Mini-Projeto · Conceber os elementos moldantes de uma caixa de comando elétrico
Contexto
A Moldetec, o mesmo gabinete de projeto de moldes que fez o estudo da constituição do molde para a ElectroCasa, avança agora para a conceção dos elementos moldantes dessa caixa de comando elétrico em PA66: o macho, a cavidade e os elétrodos que vão dar forma real à peça.
Recebeste o ficheiro 3D da peça, já validado pelo estudo da constituição do molde (material, tipologia de duas placas, sistemas de alimentação, extração e refrigeração), e trabalhas individualmente ou em grupo, num software CAD com módulo de moldes, para levar essa peça do ficheiro importado até ao macho, à cavidade e aos elétrodos prontos para maquinação.
Ficha técnica da peça e do projeto (dados a usar em todos os cálculos):
| Dado | Valor |
|---|---|
| Material | PA66 (poliamida) |
| Contração do PA66 (tabela da UC) | 2,0% (0,020) |
| Cota nominal de comprimento (peça acabada) | 130,00 mm |
| Espessura nominal de parede | 2,5 mm |
| Espessura de uma saliência de fixação | 9,0 mm |
| Profundidade da peça (altura) | 55 mm |
| Profundidade de textura numa das paredes | 0,05 mm |
| Profundidade de uma segunda parede, sem textura | 35 mm |
| Profundidade de um desnível lateral (undercut) para uma corrediça | 7,00 mm |
| Largura do corpo da corrediça já dimensionado | 30,00 mm |
| Espaço lateral disponível na placa moldante | 45,00 mm |
| Gap (folga de descarga) da máquina de eletroerosão disponível | 0,05 mm |
| Detalhe a eletroerodir (rasgo de encaixe fechado) | 14,00 mm × 10,00 mm, profundidade 4,00 mm |
| Bloco moldante estimado (por elemento) | 160 mm × 110 mm × 75 mm |
| Volume estimado da peça (já escalado) | 210 000 mm³ |
Requisitos
Funcionais
- Importação e reparação do ficheiro da peça: confirmar continuidade das superfícies e fecho do sólido.
- Redefinição do sistema de eixos, com o eixo Z alinhado à direção de desmoldagem escolhida.
- Escala 3D pela contração, aplicando o coeficiente de compensação à cota nominal de comprimento.
- Análise de saídas nas duas paredes indicadas (com e sem textura), com o cálculo do ângulo mínimo e da folga na base de cada uma.
- Análise de espessuras da saliência de fixação, com verificação da regra de 3:1 e proposta de correção se necessário.
- Definição da linha de junta e das superfícies de ajustamento, justificada pelos critérios desta UC.
- Estudo cinemático e cálculo do atravancamento da corrediça do desnível lateral, com confirmação de que cabe no espaço disponível.
- Extração do macho e da cavidade por operação booleana, com o cálculo do volume de aço a remover.
- Extração do elétrodo do rasgo de encaixe, com a compensação do gap em todas as cotas.
- Proposta de postiço para a zona do rasgo de encaixe, justificada.
Não-funcionais
- Dossiê organizado por secções, com todos os cálculos visíveis passo a passo (nunca só o resultado final).
- Terminologia normalizada dos elementos moldantes, sem nomes informais.
- Coerência entre todos os cálculos: a contração aplicada sempre no mesmo sentido, o gap descontado corretamente em cotas bilaterais e unilaterais.
- Cumprimento das normas de segurança e saúde no trabalho referidas ao longo do projeto.
Fases
Fase 1 · Ficheiro e sistema de eixos (2h) Importar o ficheiro da peça, verificar continuidade e fecho do sólido, e redefinir o sistema de eixos alinhado à direção de desmoldagem.
Fase 2 · Escala 3D pela contração (2h) Calcular o coeficiente de compensação da contração do PA66 e aplicar a escala 3D à cota nominal de comprimento da peça.
Fase 3 · Análise de saídas e de espessuras (4h) Analisar o ângulo de saída das duas paredes indicadas (com e sem textura) e a razão de espessuras da saliência de fixação, propondo correções onde necessário.
Fase 4 · Linha de junta e superfícies de ajustamento (3h) Definir a linha de junta da peça e as superfícies de ajustamento necessárias, justificando as escolhas pelos critérios desta UC.
Fase 5 · Estudo cinemático e atravancamento (3h) Simular a sequência de desmoldagem e calcular o curso e o atravancamento da corrediça do desnível lateral.
Fase 6 · Operações booleanas: macho e cavidade (3h) Extrair o macho e a cavidade por operação booleana a partir do bloco moldante, calculando o volume de aço a remover.
Fase 7 · Extração do elétrodo e proposta de postiço (3h) Calcular as cotas do elétrodo do rasgo de encaixe, com a compensação do gap, e propor um postiço para essa zona.
Fase 8 · Apresentação (2h) Apresentar o dossiê à turma, explicando cada cálculo e as decisões tomadas.
Critérios de avaliação
| Critério | Peso |
|---|---|
| Ficheiro reparado e sistema de eixos corretamente alinhado | 10% |
| Escala 3D pela contração correta | 10% |
| Análise de saídas e de espessuras corretas e coerentes | 20% |
| Linha de junta e superfícies de ajustamento funcionais | 15% |
| Estudo cinemático e atravancamento da corrediça corretos | 15% |
| Macho e cavidade extraídos, volume de aço calculado | 15% |
| Elétrodo e postiço, com a compensação do gap correta | 15% |
Erros comuns
- Redefinir o sistema de eixos depois de já ter feito a análise de saídas, obrigando a repetir essa análise.
- Aplicar a escala 3D da contração cota a cota, em vez de um único coeficiente a todo o modelo.
- Esquecer o incremento de ângulo de saída para a parede texturizada, entregando um ângulo insuficiente.
- Aceitar a razão de espessuras de 3,6:1 da saliência "porque a peça parece resistente", sem propor correção.
- Desenhar a linha de junta sobre a zona visível crítica com o logótipo do cliente.
- Esquecer a superfície de ajustamento na abertura lateral dos terminais, deixando o sólido por fechar antes da operação booleana.
- Calcular o curso da corrediça só pela profundidade do desnível, sem a margem de segurança desta UC.
- Comparar só o curso da corrediça com o espaço disponível, esquecendo de somar a largura do corpo da corrediça.
- Descontar o gap apenas de um lado numa cota bilateral do elétrodo.
- Aplicar o desconto de dois gaps também na profundidade de trabalho do elétrodo, que é uma cota unilateral.
- Trocar macho por cavidade na descrição das duas metades extraídas pela operação booleana.
- Trabalhar o rasgo de encaixe diretamente no bloco do macho, sem propor um postiço.
Bónus (opcional)
- Recalcular o atravancamento da corrediça admitindo um corpo de corrediça mais largo, de 42 mm, e verificar se ainda cabe no espaço disponível.
- Propor uma segunda superfície de ajustamento para uma variante da peça com mais um furo lateral.
- Recalcular o elétrodo do rasgo de encaixe com um gap de 0,03 mm e comparar o resultado.
Reflexão
No dossiê final, responde: porque é que a escala 3D pela contração tem de ser aplicada antes da operação booleana de extração do macho e da cavidade, e não depois? E identifica duas decisões deste projeto que, se estivessem erradas, só seriam detetadas depois de o macho ou a cavidade já estarem maquinados, e como as terias verificado mais cedo.