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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO IIIPROCESSOS DE FABRICAÇÃO III Professor: José Antonio S. Corbacho 2017 Tipos de laminadores Os cilindros são feitos geralmente de aços forjados ou fundidos e ferros fundidos, com carbono entre 1,8 a 2,6%C. Principais características: dureza, resistência ao desgaste da mesa, resistência à ruptura por ocasião de uma eventual sobrecarga, baixa sensibilidade à formação de trincas térmicas, boa superfície. Tipos de laminadores - Cilindro térmicas, boa superfície. Tipos de laminadores - Cilindro A flexão dos cilindros causa variação de espessura ao longo da largura da chapa laminada. Para compensar essa variação de espessura, recorre-se ao coroamento dos cilindros, ou seja, eles possuem um diâmetro maior no centro e menor nas extremidades. A falta de coroamento (ou um coroamento negativo) e oA falta de coroamento (ou um coroamento negativo) e o excesso de coroamento positivo levam a diferentes padrões de defeitos nas chapas. Tipos de laminadores - Cilindro Tipos de laminadores - Cilindro Cilindro - Relações geométricas e cálculos na laminação hhii hhff ww ww w = largura da chapa. hi = espessura inicial. hf = espessura final. Cilindro - Comprimento do arco de contato hRL ∆= Cilindro - Ângulo de contato R h∆ =α Cilindro - Deformação plástica verdadeira = f i p h hlnε Cilindro - Atrito na laminação Cilindro - Condição de mordida da chapa Para que a chapa seja arrastada pelos cilindros, é necessário que a força de atrito entre a chapa e o cilindro seja grande o suficiente para puxar a chapa para o interior do arco de contato, Fx > 0. µ<αtg Cilindro - Máxima redução e Raio mínimo µα =tg h∆ Numa situação limite: O ângulo de contato é dado por: R h∆ =≈ααtg R h∆ =µ Rh 2max µ=∆ 2min µ hR ∆= Válido para chapas com cantos vivos na área de contato com os cilindros. Cilindro - Máxima redução e Raio mínimo - condição de arraste Caso a chapa tenha um perfil que acompanhe o arco de contato - tenha uma extremidade afinada em formato de chanfro ou que acompanhe o arco de contato: R4h 2max µ=∆ R4hmax µ=∆ 2min 4µ hR ∆= Cilindro - Ângulo neutro sfei vhvh = μ senαμ senαN 2 1cos −+ = α Alargamento da chapa na laminação a quente Depende principalmente da geometria do processo. Calculado através de experiências práticas. ii hhw hRww w . ).(..435,0 2 + ∆ =∆ fii hhw .+ Quando aplicável, o cálculo de carga a quente pode ser substituido pela media da largura da chapa: 2 fi ww w + = Taxa de deformação Afeta diretamente a carga de laminação. Utilizado para o cálculo da tensão média de escoamento na laminação a quente. R h v ∆ = 2 ε fi hh R + ='ε 30 Rn v pi = � Sendo n a rotação dos cilindros em rpm e v em mm/s Tensão média de escoamento na laminação ( ) ou Resistência à deformação S Tensão necessária para deformar plasticamente o material. A quente - é função da deformação ( ɛ ), da taxa de deformação ( ɛ‘ ), da temperatura, do histórico da deformação e da estrutura metalúrgica do metal. A frio - é função do histórico da deformação anterior e do encruamento. Tensão média de escoamento na laminação ( )S Tensão necessária para deformar plasticamente o material. A tensão necessária para inicial a deformação por tração pura (critério de escoamento): Y=σ Na de formação de planos: A tensão necessária para iniciar a deformação plástica na laminação é 15% maior que a tensão de escoamento do material obtida num ensaio de tração. Y15,1=σ ( ) ε εε ε ε ∆ = ∫ b a dY Y]/[Y15.1S 2mN= Tensão média de escoamento na laminação ( )S Por métodos gráficos (a frio): Material previamente deformado em 10%. Qual será a tensão média deQual será a tensão média de escoamento para deformar esse material em mais 15%? MPa767 2 900635Y =+= Mpa882767.15,1S == Cálculo de carga sem atrito ][hRwS2,1 NP ∆= Cálculo de carga com atrito 2 1 fhhh + = ][ h hRμ exp.w.hS 1 NP ∆ = − µ Cálculo de Torque PdM = Ld λ= hRL ∆= Valores de Lingotes, placas e blocos: 0,5 Para TF: 0,4 – 0,48 Para TQ (aços carbono): 0,35 – 0,4 Para TQ (aços-liga): 0,28 – 0,56 λ hRL ∆= ].[ mNhRPM ∆= λ Os valores de são de 0,5 para laminação a quente e 0,45 para laminação a frio. λ Cálculo de Potência A potência em kW total necessária para os dois cilindros: 2 MnN pi= 31060 2 x MnN pi= M - [N.m] n - [rpm] Laminação por rolos Uma tira de cobre recozido com largura de 228 mm e 25 mm de espessura é laminado a frio para uma espessura de 20 mm em um único passe. Diâmetro do laminador 600 mm, o rolo gira a 100Diâmetro do laminador 600 mm, o rolo gira a 100 rpm. Dado que a tensão média de escoamento é Ῡ=156,5218 Mpa. Considere o coeficiente de atrito nulo. a) Calcule a força necessária para deformação e a potência requerida na operação.
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