Aula 7 - Laminacao de Perfis - Unifor

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Prof(a) Ma: Julietty Morais
E-mail:julietty@unifor.br
LAMINAÇÃO DE PERFIS
Na laminação de perfis, a peça é deformada para ter o formato da seção
transversal desejada. Exemplos dos produtos fabricados pela laminação de perfis
são vigas I, L e U; trilhos para estradas de ferro; e barras redondas e quadradas e
fio-máquina. O processo é realizado pela passagem da peça através de cilindros
que possuem a geometria complementar da forma desejada ao perfil.
LAMINAÇÃO DE PERFIS
A maior parte dos princípios que se aplicam à laminação de planos é também
aplicável à laminação de perfis. Os cilindros de laminação de perfis são mais
complexos; a peça, usualmente com forma inicial quadrada, necessita de
transformação gradual por meio da passagem por vários cilindros para obtenção
da seção transversal final.
LAMINAÇÃO DE PERFIS
O projeto de sequência das formas intermediárias e cilindros correspondentes é
chamado plano de passes ou calibração.* O objetivo da realização de diversos
passes é alcançar uma deformação uniforme por meio da seção transversal em cada
redução. Caso contrário, algumas porções da peça ficam mais reduzidas que outras,
provocando maiores alongamentos nestas seções. As consequências de uma
redução não uniforme podem ser o empenamento e o aparecimento de trincas no
produto laminado. Tanto cilindros horizontais quanto verticais são utilizados para
obter reduções consistentes do material de trabalho.
LAMINADORES
Várias configurações de laminadores ou cadeiras de laminação estão
disponíveis para lidar com a variedade de aplicações e problemas técnicos no
processo de laminação. O laminador típico consiste em dois cilindros opostos e
é denominado laminador-duo, mostrado na Figura. Os cilindros destes
laminadores têm diâmetros que variam de 0,6 a 1,4 m. A configuração de
laminador-duo pode ser tanto reversível quanto irreversível.
LAMINADORES
Na cadeira de laminação irreversível, os cilindros sempre giram no mesmo sentido,
e a peça sempre passa através dos cilindros pelo mesmo lado. A cadeira de
laminação reversível autoriza a reversão do sentido de rotação do cilindro, de modo
que a peça possa ser laminada em ambas as direções. Isto permite uma série de
reduções a serem realizadas com o mesmo conjunto de cilindros, simplesmente
pela passagem da peça a partir de direções opostas em múltiplos passes. A
desvantagem da configuração reversível é o significante momento angular
alcançado pelos grandes cilindros rotativos e os problemas técnicos associados à
reversão.
LAMINADORES
Vários arranjos alternativos estão ilustrados na Figura. Na configuração de
cadeira trio, Figura (b), existem três cilindros em uma coluna vertical, e a direção
de cada cilindro permanece inalterada. Para obter uma série de reduções, a peça
pode ser laminada em ambos os lados pela elevação ou abaixamento da tira após
cada passe. O equipamento de uma cadeira de laminação trio torna-se mais
complicado devido a um mecanismo de mesa elevatória necessário à
movimentação da peça.
LAMINADORES
A cadeira de laminação quádruo usa dois cilindros menores para contato com a
peça e dois cilindros de encosto ou apoio, conforme mostrado na Figura (c). Em
razão das forças de laminação elevadas, quando ocorre a passagem da peça, os
cilindros menores podem fletir elasticamente entre os mancais de rolamento, a
menos que cilindros de encosto de maior diâmetro sejam usados para apoiá-los.).
Outra configuração que permite utilizar cilindros de trabalho menores contra a 
peça é a cadeira com cilindros agrupados ou laminador Sendzimir, Figura (d).
LAMINADORES
Para obter maiores taxas de laminação de produtos padronizados, um trem
laminador é usualmente empregado. Esta configuração é composta de uma série
de cadeiras de laminação, como representado na Figura (e). Embora apenas três
cadeiras sejam mostradas em nosso esquema, um trem típico de cadeiras de
laminação pode ter oito ou dez cadeiras, cada uma fazendo uma redução de
espessura ou mudança de forma na peça fabricada que passa por elas. A cada
passo de laminação, a velocidade da peça aumenta, e o problema de
sincronização das velocidades dos cilindros torna-se importante.
LAMINADORES
OUTROS PROCESSOS RELACIONADOS COM A 
LAMINAÇÃO
Laminação de Roscas: É usada para conformar roscas em peças cilíndricas
laminando-as entre duas matrizes. Este é o mais importante processo comercial
para produção seriada de componentes com rosca externa (p. ex., porcas e
parafusos). A maior parte das operações de laminação de roscas é realizada por
trabalho a frio em máquinas de laminação de roscas. As taxas de produção na
laminação de roscas podem ser elevadas, atingindo até oito peças por segundo
para pequenas porcas e parafusos. Também existem outras vantagens sobre a
usinagem: (1) melhor utilização de material, (2) roscas mais resistentes devido ao
encruamento, (3) superfícies mais suaves, e (4) melhor resistência à fadiga devido
às tensões compressivas introduzidas pela laminação.
OUTROS PROCESSOS RELACIONADOS COM A 
LAMINAÇÃO
Laminação de Anéis: É um processo de conformação no qual um anel de parede
grossa de menor diâmetro é laminado em um anel de parede fina de maior diâmetro.
A laminação de anéis é usualmente realizada como um processo de trabalho a
quente para produzir grandes anéis e como processo de trabalho a frio para
pequenos anéis. As aplicações da laminação de anéis incluem pistas de rolamentos
de esferas e roletes, aros de aço para rodas de estradas de ferro e anéis para tubos,
vasos de pressão e máquinas rotativas. As paredes dos anéis não são limitadas a
seções transversais retangulares; o processo permite a laminação de formas mais
complexas. Existem várias vantagens da laminação de anéis sobre outros métodos
alternativos para fazer a mesma peça: economia de material, orientação de grãos
ideal para a aplicação e aumento de resistência por meio do trabalho a frio.
OUTROS PROCESSOS RELACIONADOS COM A 
LAMINAÇÃO
Laminação de Engrenagens: É um processo de trabalho a frio para produzir
alguns tipos de engrenagens. A indústria automotiva é um importante usuário
destes produtos. O arranjo na laminação de engrenagens é similar ao da
laminação de roscas, exceto no que diz respeito aos aspectos de deformação do
esboço cilíndrico ou do disco que estão orientados paralelos ao seu eixo (ou a
certo ângulo, no caso de engrenagens helicoidais), em vez da forma em espiral
como na laminação de roscas. As vantagens da laminação de engrenagens sobre
a usinagem são similares àquelas da laminação de roscas: altas taxas de
produção, melhores resistência ao endurecimento e à fadiga, além de perdas
reduzidas de material.
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OUTROS PROCESSOS RELACIONADOS COM A 
LAMINAÇÃO
Laminação de Tubos sem Costura com Mandril: É um processo especializado de
conformação a quente para produção de tubos de paredes grossas sem costuras.
Este processo utiliza dois cilindros opostos, sendo, portanto, classificado como
processo de laminação. O processo é baseado no princípio do desenvolvimento de
elevadas tensões trativas no centro quando uma peça cilíndrica sólida é comprimida
na sua circunferência, como mostrado na Figura. As tensões compressivas são
aplicadas a um tarugo sólido cilíndrico por dois cilindros, cujos eixos estão orientados
em pequenos ângulos (~ 6°) em relação ao eixo do tarugo, de modo que suas
rotações tendam a puxar o tarugo através dos cilindros. Um mandril é utilizado para
controlar o tamanho e acabamento do furo criado por essa ação. Os termos
laminador de tubos com mandril e processo Mannesmann são também adotados
para este operação de fabricação de tubos.
Questões
1 - Liste alguns dos produtos fabricados em um laminador.
2 - O que é o desbaste na operação de laminação?
3 - O que é agarramento na operação de laminação a quente?
4 - Identifique algumas das maneiras segundo as quais a força de laminação
de planos pode ser reduzida.
5 - O que é um laminador-duo?
6 - O que é uma cadeira reversível na laminação?
7 - Uma chapa grossa tem 250 mm delargura e 25 mm de espessura e deve
ser reduzida em um único passe num laminador-duo reversível para uma
espessura final de 20 mm. O cilindro de trabalho tem raio igual a 500 mm, e
sua velocidade é 30 m/min. O material tem coeficiente de resistência igual a
240 MPa e expoente de encruamento igual a 0,2. Determinar (a) a força de
laminação, (b) o torque de laminação, e (c) a potência exigida para realizar
esta operação.
8 - Resolva o problema da 7ª usando um raio do cilindro de trabalho igual a
250 mm.
9 - Uma operação de laminação em um único passe reduz uma chapa grossa
de 20 mm para 18 mm. A chapa grossa de partida tem 200 mm de largura. O
raio do cilindro de trabalho é igual a 250 mm e sua velocidade de rotação é
igual a 12 rpm. O material tem coeficiente de resistência igual a 600 MPa e
expoente de encruamento igual a 0,22. Determine (a) a força de laminação, (b)
o torque de laminação, e (c) a potência exigida para realizar esta operação.
Questões