Análise experimental do processo puncionado de furação de chapas espessas a altas temperaturas

• Autor(a) principal: Giordani, Gustavo
• Data de Publicação: 2011
• Tipo de documento: Trabalho de conclusão de curso
• Idioma: por
• Título da fonte: Repositório Institucional da UFRGS
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/10183/31445
• topic: Engenharia mecânica; Punching; High temperatures; Thick plates

A aplicação de furação através de puncionamento em chapas finas tem sido utilizada em larga escala na indústria, mas quando chapas espessas são consideradas, geralmente outros métodos são aplicados. Nestes casos, com o uso do puncionamento a qualidade dimensional é reduzida devido à combinação entre elevada carga e grande folga necessárias entre punção e matriz. Em vista disto e pela carência de estudos sobre o assunto, uma bancada de furação de chapas espessas a altas temperaturas foi projetada, manufaturada e montada a fim de avaliar os efeitos que tais temperaturas poderiam gerar sobre a qualidade dos furos. Chapas do material SAE 5140 a 1100°C, com 20 mm de espessura e 100 mm de largura, foram perfuradas com um punção de 20,3 mm diâmetro a 5 mm/s. A folga utilizada foi de apenas 1%. Após o procedimento experimental, o dimensional e as principais características resultantes dos furos obtidos foram analisados. Observou-se que a região de arredondamento foi fortemente reduzida devido à utilização de prensa-chapas o qual também reduziu o empenamento do corpo de prova. Esta região representou apenas 7,5% da espessura da chapa. A variação máxima do diâmetro interno ao longo da espessura não variou mais que 0,09 mm em relação ao diâmetro nominal, assim como a circularidade máxima encontrada não ultrapassou 0,1 mm. A zona de fratura, que em chapas furadas a temperatura ambiente geralmente representa 70% da espessura, foi praticamente eliminada neste procedimento experimental. A pequena folga utilizada, inferior ao aconselhado para chapas finas a frio, possibilitou a geração de furos com saída de rebarba praticamente desprezíveis. São apresentadas também análises de fibragem do material perto da região perfurada e também perfis de dureza para chapas normalizadas e temperadas em água logo após o procedimento experimental. Apesar de o processo ter sido realizado a temperaturas que acarretam em distorções no material após o resfriamento, a precisão dimensional atingida com este tipo de processo superou as expectativas quanto à qualidade e o potencial de aplicabilidade.