comprimento mínimo de 34 pol a partir da extremidade da ponta o comprimento restante até a base da ranhura em V deve ter a mesma dureza ou deve conter um núcleo endurecido diminuindo gradualmente em dureza até o centro do núcleo Embora não haja especificação para a região dos olhos furos muitos fabricantes preferem que essa área tenha a maior tenacidade ou seja ainda macia tão baixa quanto RC 25 Em resumo estamos olhando para uma única peça de aço tratada termicamente que preferencialmente exibe diferentes propriedades em diferentes regiões Por exemplo um martelo de alta qualidade tem uma face de impacto de RC 55 a 58 juntamente com uma garra de RC 46 a 48 Outro martelo de alta qualidade tem uma dureza de face de impacto de RC 50 a 58 ponta de garra dureza de RC 47 a 55 e uma dureza entrepernas do V de RC 44 a 52 O aro da borda da face de impacto é suavizada para uma dureza menor RC 41 a 48 para evitar trincas uma característica desse fabricante em particular Fixando nosso material como a barra de aço laminada a quente 1078 acima mencionada e usando o forjamento como nosso processo de produção 1 Que problemas podem ser esperados se o material na face de impacto for muito duro Muito macio Considere cada um em relação à possível responsabilidade 2 Descreva alguns processos ou sequências de tratamento térmico que podem ser usados para produzir um produto de qualidade com as variações de propriedades descritas anteriormente 3 Discuta os métodos de aquecimento resfriamento ou têmpera temperaturasalvo e assim por diante que você está propondo para realizar esta tarefa 4 Finalmente como você pode duplicar o amaciamento do aro obtido pelo fabricante citado 5 Martelos baratos frequentemente usam um único material e um único tratamento térmico tornando as propriedades semelhantes para todos as regiões Quais são os principais compromissos Se esses martelos fossem usados por um carpinteiro profissional como eles poderiam ser deficientes 6 Embora a especificação ANSI exija um produto forjado algumas cabeças de martelo são moldadas por fundição Quais podem ser alguns dos prós e contras de forjado versus fundido 7 A especificação ANSI exige que o material seja aço carbono a Cabeças de martelo também foram feitas de liga de aço Discuta os prós e os contras dessa substituição b Um martelo pequeno e barato foi mostrado para ter à frente de ferro fundido cinzento Que problemas podem acompanhar esta escolha de material Um dos outros tipos de ferro fundido seria um material aceitável para uma cabeça de martelo fundida Discutir 4 ESTUDO DE CASO Placa de base para um ferro a vapor doméstico O item representado na Figura anexa é a base de um ferro a vapor doméstico de alta qualidade Ele é classificado para operação em até 1200 W e foi projetado para fornecer vapor constante Incorporada ao projeto está embutida uma resistência elétrica que deve ser acoplada termicamente à placa de base mas permanecer isolada eletricamente Este componente geralmente assume a forma de um fio de aquecimento de resistência cercado por isolamento cerâmico todo envolto em um tubo de metal O vapor emerge através de vários pequenos orifícios de ventilação na base cada um com cerca de 116 pol em diâmetro Há cerca de uma dúzia de reentrâncias rosqueadas maiores cerca de 18 pol de diâmetro que são utilizados na montagem dos diversos componentes 1 Discuta as várias características que este componente deve possuir para funcionar de forma adequada Considere força resistência ao impacto resistência ao desgaste condutividade térmica resistência à corrosão peso e outros fatores 2 Com base nas propriedades exigidas que material ou materiais parecem ser fortes candidatos 3 Quais são alguns meios possíveis de produzir a forma desejada Quais são as principais vantagens dos vários métodos que você propõe 4 Para cada uma de suas alternativas de produção de forma propostas O conjunto do elemento de aquecimento pode ser incorporado durante a fabricação inicial Todas as características do projeto furos almas e reentrâncias poderiam ser incorporadas na operação inicial de fabricação Para quais recursos o processamento secundário pode ser necessário Como você recomendaria que eles fossem produzidos 5 Um fabricante substituiu o elemento de aquecimento tubular embutido por um elemento de seção transversal quadrada que é pressionado em uma ranhura de recepção na placa de base de ferro Discuta essa alternativa em termos de facilidade de fabricação bem como desempenho e qualidade do produto Garra Olho do martelo furo Chanfro Coroa da face de bater Diâmetro do sino sino da face Sino Pescoço Cabo 6 Alguns ferros comerciais têm placas de base para as quais as superfícies inferiores foram acabadas com um simples polimento enquanto outros têm um revestimento de teflon ou foram anodizados Se o seu desejo é produzir um produto da mais alta qualidade que tipo de acabamento superficial você recomendaria