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PUC-GOENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
Disc.: Processos de FabricaçãoProf. Jorge Marques
Aulas 6Processos de Conformação Mecânica
LAMINAÇÃO
Referências:CHIAVERINI, V. Tecnologia Mecânica. Vol. IITelecurso 2000. Processos de Fabricação.
BRESCIANI, E. F. et. al. ; Conformação plástica dos metais.
CONCEITOS
Laminação é um processo de conformação que consiste na passagem de um corpo sólido entre dois cilíndricos que giram à mesma velocidade periférica, mas em sentido contrário, forçando-o a reduzir espessura.
Para se obter uma determinada dimensão do corpo, deve-se submeter a peça a sucessivos passes através dos cilindros, com distâncias entre si decrescentes.
ILUSTRAÇÃO
FORÇAS E RELAÇÕES
Na laminação a passagem da peça pelos cilíndricos ocorre através da ação da força de atrito que atua na superfície de contato entre peças e os cilíndricos. Essa força é proporcional ao ângulo de contato.
O volume do material se mantem praticamente constante; pois, a variação de volume por eliminação de “microbolhas” é desprezível;
Volume Entrada = Volume de Saída
FORÇAS E RELAÇÕES
FORÇAS E RELAÇÕES
• O arraste ocorre por atrito. Então, caso o ângulo de ataque (α) seja demasiadamente grande, o cilindro desliza sobre a peça e não haverá laminação.
• É preciso que:
tgα < µα < arctgµ
µ = coeficiente de atrito entre o material a ser laminado e o cilindro de laminação
RELAÇÕES E FORÇAS
Volume de entrada = Volume de Saída
, e são, respectivamente a altura (espessura), a largura e o comprimento. Os índices e e s referem-se a posição (entrada e saída, respectivamente) de um determinado volume do material em laminação.Sendo o comprimento por unidade de tempo igual a velocidade (v) e desprezando-se a variação da largura, tem-se:
Nota: a largura é geralmente controlada e mantida constante.
RELAÇÕES E FORÇAS
•
FORÇAS E RELAÇÕES
FORÇAS E RELAÇÕES
Desenho Esquemático do sistema de acionamento de um laminadorFonte: http://www.maxwell.lambda.ele.puc-rio.br/10090/10090_3.PDF
Força de Laminação
A determinação exata das forças necessárias para a laminação é muito complexa. Modelos matemáticos foram desenvolvidos para isso. Uma das Fórmulas é a de Dieter (1976):
= força média de laminação (N). = tensão de escoamento do material laminado(N/mm²). = largura da placa (mm). = raio do cilindro de laminação (mm). = rotação por segundo = rendimento do sistema de transmissão. = torque de laminação. = potência da laminação.
Exercícios
1) Num passe de laminação, deseja-se reduzir de 50 mm para 38 mm a espessura de uma placa, cujo comprimento inicial é 1200 mm. Sendo µ = 0,28 o coeficiente de atrito entre o cilindro e o metal a ser laminado e = 5 m/s a velocidade de entrada nos laminadores.Pede-se para determinar:a) O máximo ângulo de ataque possível.b) O diâmetro mínimo dos cilindros de laminação.c) A velocidade de saída.d) O comprimento final do produto laminado.
Exercícios
2) Reconsidere o exercício anterior e determine a Potência necessária de laminação a 0,2 RPS; dados:• Largura da placa = 200 mm• = 350 N/mm²• (em radianos)• (calculado no exercício anterior)
Laminação a quente e a frio
Em todos os processos de conformação, a distinção entre quente e frio é marcado pela temperatura de recristalização.
QUENTE = temperatura superior à temperatura de recristalização.
FRIO = temperatura igual ou inferior à de recristalização;
Laminação a quente
A laminação de desbaste é normalmente realizada a quente. Este processo possibilita:1. Maior ângulo de ataque (maior redução por passe),
pois, com o aumento da temperatura, µ também aumenta.
2. Menor esforço mecânico nos laminadores: o material fica mais maleável com o aumento da temperatura. No caso dos aços, o aumento da maleabilidade é mais significativo, devido a mudança sa estrutura cristalina de CCC para CFC.
Laminação a quente
Laminação de desbaste (a quente), continuação:3. Recristalização automática, os passes seguintes não
necessitam de procedimentos de recristalização.
Por outro lado, na laminação a quente:a) Exige mais adição de calor.b) Há grande oxidação (perdas no material).c) Deixa superfícies mal acabadas.
Laminação a frio
Utiliza-se na laminação de acabamento:1. Produz encruamento, melhorando a resistência
mecânica.2. Para sequência de passes é necessário recristalizar
entre etapas de encruamento.3. Possibilita superfícies bem acabadas
LAMINADORES
Os laminadores são classificados de acordo com o número e arranjo de cilíndricos e os três tipos principais são os laminadores duo, trio e quádruo.
Nos cilindros de laminação podem-se distinguir nele três partes básicas; corpo, pescoço e apoio.
ILUSTRAÇÃO
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
LAMINADORES
PROCESSO
PROCESSO
PROCESSO
Figuras 2.15 e 2.16 - ilustram a seqüência de processamento em instalações de laminação a frio de chapas
PROCESSO
Figuras 2.15 e 2.16 - ilustram a seqüência de processamento em instalações de laminação a frio de chapas
PROCESSO
PRODUTOS
PRODUTOS
PRODUTOS
Projetos dos passes de laminação
PRODUTOS
PRODUTOS
Quanto a classificação dos produtos laminados pode-se classificar em: produtos semiacabados (blocos, placas, tarugos etc.) e produtos acabados planos: perfis, trilhos etc. e não-planos: barras, fio-máquina, tubos sem costura etc.
PRODUTOS
Ilustração de produtos laminados
Defeitos da Laminação
Defeitos da Laminação
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