CONFORMAÇÃO PLÁSTICA LAMINAÇÃO

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1 CONFORMAÇÃO PLÁSTICA LAMINAÇÃO 1

2 DEFINIÇÃO Processo de fabricação por conformação plástica direta que consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilindros, de modo que sua espessura sofre diminuição, enquanto que a largura e o comprimento do corpo sofrem aumento proporcional. 2

3 CONCEITOS BÁSICOS 3

4 CONCEITOS BÁSICOS Movimentação da peça: Atrito Volume constante A quente e a frio Compressão direta Produtos planos e não-planos 4

5 CONCEITOS BÁSICOS 5

6 LAMINAÇÃO A QUENTE Lingotes fundidos Placas e tarugos Temperatura superior à temperatura de recristalização do material Operações iniciais (Desbaste) Grandes deformações Grandes dimensões geometrias complexas 6

7 LAMINAÇÃO A QUENTE Recuperação da estrutura Ausência de encruamento Baixa precisão dimensional Baixo acabamento superficial Casca de óxidos (carepa) Produtos semi-acabados 7

8 LAMINAÇÃO A FRIO Matéria-prima: chapas e barras laminadas a quente Aplicado a peças semi-acabadas Pequenas deformações Operações de acabamento Temperatura abaixo da temperatura de recristalização do material 8

9 LAMINAÇÃO A FRIO Melhor acabamento superficial Superfícies regulares Melhor precisão dimensional e geométrica Encruamento Maior resistência mecânica Tratamentos térmicos intermediários 9

10 TERMINOLOGIA Bloco: Seção quadrada, 36 pol 2 ( mm 2 ), produto de primeira redução Tarugo: Seção retangular, resultado de passagem posterior Placa: Seção retangular, área maior do que 16 pol 2, largura pelo menos 3 vezes maior do que a espessura. 10

11 TERMINOLOGIA Chapa: Seção retangular, espessura maior do que 1/4 de pol. Folha, chapa fina ou tira laminada: Espessura menor do que 1/4 de pol. Tiras, em geral, tem largura inferior a 24 polegadas 11

12 TERMINOLOGIA 12

13 LAMINADORES Mais simples e comum Movimento em um único sentido 13

14 LAMINADORES Mesma configuração básica Movimento em dois sentidos 14

15 LAMINADORES Cilindros superior e inferior movidos por motores Cilindro central movido por atrito 15

16 LAMINADORES Diminuição do diâmetro dos cilindros condutores representa diminuição substancial da potência requerida Necessário de encosto cilindros 16

17 LAMINADORES Cada um dos rolos de trabalho é apoiado por dois cilindros de encosto 17

18 LAMINADORES Laminador Mandrilador Tubos com diâmetro interno entre 57 e 426 mm, com espessura entre 3 e 30 mm 18

19 Laminador de tubos com costura Tubos com diâmetro interno entre 10 e 114 mm e espessura de parede entre 2 e 5 mm 19

20 LAMINAÇÃO SEQUENCIAL DE PERFIS 20

21 CILINDROS DE LAMINAÇÃO Considerados os principais componentes de um laminador Superfície cilíndrica ou ranhurada Laminação primária: resistência mecânica, maiores diâmetros Laminação de acabamento: dureza superficial, diâmetros menores 21

22 CILINDROS DE LAMINAÇÃO Materiais: Desbaste: aços carbono e aços ligados Intermediária: Aços ligados e ferro fundido Acabamento: ferros fundidos 22

23 FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS 23

24 FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS Esforço preponderante: Compressão direta Arco de contato Ponto neutro (C): Pressão máxima, Atrito nulo Ângulo de laminação ( ), ângulo de contato ou ângulo de ataque min : ângulo de mordida tg variável. Para efeitos de cálculo: laminação a frio, com lubrificação: = 0,05-0,10 laminação a quente: = 0,2 a grimpamento 24

25 FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS Força de atrito: no sentido de laminação até o ponto neutro e no sentido contrário a partir dele. Carga de laminação: Força de compressão, também conhecida como força de separação Pressão exercida: carga de laminação dividida pela área de contato. 25

26 FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS Considerando-se volume constante: b.h 0.v 0 = b.h f.v f = b.h.v b = largura da chapa Observações experimentais indicam maiores variações em v. Velocidade aumenta em contato com cilindros No ponto neutro a velocidade da chapa se iguala à velocidade tangencial dos cilindros. 26

27 FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS Arco de contato: Lp = R h h = h 0 - h f Pressão dos rolos: P = Pr/b.Lp Pr = Força de compressão b = largura da chapa Lp = arco de contato entre a peça e o cilindro 27

28 FORÇAS E RELAÇÕES GEOMÉTRICAS Valor máximo (C): Curva - superfície de contato Área hachurada: força de laminação necessária para vencer a força de atrito Área sob AB: força para a deformação 28

29 DEFEITOS PRODUTOS SEMI-ACABADOS Blocos losangulares com colarinhos com nervuras torcidos cambados bojudos Tarugos bojudos TRINCAS Tarugos com uma nervura lateral com duas nervuras laterais com colarinhos com cantos incompletos retangulares 29

30 Defeitos (semi-acabados) 30

31 DEFEITOS PRODUTOS ACABADOS FORMA Encurvamento Arco transversal Retorcimento Cambamento Laterais ou centro alongados Espinhas de peixe Ondulação a um quarto SUPERFÍCIE Cascas Carepas Costuras Orifícios Marcas de cilindros Linhas de distensão Casca de laranja Ferrugem 31

32 Defeitos de forma (produtos planos laminados a frio) 32