estampagem222, Notas de estudo de Cultura

Baixe estampagem222 e outras Notas de estudo em PDF para Cultura, somente na Docsity! Estampagem ou Conformação de chapas � Processo de transformação mecânica que consiste em conformar um disco plano ("blank") à forma de uma matriz, pela aplicação de esforços transmitidos através de um punção. � Na operação ocorrem : alongamento e contração das dimensões de todos os elementos de volume, em três dimensões. A chapa , originalmente plana, adquire uma nova forma geométrica CONCEITO METALURGIA DO PROCESSO O processo de estampagem, por envolver solicitações de naturezas diversas, requer que uma série de testes sejam realizados na chapa a estampar de modo a se conhecer bem seu comportamento durante a operação a que será submetida. Dois destes testes prevêm o conhecimento da anisotropia planar e normal e o coeficiente de encruamento. METALURGIA DO PROCESSO Uma das exigências de qualidade das chapas a estampar é com relação à variação da espessura durante sua conformação pelas matrizes. Esforços de estiramento (c), região A e no final da operação a espessura (ef) será ali menor que a espessura inicial da chapa (e0). Quanto melhor o material, para uma mesma operação, tanto maior será o valor de ef . A variação de espessura é crítica na região B. A variação de espessura está relacionada com a anisotropia normal e com o valor do coeficiente de encruamento desenvolvidos na material (chapa) durante o processamento a que foi submetido. METALURGIA DO PROCESSO Por quê a variação da espessura depende da anisotropia normal? METALURGIA DO PROCESSO Por quê a variação da espessura depende do coeficiente de encruamento? O coeficiente de encruamento é de certa forma uma medida da distribuição da deformação provocada em um corpo por uma ação externa. Um valor ótimo desse coeficiente seria aquele que indicasse que a deformação, pela existência de uma consolidação da estrutura, se distribuirá homogeneamente em todo o material estampado, não ficando localizada em determinadas regiões que poderão, nesse caso, vir até a se romper durante a operação. Uma outra exigência de qualidade das chapas é que o orelhamento após a operação de estampagem seja mínimo. Esta ocorrência está intimamente relacionada com a existência de anisotropia planar da chapa, ou seja, aquela existente na superfície da chapa e que decorrente do processo de alinhamento das fases e inclusões durante a produção da chapa, o que dá lugar ás fissuras metálicas. METALURGIA DO PROCESSO Orelhamento Fig. - 3 Ocorrência de orelhamento na operação de estampagem de um copo cilíndrico. METALURGIA DO PROCESSO Um esboço oval que durante sua deformação na prensa de estampagem seja submetido a estiramentos segundo as direções indicadas sobre ele, apresentará um comportamento, naquelas direções, que será função da maneira como aquele esboço seja cortado sobre a chapa, uma vez que a fibragem na chapa já foi estabelecida definitivamente no processo de laminação. As fibras estão indicadas pelas linhas tracejadas na figura abaixo. onde: r0o, r45o e r90o são os valores de r medidos a 0o , 45o e 90o com a direção de laminação. Este parâmetro indica a habilidade de uma certa chapa metálica resistir ao afinamento, quando submetida a forças de tração e/ou compressão, no plano. Anisotropia normal R : R = ( RDL + 2R45º + RDT ) / 4 Maior R, melhor embutimento METALURGIA DO PROCESSO DETERMINAÇÃO DA ANISOTROPIA EM CHAPAS METÁLICAS • Extração de corpos-de-prova para ensaios de tração a partir de diversas direções no plano da chapa • Medição das deformações na largura ��w) e na espessura ��t) dos corpos-de prova • Realização dos ensaios de tração, mantendo a deformação do comprimento constante (alongamento) �� � � �� � � � 0 ln w w w� �� � � �� � � � 0 ln t t t� t0 - espessura inicial do corpo de prova t - espessura final de ensaio w0 - largura inicial do corpo de prova w - espessura final de ensaio METALURGIA DO PROCESSO COEFICIENTES DE ANISOTROPIA • Coeficiente de anisotropia normal (R) t wR � � � • Coeficiente de anisotropia planar ( )R� 2 2 000 45900 RRRR �� �� • Coeficiente de anisotropia médio ( )R 4 2 000 90450 RRRR �� � METALURGIA DA CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANISOTROPIA • Material isotrópico: 0 e 1 90450 ������ RRRRR ooo • Material anisotrópico: resistente mais largura 1 resistente mais espessura 1 � � R R • Situação ideal para estampagem profunda: zero de próximo elevado R R � METALURGIA DA CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANISOTROPIA eM ateri al isotrópico: Tabela IV: Índices de anisotropia calculados MATERIAL r Ar Fmédio 0º | 1,127 ARBL “Dual- 45º | 0,831 0,071 0,866 Phase” 90º | 0,677 0º | 0,647 ARBL “Dual- 45º | 0,754 | -0,097 0,706 Phase” revenido | 90º | 0,668 0º | 0,666 “Interstitial-Free” | 45º | 1,299 -0,432 1,083 90º | 1,068 0º 1 0,531 ARBL ferrítico- | 45º] 1,359 | -0,739 0,990 perlítico 90º| 0,710 ARBL ferrítico- | 0º | 0,897 perlítico 45º | 1,223 0,001 1,223 encruado 90º | 1,551 0º | 0,771 ABNT 1070 45º | 0,865 | 0,139 0,935 90º | 1,237 0º | 1,059 UNS S43000 45º 1 0,673 0,167 0,757 90º | 0,622 METALURGIA DA CONFORMAÇÃO MECÂNICA Coeficiente de Encruamento Matematicamente falando, o coeficiente de encruamento é o coeficiente de expressões que dão a lei de variação da tensão real com a deformação real de um corpo metálico durante a deformação plástica do mesmo por um processo qualquer. Para um corpo com estrutura cúbica e no estado recozido sabe-se que é válida a expressão: �=k�n �- tensão real K – constante característica para cada material �- deformação real n – coeficiente de encruamento METALURGIA DA CONFORMAÇÃO MECÂNICA Exercício 1 Pontos Carga (t) Comprimento (cm) 1 4,22 5,118 2 4,20 5,159 3 4,76 5,237 4 5,15 5,316 5 5,50 5,392 6 5,78 5,471 7 6,02 5,550 8 6,25 5,629 9 6,40 5,705 10 6,51 5,784 11 6,64 5,862 12 6,96 6,195 13 7,10 6,878 14 7,08 7,112 15 6,92 7,153 16 5,89 7,231 17 4,85 7,264 l0 = 5,00 cm d0 = 1,40 cm Calcular o coeficiente de encruamento ocorrido no ensaio de tração, cujos dados estão ao lado. METALURGIA DA CONFORMAÇÃO MECÂNICA Exercício 2 Uma amostra de dois aços (1 e 2) foi retirada para determinação da sua anisotropia. As amostras (3 cps) foram retirados a 0, 45 e 90º da direção de laminação. As medidas iniciais do cp são: w=10mm, t=0,8mm e l=50mm. Após alongamento uniforme de 15%, as medidas tomadas foram: Amostra 1- 0º: t=0,71mm; 45º: t=0,75mm; 90º: t=0,74mm Amostra 2- 0º: t=0,70mm; 45º: t=0,72mm; 90º: t=0,76mm Com esses dados, determina a anisotropia do material. METALURGIA DA CONFORMAÇÃO MECÂNICA Exercício 2 R medio= 0,176183 R medio= 0,533819 �R = 0,181256 �R = 0,874165 Amostra 1 Amostra 2 Um material isotrópico tem �R =1 Nos materiais para estampagem profunda um alto valor de �r é desejado (maior resistência ao afinamento da chapa). A relação entre �R e o LDR é mostrada no gráfico. Essa é definida como a máxima razão possível entre o diâmetro do ‘blank’ e do copo embutido, sem que ocorra falha. This document was created with Win2PDF available at http://www .win2pdf.com. The unregistered version of Win2PDF is for evaluation or non-commercial use only. This page will not be added after purchasing Win2PDF.