Pontifícia Universidade Católica de Minas GeraisCurso de Engenharia Mecânica

PUC Minas Contagem

Trabalho Máquinas de Fluxo

Turbinas Pelton

Alunos: Cesar Augusto MartinsDaniel Henrique da CruzFabrício Felipe Torres RibeiroMoisés Cândido TorresRaul Almeida JorgeVinícius de Oliveira Machado

Professor: Thiago Ali

23/05/2014

2

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

ESCOPO DA APRESENTAÇÃO

• Introdução;

• Revisão Bibliográfica;

• Desenho;

• Cálculos; e

• Conclusão.

3

INTRODUÇÃO

Na busca por novos conhecimentos em processos de fabricação, estudamos o conceito e a prática do uso do processo de forjamento e aplicação de laminação de rosca na fabricação de um parafuso rosca métrica M6.

Objetivo:

Calcular a força necessária para forjar a cabeça de um parafuso cabeça sextavada, rosca métrica M6, material aço SAE 1020 e apresentar o processo de laminação para fabricação da rosca.

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

4

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

• Forjamento

Processo de conformação mecânica pelo martelamento ou pela prensagem.

• Forjamento a quente e forjamento a frio. APLICAÇÃO, VANTAGENS e DESVANTAGENS

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

5

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

• Propriedades Mecânicas aço SAE 1020

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

Qualidade

SAE

Módulo de Elasticidade

GPa

Limite de Escoamento

MPa

Limite de Resistência

MPa

Limite de Ruptura

MPa

Módulo de Tenacidad

eMPa

Módulo de Resiliência

MPa

Alongamento

(%)

Estricção(%)

1020 210 205 380 370 120 0,43 25 64

Callester Jr. 5ª edição – Tabela 6.1 e Tabela 6.2 – Página 90

6

REVISÃO BIBLIOGRÁFICA

• Forjabilidade AÇO SAE 1020

O aço 1020 é um tipo especial de aço carbono utilizado para propósitos gerais. Barras de aço 1020 são caracterizadas pela combinação de força e alta ductilidade, que é a habilidade do material em ser dobrado ou moldado.

• Ductilidade

- Estricção- Alongamento- Deformação

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

7

Desenho

• Parafuso M6 x 16 cabeça sextavada

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

8

Cálculos

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

• Altura inicial (h0)

9

Cálculos

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

• Deformação total (ε)

É visto que a deformação total da peça, supera a condição de ductilidade do material (SAE 1020) que é medido pela estricção, onde z = 59%.

Um passo intermediário será necessário para que não seja superado a propriedade mecânica de resistência do material quanto a ductilidade.

10

PROCEDIMENTO FORJAMENTO

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

11

Cálculos

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

Onde:Vc – Volume = 346,4102mm³Rd – Resistência a deformação = 225MPa = 22,5 kgf h0 – altura inicial = 12,25mmhm – altura intermediária = 7mm

12

Cálculos

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

Onde:Vc – Volume = 346,4102mm³Rd – Resistência a deformação = 225MPa = 22,5 kgf hm –altura intermediária = 7mmhf – altura final = 4mm

13

Matrizes

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

• Para as matrizes, é considerado uma folga de 5% em função do diâmetro da peça.

Folga matriz inferiorFolga matriz Superior Recalque

Folga matriz Superior Produto

14

Laminação da Rosca

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

-A laminação de roscas consiste em submeter à peça sob uma pressão causada por rolos laminadores específicos.

- A laminação cria um encruamento na superfície do material.

- Aumenta a dureza superficial

- Melhora a resistência do produto final.

15

Apresentação vídeo

How its made nuts and bolts

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

16

CONCLUSÃO

Através dos estudos acerca do processo de fabricação por forjamento, é visto que este processo permite uma grande fabricação de variedade de peças com as mais complexas geometrias.

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA

17

DISCUSSÃO

AGRADECIMENTOS

Dúvidas:

airtondfonseca@hotmail.com

PARÂMETROS PARA CONFORMAÇÃO DE UM PARAFUSO ROSCA MÉTRICA

M6 APLICANDO O PROCESSO DE FORJAMENTO E LAMINAÇÃO DA ROSCA