SEP282 PROCESSOS PARA INDÚSTRIA AERONÁUTICA

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

SEP282 – PROCESSOS PARA

INDÚSTRIA AERONÁUTICA

• AULA 4

• PROCESSOS PRIMÁRIOS DE

CONFORMAÇÃO 2

PROCESSOS PRIMÁRIOS DE CONFORMAÇÃO

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

Recalque plano

Deformação plana, material rígido plástico A carga de forjamento é dada pela

integração da tensão na direção y necessária para deformar a peça de largura 2a na altura inicial h

Quando reduzida a altura, a peça se

expande proporcionalmente mantendo o volume original

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

Considere a força agindo no elemento vertical de comprimento unitário e espessura dx. O elemento está a uma distância x da linha central, a qual não desliza. A força vertical é:

Tensão x área = s_y. d_x .1

Se o coeficiente de atrito é m a força de atrito (horizontal) será ms_yd_x.1

A força total agindo nos dois lados será então 2ms_yd_x.

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

O balanço de forças na horizontal resulta:

𝒉. 𝟏. 𝝈_𝒙 + 𝒅𝝈_𝒙 + 𝟐𝝁𝝈_𝒚𝒅𝒙. 𝟏 = 𝒉. 𝟏. 𝝈_𝒙 Rearranjando: 𝟐𝝁𝝈_𝒚𝒅𝒙 = −𝒉𝒅𝝈_𝒙 Portanto: mas 𝝁𝝈𝒚 = 𝝉

h

dx

2

d

s







C

x

h

2









s

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

Usando o critério de escoamento de VonMises para deformação plana:

3 2 x y 3 1 s s s s s     Ou seja: 𝝈_𝒚 = 𝝈_𝒙 + 𝟐 𝝈 𝟑 Substituindo (I) :

s



s

3

2

C

x

h

2









PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

A forma da tensão na direção vertical será:

s  s 3 2 x 2 l h 2 y          

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

𝑳 = −𝒍 𝟐 𝒍 𝟐 𝝈_𝒚𝒅𝒙



 









 



h

4

m

1

3

2

L

s

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

Recalque axissimétrico





PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

Cargas de extrusão

P = P

+ P

+ P

+ P

Sendo:

P_fd : a carga necessária para superar o atrito na superfície da matriz (na extrusão direta) ou na interface entre matriz e punção (na reto-extrusão),

P_fc : a carga necessária para superar o atrito na câmara na extrusão direta (P_fc = 0 na retro-extrusão),

P_dh : a carga necessária para deformação homogênea, e

P_ds : a carga necessária para cisalhamento interno devido ã deformação heterogênea

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

Carga de extrusão fórmulas empíricas

Fonte Fórmula Comentários Siebel (13-13) Também Feldman (13-1) P A R A R a a a     0 0 0 0 2 3 s  s s m    s m ln ln cos sen A DL

P inclui cargas devido à deformação

homogênea, cisalhamento, fricção na matriz e na câmara da matriz

P.E.R.A.(13-12) _P  _{A R} 

0s0( .3 45 ln 1 15. ) Para aços carbono 0.1-0.3%C

Billigmann(13-3) _{P A R} A a          s m  0 0 0 6 1 25 2 (ln . ) . L Pugh et al (13-14) _{P A R} A H R u   8 2 2 7 0 0 78 0 73 0 0 78 0 73 . (ln ) . (ln ) . . . . s

Originalmente derivada para aços com fosfato de zinco +MoS2

H = Dureza do tarugo antes da extrusão,

kg/mm2. su em ton/in 2 , 1 ton = 2240lb, P em tons James-Kottcamp (13-15) 53 . 0 R ln 24 . 1 n e F D L 4 exp ) F ( A 5 . 0 P a n a n a n u 0 0              m  s

s Baseado na deformaçào média, a,

determinada em modelos de teste com chumbo e  = 27

PROCESSOS DE CONFORMAÇÃO

Carga de retro-extrusão fórmulas empíricas

Fonte Fórmula Comentários P.E.R.A.(13-12)

P A A

A

 ₀s_{0( .3 45 ln} 0  _{1 15. )} Para aços carbonos 0.1-0.3%C

Pugh et al (13-14) P A R A H R u   0 0 8 0 72 0 0 72 0 72 6 0 2 8 . (ln ) . (ln ) . . . . s

Para aços com fosfato de zinco +Bonderlube 235

H = Dureza do tarugo antes da extrusão,

kg/mm2. s_u em ton/in2, 1 ton = 2240lb, P em tons James-Kottcamp (13-15) P A F F e n R u n a n a n a          0 0 2 4 2 36 0 28 ( . ) . ln . s s _  

Baseado na deformaçào média, a,

determinada em modelos de teste com chumbo e  = 27 e = 2.71828 Schoffmann(13-16) P A K A A c u  ₀ s 0 ln

K_c = 2.5~3.0 para aço de baixo carbono, mas usado K_c = 3.0