TREFILAÇÃO E AS INFLUÊNCIAS DO ÂNGULO DE TREFILAÇÃO E DA LUBRIFICAÇÃO
Por: Paulo Cabral • 18/8/2015 • Trabalho acadêmico • 2.522 Palavras (11 Páginas) • 464 Visualizações
Paulo Henrique Cabral do Nascimento
trefilação e as influências do ângulo de trefilação e da lubrificação
Paulo Henrique Cabral do Nascimento
trefilação e as influências do ângulo de trefilação e da lubrificação
Dissertação apresentada ao Programa de Graduação em Engenharia Mecânica com Ênfase em Mecatrônica da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais, como requisito parcial para aprovação na disciplina Conformação Mecânica.
Orientador: Prof. Tarcisio Jose de Almeida
RESUMO
A trefilação é um dos processos de conformação mecânica semelhante ao processo de extrusão onde um material é forçado a passar através de uma matriz para ter seu diâmetro reduzido e seu comprimento aumentado. Neste caso o material é puxado e não empurrado. A trefilação ou também conhecida como estiramento é normalmente realizada a frio. É um processo utilizado para a fabricação de fios, arame e tubos (secções muito menores que o comprimento). A disciplina de Conformação Mecânica, tem por objetivo estudar os diversos processos de fabricação utilizados na conformação, tal como suas operações e suas aplicações na Engenharia, portanto esta pesquisa abrange os temas do ângulo da fieira e da lubrificação no processo, identificando suas influências durante o processo e no produto final.
Palavras-chave: Conformação, processos, aplicações, ângulo da fieira, lubrificação.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1- Esforços predominantes na trefilação
Figura 2 - Desenho esquemático do processo de trefilação
Figura 3 - Desenho esquemático da fieira
Figura 4 – Expressão para carga de trefilação
Figura 5 - Variação das parcelas de energia em função do ângulo da fieira.
Figura 6 -Deformação sofrida por uma barra sendo trefilada
SUMÁRIO
1 Objetivo
2 Introdução teÓrica:
2.1 Processo de Trefilação
2.2 Fieira
2.3 Etapas do processo de trefilação
2.4 Carga de trefilação
3 Metodologia
3.1 Influência do Ângulo da Fieira
3.2 Influência da Lubrificação
- Objetivo
Este trabalho tem como objetivo estudar e mostrar a influência do ângulo de trefilação e dos lubrificantes no processo de trefilação, identificando suas participações durante o processo e no produto final, referente às tensões envolvidas no material, deformações, e o formato final da peça.
- Introdução teÓrica:
A trefilação é um dos processos de conformação mecânica semelhante ao processo de extrusão onde um material é forçado a passar através de uma matriz para ter seu diâmetro reduzido e seu comprimento aumentado. Neste caso o material é puxado e não empurrado. A trefilação ou também conhecida como estiramento é normalmente realizada a frio. É um processo utilizado para a fabricação de fios, arame e tubos (secções muito menores que o comprimento).
Processo de Trefilação
O processo de trefilação consiste em forçar a passagem de uma barra através de uma fieira mediante a aplicação de uma força de tração à saída desta fieira.
Figura 1- Esforços predominantes na trefilação
[pic 1]
Fonte: COUTO, de A. G. (2011)
A barra deve ser apontada e inserida através da fieira, sendo, em seguida, presa por garras de tração usualmente impulsionadas através de uma corrente sem-fim. Existem bancos capazes de desenvolver até 100 T de tração e velocidades da ordem de 100 m/min, percorrendo distâncias de até 18m. As fieiras de trefilação são geralmente constituídas de carboneto de tungstênio devido a sua grande durabilidade. Elas são caracterizadas por seu diâmetro de entrada, diâmetro de saída e ângulo de cone (ângulo de trefilação). A zona de entrada é construída com um ângulo maior que o de trefilação, para facilitar a lubrificação. Na saída, é necessária uma zona cilíndrica por razões de fabricação e manutenção da matriz, e para diminuir a velocidade de desgaste do diâmetro de saída da fieira.
Figura 2 - Desenho esquemático do processo de trefilação
[pic 2]
Fonte: LIMA, Vinicius Torres (2006)
Na produção de pequenos diâmetros (arames, etc.), pode-se empregar o tipo de máquina rotativa.
O material deforma-se à medida que atravessa a fieira e desta maneira, tem seu diâmetro reduzido. Como resultado, obtém-se um produto de seção menor e comprimento maior, com boa qualidade superficial e excelente controle dimensional. Geralmente, tanto a barra original quanto o produto final possuem simetria axial, ainda que esta condição não seja estritamente necessária.
A força requerida na trefilação é o somatório da força requerida para a redução uniforme de área do material, da força requerida para produzir deformação cisalhante não uniforme das camadas superficiais na entrada e saída da fieira (trabalho redundante) e da força requerida para superar o atrito entre o material e as paredes da fieira. A força requerida na trefilação pode variar dependendo do ângulo da fieira, da redução de área, da tensão de escoamento do material e do atrito entre o material e a fieira, sendo que este último é função do material da fieira, da lubrificação e da velocidade de trefilação.
A barra que deve ser trefilada recebe o nome de fio de máquina. O fio de máquina para a produção de fios e arames é um produto semi-acabado, geralmente laminado, de secção circular e de diâmetro não superior em princípio a 6,35 mm (1/4”).
O equipamento empregado na operação de estiramento de fios e tubos consiste num banco de estiramento, onde um dos principais componentes é a matriz. O fio máquina já pontiagudo e inserido na matriz e na outra extremidade, é agarrado nas mandíbulas do banco (mecanismo hidráulico ou mecânico). Existem bancos de estiramento com capacidade superior a 100 toneladas de força de tração e velocidades de estiramento que variam de 9 a 1500 m/min.
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