Exercícios Forjamento Laminação resolução

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�INSTITUTO POLITÉCNICO - Centro Universitário UNA
�DISCIPLINA CONFORMAÇÃO MECÂNICA���	
1) Sobre o esforço necessário para o estiramento por forjamento é possível afirmar que:
(A) A redução da relação D/h contribui com a queda do efeito da fricção, mas promove o aumento da pressão de forjamento necessária.
(B) A carga necessária para forjar um cilindro cujas superfícies em contato com a matriz são polidas é maior do que aquela necessária para forjar um cilindro retificado.
(C) Quanto mais altos são a relação D/h e o coeficiente de atrito (μ), mais difícil é o fluxo radial e maior será a pressão necessária para forjar.
(D) Há um aumento do esforço necessário para forjar peças cilíndricas quando as mesmas adotam formas convexas ou côncavas.
(E) A pressão de forjamento ao longo da largura da matriz experimenta um aumento próximo às extremidades dessa matriz.
2) Explique as etapas de conformação intermediaria em um processo de forjamento por matriz fechada.
- etapa de distribuição de massas ocorre a retirada de material das porções nas quais a seção transversal deva ser reduzida, e o acúmulo do material nas posições onde a seção deva ser aumentada.
- dobramento pode ser executado durante o forjamento, sem um estágio especial, quando for paralelo ao movimento da ferramenta. Em caso contrário, é efetuado numa etapa específica durante ou mesmo após o forjamento da peça.
- formação da seção transversal, ou fase de esboço, é a última etapa da conformação intermediária, na qual as seções transversais são aproximadas das secções definitivas da peça, de modo que as ferramentas acabadoras imprimam a forma e dimensões exatas da peça.
3) Calcular a pressão média para forjar um cilindro com diâmetro de 48mm e 22mm de altura, de aço ARBL com limite de escoamento de 210 MPa. O coeficiente de atrito entre a ferramenta e o cilindro é de 0,12.
P=210x106 x {1+ [(0,12x48)/(3x22)]} = 210x106 x {1+ 0,087} =228MPa
4) Verifique qual a relação D/h máx que poderia ser adotada em um processo cuja pressão de trabalho máxima seja 300 MPa, ao se forjar um cilindro com diâmetro de aço HSLA com limite de escoamento de 280 MPa. O coeficiente de atrito entre a ferramenta e o cilindro é de 0,1. 
301MPa =280x106 x {1+ [(0,1/3) x(D/h)]}
301MPa / 280x106 = {1+ [(0,1/3) x(D/h)]}
1,075 = 1+ [(0,033) x(D/h)]
1,075 -1 = (0,033) x(D/h)]
0,075/0,033 = D/h D/h=2,27
5)Em geral, os componentes mecânicos podem ser produzidos a partir de diferentes processos de fabricação. Compare o processo de forjamento com a fundição e a usinagem.
Forjados x Fundidos
Forjados X Usinados
6) Calcular a pressão média para forjar por estiramento uma barra de aço com 20 mm de espessura para uma espessura de 10mm o aço apresenta um limite de escoamento de 350 MPa. O coeficiente de atrito entre a ferramenta e o cilindro é de 0,12. A ferramenta apresenta um comprimento de contato de 23mm.
P=(350x106 x 1,15){1+ [(0,12x23)/(2x10)]} = 402,5 x106 x {1+ 0,138} =458MPa
7) Refaça o exercício anterior, considerando o comprimento de contato da ferramenta de 8mm.
P=(350x106 x 1,15){0,8+ [0,2x(10/8)]} = 402,5 x106 x {0,8+ [0,2x(1,25)]} = 402,5 x106 x {0,8+ 0,25} 
P= 402,5 x106 x 1,05 = 422,6 MPa
8)
Nos laminadores Quádruo, as chapas grossas ou as tiras a quente podem ser laminadas com espessura mais uniforme no sentido transversal,
porque
Os cilindros de apoio, superior e inferior, impedem a flexão excessiva dos cilindros de trabalho.
(A) Apenas a primeira afirmativa é verdadeira.
(B) Apenas a segunda afirmativa é verdadeira.
(C) Ambas as afirmativas são verdadeiras e a segunda justifica a primeira.
(D) Ambas as afirmativas são verdadeiras, mas a segunda não justifica a primeira.
(E) Ambas as afirmativas são falsas.
9)
Uma unidade de laminação de tiras a quente é composta por vários equipamentos, os três principais são, na área de reaquecimento: o forno de reaquecimento de placas, e na área de laminação: o laminador de desbaste e o trem acabador. Defina o número mínimo de cadeiras que um trem acabador deve possuir para reduzir a espessura de uma tira com hi= 6 mm até a espessura final de hf= 1,2 mm. O diâmetro dos cilindros utilizados é de 300 mm e o coeficiente de atrito μ= 0,08. Para os seus cálculos suponha que a máxima redução tenha sido realizada em cada um dos passes.
hmáx= (² x R = 0,08² x (300/2) = 0,96 mm
nº de cadeiras = htotal /hmáx = (6-1,2)/0,96 = 5 cadeiras
10)
Ao consideramos a laminação de chapas a frio como um processo de compressão homogênea entre placas bem lubrificadas, podemos estimar o valor para carga de laminação de maneira relativamente simples (deformação homogênea). Posto isso determine a carga de laminação, considerando o efeito do atrito na carga de laminação quando uma redução de 0,788 mm é imposta a uma tira de aço carbono com 800 mm de largura e 3 mm de espessura. Assuma que a tensão média de escoamento do material seja 200 MPa. O laminador utilizado possui cilindros de 200 mm de diâmetro.
P= 1,2 x W x S x ((h x R) = 1,2x 0,8m x (1,15 x 200 x 106 N/m²) x ((0,788x10-³ x 0,1)
P= 1,2 x 0,8 x 230 x 106 x (78,8x10-6 = 1,2 x 0,8 x 230 x 106 x 0,00888 =1960 kN
11)
Uma tira de aço carbono com espessura inicial de 3,0 mm sofreu deformação verdadeira de 30% após sua passagem entre cilindros de laminação com 200 mm de diâmetro. Calcule a espessura final dessa chapa e o comprimento do arco de contato.
 0,30 = ln(3/h) h=3/ e 0,30 = 2,22 mm
 L = ((100 x (3-2,22) ) = ((100 x 0,78) = (78 = 8,83 mm
12) Calcule os parâmetros de laminação indicados abaixo, necessários para viabilizar o seguinte processo:
Laminação de uma chapa de aço HSLA com largura de 1000 mm e, limite de escoamento médio de 340MPa. Sua espessura deverá ser reduzida de 8,0 mm para 2 mm.
O laminador possui cilindros de laminação com 550 mm de diâmetro e o atrito entre o cilindro e a chapa é de 0,10. 
A redução máxima que pode ser realizada.
hmáx= (² x R = 0,10² x (550/2) mm =0,01 x 275 = 2,75 mm
O número mínimo de passes a serem realizados.
nº de passes = htotal /hmáx = (8-2)/2,75 = 2,18, logo são necessários 3 passes.
A carga de laminação considerando o processo bem lubrificado (Método da deformação homogênea) e a mesma redução em cada passe.
P= W x S x ((h x R) = 1m x (1,15 x 340 x 106 N/m²) x ((0,002 x 0,275)
P= 1 x 391 x 106 x (5,5x10-4 = 1 x 391 x 106 x 0,023 =9170 kN
A pressão de laminação considerando o processo sem lubrificação (Método da deformação homogênea) e as mesmas reduções em cada passe.
P= 1,2 xW x S x ((h x R) = 1,2 x 9170 kN = 11004 kN