Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Disciplina de Conformação Prof. Macondes Eneias R. Schwebel.

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1 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Disciplina de Conformação Prof. Macondes Eneias R. Schwebel

2 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Uma ferramenta de Estampagem inteligente para Perfuração combinado com Brochamento P.V.P. Marcondes A.M. Eto P.A.C. Beltrão P.C. Borges

3 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Objetivo Diminuir tempo de fabricação de furos em chapas grossas, com boa qualidade dimensional e acabamentos de superfície.

4 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Procedimento e as técnicas de análise As geometrias foram estudadas em três níveis:

5 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Procedimento e as técnicas de análise Concentrações de óleo (emulsão de água) 50%, 75% 100%

6 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Procedimento e as técnicas de análise O ângulo da ferramenta foi estudado em dois níveis (com e sem)

7 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Variáveis medidas foram: Diâmetro Rugosidade do Furo Conicidade do furo Temperatura Degradação de ferramenta visual após 100 furos.

8 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Variáveis e o Níveis

9 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica O primeiro código Tipo de punção e pode ser PI, PII e PIII

10 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica O segundo código corresponde ao ângulo de ferramenta S ( sem ângulo) C (com ângulo)

11 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica 100% - 75% - 50% O terceiro código corresponde a concentração de lubrificante (Hislip) diluição em água

12 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Ferramenta As ferramentas tinham 8.8mm de diâmetro. Foi deixada uma folga entre o diâmetro da ferramenta e da matriz de 1,2 mm.

13 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Ferramenta Altura do dente (h) de Brocha variam de 0.025 a 0,15 mm. Distâncias de dentes são cerca de 1mm, com um comprimento total de Brocha que varia de 8,0 a 13,9 milímetros

14 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Ferramenta As ferramentas têm um espaço de 3,4 mm da extremidade de ponta para o início dos dentes brocha (garantindo a penetração do punção de 1/3 da espessura da chapa). 3,4mm

15 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica I: ferramenta com dentes progressivos no sentido de corte (Um segmento de corte). II: ferramenta progressiva dentes de corte nos dois sentidos. III: ferramenta com dentes progressivos no sentido de corte em dois segmentos

16 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica O ângulo da ferramenta escolhido foi o 22.5◦, (reduz a força de corte) O punção e matriz foram fabricado de aço 800AT temperado.

17 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Corpo de prova As tiras usadas nesses testes tem as especificações: NBR 6656 LNE 38 tiras 8,0 mm de espessura. Mesmo sentido de rolamento; 1800 furos Prensa com capacidade de 100t Vel de corte 6m/min

18 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Análise – geometria dos furos A Conicidade e o Diâmetro ( média dos 5 últimos furos de cada tira) A medição do diâmetro foi feita na entrada da ferramenta. A conicidade

19 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Superfície de acabamentos dos furos Os acabamentos superficiais dos furos foram analisados em termos de rugosidade (Ra) e o aspecto superficial dentro dos furos. Resultados de rugosidade foram registrados como médias de cinco

20 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Temperaturas de ferramenta. Foram obtidas através de um termômetro óptico St-Rayteck Temperaturas foram medidas no meio da seção da brocha depois de brochar o furo 100 para cada um dos experimentos.

21 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Análise de Dados (ANOVA) foi usado para identificar qual variável que apresentou diferença estatística mais significativa. O teste de diferença (LSD) usa a distribuição de probabilidade (t) com grau de 95% de confiança para comparar diferenças de valores médios

22 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Resultados e discussões

23 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica

24 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Resultados e discussões A tabela 3 indica que apenas o ângulo de ferramenta teve um impacto de significativa para a rugosidade da superfície Para o diâmetro do furo, as variáveis importantes foram ângulo ferramenta e resfriamento.

25 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Resultados e discussões Para a conicidade, o ângulo da ferramenta e a geometria das ferramentas foram significativas. As interações entre o ângulo de ferramenta e a geometria de ferramenta e ângulo de ferramenta contra resfriamento também mostram algumas significâncias.

26 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Influência na rugosidade da superfície do furo. É verificado que a inclusão do ângulo induz o acabamentos do furo para um valor de rugosidade média com uma menor dispersão. Quando as ferramentas com ângulo foram usadas para perfuração, os acabamentos de superfície dentro dos furos parecem ter melhores resultados

27 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Lubrificação / refrigeração Concentrações não mostraram significativas influências na rugosidade de superfície. Por outro lado, perfuração ferramentas do tipo, com dentes progressivos em perfuração direção de corte e Hislip concentrações de 75 e 100%, apresentou os menores valores médios de rugosidade da superfície e dispersões.

28 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Rugosidade versus ângulo do Punção

29 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Diâmetro versus ângulo do Punção.

30 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Conicidade contra ângulo do Punção

31 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Conicidade contra tipos de ferramentas do Punção

32 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Sem ângulo 100% Com ângulo 100%

33 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Sem ângulo 75% Com ângulo 75%

34 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Sem ângulo 50% Com ângulo 50%

35 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Temperatura versus ângulo do punção

36 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Temperatura versus concentração de óleo

37 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Degradação de ferramenta A avaliação foi feita com uma lupa de 10 vezes. PIII C100 e PI C75 foram os que apresentaram menor degradação de ferramenta e pequenas aderências materiais.

38 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica As regiões com mais aspecto brilhante nas proximidades de dentes mostram um princípio de desgaste (PIS50)

39 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica o padrão de desgaste não é visível, indicando ferramenta maior resistência ao desgaste (PIIIC100).

40 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Conclusões. Em relação a Rugosidade de superfície do furo, foi mostrado que, como uma operação final deste processo combinado, define a qualidade do furo superficial, sendo também influenciado pelo ângulo da ferramenta de Brochar.

41 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Conclusões Ferramenta tipo I com ângulo, e 75- 100% de concentração de Hislip mostraram os resultados de menores valor e dispersão para as medições de rugosidade da superfície.

42 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Conclusões A lubrificação apresenta influência nos resultados; A temperatura não teve influência nos testes PIC75 e PIIIC100 apresentada menor degradação de ferramenta

43 Universidade Federal do Paraná Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica Conclusão A ferramenta Tipo I C 75% = > foi quem teve o melhor desempenho; A ferramenta tipo II e III, apresentaram os melhores resultados de forma cônica do furo, devido ao duplo corte dos dentes da brocha.