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EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL Nesta aula serão projetadas as matrizes para a trefilação de uma barra com seção transversal em forma de hexágono. O número de passes a ser utilizado e as dimensões das matrizes serão definidos utilizando-se os critérios mostrados a seguir. Para a realização deste projeto pode-se utilizar o ProE ou o SolidEdge. O resultado desta aula será a entrega dos desenhos das matrizes com todas as especificações de dimensões e do material utilizado. O único detalhe que não será determinado nesta aula é a interferência dimensional entre o diâmetro externo do núcleo e o diâmetro interno da carcaça, que depende da pressão interna exercida durante a trefilação e dos limites de escoamento dos materiais utilizados na carcaça e no núcleo. Esse cálculo será realizado numa das próximas aulas. EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL Dados do processo: Matéria Prima: Barra de aço 1045, no estado recozido, diâmetro inicial: 12 mm Produto: Barra trefilada com perfil hexagonal com lado igual a 5 mm Critérios de projeto das matrizes: 1) Por ser um processo realizado a frio, a redução máxima de seção por passe deve estar entre 10 e 18%, em função da complexidade da seção a ser trefilada e do grau de encruamento já acumulado no material; 2) As matrizes de trefilação apresentam o perfil mostrado nas figuras a seguir, onde: 2α – ângulo de trabalho 2β – ângulo de entrada 2γ – ângulo de saída Hc – comprimento de calibração EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL Detalhes do núcleo de uma matriz de trefilação EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL Núcleo de matriz para trefilação de perfil Detalhes do núcleo e da carcaça de uma matriz de trefilação Dn Dc D Cc Cn Hc 2α EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL O ângulo de trabalho (2α) apresenta uma faixa ideal em função do material a ser trefilado, da redução de seção no passe e das condições de lubrificação. A tabela a seguir apresenta alguns valores recomendados para esse ângulo em graus e com variação permissível de ±2o Redução de seção no passe (%) Grupos de materiais a trefilar 1 2 3 4 5 6 7 5 a 8 14 12 10 9 8 7 6 8 a 12 16 14 12 11 10 9 8 12 a 16 18 16 14 13 12 11 10 16 a 25 21 18 18 16 15 14 12 25 a 35 24 22 20 19 18 17 15 35 a 45 22 20 18 EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL Grupos de materiais a trefilar: 1. Alumínio, prata, ouro, chumbo e zinco 2. Cobre e ligas de alumínio macias 3. Ligas de alumínio duras, níquel e ligas de níquel-cromo 4. Latões, bronzes, alpaca, aços inoxidáveis e aços não ligados com teor de carbono menor que 0,4% trefilados com lubrificação úmida 5. Aços não ligados com teor de carbono menor que 0,4% trefilados com lubrificação seca 6. Aços não ligados com teor de carbono maior que 0,4% e aços ligados trefilados com lubrificação úmida 7. Aços não ligados com teor de carbono maior que 0,4% e aços ligados trefilados com lubrificação seca EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula Faixa de dimensão do furo – D (mm) Dimensões padronizadas da carcaça Dimensões do núcleo de metal duro Diâmetro - Dc (mm) Comprimento - Cc (mm) Diâmetro - Dn (mm) Comprimento - Cn (mm) 4,7 a 9,5 9,5 a 13,5 13,5 a 16,0 16,0 a 20,5 20,5 a 25,5 25,5 a 28,5 28,5 a 32,0 32,0 a 35,0 35,0 a 38,0 38,0 a 41,0 41,0 a 44,5 44,5 a 51,0 51,0 a 57,0 57,0 a 63,0 63,0 a 70,0 70,0 a 80,0 80,0 a 90,0 90,0 a 123,0 75 75 100 100 127 127 150 150 150 150 200 200 200 254 254 251 300 300 50 50 50 50 50 50 65 65 65 65 70 70 70 90 90 90 100 100 27 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 90 95 105 115 125 140 155 22 22 22 22 25 25 28 28 28 30 30 30 32 35 35 38 38 38 EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL A tabela a seguir apresenta os valores recomendados para as dimensões da carcaça e do núcleo de metal duro em função da dimensão característica do furo do núcleo. EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL A tabela a seguir apresenta os valores indicados para Hc em função do diâmetro do produto a ser trefilado. No caso de perfis, pode-se adotar um diâmetro equivalente que corresponde a uma área de seção transversal idêntica à do produto. O ângulo de entrada 2β pode ser adotado entre 35 e 55o em função da geometria da matriz, enquanto o ângulo de saída 2γ pode ser adotado entre 30 e 80o EM908 – Projeto de Ferramentas para Conformação – Primeira Aula EM908 – PRIMEIRA AULA PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL Os fabricantes de metal duro recomendam algumas classes desse material para uso em núcleos de matrizes de trefilação em função do material a ser trefilado e da severidade do processo. A seguir são apresentadas cinco classes de metal duro em ordem crescente de tenacidade e decrescente de dureza e densidade. BF41 - IS0 K01-K05 núcleos para a trefilação de arames de aço e não ferrosos de um diâmetro de até 0,8 mm BF20 - K20 - núcleos para a trefilação de arames de aço e não ferrosos de um diâmetro de até 3,2 mm ou perfilados pequenos e simples, exclusivamente em não ferrosos. Mandris flutuantes pequenos. BF11 - núcleos para a trefilação de barras e arames. B10C - G20 núcleos em perfis grandes ou formato irregular para aços moles. Mandris fixos de dimensões superiores a 40 mm e mandris cônicos. Matrizes para estiramento de tubos, barras e peças B15C - G30 máxima tenacidade.Matrizes de estiramento e insertos grandes para fieiras montadas.
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