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04/05/2017 05h10

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Determinação do coeficiente de atrito através do ensaio do anel, comparado com a extrusão por duplo copo - Parte Final

Professor Ricardo Fiera apresenta na última parte os resultados do seu estudo

 

3. Resultados

Para facilitar a discussão dos resultados, bem comosua compreensão, serão apresentadas as medições feitasnos corpos de prova para o teste de compressão do anel e a extrusão por duplo copo, que serão marcados no gráfico das curvas de calibração os pontos obtidos a partir destas medições.

Nas medições utilizou-se um paquímetro com resolução de 0,02 mm, sendo que para o ensaio do anel, após cada ensaio, a altura e o diâmetro interno foram medidos em três pontos e então um valor médio foi obtido. Para a extrusão por duplo copo foram feitas as medidas de altura da extrusão feita pelo punção superior, chamada de H1 e do punção inferior, chamada de H2.

 3.1 Ensaio do Anel

As medições feitas nos corpo prova antes e depois do experimento são apresentadas na tabela 1, calcularam-se os percentuais de redução da altura do anel e do diâmetro interno, em seguida de cada tabela pode-se observar a imagem dos respectivos corpos de prova.

Com base nas medições de redução de altura e diâmetro interno, apresentou-se no gráfico o atrito verificado para cada condição de lubrificação e são apresentados na figura 14.

                                                                Figura 14 - Atrito verificado pelo ensaio do anel

3.2 Ensaio de Extrusão do Duplo Copo

A tabela 2 apresenta as medições feitas nos corpos de prova antes e depois do experimento para punção de 6 mm, sendo mantida as mesmas condições de lubrificação usadas no ensaio do anel.

Com base nas medições, apresentou-se no gráfico o atrito verificado para cada condição de lubrificação no ensaio de extrusão conforme figura 15.

4. Conclusão

Por meio do experimento aqui efetuado, foi possível demonstrar o funcionamento dos modelos do ensaio do anel e do teste de extrusão por duplo copo e avaliar o desempenho destes dois modelos para a determinação do atrito, através da comparação dos resultados obtidos em ensaios utilizando três situações de lubrificação.

Com relação aos lubrificantes observou-se em ambos os experimentos para o alumínio AA6351 que se mostram eficientes no processo, sendo que o grafite apresenta melhores resultados na diminuição do atrito em relação ao teflon, e falando-se mais especificamente ao DCET, dependendo do modelo de ferramenta o atrito é tão alto que não é possível perceber diferenças de eficiência entre os lubrificantes utilizados.

Diante dos resultados obtidos e discutidos neste trabalho pode-se concluir que o procedimento experimental do ensaiodo anel se mostra válido para a determinação do coeficiente de atrito μ, pois é um dos testes clássicos para a verificação do atrito e possui uma padronização observada na literatura e comprovada por diversos experimentos em condições de atrito encontradas no processo de forjamento. Mesmo utilizando-se a relação geométrica tradicionalmente encontrada na literatura, as curvas obtidas neste trabalho são diferentesdas observadas na revisão bibliográfica, sendo assim conclui-se que os resultados dependem de outros fatores como composiçãoquímica dos materiais e acabamento superficial das ferramentas. Com relação ao DCET, executado nos procedimentos experimentais deste trabalho, observou-se que é possível a determinação do coeficiente de atrito, desde que para isso seja observada uma série de características que envolvem ferramental desenvolvido para o experimento.

Outro ponto importante que se observa a partir do experimento e das discussões, é que a geometria do punção influencia diretamente nas curvas de calibração do DCET, aumentando com isso a dificuldade de se comparar as curvas encontradas na bibliografia com as geradas pelo software de simulação, diferentemente do que acontece com o ensaio do anel, que possui um padrão com relação a dimensões do anel e um padrão com relação à ferramenta. Este padrão existente no anel assegura os resultados do atrito verifi cado, já para o DCET esta falta de padrão pode influenciar tanto nas curvas simuladas quanto no resultado efetivo dos ensaios.

Agradecimentos

Os autores agradecem ao Laboratório de Transformação Mecânica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS/LdTM) e ao Laboratório de Conformação Mecânica e Processamentos de Polímeros (SATC/LACOMP) pelo apoio técnico no desenvolvimento deste projeto.

Referências

[1] SCHMITT Peter (São Paulo). Sindiforja - Sindicato Nacional da Indústria de Forjamento. Comparando Processos: Como os Forjados se comparam aos Fundidos. 2001. Material extraído do Site da Forging Industry Association - FIA - Associação das Industrias de Forjaria - EUA. - Tradução: Ylich Peter Schmitt - 26/12/2001. Disponível em: <http://www.sindiforja.org.br/comparando.htm>. Acesso em: 27 mar. 2016.

[2] GEIER, Martin. Considerações sobre o Atrito para Processos de Forjamento a Frio através do Ensaio de Compressão do Anel. 2007. 82 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia, Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais, Ufrgs, Porto Alegre, 2007.

[3] BUENO, Alex Fabiano. Determinação do Coeficiente de Atrito para Ligas de Alumínio AA6351 e de Titânio Ti6A1V pelos Métodos de Anel e Tubo Cônico. 2010. 119 f. Dissertação (Mestrado) - Curso de Engenharia, Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais, Ufrgs, Porto Alegre, 2010.

[4] SCHAEFFER, Lirio. Conformação Mecânica. 2. ed. Porto Alegre: Imprensa Livre, 2004. 163 p.

[5] MARTELLO, Leonardo. Desenvolvimento de Processo de Forjamento da Liga de Alumínio AA6351 com Auxilio de Computação Numérica. 2007. 79 f. Tese (Mestrado) - Curso de Engenharia de Minas, Metalúrgica e de Materiais, UFRGS, Porto Alegre, 2007.

[6] CAMACHO, Ana Maria et al. Investigations on Friction Factors in Metal Forming of Industrial Alloys. Procedia Engineering.Málaga, Vol. 63, p. 564-572. jun. 2013.

[7] SCHRADER, Timothy; SHIRGAOKAR, Manas; ALTAN, Taylan. A critical evaluation of the double cup extrusion test for selection of cold forging lubricants. Journal Of Materials Processing Technology. Columbus, p. 36-44. 20 nov. 2006.

[8] ALTAN, Taylan. Cold and Hot Forging: Fundamentals and Applications. Ohio: Asm International, 2004. 341 p.

[9] BALADI, Carina (São Paulo). Associação Brasileira do Alumínio. Alumínio - Processos de Produção: Forjamento. 2016.Disponível em: <http://www.abal.org.br/aluminio/processos-de-producao/forjamento/>. Acesso em: 10 abr. 2016.

[10] ASM INTERNATIONAL. Metalworking: Bulk Forming. Asm International Handbook Committee. Ohio, 2005. 868 p.

Luiz Ricardo Fiera
Mestre em engenharia para UFRGS.

Dr. Eng. Lirio Schaeffer
Professor/pesquisador da Universidade Federal do Rio Grande
do Sul – UFRGS.

Dr. Eng. Alexandre Milanez
Professor/pesquisador da Faculdade SATC.

Dr. Eng. Alberto Moreira Guerreiro Brito
Professor/pesquisador da Universidade Federal do Rio Grande
do Sul – UFRGS.

 

 

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