Processos de usinagem em pedais de freio e acelerador de protótipo
Processos de usinagem envolvem a remoção de materiais para obtenção de uma geometria desejada. O material inicial é dado a partir de uma geometria mais grosseira, sempre proveniente de uma pré-forma como forjado ou fundido.
Uma característica da usinagem é a formação de cavaco, material removido no processo. Este é o subproduto final presente em todos os processos tradicionais de usinagem e sua formação corresponde-se diretamente com diversos aspectos relacionados às operações do mesmo, como desgaste da ferramenta, esforço do corte, calor gerado, penetração do fluido de corte, acabamento superficial da peça, entre outros.
Processo de usinagem de pedais de freio e acelerador
A equipe RS Racing UFRGS está em constante melhoria do seu protótipo, buscando métodos de fabricação que permitam obter componentes leves e confiáveis visando a melhoria da performance.
No processo de usinagem dos pedais de freio e acelerador, com suas respectivas especificações, a escolha correta do material é de grande relevância devido a necessidade de menor gasto de ferramenta e maior simplicidade do processo, favorecendo a fabricação. Por outro lado, esses fatores não devem comprometer a resistência e confiabilidade do projeto, adequando-se a geometria que irá proporcionar este melhor desempenho.
Desta forma, foi realizado o projeto dos pedais com objetivo de diminuir massa e volume, facilitar a fabricação e manter ou aumentar a segurança dos mesmos. A partir de uma análise de elementos finitos, a forma geométrica obtida, baseada na resistência apresentada em vigas em I , em conjunto com a uma estrutura de alumínio 7021 apresentou resultados favoráveis à sua aplicação.
Dessa forma, os pedais suportam elevadas cargas de projeto em condições extremas, como o acionamento do freio na iminência de uma colisão, sem apresentar deformação plástica.
Esta classe de alumínio utilizada, o 7021, possui intrinsecamente as características de boa usinabilidade, elevada resistência mecânica, alto brilho e moderada resistência a corrosão. Devido à suas aplicações usuais na área de aeronáutica, automobilismo e setor agrícola, é viável a sua escolha como material para estes componentes.
Como resultado, obteve-se um conjunto padronizado de pedais de baixa massa, reduzindo pela metade a massa do pedal de freio que anteriormente era de aço SAE 1020 com fixações soldadas e apresentava 550 g, atualmente apresentando 206 g a partir da usinagem de um monobloco de alumínio. Além disso, como visto, a fabricação dos componentes foi facilitada e a confiabilidade do sistema apresentou-se levemente superior devido a otimização da geometria.