Projeto de Matriz para Trefilação de Perfil

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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.
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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
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PROJETO DE MATRIZ PARA TREFILAÇÃO DE PERFIL
Detalhes do núcleo de uma matriz de trefilação
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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 
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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
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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
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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
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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.
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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
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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.