estudo da influÊncia dos anÉis de cintamento sobre as

MINISTEacuteRIO DA EDUCACcedilAtildeO

UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO GRANDE DO SUL

Escola de Engenharia

Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia de Minas Metaluacutergica e de Materiais - PPGE3M

ESTUDO DA INFLUEcircNCIA DOS ANEacuteIS DE CINTAMENTO SOBRE AS

MATRIZES DE EXTRUSAtildeO A FRIO DE ENGRENAGENS CILIacuteNDRICAS

DE DENTES RETOS COM O ACcedilO SAE 10B22 PARA A INDUacuteSTRIA

AUTOMOBILIacuteSTICA

MSc Eng Fabriacutecio Dreher Silveira

Tese para a obtenccedilatildeo do Tiacutetulo de Doutor em Engenharia

Porto Alegre

2019

II





Estudo da influecircncia dos aneacuteis de cintamento sobre as matrizes de extrusatildeo a

frio de engrenagens ciliacutendricas de dentes retos com o accedilo SAE 10B22 para a

induacutestria automobiliacutestica

MSc Fabriacutecio Dreher Silveira

Engenheiro Mecacircnico

Proposta submetida agrave banca examinadora do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia de Minas Metaluacutergica e de Materiais PPGE3M da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul como Tese para posterior obtenccedilatildeo do Tiacutetulo de Doutor em Engenharia

Aacuterea de Concentraccedilatildeo Processos de Fabricaccedilatildeo

Orientador Prof Dr Liacuterio Schaeffer

Banca Examinadora

Prof Dr Gilmar Ferreira Batalha ndash Escola Politeacutecnica da USP

Prof Dr Jorge Luis Braz Medeiros ndash FURG

Prof Dr Mauro Moraes de Souza ndash FEI

Prof Dr Afonso Reguly

Coordenador do PPGE3M

III

Dedico este trabalho a minha esposa

Rita de Caacutessia e ao meu filho Ivan

pela forccedila e compreensatildeo durante

a minha ausecircncia no periacuteodo

em que desenvolvi esta Tese

Aos meus pais Carlos e Carmen

IV

AGRADECIMENTOS

Agrave empresa ZEN SA em especial aos setores de Ferramentaria Produccedilatildeo e Metrologia os

quais foram de extrema importacircncia nos desenvolvimentos execuccedilotildees de projetos ensaios e

mediccedilotildees dimensionais aplicando toda a sua experiecircncia

Agrave empresa GF Machining Solutions pelo suporte cedido nos ensaios referentes agraves suas

maacutequinas especialmente na pessoa do Sr Rafael Doretto gerente de vendas e aplicaccedilotildees

Ao Institut fuumlr Umformtechnik (IFU) pelos ensaios e informaccedilotildees prestadas ao longo deste

periacuteodo de desenvolvimento

Ao Professor Dr Liacuterio Schaeffer pela oportunidade de ter desenvolvido esta Tese sob sua

orientaccedilatildeo Ao Dr Alberto Guerreiro Moreira Brito pelo auxiacutelio com artigos sobre o tema da

tese e discussotildees sobre teorias citadas neste trabalho

Ao Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia de Minas Metaluacutergica e de Materiais por ter

recebido este trabalho como significativo para a aacuterea de pesquisa

A minha famiacutelia por ter sempre estado ao meu lado apoiando e abdicando de momentos de

lazer para que eu pudesse conduzir este trabalho

V

SUMAacuteRIO

LISTA DE FIGURAS VIII LISTA DE TABELAS XII LISTA DE SIacuteMBOLOS XIV LISTA DE ABREVIATURAS XVII RESUMO XVIII

ABSTRACT XIX

1 INTRODUCcedilAtildeO 20 11 OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA DO TRABALHO 22

12 ROTEIRO DE DESENVOLVIMENTO 23

2 ESTADO DA ARTE E REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA 24 21 SOBRE O PROCESSO DE CONFORMACcedilAtildeO A FRIO 24

211 Condiccedilotildees gerais do processo de extrusatildeo 24 212 Tipos de processos de extrusatildeo 25 213 Extrusatildeo a frio de accedilos 26

22 FERRAMENTAS PARA EXTRUSAtildeO A FRIO 28 221 Punccedilotildees 28

222 Matrizes 29 223 Estado de tensotildees 31 224 Aneacuteis de cintamento 31 225 Dimensionamento de punccedilotildees e matrizes 33 226 Revestimentos para ferramentas de extrusatildeo 34

23 CAacuteLCULO DA FORCcedilA E TRABALHO DE EXTRUSAtildeO 35

231 Aumento de temperatura por trabalho de extrusatildeo 36

24 O ATRITO NA EXTRUSAtildeO A FRIO 36

25 O EFEITO DO PREacute-TENSIONAMENTO APLICADO AgraveS MATRIZES DE EXTRUSAtildeO

A FRIO 39

26 EXEMPLOS DE ACcedilOS PARA EXTRUSAtildeO A FRIO 43

27 CONTROLE GEOMEacuteTRICO DE ENGRENAGENS 46 271 Normas para especificaccedilatildeo de engrenagens 46 272 Especificaccedilatildeo de engrenagens ciliacutendricas usando a norma ISO 1328 47 273 Desvios isolados 47 274 Desvio de passo individual (fpt) acumulado (fpk) e total (Fp) 48 275 Desvio de perfil (Fα ffα fHα) 48 276 Desvio de linha de flanco (Fβ ffβ fHβ) 50

277 Batimento radial (Fr) 51 278 Graus de qualidade 51

28 ELETROEROSAtildeO APLICADA Agrave FABRICACcedilAtildeO DE FERRAMENTAS DE

EXTRUSAtildeO 53 281 Eletrodo para ferramenta de extrusatildeo 54

VI

282 Desgaste do eletrodo 55

29 SIMULACcedilAtildeO COMPUTACIONAL 56 291 Elementos finitos aplicados agrave extrusatildeo a frio 57

3 MATERIAIS E MEacuteTODOS 59 31 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO ESTUDO PARA FABRICACcedilAtildeO DE

ELETRODOS E CAVIDADE DE MATRIZ 59 311 Eletrodos fabricados por microusinagem 61

32 ELETRODOS PARA EROSAtildeO POR PENETRACcedilAtildeO 63

33 ANEacuteIS DE CINTAMENTO CONVENCIONAIS E POR ENROLAMENTO DE TIRAS

DE ACcedilO 64 331 Dados do processo de extrusatildeo 65 332 Caacutelculo da forccedila de extrusatildeo no processo 67 333 Dimensionamento dos aneacuteis para sistema convencional de cintamento 68 334 Aneacuteis de cintamento atraveacutes do enrolamento de tiras de accedilo 71 335 Modelamento por elementos finitos do sistema por enrolamento de tiras de accedilo

STRECON 72

34 PRENSA MECAcircNICA 74

35 MATEacuteRIA PRIMA UTILIZADA NOS ESTUDOS 75 351 Accedilo ao Boro SAE 10B22 75 352 Curvas de escoamento verdadeiras 76

36 DESCRICcedilAtildeO DE PRODUTO EXTRUDADO E FERRAMENTA DE EXTRUSAtildeO A FRIO 79

4 SIMULACcedilAtildeO POR ELEMENTOS FINITOS DO PROCESSO DE EXTRUSAtildeO A FRIO DE ENGRENAGEM CILIacuteNDRICA DE DENTES RETOS 82 41 ANAacuteLISE DO COMPORTAMENTO ELAacuteSTICO DA ENGRENAGEM

EXTRUDADA APOacuteS A EXTRACcedilAtildeO DA MATRIZ 82 411 Anaacutelise do efeito dos aneacuteis de cintamento para minimizar os desvios dimensionais por preacute-tensionamento da ferramenta 85 412 Comparaccedilatildeo dos resultados de simulaccedilatildeo numeacuterica 87 413 Anaacutelise comparativa da accedilatildeo dos aneacuteis de cintamento convencionais e por

enrolamento de tiras de accedilo sobre a matriz e engrenagem extrudada 93

5 ANAacuteLISE EXPERIMENTAL 102 51 USINAGEM POR ELETROEROSAtildeO A FIO DOS ELETRODOS PARA

FABRICACcedilAtildeO DAS MATRIZES

102 52 COMPARACcedilOtildeES ENTRE ENGRENAGENS EXTRUDADAS POR SISTEMA DE ANEacuteIS DE CINTAMENTO CONVENCIONAL E POR ENROLAMENTO DE TIRAS

DE ACcedilO

110 521 RESULTADOS 111

6 DISCUSSOtildeES DOS RESULTADOS 120

7 CONCLUSOtildeES 122

8 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS 123

VII

9 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS 124

10 ANEXOS 134

ANEXO A - Dados simulados das curvas de escoamento verdadeiras p o accedilo SAE 10B22

(=001 s-1) Fonte JMatPro 135 ANEXO B - Dados simulados das curvas de escoamento verdadeiras para o accedilo SAE 10B22

(=1 s-1) Fonte JMatPro 136 ANEXO C - Dados simulados das curvas de escoamento verdadeiras para o accedilo SAE 10B22

(=10 s-1) Fonte JMatPro 137 ANEXO D - Resultados do ensaio para as curvas de escoamento verdadeiras para o accedilo SAE

10B22 (=005 s-1) 138 ANEXO E - Resultados do ensaio para as curvas de escoamento verdadeiras para o accedilo SAE

10B22 (=1 s-1) 139 ANEXO F - Resultados do ensaio para as curvas de escoamento verdadeiras para o accedilo SAE

10B22 (=10 s-1) 140 ANEXO G - Desenho do sistema de acionamento de junta articulada do martelo da prensa

mecacircnica utilizada nos experimentos 141 ANEXO H ndash Lista de peccedilas do sistema de acionamento do martelo da prensa 142 ANEXO I ndash Certificado de material do accedilo 10B22 utilizado nos experimentos Emitido pela

Gerdau Accedilos Finos Piratini em julho de 2018 143 ANEXO J ndash Relatoacuterio de mediccedilatildeo do grau de engrenagem de cavidade da MT-3673 fabricada em maacutequina FORM X400 144 ANEXO L ndash Relatoacuterio de mediccedilatildeo do grau de engrenagem de cavidade da MT-3673 fabricada em maacutequina FORM X400 Poacutes-revestimento 148 ANEXO M ndash Relatoacuterio de mediccedilatildeo do pinhatildeo obtido por matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON fabricada na FORM X400 152

VIII

LISTA DE FIGURAS

Figura 1 - Fluxograma das etapas de desenvolvimento 23

Figura 2 - Representaccedilatildeo esquemaacutetica das operaccedilotildees do processo de extrusatildeo a frio 26

Figura 3 - Exemplos da variedade geomeacutetrica de peccedilas metaacutelicas produzidas por extrusatildeo a frio 27

Figura 4 - Exemplos de ferramentais para extrusatildeo a frio a) Sistema de extraccedilatildeo superior e inferior b) Sistema de extraccedilatildeo inferior 28

Figura 5 - Formas construtivas para matrizes de extrusatildeo direta 30

Figura 6 - Distribuiccedilatildeo de tensotildees na zona de deformaccedilatildeo para extrusatildeo direta de geratriz com furo 31

Figura 7 - Representaccedilatildeo do uso de aneacuteis de cintamento para matrizes de extrusatildeo 32

Figura 8 - Criteacuterio para escolha do acircngulo de inclinaccedilatildeo da superfiacutecie de interferecircncia 34

Figura 9 - Geometria da ferramenta de extrusatildeo direta utilizada na simulaccedilatildeo numeacuterica computacional 37

Figura 10 - Forccedila devido ao fator de atrito (m) na extrusatildeo direta 37

Figura 11 - Amplitude tensatildeo-deformaccedilatildeo para trecircs estaacutegios de cintamento de matrizes de extrusatildeo 39

Figura 12 - Comportamento padratildeo de tensatildeo-deformaccedilatildeo no ponto criacutetico de uma matriz de extrusatildeo 40

Figura 13 - Matriz de extrusatildeo com um anel de cintamento 41

Figura 14 - Caracteriacutesticas relacionadas agrave resistecircncia e desempenho de uma ferramenta de extrusatildeo 42

Figura 15 - Principais meacutetodos de montagem para preacute-tensionamento de matrizes por aquecimento (esquerdo) e compressatildeo a frio (direito) 42

Figura 16 - Representaccedilatildeo de ferramenta montada com sistema STRECON 43

Figura 17 - Curvas de escoamento verdadeiras do accedilo SAE 10B22 Velocidade de deformaccedilatildeo 001 s-1 Fonte JMatPro 45

Figura 18 - Curvas de escoamento verdadeiras do accedilo SAE 10B22 Velocidade de

deformaccedilatildeo 1 s-1 Fonte JMatPro 45


Figura 20 - Desvios de passo das engrenagens 48

Figura 21 - Desvio de perfil 49

Figura 22 - Desvios de perfil segundo ISO 1328-1 49

Figura 23 - Desvio de linha de flanco 50

Figura 24 - Desvios da linha de flanco segundo ISO 1328-1 50

Figura 25 - Batimento radial 51

Figura 26 - Principais processos de eletroerosatildeo na fabricaccedilatildeo de ferramentas 54

IX

Figura 27 - Desenho da matriz MT-3673 para a extrusatildeo de engrenagem 59

Figura 28 - Maacutequina de eletroerosatildeo a fio modelo CUT 20P 60

Figura 29 - Maacutequina de eletroerosatildeo a fio modelo CUT 2000 S 60

Figura 30 - Maacutequina de eletroerosatildeo a fio modelo CUT 300 mS 60

Figura 31 - Maacutequina de eletroerosatildeo por penetraccedilatildeo modelo FORM X400 61

Figura 32 - Centro de microusinagem 5 eixos KERN Pyramid Nano 61

Figura 33 - Fixaccedilatildeo do eletrodo no microfresamento 63

Figura 34 - Eletrodo para erosatildeo de desbaste inicial por penetraccedilatildeo EL-0331 64

Figura 35 - Eletrodo para erosatildeo intermediaacuteria por penetraccedilatildeo EL-0330 64

Figura 36 - Eletrodo para acabamento por penetraccedilatildeo EL-0987 65

Figura 37 - Sistema convencional de aneacuteis de cintamento duplo 66

Figura 38 - Geratriz (a) e pinhatildeo extrudado (b) a frio pela matriz MT-3673 67

Figura 39 - Interface de caacutelculo do software Eesy-DieOpt para a matriz MT-3673 70

Figura 40 - Matriz MT-3673 montada em sistema de aneacuteis de cintamento duplo 70

Figura 41 - Esquema dos aneacuteis de cintamento do sistema STRECON utilizado nos

experimentos 72

Figura 42 - Matriz de extrusatildeo direta preacute-tensionada pelo sistema STRECON E+ a) Esquema da matriz preacute-tensionada b) Malha por elementos finitos das tiras de accedilo anel

interno e externo e matriz

73

Figura 43 - Prensa mecacircnica Komatsu com capacidade de forccedila 450 toneladas 74

Figura 44 - Transfer de alimentaccedilatildeo e aacuterea de prensagem 74

Figura 45 - Perfil do corpo de prova utilizado nos ensaios para a determinaccedilatildeo da curva de

escoamento 76

Figura 46 - Aacuterea de ensaio do equipamento Geeble 3800 Fonte IFU Stuttgart 77


deformaccedilatildeo 005s-1 77



Figura 49 - Curvas de escoamento verdadeiras do accedilo SAE 10B22 Velocidade de deformaccedilatildeo 10s-1 78

Figura 50 - Pinhatildeo produzido por extrusatildeo a frio a) Modelo matemaacutetico 3D b) Desenho 2D 79

Figura 51 - Desenho da matriz MT-6313 79


Figura 53 - Sequecircncia de fabricaccedilatildeo de pinhatildeo para impulsor de partida 81

X

Figura 54 - Objetivo de grau de qualidade de engrenagem para a extrusatildeo a frio conforme ISO 1328 81

Figura 55 - Vista em corte do ferramental de extrusatildeo a frio direta 83

Figura 56 - Ferramenta simplificada para simulaccedilatildeo a) Vista frontal lado direito em corte b) Vista isomeacutetrica em corte 84

Figura 57 - Dados de entrada para a simulaccedilatildeo numeacuterica 84

Figura 58 - Esforccedilo resultante da operaccedilatildeo de extrusatildeo a frio do pinhatildeo 85

Figura 59 - Representaccedilatildeo esquemaacutetica do avanccedilo de ferramenta da simulaccedilatildeo numeacuterica 85

Figura 60 - Modelo utilizado na segunda simulaccedilatildeo Ajuste dos diacircmetros do anel de cintamento interno 86

Figura 61 - Dados de entrada para a segunda simulaccedilatildeo numeacuterica 86

Figura 62 - Deslocamento radial aplicado apoacutes o ajuste de interferecircncia de montagem 87

Figura 63 - Metodologia de avaliaccedilatildeo dos desvios dimensionais resultantes da simulaccedilatildeo numeacuterica 88

Figura 64 - Anaacutelise dos desvios entre modelo de projeto e peccedila de simulaccedilatildeo numeacuterica 88

Figura 65 - Desvios dimensionais do flanco do dente de engrenagem (vista lateral esquerda) 89

Figura 66 - Desvios dimensionais do flanco do dente de engrenagem (vista lateral direita) 89

Figura 67 - Desvios dimensionais do flanco do dente de engrenagem Segunda simulaccedilatildeo (vista lateral esquerda) 90

Figura 68 - Tensatildeo de escoamento (119896119891) do dente de engrenagem apoacutes simulaccedilatildeo da extrusatildeo a frio a)Vista de topo do dente b) Vista lateral do dente c) Vista do diacircmetro interno do pinhatildeo 91

Figura 69 - Deformaccedilatildeo verdadeira (120593) do dente de engrenagem apoacutes simulaccedilatildeo da extrusatildeo a frio a)Vista de topo do dente b) Vista lateral do dente c) Vista do diacircmetro interno do

pinhatildeo 91

Figura 70 - Velocidade de deformaccedilatildeo () do dente de engrenagem apoacutes simulaccedilatildeo da extrusatildeo a frio a) Vista de topo do dente b) Vista do diacircmetro interno do pinhatildeo 92

Figura 71 - Distribuiccedilatildeo de temperatura (119879) do dente de engrenagem apoacutes simulaccedilatildeo da extrusatildeo a frio a) Vista de topo do dente b) Vista do diacircmetro interno do pinhatildeo 92

Figura 72 - Configuraccedilatildeo de malha para simulaccedilatildeo do preacute-tensionamento de matrizes de engrenagem a) Sistema de aneacuteis de cintamento duplo b) Sistema de aneacuteis por enrolamento de tiras de accedilo 93

Figura 73 - Deslocamento radial devido ao preacute-tensionamento de matrizes de engrenagem a) Sistema de aneacuteis de cintamento duplo b) Sistema de aneacuteis por enrolamento de tiras de accedilo

94

Figura 74 - Tensatildeo axial (σz) resultante do preacute-tensionamento a) Sistema de aneacuteis de cintamento duplo b) Sistema de aneacuteis por enrolamento de tiras de accedilo

95

Figura 75 - Tensatildeo tangencial (σt) resultante do preacute-tensionamento a) Sistema de aneacuteis de cintamento duplo b) Sistema de aneacuteis por enrolamento de tiras de accedilo 96

XI

Figura 76 - Tensatildeo radial (σr) resultante do preacute-tensionamento a) Sistema de aneacuteis de cintamento duplo b) Sistema de aneacuteis por enrolamento de tiras de accedilo 96

Figura 77 - Tensatildeo equivalente (σe) resultante do preacute-tensionamento a) Sistema de aneacuteis de cintamento duplo b) Sistema de aneacuteis por enrolamento de tiras de accedilo 97

Figura 78 - Tensatildeo radial (σr) resultante no dente de engrenagem extrudado 98

Figura 79 - Tensatildeo tangencial (σt) resultante no dente de engrenagem extrudado 99

Figura 80 - Tensatildeo axial (σz) resultante no dente de engrenagem extrudado 100

Figura 81 - Tensatildeo equivalente (σe) resultante no dente de engrenagem extrudado 101

Figura 82 - Deformaccedilatildeo verdadeira (φ) resultante no dente de engrenagem extrudado 101

Figura 83 - Eletrodos com furaccedilatildeo para passagem do fio para eletroerosatildeo a) Dois furos b) Quatro furos 102

Figura 84 - Eletrodo resultante do ensaio na CUT 2000 S 104

Figura 85 - Desenho do eletrodo EL-0926 105

Figura 86 - Eletrodos resultantes do ensaio na maacutequina CUT 300 mS a) Amostra 1 b) Amostra 2 c) Amostra 3 106

Figura 87 - Pinhotildees para motor de partida por extrusatildeo a frio a) Aneacuteis convencionais b) Aneacuteis STRECON 110

Figura 88 - Ferramentas de extrusatildeo a frio utilizadas nos experimentos a) Sistema convencional b) Sistema STRECON 110

Figura 89 - Sequecircncia de fabricaccedilatildeo das ferramentas de extrusatildeo a frio 111

Figura 90 - a) Eletrodo montado no pallet 3R b) Eletrodo montado na base para mediccedilatildeo em maacutequina tridimensional 114

Figura 91 - Grau de qualidade (Q) X desvios dimensionais da MT-3673 116

Figura 92 - Aacuterea de montagem da ferramenta na prensa excecircntrica Amostra de pinhatildeo produzida 117

Figura 93 - Grau de qualidade (Q) X desvios dimensionais de pinhatildeo produzido pela MT-3673 118

Figura 94 - Procedimento de mediccedilatildeo de rugosidade no perfil do dente dos eletrodos usinados 119

XII

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Limites importantes da extrusatildeo a frio de acordo com a vida econocircmica da ferramenta 26

Tabela 2 - Recomendaccedilatildeo para aplicaccedilatildeo de aneacuteis de cintamento 32

Tabela 3 - Valores referenciais para o coeficiente de atrito micro 38

Tabela 4 - Composiccedilatildeo quiacutemica utilizada para a accedilo SAE 10B22 na simulaccedilatildeo do software JMatPro 44

Tabela 5 - Normas associadas agrave toleracircncia geomeacutetrica de engrenagens ciliacutendricas de dentes retos 47

Tabela 6 - Grau de qualidade para desvio de perfil 52

Tabela 7 - Desgaste do eletrodo em funccedilatildeo de seu material polaridade e material a ser usinado 56

Tabela 8 - Softwares de simulaccedilatildeo por elementos finitos e seus respectivos desenvolvedores 57

Tabela 9 - Composiccedilatildeo quiacutemica do material para os eletrodos em cobre 62

Tabela 10 - Eletrodos utilizados na fabricaccedilatildeo da matriz MT-3673 63

Tabela 11 - Descriccedilatildeo dos componentes da ferramenta com aneacuteis de cintamento duplo 66

Tabela 12 - Accedilos utilizados na ferramenta de extrusatildeo e interferecircncias de montagem Fonte Eesy-DieOpt 212 71

Tabela 13 - Composiccedilatildeo quiacutemica do accedilo SAE 10B22 utilizado nos experimentos 75

Tabela 14 - Composiccedilatildeo quiacutemica nominal do accedilo SAE 10B22 75

Tabela 15 - Propriedades mecacircnicas do fio maacutequina em accedilo SAE 10B22 utilizado nos experimentos 75

Tabela 16 - Descriccedilatildeo dos componentes utilizados na montagem da matriz MT-6313 80

Tabela 17 - Deslocamento radial da ferramenta devido ao niacutevel de preacute-tensionamento 94

Tabela 18 - Tensatildeo axial (σz) devido ao preacute-tensionamento da matriz por diferentes sistemas 95

Tabela 19 - Tensatildeo tangencial (σt) devido ao preacute-tensionamento da matriz por diferentes sistemas 96

Tabela 20 - Tensatildeo radial (σr) devido ao preacute-tensionamento da matriz por diferentes sistemas 97

Tabela 21 - Tensatildeo equivalente (σe) devido ao preacute-tensionamento da matriz por diferentes sistemas 97

Tabela 22 - Tensatildeo radial (σr) no dente de engrenagem do sistema por enrolamento de tiras 99

Tabela 23 - Tensatildeo tangencial (σt) no dente de engrenagem do sistema por enrolamento de tiras 99

Tabela 24 - Tensatildeo axial (σz) no dente de engrenagem do sistema por enrolamento de tiras 99

Tabela 25 - Tensatildeo equivalente (σe) no dente de engrenagem do sistema por enrolamento de tiras 100

Tabela 26 - Desvios de flanco de engrenagem 105

XIII

Tabela 27 - Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para eletrodo EL-0926

usinado na CUT 300 mS (AMOSTRA 1) 106






na CUT 300 mS em CuW 108


na CUT 300 mS 108


na CUT 300 mS 109


apoacutes a erosatildeo por penetraccedilatildeo 109

Tabela 34 - Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para cavidade de

ferramenta com sistema de aneacuteis de cintamento convencional 112


ferramenta com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON 112

Tabela 36 - Resultados de desvios de grau de qualidade de engrenagem para pinhatildeo

produzido com sistema de aneacuteis de cintamento convencionais 113

Tabela 37 - Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para pinhatildeo

produzido com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON 113

Tabela 38 - Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para cavidade de matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON fabricada na FORM X400 115

Tabela 39 - Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para cavidade de matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON fabricada na FORM X400 apoacutes a aplicaccedilatildeo do revestimento PVD 115

Tabela 40 - Resultados de desvios e grau de qualidade de pinhatildeo produzido por cavidade de matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON fabricada na FORM X400 117

Tabela 41 - Comparaccedilatildeo do grau de qualidade dos eletrodos de acordo com cada paracircmetro de mediccedilatildeo 118

Tabela 42 - Mediccedilatildeo da rugosidade meacutedia (Ra) dos flancos de dentes dos eletrodos EL-0330 usinados 119

XIV

LISTA DE SIacuteMBOLOS

Siacutembolo Denominaccedilatildeo Unidade a Parcela de energia transformada em calor [] ae Avanccedilo lateral de usinagem no microfresamento [mm] A0 Aacuterea da geratriz [mm] A1 Aacuterea final extrudada [mm] A Constante para caacutelculo do diacircmetro d1 do primeiro anel de cintamento [-] Ac Constante para caacutelculo do diacircmetro d2 do segundo anel de cintamento [-] B Constante para caacutelculo de A do primeiro anel de cintamento [-] Bc Constante para caacutelculo de Ac do segundo anel de cintamento [-] 119888119872 Calor especiacutefico [JkgdegC] C Constante da lei de Hollomon-Ludwik kf = Cφn [Nmm2] d Diacircmetro interno da cavidade da matriz [mm] D Diacircmetro externo do conjunto matrizanel [mm] d0 Diacircmetro externo da geratriz [mm] d1 Diacircmetro externo da matriz [mm] d2 Diacircmetro externo do primeiro anel [mm] dz Diacircmetro apoacutes extrusatildeo direta [mm] E Moacutedulo de elasticidade [Nmm2] E+ Modelo dos aneacuteis de cintamento STRECON [-] F Forccedila de extrusatildeo [kN] Fc Forccedila de atrito entre a cavidade da matriz superior e a geratriz [kN] Fd Forccedila de atrito entre as paredes da matriz de extrusatildeo e a geratriz [kN] Ff Forccedila devido ao atrito [kN] ffα Desvio de Forma de Perfil [μm] fHα Desvio Angular de Perfil [μm] Fα Desvio Total de Perfil [μm] fβ Desvio Individual de Heacutelice [μm] fHβ Desvio Angular de Heacutelice [μm] Fβ Desvio Total de Heacutelice [μm] Fp Desvio Total de Passo [μm] fpt Desvio Individual de Passo [μm] Fr Desvio de Batimento Radial [μm] fZ Avanccedilo de usinagem por dente [mmin] h Avanccedilo de punccedilatildeo de extrusatildeo [mm] h0 Altura da geratriz [mm] hk Altura natildeo deformada do material extrudado [mm] hz Profundidade do furo do extrudado [mm] hpeccedila-matriz Coeficiente de transferecircncia de calor entre peccedila e matriz [Wm2degC]

hpeccedila-ambiente Coeficiente de transferecircncia de calor entre peccedila e ambiente [Wm2degC]

hmatriz-ambiente Coeficiente de transferecircncia de calor entre matriz e ambiente [Wm2degC]

K Quantidade de Passos de engrenagem [-] 119896 Tensatildeo limite de elasticidade em cisalhamento puro [Nmm2]

XV

119896119891 Tensatildeo de escoamento [Nmm2] 1198961198910 Tensatildeo de escoamento inicial (p φ=0) [Nmm2] 119896119891119898 Tensatildeo de escoamento meacutedia [Nmm2] 119896119891119898119886119905119903119894119911 Tensatildeo de escoamento do material da matriz [Nmm2] 119896119891119888119894119899119905 Tensatildeo de escoamento do material da ferramenta de anel uacutenico [Nmm2] 1198961198911198881198941198991199051 Tensatildeo de escoamento do material do primeiro anel [Nmm2] 1198961198911198881198941198991199052 Tensatildeo de escoamento do material do segundo anel [Nmm2]

L Comprimento total de matriz [mm] Lα Comprimento de perfil [μm] LAE Comprimento de perfil entre os pontos A e E [μm] LAF Comprimento de perfil entre os pontos A e F [μm] Ld1 Grau de esbeltez [-] m Fator de atrito [-] mk Moacutedulo de engrenagem [-] n Iacutendice de encruamento [-] P Tensatildeo normal de contato entre superfiacutecies [Nmm2] pt Passo de engrenagem [μm] Q Grau da qualidade de engrenagem [-] R Deslocamento na matriz devido aos aneacuteis de cintamento [mm] RV Raio do volante da prensa [mm] RA Reduccedilatildeo de aacuterea [] rβ Raio de gume da ferramenta de usinagem [μm] SW Avanccedilo do punccedilatildeo mm T Temperatura [degC] Tr Trabalho de extrusatildeo Nm U Constante para caacutelculo de A sobre aneacuteis de cintamento [-] VF Velocidade da ferramenta mms Vt Velocidade tangencial mms X Desvio dimensional do dente de engrenagem [μm] Z Nuacutemero de dentes de engrenagem [-] z1 Interferecircncia de montagem entre matriz e primeiro anel de cintamento [mm] z2 Interferecircncia de montagem entre 1ordm e 2ordm segundo aneacuteis de cintamento [mm]

LISTA DE SIacuteMBOLOS GREGOS

α Acircngulo de concordacircncia entre matriz inferior e superior [deg] αp Acircngulo de pressatildeo [deg] μ Coeficiente de atrito [-]

ν Coeficiente de Poisson [-]

к Condutividade teacutermica WmK

ρ Densidade relativa [gcm3] Ɛ Deformaccedilatildeo relativa [] φ Deformaccedilatildeo verdadeira [-] Oslashmontagem Diacircmetro de montagem dos aneacuteis e matrizes [mm]

XVI

Oslashexterno Diacircmetro externo da geratriz [mm] Oslashinterno Diacircmetro interno da geratriz [mm] Oslashp Diacircmetro primitivo da engrenagem [mm] δ0 Espessura de parede de geratriz [mm] δ1 Espessura final de parede do extrudado [mm] 120578119865 Fator de rendimento do processo de extrusatildeo [-] Ɛf Interferecircncia relativa entre matriz e anel de cintamento []

σtr Resistecircncia agrave traccedilatildeo [Nmm2]

ξ Resistividade eleacutetrica [μΩm]

σz Tensatildeo axial [Nmm2]

σe Tensatildeo equivalente [Nmm2]

σr Tensatildeo radial [Nmm2]

σt Tensatildeo tangencial [Nmm2]

τ Tensatildeo de cisalhamento na interface geratrizferramenta [Nmm2]

ω Velocidade angular rads Velocidade de deformaccedilatildeo [1s]

XVII

LISTA DE ABREVIATURAS

ABNT Associaccedilatildeo Brasileira de Normas Teacutecnicas

AGMA American Gear Manufacturers Association

AISI American Iron and Steel Institute

APC Aresta Posticcedila de Corte

ASTM American Society for Testing and Materials

BS British Standards

BSI British Standards Institution

DIN Deutches Institut fuumlr Normung (German Institute of Standardization)

DLC Diamond Like Carbon

EDM Electrical Discharge Machining

EL Eletrodo

IACS International Annealed Copper Standard

gpm Golpes por minuto

ISO International Organization for Standardization

IT International Tolerance

JIS Japanese Industrial Standards

MT Matriz

ppm Partes por milhatildeo

PVD Physical Vapor Deposition

TG Tamanho de Gratildeo

SAE Society of Automotive Engineers

ZTA Zona Termicamente Afetada

XVIII

RESUMO

O trabalho tem como finalidade o desenvolvimento do processo o projeto e a fabricaccedilatildeo do

ferramental de uma engrenagem extrudada a frio utilizando o accedilo SAE 10B22 As matrizes

foram fabricadas em accedilo-ferramenta K340 com dureza no intervalo de 60 ndash 62 HRC Os aneacuteis

de cintamento foram fabricados em accedilos de maior tenacidade tais como AISI S1 e AISI H13

O punccedilatildeo de recalque foi fabricado em accedilo AISI M2 bem como o punccedilatildeo de furaccedilatildeo em accedilo

VF800 AT Os estudos sobre eletroerosatildeo a fio e por penetraccedilatildeo foram conduzidos para

desenvolver uma metodologia de fabricaccedilatildeo de eletrodos e matrizes de extrusatildeo de precisatildeo

para engrenagens Tambeacutem avaliou-se a diferenccedila entre maacutequinas de usinagem por

eletroerosatildeo a fio e microfresamento de diferentes capacidades de precisatildeo resultando na

determinaccedilatildeo de um roteiro especiacutefico para a obtenccedilatildeo de eletrodos com alto acabamento e

precisatildeo de forma A aplicaccedilatildeo de aneacuteis de cintamento com o objetivo de preacute-tensionamento

das ferramentas foi analisada para dois cenaacuterios sendo um deles o meacutetodo convencional

baseado em sistema de aneacuteis duplos com accedilo-ferramenta e o outro um sistema de cintamento

por enrolamento de tiras de accedilo de alta resistecircncia O sistema de alta resistecircncia apresentou

melhor resultado no controle das distorccedilotildees dimensionais do dente de engrenagem O preacute-

tensionamento das ferramentas foi fundamental para atingir os resultados de melhoria de

qualidade esperados Os resultados obtidos na anaacutelise numeacuterica e no procedimento

experimental demonstraram que o processo proposto neste trabalho eacute capaz de produzir

engrenagens ciliacutendricas retas por extrusatildeo com grau de qualidade conforme a ISO 1328

similar agravequelas obtidas por processos convencionais de usinagem como hobbing shaving e

retificaccedilatildeo Para desvios de perfil foi possiacutevel alterar o grau de qualidade da cavidade da matriz

de 10 para 5 a qual resultou em uma melhoria na engrenagem extrudada de grau de qualidade

11 para 7

Palavras-chave extrusatildeo a frio simulaccedilatildeo numeacuterica engrenagem matriz de extrusatildeo

usinagem por eletroerosatildeo

XIX

ABSTRACT

The research aims to develop the process of production the project and tooling

manufacturing of high precise cold extruded gears based on the SAE 10B22 steel Dies were

manufactured in tool steel K340 in a range of hardness from 60 up to 62 HRC The shrink rings

were manufactured in steel grades with greater toughness like AISI S1 and AISI H13 In

addition the upsetting punch was manufactured in high speed steel AISI M2 as well as the

hole punch with the steel VF 800 AT The studies regarding wire electrical discharge machining

and die sinking were carried out to develop a manufacturing method for precise extrusion dies

of gears Also the differences between wire discharge machining equipments in different

precision levels were evaluated to stablish a specific routine to produce high precise electrodes

The application of shrink rings for prestressing of the tooling was evaluated based on two

methods being one of them the more usual with double shrink rings made by tool steel and the

other one is the stripwinding technique The stripwinding technique has showed a better

performance regarding dimensional scattering of the gear teeth Prestressing of the tools was

important to reach the expected results of quality improvement of gears Results which were

obtained in the finite element analysis and experimental procedure demonstrated that the

proposed process in this study is able to produce spur gears by cold extrusion with an accuracy

grade according ISO 1328 similar to those produced by additional machining processes such

like hobbing shaving and grinding For profile deviation was possible to change the gear

accuracy grade of die cavity from 10 to 5 which allowed to obtain an accuracy grade equal to 7

for the cold extruded gear

Keywords cold extrusion numerical simulation gear extrusion die electrical discharge

machining

20

1 INTRODUCcedilAtildeO

Nos anos recentes o setor automotivo tem apresentado diversas propostas de melhoria da

qualidade e aumento de eficiecircncia aplicada a toacutepicos como consumo de combustiacutevel e sistemas

de transmissatildeo Os fabricantes de automoacuteveis tecircm a desafiadora missatildeo de reduzir o peso e

aumentar a resistecircncia de cada componente em funccedilatildeo dos exigentes sistemas de transmissatildeo

da atualidade Em linhas gerais os produtos podem obter maior resistecircncia mecacircnica atraveacutes

da tecnologia de extrusatildeo Aleacutem disto a extrusatildeo a frio eacute a tecnologia recomendada para atingir

a maior precisatildeo dimensional do produto

A extrusatildeo a frio merece uma atenccedilatildeo especial na fabricaccedilatildeo de peccedilas com geometrias

complexas pois existem limitaccedilotildees no grau de deformaccedilatildeo da mateacuteria prima trabalhada bem

como limitaccedilotildees da proacutepria ferramenta a qual eacute solicitada mecanicamente Por se tratar de

deformaccedilatildeo a frio de peccedilas de accedilo esse processo requer uma alta quantidade de energia

mecacircnica que resulta em altas tensotildees entre peccedila e ferramentas provocando a deformaccedilatildeo das

matrizes Nessas ferramentas altas tensotildees satildeo predominantes sendo de extrema importacircncia

atenuaacute-las buscando operaccedilotildees que auxiliem a melhor forma de escoamento do material

durante o processo A extrusatildeo a frio possui essa caracteriacutestica e com o auxiacutelio da simulaccedilatildeo

numeacuterica pelos Meacutetodos dos Elementos Finitos e dos Volumes Finitos torna-se possiacutevel uma

melhor anaacutelise para o desenvolvimento de peccedilas assimeacutetricas com geometria complexa e

proacutexima da peccedila acabada Esses recursos somados a grande experiecircncia de uma forjaria com

destacada atuaccedilatildeo no segmento de extrudados permitiu desenvolver um processo de extrusatildeo

a frio de engrenagens ciliacutendricas retas com a precisatildeo de forma de seu dentado no mesmo niacutevel

conseguido por operaccedilotildees de usinagem de acabamento de superfiacutecie

Para obtenccedilatildeo de produtos de precisatildeo tais como engrenagens o processo de extrusatildeo a frio

torna-se uma praacutetica comumente utilizada Todavia natildeo eacute somente a variaacutevel responsaacutevel pelo

resultado A colaboraccedilatildeo de variaacuteveis adjacentes tais como materiais tratamento teacutermico e a

fabricaccedilatildeo de ferramentas satildeo fundamentais O desenvolvimento tecnoloacutegico e controle de

qualidade desde o iniacutecio do processo ateacute o produto satildeo indispensaacuteveis para obter resultados

positivos na extrusatildeo a frio os quais satildeo relacionados com materiais de alta qualidade e teacutecnicas

de corte e lubrificaccedilatildeo de geratrizes Estas etapas satildeo sucedidas por processos de usinagem e

tratamento teacutermico O conjunto destes processos unido agrave extrusatildeo a frio tem alcanccedilado um

importante avanccedilo tecnoloacutegico na fabricaccedilatildeo de engrenagens de precisatildeo

21

A motivaccedilatildeo que impulsiona os estudos em conjunto com outras aacutereas de manufatura gera

grande valor agregado Estes desenvolvimentos levam agrave viabilidade comercial de perfis de

dentes de engrenagem de alta qualidade prontos para a aplicaccedilatildeo Contudo para a aplicaccedilatildeo

onde a extrema alta qualidade dos dentes natildeo eacute necessaacuteria tais como diferenciais automotivas

os perfis de engrenagem extrudados podem ser aplicados sem necessidade de usinagem

posterior Quando se trata de engrenagens para caixa de sistemas de transmissatildeo a precisatildeo

dimensional tem somente sido alcanccedilada com operaccedilotildees de usinagem adicionais Alguns

processos consideram operaccedilotildees de calibraccedilatildeo a frio apoacutes a extrusatildeo dos dentes com

temperatura

No processo de manufatura de pinhotildees para impulsores de partida a engrenagem dos

pinhotildees eacute produzida por extrusatildeo a frio em accedilo baixo carbono ligado ao boro A sequecircncia das

operaccedilotildees aplica ao produto acabado uma seacuterie de deformaccedilotildees em relaccedilatildeo ao seu perfil de

projeto as quais se excederem a maacutexima toleracircncia permitida podem afetar a funcionalidade

da engrenagem O grau de qualidade de engrenagem eacute definido a partir dos desvios de forma

que o flanco do dente apresenta em relaccedilatildeo ao seu perfil teoacuterico

O sistema de precisatildeo de engrenagens com perfil de evolvente abrange um grande campo de

engrenagens a partir de dentes com excepcional precisatildeo ateacute dentes de qualidade muito comum

Doze graus de qualidade de precisatildeo identificados por seu nuacutemero respectivo em ordem

decrescente de precisatildeo satildeo estabelecidas pela norma ISO 1328-1

No processo de extrusatildeo a frio existem diversas variaacuteveis que podem contribuir para o

acreacutescimo de erro ao produto resultante Estas variaacuteveis vatildeo desde o projeto de ferramenta sua

fabricaccedilatildeo materiais selecionados e resistecircncia de montagem agraves condiccedilotildees de mateacuteria-prima a

ser extrudada maquinaacuterio e efeitos de deformaccedilatildeo de material A precisatildeo do dente extrudado

depende da precisatildeo de fabricaccedilatildeo da cavidade da matriz e sua forma eacute comprometida

principalmente por dois fatores

A deformaccedilatildeo na regiatildeo elaacutestica da matriz devido agraves altas tensotildees de extrusatildeo

A expansatildeo teacutermica quando os extrudados satildeo conduzidos agrave elevada temperatura bem

como contraccedilotildees apoacutes o retorno agrave temperatura ambiente

Baseado no exposto estudos considerando os fatores da cadeia de manufatura de

engrenagens satildeo realizados utilizando a estrutura de ferramentaria e linha de produccedilatildeo por

extrusatildeo a frio da empresa ZEN SA

22

11 OBJETIVOS E JUSTIFICATIVA DO TRABALHO

As tendecircncias na extrusatildeo a frio de precisatildeo para peccedilas complexas em accedilo ao carbono levam

ao aumento consideraacutevel das cargas no ferramental Em paralelo requisitos econocircmicos exigem

a otimizaccedilatildeo do desempenho e vida uacutetil das matrizes de extrusatildeo Dentre os variados meacutetodos

para melhoria destas propriedades o cintamento ou inclusatildeo de aneacuteis das matrizes de extrusatildeo

eacute um paracircmetro chave no projeto da ferramenta

Estudos referentes agrave deformaccedilatildeo de ferramenta durante as operaccedilotildees de extrusatildeo satildeo

fundamentais para a previsatildeo da qualidade final da engrenagem A repetibilidade na fabricaccedilatildeo

das ferramentas de extrusatildeo eacute muito importante para garantir a qualidade da peccedila extrudada na

induacutestria Nesta pesquisa um meacutetodo ineacutedito de fabricaccedilatildeo de ferramentas de extrusatildeo eacute

sugerido para garantir a precisatildeo dimensional da peccedila extrudada e o aumento da resistecircncia agraves

tensotildees radiais da ferramenta O efeito da deformaccedilatildeo elaacutestica da ferramenta atraveacutes da

aplicaccedilatildeo dos aneacuteis de cintamento e operaccedilotildees de extrusatildeo seraacute apresentada utilizando a anaacutelise

por elementos finitos 3D Baseado na amplitude da deformaccedilatildeo elaacutestica definida pela

simulaccedilatildeo o perfil de eletrodo para o processo de eletroerosatildeo pode ser definido Mediccedilotildees em

maacutequina tridimensional seratildeo realizadas para a ferramenta e a peccedila extrudada com o objetivo

de comparar experimental e analiticamente os resultados apoacutes a deformaccedilatildeo plaacutestica

O objetivo geral deste estudo eacute demonstrar a capacidade do processo de extrusatildeo a frio de

produzir engrenagens de alta precisatildeo comparado aos processos de usinagem onde os desvios

de microgeometria do dentado atingem graus de qualidade especificados para sistemas de

transmissatildeo automotivos por exemplo A extrusatildeo a frio eacute um processo jaacute adotado para a

produccedilatildeo de engrenagens Contudo para ferramentas convencionais de extrusatildeo os desvios

atingidos ficam aqueacutem dos requisitos de maior rigor do setor automotivo necessitando de

processos posteriores de acabamento O ineditismo deste trabalho estaacute no desenvolvimento de

um conceito de ferramenta de extrusatildeo a frio que permita produzir engrenagens na sua forma

final com qualidade de perfil de evolvente equivalente aos processos convencionais de

acabamento tais como a retificaccedilatildeo reduzindo o custo de produccedilatildeo e justificando-o

O objetivo especiacutefico desta tese eacute definir um de projeto inovador de ferramenta fabricaccedilatildeo

de matrizes eletroerosatildeo e sequecircncia de processo por extrusatildeo a frio para produccedilatildeo de

engrenagens ciliacutendricas de dentes retos com alta precisatildeo de perfil de evolvente do dente O

efeito dos aneacuteis de cintamento utilizado em ferramentas para aumento da resistecircncia agraves tensotildees

do processo de extrusatildeo a frio eacute analisado sob diferentes meacutetodos de aplicaccedilatildeo

23

12 ROTEIRO DE DESENVOLVIMENTO

O diagrama mostrado na figura 1 mostra as etapas executadas neste trabalho

Figura 1 ndash Fluxograma das etapas de desenvolvimento

SELECcedilAtildeO DA ENGRENAGEM PARA ANAacuteLISE

Definiccedilatildeo do perfil de engrenagem para anaacutelises definiccedilatildeo

da sequecircncia de processo de fabricaccedilatildeo

CONTROLE GEOMEacuteTRICO DA

ENGRENAGEM

Definiccedilatildeo dos desvios

dimensionais ISO 1328 caacutelculo de

toleracircncias grau de qualidade

DEFINICcedilAtildeO DOS ANEacuteIS DE

CINTAMENTO

Aplicaccedilatildeo dos aneacuteis de cintamento

principais materiais utilizados meacutetodos

de montagem

DEFINICcedilAtildeO DO PROCESSO

Seleccedilatildeo de equipamentos para a

fabricaccedilatildeo de eletrodos

eletroerosatildeo a fio e penetraccedilatildeo projeto

dos eletrodos prensa para a

extrusatildeo

PROJETO DA FERRAMENTA

DE EXTRUSAtildeO A FRIO

Descriccedilatildeo dos componentes

materiais caacutelculo da forccedila interferecircncias

diacircmetros de montagem anaacutelise de viabilidade do

projeto

MATEacuteRIA-PRIMA

Definiccedilatildeo de material para engrenagem

extrudada ensaios para determinaccedilatildeo

da curva de escoamento

SIMULACcedilAtildeO NUMEacuteRICA DO

PROCESSO

Anaacutelise de preenchimento da

cavidade desvios de forma apoacutes a

extrusatildeo efeitos do cintamento

convencional e por enrolamento de tiras

RESULTADOS

Produccedilatildeo de amostras de engrenagens

comparando aneacuteis de cintamento

convencionais e de enrolamento por

tiras

ANAacuteLISE EXPERIMENTAL

Fabricaccedilatildeo de eletrodos de

precisatildeo e matriz de extrusatildeo de

engrenagem por eletroerosatildeo por

penetraccedilatildeo

24

2 ESTADO DA ARTE E REVISAtildeO BIBLIOGRAacuteFICA

21 SOBRE O PROCESSO DE CONFORMACcedilAtildeO MECAcircNICA A FRIO

A conformaccedilatildeo mecacircnica a frio eacute a denominaccedilatildeo geneacuterica para processos nos quais eacute

aplicada uma forccedila externa agrave mateacuteria-prima fazendo-a adquirir a forma desejada por

deformaccedilatildeo plaacutestica A designaccedilatildeo a frio refere-se ao fato de que durante o processamento o

material conformado encontra-se em temperaturas (na maioria dos casos a temperatura

ambiente) que natildeo provocam a sua recristalizaccedilatildeo Assim os produtos conformados a frio

apresentam-se encruados com um niacutevel de resistecircncia mecacircnica aumentado

A deformaccedilatildeo elaacutestica de ferramentas de conformaccedilatildeo tem efeito direto sobre a dimensatildeo

final da peccedila conformada Para prever as alteraccedilotildees dimensionais em uma peccedila conformada

devem ser verificados a amplitude da deformaccedilatildeo elaacutestica e seu comportamento Pesquisas

relacionadas agrave deformaccedilatildeo elaacutestica em ferramentas de conformaccedilatildeo tecircm sido conduzidas sob o

ponto de vista experimental e de anaacutelise numeacuterica Matsubara e Kudo [1] determinaram a

distribuiccedilatildeo de pressatildeo na interface entre ferramentas e materiais usando um dispositivo de

sensoriamento simples e um meacutetodo de caacutelculo proposto de distribuiccedilatildeo de tensatildeo durante a

conformaccedilatildeo a frio [2] Para mediccedilatildeo de deformaccedilatildeo na cavidade da matriz em operaccedilotildees de

conformaccedilatildeo um transdutor de deslocamento capacitivo ou strain gauge pode ser aplicado

[3][4] Com o desenvolvimento do meacutetodo de anaacutelise numeacuterica as anaacutelises elaacutestica e elasto-

plaacutestica de deformaccedilatildeo foram aplicadas para obter as distribuiccedilotildees de tensatildeo por Raddad e

Kocanda [5] Aleacutem disto Lee e Lee [6-8] realizaram simulaccedilotildees numeacutericas e experimentais

para comparar os resultados em ferramentas de conformaccedilatildeo a frio Todos os comportamentos

de deformaccedilatildeo da ferramenta nas operaccedilotildees de conformaccedilatildeo descarregamento e ejeccedilatildeo foram

investigados e medidos com o auxiacutelio de strain gauge e condiccedilotildees de anaacutelises numeacutericas

otimizadas foram sugeridas para minimizar o tempo de anaacutelise em complexas mediccedilotildees

tridimensionais Rosochowski and Balendra [9] estudaram comportamentos resultantes do

descarregamento das ferramentas para prever a precisatildeo dimensional da peccedila apoacutes a

conformaccedilatildeo

211 Condiccedilotildees gerais do processo de extrusatildeo

O processo de extrusatildeo permite que um componente simples como um tarugo ou geratriz

seja plasticamente conformado entre as ferramentas (matrizes de extrusatildeo) para que se obtenha

o perfil final desejado Em outras palavras um componente de geometria simples eacute

25

transformado em um outro complexo conformado por ferramentas que possuem a geometria

desejada e aplicam pressatildeo ao material metaacutelico deformando-o [10]

Os fenocircmenos fiacutesicos que descrevem uma operaccedilatildeo de extrusatildeo satildeo difiacuteceis de serem

expressos por relaccedilotildees quantitativas Fenocircmenos como o escoamento de metais o atrito na

interface ferramenta-peccedila a geraccedilatildeo e a transferecircncia de calor durante o escoamento plaacutestico

do metal e seu relacionamento com a microestrutura propriedades e as condiccedilotildees de processo

apresentam dificuldades de previsatildeo e anaacutelise [11]

O principal objetivo de qualquer meacutetodo de anaacutelise que considere os fenocircmenos

anteriormente descritos eacute auxiliar o projeto de extrusatildeo envolvendo essencialmente as

seguintes etapas

a) estabelecer as relaccedilotildees cinemaacuteticas (forma velocidades taxas de deformaccedilotildees) entre as

regiotildees extrudada e natildeo extrudada a fim de prever o escoamento metaacutelico

b) estabelecer o limite de conformabilidade a fim de determinar se eacute ou natildeo possiacutevel a

extrusatildeo da peccedila metaacutelica sem a geraccedilatildeo de falhas internas ou superficiais

c) prever as forccedilas e tensotildees necessaacuterias para efetuar a operaccedilatildeo de extrusatildeo a fim de que o

ferramental e equipamento possam ser projetados ou selecionados

212 Tipos de processos de extrusatildeo

Os processos baacutesicos que envolvem extrusatildeo a frio satildeo classificados de acordo com a direccedilatildeo

de escoamento do material como a extrusatildeo direta e a inversa Ainda em funccedilatildeo do formato

final da peccedila como a extrusatildeo de geratrizes em forma de cilindros maciccedilos ou de cilindros com

furo Limites de deformaccedilatildeo relativa e verdadeira para accedilos convencionais na extrusatildeo direta a

frio satildeo informados na tabela 1

A seguir a legenda auxilia a representaccedilatildeo ao discriminar cada item da figura 2 para as

referidas operaccedilotildees

I Antes da extrusatildeo

II Apoacutes a extrusatildeo

a) Punccedilatildeo superior b) Inserto

c) Material extrudado d) Extrator

e) Punccedilatildeo inferior f) Matriz

26

Figura 2 ndash Representaccedilatildeo esquemaacutetica das operaccedilotildees do processo de extrusatildeo a frio [12]

Tabela 1 ndash Limites importantes da extrusatildeo a frio de acordo com a vida econocircmica da ferramenta [12]

213 Extrusatildeo a frio de accedilos

A extrusatildeo a frio eacute realizada sem preacute-aquecimento da mateacuteria-prima ou das ferramentas que

satildeo aquecidas durante o processo devido principalmente agrave velocidade de deformaccedilatildeo e ao

atrito Neste caso agrave medida que o metal eacute extrudado ocorre o encruamento sua resistecircncia

mecacircnica aumenta e a ductilidade diminui [13] podendo ocorrer falhas por ruptura antes de se

atingir as dimensotildees finais desejadas caso a deformaccedilatildeo seja excessiva

27

Para que se evitem essas dificuldades as operaccedilotildees de extrusatildeo a frio em geral satildeo realizadas

em etapas com operaccedilotildees de tratamento teacutermico intermediaacuterias as quais permitem uma maior

flexibilidade para a obtenccedilatildeo de produtos com variados graus de encruamento [14]

Normalmente o accedilo fornecido em bobinas jaacute se apresenta no estado coalescido Apoacutes as

operaccedilotildees iniciais para a formaccedilatildeo da geratriz e o tratamento teacutermico intermediaacuterio haacute a

lubrificaccedilatildeo pois a condiccedilatildeo de atrito entre a matriz e o material de trabalho eacute de grande

importacircncia na extrusatildeo da peccedila O lubrificante deve aceitar altas pressotildees da ordem de 2000

Nmm2 na extrusatildeo do accedilo para minimizar o atrito entre a ferramenta e o material sob

deformaccedilatildeo Os processos de ensaboamento e aplicaccedilatildeo de bissulfeto de molibdecircnio satildeo

largamente utilizados em geratrizes obtidas em prensas de muacuteltiplos estaacutegios mecacircnicas ou

hidraacuteulicas

Quando comparado a outros processos a extrusatildeo a frio apresenta as seguintes vantagens

[15]

Grande economia de mateacuteria-prima

Possibilidade de produzir peccedilas de geometria complexa com tempo reduzido de processo

(figura 3)

Grande precisatildeo de medidas e geometrias com elevada qualidade superficial

Melhoria das caracteriacutesticas mecacircnicas das peccedilas extrudadas a frio mediante

aproveitamento do aumento de dureza e do fibramento mecacircnico favoraacutevel

Figura 3 ndash Exemplos da variedade geomeacutetrica de peccedilas metaacutelicas produzidas por extrusatildeo a frio [16]

28

22 FERRAMENTA PARA EXTRUSAtildeO A FRIO

As ferramentas de extrusatildeo a frio satildeo normalmente compostas por punccedilotildees responsaacuteveis

pela compressatildeo da mateacuteria-prima matrizes superior e inferior e aneacuteis de cintamento os quais

tecircm papel importante no controle das dimensotildees do extrudado e na vida uacutetil da matriz As

figuras 4a e 4b ilustram dois exemplos de conjuntos de ferramentais utilizados sejam eles em

prensas hidraacuteulicas ou excecircntricas

a) b)

Figura 4 ndash Exemplos de ferramentais para extrusatildeo a frio a) Sistema de extraccedilatildeo superior e inferior

b) Sistema de extraccedilatildeo inferior [13]

A estrutura tiacutepica das ferramentas de extrusatildeo a frio considera aleacutem das matrizes que

proporcionam a geometria final da peccedila punccedilotildees extratores e aneacuteis de cintamento Os aneacuteis de

cintamento satildeo responsaacuteveis pelo preacute-tensionamento da ferramenta onde a mesma eacute colocada

em estado de tensotildees compressivas com o objetivo de reduzir o ponto de tensatildeo maacutexima apoacutes

a aplicaccedilatildeo dos esforccedilos de extrusatildeo Estes componentes satildeo fabricados em accedilos raacutepido accedilos-

ferramenta agrave diferentes durezas ou mesmo metal-duro

221 Punccedilotildees

Os punccedilotildees podem ser divididos em dois grupos principais

a) punccedilotildees simples ndash tecircm a funccedilatildeo de pressionar o material em direccedilatildeo agraves paredes da matriz

O criteacuterio fundamental para escolha de materiais para este tipo de punccedilatildeo eacute a alta resistecircncia agrave

compressatildeo Accedilos como D2 Vanadis 4 e S290 da Bohler-Uddeholm satildeo indicados

29

b) punccedilotildees de recalque - aleacutem de comprimir o material em direccedilatildeo agrave matriz inferior tambeacutem

tecircm a funccedilatildeo de conformar a cabeccedila do extrudado Os materiais destes punccedilotildees devem aleacutem

de apresentar alta resistecircncia agrave compressatildeo possuir grande resistecircncia ao desgaste Accedilos como

K340 K390 M2 S390 (Bohler-Uddeholm) e VF 800AT (Villares) satildeo exemplos de aplicaccedilotildees

para esta classe de punccedilatildeo

Punccedilatildeo de furaccedilatildeo eacute o componente que penetra na furaccedilatildeo de uma peccedila ciliacutendrica oca e

fornece a forma agrave parede interna de uma peccedila tubular Este punccedilatildeo estaacute sujeito ao desgaste e agrave

alta solicitaccedilatildeo de compressatildeo portanto o material selecionado para esta ferramenta deve

apresentar alta resistecircncia ao desgaste e elevado limite de escoamento Os accedilos AISI M2 S790

e K360 satildeo largamente utilizados O punccedilatildeo extrator conforma a base da peccedila e geralmente eacute

utilizado tambeacutem para extrair a peccedila para fora da matriz

No caso de punccedilotildees para extrusatildeo a frio deve ser considerado que devido aos esforccedilos a

que estatildeo submetidos a ruptura ocorre com maior frequecircncia quanto maior for a relaccedilatildeo (hz

Oslashinterno) onde hz eacute a profundidade da perfuraccedilatildeo e Oslashinterno o diacircmetro interno Na produccedilatildeo em

seacuterie se deve respeitar para os accedilos a relaccedilatildeo hz Oslashinterno lt 25

A norma VDI 3186 [17] recomenda a seguinte sequecircncia para o dimensionamento de um

punccedilatildeo seja de recalque ou furaccedilatildeo

a) determinaccedilatildeo da pressatildeo conf as normas VDI 3185[18] vols1 2 e 3 e 3138 vol 2 [19]

b) projeto da forma externa e das medidas

c) escolha de um material para ferramenta adequado levando em consideraccedilatildeo a tenacidade

exigida a durabilidade os custos e as possibilidades da produccedilatildeo

A folga entre o punccedilatildeo e a matriz normalmente eacute dimensionada entre 002 e 005 mm para

processos a frio Este paracircmetro tem grande importacircncia pois deve sempre permitir o aumento

do diacircmetro do punccedilatildeo pela deformaccedilatildeo elaacutestica

222 Matrizes

As matrizes de extrusatildeo satildeo as ferramentas responsaacuteveis pela definiccedilatildeo da geometria da

seccedilatildeo transversal do produto extrudado Devido aos esforccedilos de extrusatildeo as matrizes satildeo

submetidas a tensotildees internas elevadas Assim devem ser projetadas e construiacutedas com

materiais que apresentem elevada resistecircncia agrave compressatildeo bem como elevada tenacidade

Os accedilos ferramenta satildeo classificados de acordo com suas caracteriacutesticas metaluacutergicas

principais ou de acordo com sua aplicaccedilatildeo A classificaccedilatildeo do American Iron and Steel Institute

30

(AISI) eacute a mais utilizada pela induacutestria de ferramentaria e tem se mostrado uacutetil para a seleccedilatildeo

do produto Apesar de existirem diversos tipos de accedilos ferramenta normatizados

internacionalmente para inuacutemeras aplicaccedilotildees e solicitaccedilotildees a induacutestria trabalha com uma gama

reduzida de opccedilotildees Satildeo preferidos aqueles que possuem suas propriedades e desempenhos

consagrados ao longo do tempo como por exemplo os accedilos AISI H13 AISI D2 e AISI M2

Contudo fabricantes tecircm sugerido ao mercado ligas de accedilo que trazem benefiacutecios agraves aplicaccedilotildees

tais como CALDIE K340 (Bohler-Uddeholm) e Cryodur 2379 (Schmolz-Bickenbach)

As normas VDI 3176 [20] e VDI 3186 [21] apresentam os criteacuterios para dimensionamento

de matrizes de extrusatildeo

Para o projeto das matrizes devem ser considerados dois aspectos principais

1) A tensatildeo e a forccedila de extrusatildeo exigidas

2) O projeto e a geometria das matrizes e aneacuteis de cintamento

Geralmente as matrizes de extrusatildeo satildeo submetidas a elevadas tensotildees que normalmente

natildeo satildeo suportadas pelos materiais empregados em sua fabricaccedilatildeo Por isso as matrizes satildeo

geralmente preacute-tensionadas atraveacutes do uso de aneacuteis de cintamento de modo a aumentar sua

resistecircncia agrave tensatildeo radial na cavidade da matriz

Aleacutem do uso de aneacuteis de cintamento podem-se adotar variados procedimentos para a

construccedilatildeo das matrizes os quais satildeo mostrados na figura 5

lsquo Figura 5 ndash Formas construtivas para matrizes de extrusatildeo direta [20]

31

223 Estado de tensotildees

No processo de extrusatildeo existe na zona de deformaccedilatildeo um estado triaxial de tensotildees [22]

Na extrusatildeo de peccedilas com simetria axial as trecircs tensotildees principais satildeo

bull Tensatildeo axial σz

bull Tensatildeo radial σr

bull Tensatildeo tangencial σt

Atraveacutes da Teoria Elementar da Plasticidade pode-se avaliar qualitativamente a relaccedilatildeo que

existe entre as tensotildees principais A figura 6 mostra a distribuiccedilatildeo de tensotildees para o caso de

uma extrusatildeo direta de geratriz com furo interno

Figura 6 ndash Distribuiccedilatildeo de tensotildees na zona de deformaccedilatildeo para extrusatildeo direta de geratriz com furo [22]

Pela Teoria de Escoamento de Tresca pode-se calcular a tensatildeo radial σr que seraacute a tensatildeo

atuante na parede lateral da cavidade da matriz Este valor eacute importante para o caacutelculo dos aneacuteis

de cintamento da ferramenta de extrusatildeo A tensatildeo axial σz eacute calculada em funccedilatildeo da forccedila de

extrusatildeo

224 Aneacuteis de cintamento

A tensatildeo radial resultante na cavidade das matrizes durante a extrusatildeo atinge niacuteveis que

muitas vezes podem ultrapassar o limite elaacutestico dos materiais empregados em sua fabricaccedilatildeo

Pode-se aumentar a capacidade de resistecircncia agraves tensotildees internas dessas matrizes utilizando-se

um anel de cintamento mediante a prensagem a frio do nuacutecleo ou pela dilataccedilatildeo teacutermica do

anel de cintamento Entatildeo eacute exercida uma pressatildeo axial sobre a superfiacutecie de contato que coloca

o nuacutecleo sob preacute-tensotildees tangenciais e radiais

Quando a resistecircncia agrave pressatildeo de uma ferramenta com preacute-tensatildeo simples for insuficiente

pode-se alcanccedilar uma elevaccedilatildeo da resistecircncia com um segundo anel de cintamento sempre se

32

observando que natildeo eacute permitido ultrapassar os limites elaacutesticos do nuacutecleo e dos aneacuteis Um

aspecto de grande importacircncia destacado para o projeto das matrizes refere-se ao

dimensionamento dos aneacuteis de cintamento [21] A resistecircncia do anel de cintamento eacute dada

pelas suas dimensotildees tensatildeo de escoamento e dureza do material Os materiais normalmente

empregados para os aneacuteis devem apresentar boa tenacidade e ductilidade a dureza de utilizaccedilatildeo

deve ser menor que as matrizes responsaacuteveis pela formaccedilatildeo da peccedila proporcionando o

comportamento elaacutestico da ferramenta Quanto mais afastado do nuacutecleo da ferramenta menor

seraacute a dureza do anel O anel dos sistemas simples apresenta uma dureza aproximada de 48

HRC Para os sistemas duplos o anel interno eacute endurecido dentro de uma faixa de 52-54 HRC

e o anel externo na faixa de 46-48 HRC Os accedilos utilizados para a fabricaccedilatildeo dos aneacuteis variam

entre AISI S1 AISI H13 VMO e W360 (Bohler-Uddeholm)

A tabela 2 mostra a recomendaccedilatildeo para a quantidade de aneacuteis a serem aplicados em uma

ferramenta de acordo com a tensatildeo radial na cavidade O esquema da ferramenta eacute mostrado na

figura 7

Figura 7 - Representaccedilatildeo do uso de aneacuteis de cintamento para matrizes de extrusatildeo [20]

Tabela 2 ndash Recomendaccedilatildeo para aplicaccedilatildeo de aneacuteis de cintamento [20]

Tensatildeo radial (σr)

Nmm2

Nuacutemero de aneacuteis

requeridos Dd Diacircmetro de montagem

σr lt 1000

1000 lt σr lt 1600

1600 lt σr lt 2200

2200 lt σr

nenhum

um

dois

trecircs

4 a 5

4 a 6

4 a 6

4 a 6

d1=dA D=dA2B

d1=09radic119863 119889 d2=09radic119863 1198891

33

Onde A eacute uma constante calculada pela equaccedilatildeo (1) [23]

A = [12 (1 + 1119861 ) minus 119880]12 eq (1)

sendo 119861 = 119896119891119898119886119905119903119894119911119896119891119888119894119899119905 e 119880 = 120590119903119896119891119898119886119905119903119894119911

A interferecircncia diametral para montagem dos componentes representadas por z1 e z2 eacute dada

pelas equaccedilotildees (2) e (3)

1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) eq (2)

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) eq (3)

sendo 119861119888 = 11989611989111988811989411989911990511198961198911198881198941198991199052 e Ac eacute calculado pela equaccedilatildeo (1) em funccedilatildeo de Bc

Deve-se destacar que para cada caso de porta-ferramentas de prensa devido ao uso de

conjuntos padronizados o diacircmetro D poderaacute variar Desta forma os caacutelculos dos demais

diacircmetros de interferecircncia devem ser considerados a partir desta restriccedilatildeo

A geometria das superfiacutecies de contato entre os aneacuteis pode ser ciliacutendrica ou cocircnica Para

grandes interferecircncias prefere-se a forma cocircnica que facilita bastante a montagem da matriz

com os aneacuteis Deve-se verificar especialmente no caso de superfiacutecies cocircnicas que o nuacutecleo natildeo

seja expulso pelas forccedilas de prensagem extraccedilatildeo ou separaccedilatildeo

A figura 8 apresenta o criteacuterio para a escolha do acircngulo de inclinaccedilatildeo da superfiacutecie de

interferecircncia de acordo com a relaccedilatildeo entre o comprimento e o diacircmetro da matriz

225 Dimensionamento de punccedilotildees e matrizes

Devido aos esforccedilos desenvolvidos durante a conformaccedilatildeo a frio de engrenagens

basicamente de extrusatildeo e recalque as ferramentas mais solicitadas satildeo os punccedilotildees e as

matrizes

De um modo geral no projeto dessas ferramentas deve-se considerar

a) as matrizes devem possuir anel de cintamento simples ou muacuteltiplo conforme solicitaccedilatildeo

b) os punccedilotildees devem ser os mais curtos possiacuteveis para evitar flambagem

34

c) na extrusatildeo o punccedilatildeo deve ser cuidadosamente guiado sobre a matriz para evitar

excentricidade

Figura 8 - Criteacuterio para escolha do acircngulo de inclinaccedilatildeo da superfiacutecie de interferecircncia [20]

A fim de evitar sobrecargas das ferramentas de extrusatildeo eacute sugerida a pressatildeo real limite para

matrizes e punccedilotildees [24]

a) valores-limite para a tensatildeo radial (σr) na cavidade das matrizes

sem anel de cintamento σr lt 1000 Nmm2

com anel de cintamento simples e nuacutecleo de accedilo σr lt 1600 Nmm2

com anel de cintamento simples e nuacutecleo de metal duro σr lt 1500 Nmm2

com anel de cintamento duplo e nuacutecleo de accedilo σr lt 2200 Nmm2

com anel de cintamento duplo e nuacutecleo de metal duro σr lt 2000 Nmm2

b) valores-limite para a tensatildeo axial (σz) em punccedilotildees de recalque e furaccedilatildeo

punccedilotildees em accedilo-ferramenta σz lt 1800 Nmm2

punccedilotildees para extrusatildeo a frio em accedilo raacutepido altamente ligado σz lt 2500 Nmm2

226 Revestimentos para ferramentas de extrusatildeo

A extrusatildeo direta de perfis de engrenagens envolve grande quantidade de energia de

deformaccedilatildeo devido ao atrito o que provoca um desgaste excessivo nas paredes da cavidade da

matriz Considerando a estabilidade de geometria necessaacuteria para engrenagens automotivas o

desgaste ocorrido em matrizes de extrusatildeo em uma produccedilatildeo seriada pode prejudicar a

funcionalidade do produto em sua aplicaccedilatildeo A soluccedilatildeo utilizada em larga escala para minimizar

35

o desgaste eacute o aumento da dureza superficial atraveacutes da deposiccedilatildeo de filme fino Estes filmes

satildeo formados normalmente por materiais ceracircmicos de alta dureza

Segundo estudos realizados por Vetter (1996) [25] os revestimentos satildeo beneacuteficos natildeo

apenas para diminuir o desgaste de ferramentas mas tambeacutem melhorar a qualidade superficial

do produto extrudado aumentar a produtividade e diminuir o uso de lubrificantes

Os filmes mais utilizados em ferramentas de extrusatildeo a frio satildeo aplicados pelo meacutetodo de

deposiccedilatildeo fiacutesica de vapor (PVD - Physical Vapor Deposition) A aplicaccedilatildeo de revestimentos

por este meacutetodo eacute realizada a temperaturas na faixa de 250degC a 500degC permitindo que os

substratos natildeo percam suas propriedades mecacircnicas devido a um alto aquecimento O processo

PVD consiste em evaporar o material soacutelido por aquecimento atraveacutes de feixe de eleacutetrons ou

por iacuteons positivos e depositaacute-lo no substrato [26]

A maioria dos revestimentos aplicados por PVD eacute formada por DLC (Diamond Like

Carbon) nitretos (ex TiN CrN TiNAl) carbetos (ex TiC CrC) oacutexidos (ex alumina) ou

ainda uma combinaccedilatildeo destes como o TiCNAl A espessura de deposiccedilatildeo do filme varia entre

4 μm e 6 μm O revestimento utilizado nas ferramentas envolvidas neste trabalho tem o nome

comercial de Advanced Alcrona fornecido pela Oerlikon Balzers

A camada Advanced significa uma base obtida por nitretaccedilatildeo gasosa a qual aumenta a

dureza de superfiacutecie e sua resistecircncia agrave compressatildeo O revestimento Alcrona PRO fornece alta

estabilidade teacutermica proteccedilatildeo contra o desgaste abrasivo e alta dureza [27]

23 CAacuteLCULO DA FORCcedilA E TRABALHO DE EXTRUSAtildeO

A forccedila de extrusatildeo direta ou indireta eacute calculada pela equaccedilatildeo (4) 119865 = 1198600119896119891119898120593120578119865 eq (4)

O fator de rendimento (120578119865) varia entre 04 para geometrias mais complexas com pequenas

deformaccedilotildees e 07 para geometrias simples com grandes deformaccedilotildees [28]

Para casos em que a matriz apresenta acircngulos de transiccedilatildeo entre geometrias que facilitam o

escoamento a forccedila de extrusatildeo pode ser calculada pela equaccedilatildeo (5) 119865 = 1198600 119896119891119898 120593 (1 + 2120583119904119890119899(2120572) + 23 120572120593) + 120587 1198890 120583 1198961198910 ℎ119896 eq (5)

A expressatildeo final apoacutes o sinal de adiccedilatildeo da equaccedilatildeo (5) representa a forccedila de atrito entre o

material extrudado e a parede da matriz

36

O trabalho de extrusatildeo eacute dado pelas equaccedilotildees (6) e (7)

119879119903 = 119865 119878119882 eq (6)

Onde SW = h0 - hk eq (7)

231 Aumento de temperatura por trabalho de extrusatildeo

Durante a extrusatildeo ocorre a transformaccedilatildeo do trabalho de extrusatildeo em aumento de

temperatura Esse aumento de temperatura devido ao trabalho de extrusatildeo (120599119862) eacute calculado pela

equaccedilatildeo (8) 120599119862 = 119896119891120593119888119872 120588 119886 eq (8)

onde a eacute a parcela de energia transformada em calor

Pela teoria da definiccedilatildeo desta expressatildeo a perda na distorccedilatildeo da rede cristalina devido agrave

austenita retida e natildeo transformada em calor eacute de 10 [22]

24 O ATRITO NA EXTRUSAtildeO A FRIO

Nas uacuteltimas deacutecadas uma explicaccedilatildeo fiacutesica para o comportamento do atrito foi definida

como ldquoTeoria Adesivardquo Esta teoria define que a aacuterea de contato verdadeira eacute uma pequena

parcela da aacuterea de contato aparente A aacuterea de contato verdadeira eacute formada pela rugosidade

desta forma com o aumento das forccedilas de extrusatildeo maior eacute a contribuiccedilatildeo da rugosidade no

contato entre superfiacutecies [29] Em operaccedilotildees de extrusatildeo o atrito tem grande influecircncia devido

ao seu efeito sobre as forccedilas de conformaccedilatildeo mecacircnica (ou energia) e escoamento de material

na cavidade da matriz assim como a qualidade do produto e a vida uacutetil da ferramenta A

precisatildeo dos modelos de atrito eacute ainda desconhecida e torna complexa a definiccedilatildeo de um modelo

uacutenico que inclua todos os paracircmetros de deformaccedilatildeo para todas as operaccedilotildees de conformaccedilatildeo

mecacircnica Erinosho e Akinlabi (2016) [30] estudaram o efeito do atrito na aacuterea de contato

deformada durante operaccedilotildees de conformaccedilatildeo

O atrito eacute um dos paracircmetros mais significativos a serem considerados na extrusatildeo direta

devido ao escoamento de material ocorrer ao longo da cavidade da matriz entatildeo a contribuiccedilatildeo

da energia necessaacuteria ao esforccedilo final pode ser alta Domiacutenguez e Claver (2015) [31]

conduziram estudos por simulaccedilatildeo numeacuterica com o software DEFORM para investigar os

efeitos do atrito no processo de extrusatildeo direta utilizando o accedilo AISI 1010 A figura 9 mostra a

geometria da geratriz e matriz de extrusatildeo utilizados na simulaccedilatildeo numeacuterica computacional

37

Figura 9 ndash Geometria da ferramenta de extrusatildeo direta utilizada na simulaccedilatildeo numeacuterica computacional [31]

O atrito tem efeito importante sobre os esforccedilos resultantes na extrusatildeo direta A forccedila devido

ao atrito resultante do processo de extrusatildeo eacute obtida pela equaccedilatildeo (9)

Ff = Fc + Fd eq (9)

Quando a geratriz eacute pressionada ao longo da cavidade da matriz na extrusatildeo direta a forccedila

de extrusatildeo eacute diretamente relacionada agrave forccedila devido ao atrito entre as paredes da cavidade da

matriz superior e a geratriz (Fc) e entre a matriz de extrusatildeo e a geratriz (Fd)

Para avaliar esta influecircncia duas condiccedilotildees extremas foram consideradas na simulaccedilatildeo

computacional o fator de atrito maacuteximo (m = 1) e a condiccedilatildeo de atrito ausente (m = 0) Assim

com as forccedilas de extrusatildeo resultantes das duas situaccedilotildees limite o efeito da forccedila devido ao atrito

pocircde ser obtido e analisado Na figura 10 o efeito da forccedila devido ao atrito eacute representado pelo

caacutelculo da diferenccedila entre as forccedilas resultantes das duas condiccedilotildees limites para a extrusatildeo direta

Figura 10 ndash Forccedila devido ao fator de

atrito (m) na extrusatildeo direta [31]

38

A teoria de Amontons-Coulomb eacute aplicada para o caacutelculo da tensatildeo de cisalhamento (τ)

entre a geratriz e as paredes da matriz nos processos de extrusatildeo [32] A lei do atrito de Coulomb

utiliza o coeficiente de atrito (μ) para quantificar a interface de atrito e eacute expressa pela equaccedilatildeo

(10) 120591 = 120583 119875 para 0le 120583 le0577 eq (10)

onde P eacute a tensatildeo normal de contato entre as superfiacutecies

A tabela 3 mostra valores referenciais de atrito para a extrusatildeo direta

Tabela 3 ndash Valores referenciais para o coeficiente de atrito micro [33]

Descriccedilatildeo do processo Extrusatildeo direta

Peccedilas maciccedilas Peccedilas com furaccedilatildeo

Coeficiente de atrito (micro) 004 a 008 01 a 0125

Neste trabalho o valor utilizado para o coeficiente de atrito para o caacutelculo da forccedila de

extrusatildeo foi 01

A teoria da adesatildeo determina que a tensatildeo de cisalhamento maacutexima na interface de contato

entre o material e a matriz eacute a tensatildeo limite de elasticidade do material em cisalhamento puro

[34] Contudo nos processos de extrusatildeo em geral a tensatildeo normal de contato entre o material

e a ferramenta pode superar este valor Entatildeo uma vez atingida a tensatildeo de escoamento em

cisalhamento do material um aumento no valor da tensatildeo normal implica em diminuiccedilatildeo do

atrito Neste caso em que altas tensotildees de contato estatildeo envolvidas o atrito deve ser expresso

pela equaccedilatildeo (11) 119898 = 120591119896 para 0 le 119898 le 1 eq (11)

onde m eacute o fator de atrito e k eacute a tensatildeo limite de elasticidade em cisalhamento puro

Esta forma eacute conhecida como Lei de Prandtl e determina que a tensatildeo de cisalhamento devida

ao atrito eacute independente da tensatildeo de contato entre as superfiacutecies A Lei de Prandtl deve ser

aplicada sempre que as tensotildees de contato sejam elevadas onde o coeficiente de atrito μ deixa

de ter significado fiacutesico

Na extrusatildeo a frio de engrenagens a forccedila devido ao atrito tem alto impacto no aumento das

tensotildees resultantes do ciclo de conformaccedilatildeo do material No desenvolvimento desta tese as

engrenagens analisadas sofrem uma reduccedilatildeo de aacuterea superior agrave 40 o que envolve altas tensotildees

de contato entre a geratriz e as paredes da matriz Desta forma a Lei de Prandtl seraacute adotada

para as anaacutelises de simulaccedilatildeo por elementos finitos onde o fator de atrito seraacute considerado

39

25 O EFEITO DO PREacute-TENSIONAMENTO APLICADO AgraveS MATRIZES DE

EXTRUSAtildeO A FRIO

O conceito de cintamento das matrizes eacute reconhecido na induacutestria da conformaccedilatildeo e deve

ser entendido neste contexto como tensotildees compressivas (tipicamente radiais) sendo aplicadas

nas ferramentas O objetivo do cintamento das matrizes eacute reduzir o niacutevel de tensotildees criacuteticas as

quais a ferramenta sofreraacute sob o impacto de profundos esforccedilos Quanto mais eficiente o

cintamento mais a matriz seraacute colocada em um estado de tensotildees compressivas como ilustrado

na figura 11

Sendo

a) Tensotildees compressivas nulas onde natildeo haacute preacute-tensionamento da matriz Matrizes

monobloco satildeo um exemplo

b) Moderadas onde haacute a preacute-tensionamento Matrizes com um anel de cintamento podem

ser citadas

c) Alto estado de tensotildees compressivas atraveacutes de alto niacutevel de preacute-tensionamento Neste

caso dois ou mais aneacuteis de cintamento com interferecircncias rigorosas de montagem e materiais

de alta resistecircncia satildeo utilizados

Figura 11 - Amplitude tensatildeo-deformaccedilatildeo para trecircs estaacutegios de cintamento de matrizes de extrusatildeo [35]

A importacircncia do cintamento aumenta com a carga da ferramenta Quanto maior a carga de

conformaccedilatildeo maiores satildeo os niacuteveis de tensotildees na ferramenta Haacute uma tendecircncia geral em

relaccedilatildeo agraves altas cargas de conformaccedilatildeo nas matrizes de extrusatildeo as quais satildeo uma consequecircncia

derivada do alto grau de acabamento deste processo surgimento de materiais de baixa

conformabilidade alta velocidade de deformaccedilatildeo das peccedilas entre outros Consequentemente

a importacircncia do cintamento de matrizes tem crescido na induacutestria da conformaccedilatildeo mecacircnica

Para uma melhor definiccedilatildeo do cintamento tambeacutem entendido como preacute-tensionamento de

matrizes eacute necessaacuterio verificar o comportamento tensatildeodeformaccedilatildeo da matriz Esta definiccedilatildeo

considera o ciclo completo de carga da matriz de extrusatildeo inclusive o intervalo de tensotildees e

40

seu movimento fiacutesico ou comportamento de deformaccedilatildeo Como visto na figura 12 o ponto de

repouso da matriz de extrusatildeo seraacute a partir de um determinado niacutevel de tensotildees compressivas

o qual eacute definido pela interferecircncia de montagem Quanto maior o niacutevel de preacute-tensionamento

maior a tensatildeo compressiva resultante na matriz Durante o processo de extrusatildeo da peccedila a

matriz eacute tensionada e vai de um estado compressivo de tensotildees ateacute tensotildees de traccedilatildeo O ponto

final do ciclo de extrusatildeo determina o pico maacuteximo de tensotildees pelos quais a matriz passaraacute

durante o processo Apoacutes o maacuteximo estado de tensotildees natildeo haacute cargas sobre a matriz e ela

retorna ao seu estado inicial de preacute-tensionamento A distacircncia entre o ponto de preacute-

tensionamento e o maacuteximo estado de tensotildees determina o intervalo total de tensotildees Quanto

maiores os esforccedilos de extrusatildeo maior o intervalo total de tensotildees

Figura 12 ndash Comportamento padratildeo de tensatildeo-deformaccedilatildeo no ponto criacutetico de uma matriz de extrusatildeo [35]

Simultaneamente com a compressatildeo dos aneacuteis de cintamento a matriz tambeacutem passa por

contraccedilatildeo fiacutesica Quanto maior o preacute-tensionamento maior a contraccedilatildeo da matriz de extrusatildeo

Entretanto a habilidade de comprimir a matriz eacute determinada pelas propriedades do material

da matriz e os demais componentes da ferramenta Sistemas de ferramentas com alta rigidez

defletem menos que sistemas a base de accedilos convencionais Como exemplo o moacutedulo de

Young (E) de uma matriz de WC-Co conhecida como metal duro eacute aproximadamente 22

maior que uma matriz de accedilo sendo respectivamente 460 GPa e 215 GPa Consequentemente

a matriz de WC-Co iraacute defletir em meacutedia 40 menos que uma matriz de accedilo com as mesmas

dimensotildees e cavidade Quanto menor o intervalo de deformaccedilatildeo menor o intervalo de tensotildees

devido agrave reduzida expansatildeo da matriz durante o processo de extrusatildeo

A vida uacutetil de uma matriz ou seja o nuacutemero de ciclos de extrusatildeo ateacute a sua falha por ruptura

depende da interaccedilatildeo entre a forccedila sobre a ferramenta e a sua capacidade de resistecircncia agrave carga

A forccedila sobre matrizes de extrusatildeo eacute determinada pelo nuacutemero de interaccedilotildees entre paracircmetros

41

tais como tipo de processo de extrusatildeo lubrificaccedilatildeo temperatura propriedades do material da

geratriz perfil da geratriz geometria do extrudado e estaacutegios de conformaccedilatildeo A figura 13

representa uma matriz de extrusatildeo de engrenagem montada com um anel de cintamento

Figura 13 ndash Matriz de extrusatildeo com um anel de cintamento Fonte Do autor

A tarefa de todo o projetista de extrudados eacute manter a carga sobre a ferramenta de extrusatildeo

em um niacutevel moderado de forma a obter um bom desempenho de processo incluindo alta e

previsiacutevel vida uacutetil das ferramentas de extrusatildeo O preacute-tensionamento eacute um paracircmetro de

desenvolvimento efetivo para conseguir sistemas de ferramentas de alto desempenho sendo

que este paracircmetro influencia diretamente o comportamento tensatildeodeformaccedilatildeo da matriz de

extrusatildeo O preacute-tensionamento oacutetimo da matriz pode ser atingido no equiliacutebrio entre a rigidez

da mesma e os demais componentes da ferramenta bem como o correto niacutevel de interferecircncia

Em linhas gerais quanto menores as tensotildees de traccedilatildeo sob o ponto maacuteximo da carga de

processo menor seraacute o comportamento de deformaccedilatildeo da matriz de extrusatildeo e melhor seraacute a

condiccedilatildeo de alto desempenho da ferramenta Aleacutem disso sistemas de ferramentas de alta rigidez

reduzem consideravelmente a variaccedilatildeo dimensional da matriz com o objetivo de melhorar a

precisatildeo da peccedila extrudada e reduzir desvios dimensionais

A figura 14 e ilustra as principais caracteriacutesticas da natureza complexa de ferramentas de

extrusatildeo de alta performance

42

Figura 14 ndash Caracteriacutesticas relacionadas agrave resistecircncia e desempenho de uma ferramenta de extrusatildeo [16]

Em princiacutepio o preacute-tensionamento pode ser realizado por dois meacutetodos geneacutericos como

mostrado na figura 15 O meacutetodo mais comumente usado eacute o que considera o aquecimento dos

aneacuteis externos agrave matriz onde o anel de cintamento eacute expandido (por exemplo agrave 400ordmC) e

montado na matriz de extrusatildeo O preacute-tensionamento eacute entatildeo o efeito resultante de

encolhimento do anel de cintamento apoacutes seu resfriamento e consequente fechamento sobre a

superfiacutecie externa da matriz de extrusatildeo Este meacutetodo eacute largamente utilizado na induacutestria de

conformaccedilatildeo sendo limitado pelo coeficiente de expansatildeo bem como a tensatildeo de escoamento

do material aplicado no anel de cintamento

O outro meacutetodo eacute o preacute-tensionamento por compressatildeo a frio onde a matriz de extrusatildeo eacute

inserida no anel de cintamento com o auxiacutelio de uma prensa de montagem A principal limitaccedilatildeo

da montagem por compressatildeo a frio eacute a tensatildeo de escoamento dos materiais da matriz de

extrusatildeo e o anel de cintamento A utilizaccedilatildeo de lubrificantes nas interfaces dos aneacuteis de

cintamento e matrizes eacute importante para a integridade dos componentes da ferramenta

Figura 15 ndash Principais meacutetodos de montagem para preacute-tensionamento de matrizes por aquecimento (esquerdo) e compressatildeo a frio (direito) [36]

43

O comportamento tensatildeodeformaccedilatildeo do sistema da ferramenta pode ser influenciado pelo

aumento da massa e mais efetivamente pela alteraccedilatildeo das propriedades dos materiais do

sistema da ferramenta O uso de WC-Co para a matriz de extrusatildeo eacute a forma mais efetiva de

aumentar a rigidez global do sistema da ferramenta devido ao alto ponto do moacutedulo de Young

Uma abordagem alternativa para obter ferramentas de extrusatildeo de alta rigidez seria integrar

materiais com WC-Co como parte do sistema de preacute-tensionamento por exemplo fabricar o

anel interno do sistema duplo de aneacuteis com este material

O sistema de preacute-tensionamento de matrizes por enrolamento de tiras de accedilo desenvolvido

pela empresa STRECON faz uso desta estrateacutegia Aleacutem da utilizaccedilatildeo de aneacuteis de cintamento

com moacutedulo de Young elevado a teacutecnica consiste em ldquoenrolarrdquo tiras de accedilo de 01 mm de

espessura sobre o nuacutecleo da ferramenta colocando-o sobre profundo estado de tensotildees

compressivas As tiras de accedilo mantecircm o comportamento elaacutestico ateacute tensotildees de 2000 Nmm2

As interferecircncias de montagem satildeo superiores agraves utilizadas em aneacuteis de cintamento

convencionais sendo de 07 a 11 [37] A figura 16 ilustra a estrutura do sistema por

enrolamento de tiras STRECON

Figura 16 ndash Representaccedilatildeo de ferramenta montada com sistema STRECON [38]

26 EXEMPLOS DE ACcedilOS PARA EXTRUSAtildeO A FRIO

Accedilos ao boro satildeo largamente utilizados em componentes de alta resistecircncia A presenccedila de

pequenos teores de boro em accedilos com 02 a 04 de carbono permite obter uma temperabilidade

meacutedia ideal para obtenccedilatildeo dos valores necessaacuterios de dureza e resistecircncia apoacutes tecircmpera

principalmente em peccedilas de pequena seccedilatildeo O boro eacute adicionado aos accedilos em pequenas

quantidades (ppm) para aumentar a sua conformabilidade e temperabilidade evitando a

nucleaccedilatildeo da ferrita atraveacutes de sua segregaccedilatildeo nos contornos de gratildeo da austenita Embora

exista uma incerteza enquanto ao teor ideal de boro sobre a efetividade na temperabilidade

pode se dizer que este valor estaacute entre 10 e 30 ppm sendo o teor oacutetimo entre 15 e 20 ppm

Anel de cintamento interno Matriz de extrusatildeo

Tiras de accedilo Anel de cintamento

externo

44

Dentre os accedilos utilizados na fabricaccedilatildeo de elementos de fixaccedilatildeo e engrenagens o SAE

10B22 o qual eacute utilizado no desenvolvimento desta tese tem grande aplicaccedilatildeo substituindo

accedilos de meacutedio carbono ou os convencionais baixa liga como o SAE 5135 Sua composiccedilatildeo

quiacutemica contendo boro e um teor consideraacutevel de manganecircs atribui a esta liga boa

temperabilidade e excelente resposta agrave processos termoquiacutemicos como cementaccedilatildeo e

carbonitretaccedilatildeo combinando desta forma as propriedades de dureza e resistecircncia ao desgaste

com tenacidade e ductilidade [39]

Resultados de ensaios mecacircnicos para um accedilo ABNT 1020 com teores de boro na condiccedilatildeo

de laminado a quente demonstram que as propriedades mecacircnicas natildeo sofreram alteraccedilatildeo

significativa com exceccedilatildeo do limite de escoamento que diminui cerca de 4 em relaccedilatildeo ao

accedilo sem boro A diminuiccedilatildeo do limite de escoamento juntamente com a natildeo alteraccedilatildeo

significativa das outras propriedades sugere usos especiacuteficos para esses accedilos devido a sua maior

fase plaacutestica como por exemplo para peccedilas que necessitam de extrusatildeo a frio [40]

O SAE 10B22 estaacute entre os accedilos baixo carbono utilizados para extrusatildeo a frio e com

elementos liga para cementaccedilatildeo Este accedilo eacute amplamente utilizado na extrusatildeo a frio para a

produccedilatildeo de engrenagens eixos parafusos e demais peccedilas onde haacute exigecircncia de dureza

superficial obtida pelo processo de cementaccedilatildeo ou carbonitretaccedilatildeo As curvas de escoamento

verdadeiras do SAE 10B22 foram simuladas pelo software JMatPro o qual tem a capacidade

de calcular uma variedade de propriedades de materiais de ligas metaacutelicas [41] As curvas foram

simuladas nas temperaturas 20degC 100degC 200degC e 300degC e velocidades de deformaccedilatildeo 001 s-

1 1 s-1 e 10 s-1 Satildeo mostradas nas figuras 17 18 e 19 A tabela 4 informa a composiccedilatildeo quiacutemica

utilizada como dado de entrada para a geraccedilatildeo dos resultados Os valores calculados pelo

software de acordo com a sua composiccedilatildeo quiacutemica informada ANEXOS A B e C foram

utilizados para traccedilar as curvas

Considerando a temperatura de 20degC a simulaccedilatildeo das curvas revela tensotildees de escoamento

de 1701 Nmm2 1905 Nmm2 e 2012 Nmm2 para as respectivas velocidades de deformaccedilatildeo

001 s-1 1 s-1 e 10 s-1 quando a deformaccedilatildeo verdadeira eacute igual agrave zero

Tabela 4 ndash Composiccedilatildeo quiacutemica utilizada para a accedilo SAE 10B22 na simulaccedilatildeo do software JMatPro [41]

C Mn Si Cr Ni Mo V Cu B Co Al

10B22 0232 0893 0242 0180 008 0042 00059 0233 00015 0008 0020

45

Figura 17 ndash Curvas de escoamento verdadeiras do accedilo SAE 10B22 Velocidade de deformaccedilatildeo 001 s-1

Fonte JMatPro [41]

Figura 18 ndash Curvas de escoamento verdadeiras do accedilo SAE 10B22 Velocidade de deformaccedilatildeo 1 s-1 Fonte JMatPro [41]

00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

00

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

600

70

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

k f)

[Nm

m2 ]

Deformaccedilatildeo verdadeira (φ) [-]

T=20degC T=100degC T=200degC T=300degC T=400degC T=500degC

00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

man

ento

(k

f) [

Nm

m2 ]



46


27 CONTROLE GEOMEacuteTRICO DE ENGRENAGENS

Neste capiacutetulo seraacute abordada a forma em que os requisitos sobre a geometria das engrenagens

devem ser especificados e o entendimento dos meacutetodos utilizados para controlar a geometria

das engrenagens Seraacute dada ecircnfase agrave norma ISO 1328 partes 1 e 2 [42] [43] a qual eacute comumente

utilizada para classificaccedilatildeo de engrenagens

271 Normas para especificaccedilatildeo de engrenagens

As normas especiacuteficas para o controle de toleracircncias geomeacutetricas de engrenagens satildeo

publicadas pelos mais diversos sistemas de normas segundo a competitividade no mercado

para este tipo de aplicaccedilatildeo Eacute o cliente que opta pela norma que melhor atende as suas

necessidades encontrando a sua disposiccedilatildeo uma seacuterie de documentos que tratam do assunto

dentre estes se podem citar ISO AGMA DIN JIS BSI ABNT e outras No Brasil as normas

da ABNT em alguns aspectos como definiccedilotildees de partes funcionais e paracircmetros geomeacutetricos

se assemelham agrave ISO 1328 o que jaacute natildeo ocorre com as normas AGMA por esta apresentar uma

estrutura simboacutelica proacutepria que em muito se diferencia da ISO e ABNT

Na tabela 5 haacute uma seleccedilatildeo das mais importantes normas utilizadas sendo que suas

principais diferenccedilas se referem

00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

kf)

[Nm

m2]



47

Tabela 5 - Normas associadas agrave toleracircncia geomeacutetrica de engrenagens ciliacutendricas de dentes retos [44]

NORMA ASSUNTO

ISO 1328 ndash 1 e 2 (20131997) Engrenagens Ciliacutendricas ndash Sistema de

precisatildeo ISO

AGMA ndash 2000-A88 (1988) Manual de Inspeccedilatildeo e Classificaccedilatildeo de

Engrenagens

DIN - 3962 (1978) Toleracircncias para Dentes de Engrenagens

Ciliacutendricas

JIS - B 1702 (1976) Precisatildeo para Engrenagens Retas e

Helicoidais

BSI - BS 436 (1986) Engrenagens Retas e Helicoidais ndash Forma

baacutesica Passo e Precisatildeo

ABNT - NBR10095 (1989) Engrenagem Ciliacutendrica de Evolvente ndash

Precisatildeo Dimensional

272 Especificaccedilatildeo de engrenagens ciliacutendricas usando a norma ISO 1328

A ISO 1328 trata das toleracircncias geomeacutetricas de engrenagens ciliacutendricas de dentes retos

fornecendo limites para os principais paracircmetros caracteriacutesticos da geometria das engrenagens

a serem controladas e delimita para cada tipo de aplicaccedilatildeo os erros maacuteximos permissiacuteveis Esta

norma tambeacutem trata dos desvios das engrenagens associados aos paracircmetros caracteriacutesticos

tomados isoladamente e dos desvios das engrenagens do ponto de vista funcional ou seja

avalia conjuntamente todos os desvios isolados eventualmente existentes nas superfiacutecies das

engrenagens

Duas satildeo as vantagens da referida norma uma eacute a sua associaccedilatildeo com materiais didaacuteticos de

grande reconhecimento neste campo de atuaccedilatildeo [45] [46] o que a torna de faacutecil compreensatildeo e

menos propensa a erros de interpretaccedilatildeo e a outra eacute que seu conteuacutedo estaacute de acordo com o

Sistema Internacional de Unidades [47] que eacute o sistema oficialmente reconhecido no Brasil

A norma cita paracircmetros caracteriacutesticos os quais satildeo elementos de controle da geometria das

engrenagens Devido a fenocircmenos de fabricaccedilatildeo que posteriormente seratildeo detalhados as

superfiacutecies das engrenagens sofrem variaccedilotildees em relaccedilatildeo a sua geometria considerada ideal

Estes desvios de acordo com as suas dimensotildees tornam-se de difiacutecil identificaccedilatildeo e

comprometem a funcionalidade do conjunto coroapinhatildeo

273 Desvios isolados

Os desvios isolados satildeo as variaccedilotildees dos paracircmetros caracteriacutesticos geomeacutetricos que ocorrem

na superfiacutecie das engrenagens Suas principais causas satildeo

48

forma defeituosa do perfil da matriz de extrusatildeo

deficiente lubrificaccedilatildeo durante o processo de extrusatildeo

uso de matrizes com cavidades danificadas ou desgastadas

vibraccedilatildeo excessiva das prensas de extrusatildeo

deformaccedilotildees elaacutesticas das ferramentas de extrusatildeo durante o processo

274 Desvios de passo individual (fpt) acumulado (fpk) e total (Fp)

O desvio de passo individual representado por fpt na figura 20 corresponde a diferenccedila

algeacutebrica entre o passo medido e o correspondente passo teoacuterico de um setor que abranja uma

determinada quantidade inteira de passos (K) Devido agrave facilidade utiliza-se o flanco dos dentes

como referecircncia para a mediccedilatildeo O passo primitivo eacute o comumente avaliado e eacute medido sobre

a circunferecircncia primitiva [48] Pela ISO 1328-1 o passo tambeacutem pode ser medido sobre uma

circunferecircncia de referecircncia que passa pela altura meacutedia dos dentes ou seja o ponto meacutedio

entre o topo e a raiz do dente

O setor avaliado natildeo deve ser maior que 18 da circunferecircncia de referecircncia ou seja 2leKle

Z8 onde Z eacute o nuacutemero de dentes De outra forma o desvio de passo acumulado pode ser

entendido como a soma algeacutebrica dos passos individuais no setor avaliado

O desvio de passo total (Fp) que corresponde ao maacuteximo valor do desvio de passo

acumulado (fpk) de qualquer setor de circunferecircncia em relaccedilatildeo a um determinado flanco de

dente

Figura 20 ndash Desvios de passo das engrenagens [42]

275 Desvios de perfil (Fα ffα fHα)

Na figura 21 o desvio de perfil corresponde ao afastamento do perfil evolvente real obtido

do processo de fabricaccedilatildeo do perfil ideal gerado a partir da respectiva circunferecircncia de bases

49

[49] As mediccedilotildees segundo a ISO 1328-1 deveratildeo ocorrer no ponto meacutedio do comprimento

total do dente

O desvio de perfil eacute caracterizado por trecircs paracircmetros desvio total de perfil (Fα) desvio de

forma de perfil (ffα) e desvio angular de perfil (fHα) Na figura 22 tem-se uma representaccedilatildeo

graacutefica destes desvios A linha sinuosa corresponde ao perfil real detectado pelo sistema de

mediccedilatildeo

Figura 21 ndash Desvio de perfil [42]

No graacutefico de desvio de forma de perfil verifica-se o quanto o perfil real atinge seus limites

maacuteximos e miacutenimos Da mesma forma pode-se avaliar a partir do graacutefico de desvio angular de

perfil o quanto o perfil real se aproximou ou se afastou angularmente do perfil teoacuterico Por

uacuteltimo quando se busca apenas uma avaliaccedilatildeo quantitativa pode-se fazer uso do diagrama de

desvio total de perfil que possui intrinsecamente os dois resultados anteriores sendo mais

conservativo

Figura 22 ndash Desvios de perfil segundo ISO 1328-1 [42]

50

276 Desvios de linha de flanco (Fβ ffβ fHβ)

A figura 23 mostra o desvio de flanco corresponde ao afastamento do flanco do dente obtido

no processo de fabricaccedilatildeo do flanco resultante da extrusatildeo do perfil evolvente ideal no sentido

axial da engrenagem As mediccedilotildees segundo a ISO 1328-1 deveratildeo ocorrer na altura da

circunferecircncia de referecircncia e no sentido axial

Figura 23 ndash Desvio de linha de flanco [42]

Da mesma forma que o desvio de perfil o desvio da linha de flanco eacute caracterizado por trecircs

paracircmetros desvio total da linha de flanco (Fβ) desvio de forma da linha de flanco (ffβ) e desvio

angular da linha de flanco (fHβ) figura 24 respectivamente A linha sinuosa corresponde ao

flanco real detectado pelo sistema de mediccedilatildeo na altura da circunferecircncia de referecircncia

Figura 24 ndash Desvios da linha de flanco segundo ISO 1328-1 [42]

A interpretaccedilatildeo do desvio da linha de flanco eacute similar ao desvio de perfil Assim do graacutefico

de desvio de forma da linha de flanco verifica-se o quanto o flanco real atinge seus limites

51

maacuteximos e miacutenimos Da mesma forma pode-se avaliar a partir do graacutefico de desvio angular da

linha de flanco o quanto o perfil real se aproximou ou se afastou angularmente do perfil teoacuterico

Por uacuteltimo ao ser necessaacuteria apenas uma avaliaccedilatildeo quantitativa pode-se fazer uso do diagrama

de desvio total da linha de flanco que possui intrinsecamente os dois resultados anteriores e eacute

mais conservativo

277 Batimento radial (Fr)

O batimento radial (Fr) eacute a maior variaccedilatildeo da distacircncia em relaccedilatildeo ao eixo de giro da

engrenagem de uma esfera ou cone colocado sequencialmente entre os vatildeos da engrenagem

estabelecendo um contato com os flancos dos dentes adjacentes Corresponde a amplitude total

da variaccedilatildeo lida no sistema de mediccedilatildeo quando da verificaccedilatildeo do erro de concentricidade Se

natildeo houvesse irregularidades no dente da engrenagem o batimento radial seria igual ao dobro

do erro de concentricidade (caso existisse) ou seja o erro total de giro [50]

Segundo a norma 1328-2 [43] o batimento radial corresponde agrave amplitude maacutexima dos

desvios individuais (erro detectado em cada vatildeo de dente) figura 25 Verifica-se que os erros

estatildeo distribuiacutedos em torno de uma senoacuteide cuja amplitude corresponde a duas vezes o erro de

concentricidade

Figura 25 ndash Batimento radial [43]

278 Graus de qualidade

Os graus de qualidade variam para cada sistema de norma Na ISO 1328 exceto pelo desvio

composto radial que possui 9 graus de qualidade (4 eacute o grau mais exigente e 12 eacute o menos

exigente) os demais paracircmetros caracteriacutesticos possuem 13 graus de qualidade (0 eacute o grau mais

exigente e 12 eacute o menos exigente) [51]

52

Para classificaccedilatildeo de uma engrenagem com relaccedilatildeo ao seu grau de qualidade alguns

paracircmetros de projeto satildeo considerados pela norma ISO 1328 sendo entre eles o diacircmetro de

referecircncia e o moacutedulo Definidos esses paracircmetros de projeto para cada um dos paracircmetros

caracteriacutesticos jaacute mencionados pode-se estabelecer uma toleracircncia cujo valor dependeraacute do

grau de qualidade selecionado e vice-versa estabelecendo-se a toleracircncia necessaacuteria e obtendo-

se o grau de qualidade Na tabela 6 tem-se um exemplo do grau de qualidade para o desvio

total de perfil (Fα) Para efeito de construccedilatildeo da tabela considerando-se um grau de qualidade

igual a 5 os valores das toleracircncias satildeo determinados empiricamente e aplicados na equaccedilatildeo

(12)

119865prop = 32radic119898119896 + 022radicempty119901 + 07 eq (12)

Os valores de toleracircncias superiores por exemplo para o grau 6 satildeo obtidos a partir da

toleracircncia de grau 5 multiplicado por radic2 as toleracircncias do grau 7 satildeo obtidos a partir das

toleracircncias do grau 6 multiplicado radic2 e assim sucessivamente ateacute o grau 12 Para os valores

inferiores ao grau de qualidade 5 utiliza-se o mesmo raciociacutenio exceto pelo fato de se dividir

cada resultado de toleracircncia por radic2 Assim conclui-se que para melhorar um grau de qualidade

de uma engrenagem basta dividir por radic2 a toleracircncia do determinado grau de qualidade em

questatildeo por quantas vezes se quer melhorar a qualidade do item

Tabela 6 ndash Grau de qualidade para desvio de perfil [43]

Diacircmetro

primitivo

Oslashp (mm)

Moacutedulo

(N)

Grau de qualidade (Q)

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fα (μm)

5le Oslashp le20 05leNle2 08 11 16 23 32 46 65 90 130 180 260 370 520

2leNle35 12 17 23 33 47 65 95 130 190 260 370 530 750

20leOslashple50

05leNle2 09 13 18 26 36 50 75 100 150 210 290 410 580

2leNle35 13 18 25 36 50 70 100 140 200 290 400 570 810

35leNle6 16 22 31 44 60 90 120 180 250 350 500 700 990

6leNle10 19 27 38 55 75 110 150 220 310 430 610 870 1230

Ao se tratar da metrologia de engrenagem torna-se agraves vezes muito difiacutecil entender o que

se estaacute medindo caso natildeo se conheccedila o seu processo fiacutesico Tratar os resultados de um relatoacuterio

de um determinado paracircmetro geomeacutetrico apenas como valor numeacuterico com certeza natildeo agrega

valor para melhoria do processo Por exemplo ao se determinar o batimento radial e este

apresentar um valor elevado pode conduzir o metrologista a concluir que os desvios sejam

provenientes de incorreccedilotildees nos dentes mas na verdade pode se tratar de um erro de

53

concentricidade que possui um comportamento senoidal Neste caso interferir no processo para

corrigir imperfeiccedilotildees dos dentes de uma matriz de extrusatildeo seria uma decisatildeo errada pois na

verdade o problema eacute relativo a um erro de concentricidade entre o eixo de rotaccedilatildeo da

engrenagem e a circunferecircncia de base Assim tem-se o conhecimento tecnoloacutegico e a

metrologia fortemente ligados para a soluccedilatildeo de problemas da engenharia


EXTRUSAtildeO

O processo de eletroerosatildeo eacute utilizado na fabricaccedilatildeo de ferramentas em geral e proporciona

reduccedilatildeo de custo tempo de execuccedilatildeo e melhoria de acabamento superficial sendo muitas vezes

o uacutenico processo aplicaacutevel quando os ferramentais jaacute se encontram temperados e revenidos

Entretanto o processo deve ser cuidadosamente controlado em seus paracircmetros de operaccedilatildeo

pois podem causar modificaccedilotildees microestruturais importantes na superfiacutecie usinada

diminuindo a resistecircncia a fratura e induzindo agrave formaccedilatildeo de trincas superficiais que podem se

propagar e promover a fratura catastroacutefica da ferramenta

Assim o processo final de fabricaccedilatildeo do ferramental exige a usinagem de precisatildeo do accedilo

em geometria complexa na condiccedilatildeo de elevada dureza onde os processos convencionais de

usinagem por remoccedilatildeo de cavaco natildeo satildeo mais aplicaacuteveis Nesta etapa o processo de usinagem

por eletroerosatildeo (EDM ndash Electrical Discharge Machining) eacute amplamente aplicado O processo

de eletroerosatildeo se tornou a tecnologia mais importante na induacutestria de manufatura para a

obtenccedilatildeo de formas complexas utilizando o corte a fio ou a penetraccedilatildeo como os procedimentos

mais difundidos Desenvolvido no final da deacutecada de 40 do seacuteculo passado tem sido aceito em

todo o mundo como um processo padratildeo para a fabricaccedilatildeo de ferramentais

Os processos de EDM satildeo largamente utilizados na fabricaccedilatildeo de matrizes de extrusatildeo de

engrenagens Eletroerosatildeo por fio (Wire EDM) bem como por penetraccedilatildeo (Die Sinking) satildeo

responsaacuteveis pela usinagem de eletrodos e fabricaccedilatildeo das cavidades das matrizes

respectivamente e devem possuir um controle de geometria e acabamento eficaz Se a

usinagem de eletrodos apresentar um erro de forma grosseiro este seraacute levado adiante na erosatildeo

por penetraccedilatildeo das matrizes [52]

A EDM eacute um processo teacutermico com um mecanismo complexo de remoccedilatildeo de metal O

mecanismo primaacuterio faz uso da energia que se transforma em energia teacutermica por uma seacuterie

discreta de descargas eleacutetricas que ocorrem entre o eletrodo e a ferramenta imersa em um fluido

dieleacutetrico O sistema gera um canal de plasma entre o caacutetodo e o anodo capaz de levar a

54

temperatura a niacuteveis proacuteximos de 8000 ~ 12000ordmC Como resultado ocorre a vaporizaccedilatildeo e

fusatildeo do metal na superfiacutecie resultando em transformaccedilotildees metaluacutergicas que alteram o perfil de

tensotildees residuais e microestrutural podendo levar ao trincamento e fratura Desta forma a

EDM tem um papel importante na integridade superficial e na vida do ferramental

Os principais processos utilizados na induacutestria de ferramentais satildeo a eletroerosatildeo a fio e a

eletroerosatildeo por penetraccedilatildeo Estes processos satildeo ilustrados na figura 26

Figura 26 ndash Principais processos de eletroerosatildeo na fabricaccedilatildeo de ferramentas [52]

281 Eletrodo para ferramenta de extrusatildeo

Quanto aos materiais a serem utilizados nos eletrodos eacute conhecido que a remoccedilatildeo de material

na eletroerosatildeo eacute dada por evaporaccedilatildeo a altas temperaturas logo deveratildeo ser escolhidos

materiais que suportem tais temperaturas de modo a minimizar o desgaste do eletrodo Por

outro lado o material deve permitir finalizar a peccedila com a qualidade e dimensional requeridos

Para que um material possa ser utilizado no eletrodo teraacute que ser capaz de conduzir corrente

eleacutetrica uma vez que teraacute sempre que existir a passagem de corrente a fim de ser possiacutevel uma

descarga na peccedila tendo como limite maacuteximo de resistividade eleacutetrica 100 Ωcm [53] Outra

qualidade que o material deveraacute possuir seraacute o elevado ponto de fusatildeo dado que o processo

pressupotildee uma transformaccedilatildeo de energia eleacutetrica em energia teacutermica podendo a descarga

eleacutetrica originar temperaturas na ordem dos 20000 ordmC [54] Poreacutem a escolha do material em

relaccedilatildeo ao ponto de fusatildeo deveraacute sempre considerar o material da peccedila a ser usinada Isto eacute se

o material da peccedila tiver um baixo ponto de fusatildeo entatildeo o ponto de fusatildeo do material do eletrodo

tambeacutem natildeo deveraacute ser alto Obviamente outro dos fatores que influenciam a escolha final dos

materiais eacute de natureza financeira O material deve ser o mais viaacutevel economicamente e deve

igualmente ser facilmente fabricado via processos convencionais uma vez que ambos estes

fatores vatildeo influenciar diretamente no custo final do eletrodo Consequentemente no custo da

matriz

55

O cobre eacute reconhecido entre outras qualidades pela sua oacutetima conduccedilatildeo eleacutetrica

oferecendo no entanto alguns problemas no esmerilhamento e no fresamento devido ao

substancial nuacutemero de rebarbas Revela-se um material estaacutevel em condiccedilotildees de descarga

eleacutetrica sendo um material que no accedilo-ferramenta utilizado em matrizes de extrusatildeo consegue

acabamentos de elevada qualidade

Existem no entanto variadas ligas de cobre utilizadas para o processo de eletroerosatildeo Este

estudo apoacutes avaliaccedilotildees com diferentes alternativas foi concentrado em duas ligas de cobre

especiacuteficas Satildeo elas

Cobre eletroliacutetico Largamente utilizado na induacutestria eleacutetrica [55] e na induacutestria mecacircnica

como eletrodo-ferramenta no processo de eletroerosatildeo Seu uso eacute dado quando satildeo necessaacuterios

acabamentos de superfiacutecies lisas na peccedila de trabalho Para certas aplicaccedilotildees o cobre eacute a melhor

escolha devido agrave sua facilidade para ser altamente polido [56] Essa caracteriacutestica de polimento

faz com que o eletrodo de cobre seja o preferido em processos de acabamento fino garantindo

uma menor rugosidade

Cobre-tungstecircnio combina a elevada condutividade do cobre com o alto ponto de fusatildeo do

tungsteacutenio O seu uso origina um elevado rendimento na usinagem de matrizes e um desgaste

baixo Contudo eacute um material caro e natildeo eacute de faacutecil processamento Desta forma eacute utilizado

apenas em algumas situaccedilotildees quando se revelar necessaacuteria a preservaccedilatildeo de detalhes ou entatildeo

em situaccedilotildees em que eacute necessaacuteria alta precisatildeo tais como o corte de perfis de engrenagem

282 Desgaste do eletrodo

O desgaste que o eletrodo iraacute sofrer durante o processo de eletroerosatildeo natildeo eacute de faacutecil

previsatildeo dependendo de vaacuterios paracircmetros O principal paracircmetro de referecircncia seraacute a

capacidade que o eletrodo tem de resistir aos danos teacutermicos Tambeacutem sua densidade

polaridade ou ainda as frequecircncias a serem utilizadas na eletroerosatildeo A geometria final da

superfiacutecie usinada seraacute principalmente afetada pelo desgaste do eletrodo e o seu afastamento

(gap) em relaccedilatildeo agrave matriz O conhecimento do comportamento do desgaste do eletrodo e a

distribuiccedilatildeo do seu afastamento agrave geometria da cavidade da matriz pode minimizar a incidecircncia

de erros nos perfis de engrenagem [57]

O desgaste do eletrodo eacute proporcional ao nuacutemero de descargas eleacutetricas Assim eacute maior nas

operaccedilotildees de desbaste do que nas operaccedilotildees de acabamento devido agrave maior necessidade de

remoccedilatildeo de material Para conseguir o menor desgaste possiacutevel da sequecircncia de eletrodos a

56

estrateacutegia eacute reduzir o tempo da operaccedilatildeo de acabamento efetuando o desbaste ateacute a peccedila estar

tatildeo proacutexima das dimensotildees finais desejadas quanto possiacutevel [58]

A taxa de desgaste das ligas de cobre comumente utilizadas nos eletrodos exige que mais de

um eletrodo seja utilizado na produccedilatildeo de cada cavidade uma vez que rapidamente perdem as

suas dimensotildees iniciais Tal fator contribui para que o custo total da fabricaccedilatildeo dos eletrodos

atinja muitas vezes mais de 50 e por vezes ateacute 80 do custo total de fabricaccedilatildeo de matrizes

por eletroerosatildeo

A tabela 7 apresenta dados experimentais em relaccedilatildeo ao desgaste sofrido pelo eletrodo

fabricado nas duas ligas de cobre utilizadas neste estudo

Tabela 7 ndash Desgaste do eletrodo em funccedilatildeo de seu material polaridade e material a ser usinado [59]

Material do eletrodo

Polaridade Material usinado Desgaste das

arestas

Cobre eletroliacutetico

+ Accedilo 2 ndash 10

- Titacircnio 20 ndash 40

- WC-Co 35 ndash 60 - Cobre 35 ndash 45

- Cobre-tungstecircnio 40 ndash 60

Cobre-tungstecircnio

+ Accedilo 1 ndash 10 - Cobre 20 ndash 40 - Cobre-tungstecircnio 30 ndash 50 - Titacircnio 15 ndash 25 - WC-Co 35 ndash 50

29 SIMULACcedilAtildeO COMPUTACIONAL

Apesar das vantagens do processo de extrusatildeo a elevada produtividade estaacute em geral

associada agrave utilizaccedilatildeo de uma variedade de velocidades de deformaccedilatildeo com influecircncia direta

na tensatildeo de escoamento do material a extrudar Esta eacute uma das principais dificuldades para

quem trabalha com simulaccedilatildeo numeacuterica dos processos de conformaccedilatildeo pois nem sempre as

propriedades do material cadastrado no software satildeo as mesmas daquele material que eacute utilizado

na fabricaccedilatildeo da peccedila isso se deve as variaccedilotildees nas condiccedilotildees da obtenccedilatildeo da mateacuteria prima

Em virtude disto eacute recomendado fazer ensaios que determinam a verdadeira tensatildeo de

escoamento do material

O Meacutetodo de Elementos Finitos (FEM) pode simular o processo industrial de extrusatildeo e

avaliar as condiccedilotildees do processo ou dos paracircmetros de projeto e os resultados satildeo utilizados

para o melhor direcionamento na continuidade do projeto podendo ser testados e analisados

57

sob diversas situaccedilotildees e repetidas vezes em um curto espaccedilo de tempo o que representa

economia por se tratar de testes computacionais [60]

291 Elementos finitos aplicados agrave extrusatildeo a frio

O primeiro registro de utilizaccedilatildeo do termo ldquoelemento finitordquo foi atraveacutes de Clough (1960)

[61] sendo que os primeiros desenvolvimentos do meacutetodo de elementos finitos ocorrem na

deacutecada de 1950 atraveacutes dos trabalhos de Turner (1956) [62] Nos anos 60 iniciaram-se as

primeiras aplicaccedilotildees do meacutetodo efetuadas na resoluccedilatildeo de problemas de anaacutelise estrutural com

utilizaccedilotildees de domiacutenio das tecnologias de fabricaccedilatildeo e na deacutecada de 70 desenvolveu-se uma

formulaccedilatildeo alternativa chamada de formulaccedilatildeo do escoamento plaacutestico ou ldquoflow formulationrdquo

Essa formulaccedilatildeo caracteriza o escoamento dos materiais metaacutelicos em deformaccedilatildeo plaacutestica de

uma forma anaacuteloga ao escoamento dos fluidos viscosos incompressiacuteveis a qual serve de base

para programas de elementos finitos

Atualmente pode-se dizer que os programas de simulaccedilatildeo se tornaram uma ferramenta

praacutetica e essencial para o desenvolvimento e otimizaccedilatildeo da tecnologia de processos de

deformaccedilatildeo plaacutestica Inuacutemeros programas comerciais baseados em diferentes meacutetodos de

soluccedilatildeo estatildeo disponiacuteveis no mercado Os meacutetodos de soluccedilatildeo mais empregados satildeo elementos

finitos volumes finitos elementos de contorno

A Tabela 8 apresenta alguns dos principais softwares utilizados para este fim com a

informaccedilatildeo do respectivo fabricante Cada um deles entregaraacute resultados de forma particular

Tabela 8 ndash Softwares de simulaccedilatildeo por elementos finitos e seus respectivos desenvolvedores

Software Desenvolvedor

EESY-FORM CPM GmbH DEFORM Scientific Forming Technologies Corporation FORGE Transvalor SA

MARC AUTOFORGE MARC Analysis Research Corporation SIMUFACT MSC Software Corporation

QFORM Quantor MSC SUPERFORGE MSC Software Corporation

Alguns preacute-requisitos satildeo fundamentais para a obtenccedilatildeo de bons resultados na simulaccedilatildeo

independente do software a ser utilizado Entre estes preacute-requisitos a introduccedilatildeo no banco de

dados do programa de valores confiaacuteveis para as propriedades fiacutesicas e mecacircnicas e das

condiccedilotildees de contorno tais como

Propriedades fiacutesicas densidade relativa (ρ) calor especiacutefico (119888119872 ) condutividade

teacutermica (к)

58

Propriedades mecacircnicas tensatildeo de escoamento (kf) moacutedulo de elasticidade (E)

coeficiente de Poisson (ν)

Condiccedilotildees de contorno coeficiente ou fator de atrito (μ ou m) coeficientes de

transferecircncia de calor entre peccedila e matriz (hpeccedila-matriz) entre peccedila e ambiente (hpeccedila-ambiente) e entre

matriz e ambiente (hmatriz-ambiente)

Encontrar informaccedilotildees relativas a paracircmetros que possam contribuir com a caracterizaccedilatildeo

de processos e materiais eacute possiacutevel em publicaccedilotildees da especialidade poreacutem julgar a qualidade

ou relevacircncia destes paracircmetros torna-se uma tarefa um tanto complexa Snape at al [63]

investigaram como determinar a sensibilidade do meacutetodo dos elementos finitos agrave variaccedilotildees em

diferentes paracircmetros de entrada a curva de escoamento do material a transferecircncia de calor

bem como o coeficiente de atrito entre peccedila e ferramenta

A curva de escoamento que caracteriza o material eacute de interesse fundamental na plasticidade

pois descreve o seu comportamento em deformaccedilatildeo plaacutestica Este comportamento eacute

influenciado por fatores tais como a deformaccedilatildeo verdadeira 120593 a velocidade de deformaccedilatildeo

e a temperatura T aleacutem de caracteriacutesticas intriacutensecas do material como microestrutura e

composiccedilatildeo quiacutemica

Considerando a importacircncia das variaacuteveis citadas acima para uma representaccedilatildeo numeacuterica

eficiente realizam-se ensaios para obter as propriedades corretas e adequadas que devem ser

inseridas no software Os ensaios mais utilizados satildeo o ensaio de compressatildeo ensaio do anel

e de torccedilatildeo

Nos ensaios de compressatildeo os corpos de prova satildeo submetidos a um esforccedilo axial

distribuiacutedo de modo uniforme em toda a sua seccedilatildeo transversal O ensaio pode ser executado em

maacutequina universal de ensaios com a adaptaccedilatildeo de duas placas planas sendo uma fixa e outra

moacutevel Entre elas o corpo de prova eacute apoiado e mantido fixo durante a compressatildeo A resposta

fornecida deste tipo de ensaio eacute dada pela deformaccedilatildeo linear obtida pela medida da distacircncia

entre as placas que comprimem o corpo de prova em funccedilatildeo da carga de compressatildeo aplicada

em cada instante Nesta tese o ensaio de compressatildeo seraacute utilizado para determinaccedilatildeo da curva

de escoamento verdadeira do accedilo utilizado como mateacuteria-prima nos experimentos e simulaccedilotildees

numeacutericas A simulaccedilatildeo por elementos finitos seraacute utilizada para verificar o comportamento da

matriz de extrusatildeo apoacutes a conformaccedilatildeo e o efeito nas dimensotildees da engrenagem extrudada

59

3 MATERIAIS E MEacuteTODOS

A fabricaccedilatildeo de cavidades de matrizes de precisatildeo pelo processo de EDM (Electrical

Discharge Machining) requer primeiramente a fabricaccedilatildeo de eletrodos de precisatildeo

Um estudo para fabricaccedilatildeo de eletrodos de precisatildeo foi iniciado Duas teacutecnicas alternativas

de fabricaccedilatildeo do perfil evolvente foram estudadas sendo uma delas o corte por eletroerosatildeo ao

fio onde os paracircmetros e maquinaacuterio ideal foram determinados experimentalmente O

microfresamento dos eletrodos atraveacutes centro de microusinagem foi avaliado como teacutecnica

alternativa e mostrou potencial na fabricaccedilatildeo de eletrodos Os eletrodos fabricados seratildeo

aplicados na erosatildeo por penetraccedilatildeo da matriz de extrusatildeo de engrenagem MT-3673 O desenho

da matriz a qual eacute fabricada em accedilo K340 e dureza entre 58 e 60 HRC pode ser visto na figura

27 A matriz eacute erodida montada em aneacuteis de cintamento os quais seratildeo mostrados na sequecircncia

Figura 27 ndash Desenho da matriz MT-3673 para a extrusatildeo de engrenagem

31 EQUIPAMENTOS UTILIZADOS NO ESTUDO PARA FABRICACcedilAtildeO DOS

ELETRODOS E CAVIDADE DE MATRIZ

Na fabricaccedilatildeo por eletroerosatildeo a fio dos eletrodos estudados no presente projeto foram

utilizadas trecircs maacutequinas com diferentes niacuteveis de precisatildeo As trecircs maacutequinas satildeo modelos do

portfoacutelio da fabricante GF Machining Solutions a qual eacute detentora da marca Agie-Charmilles

A primeira maacutequina eacute o modelo de entrada do fabricante modelo CUT 20 P seguida pelos

modelos CUT 2000 S e CUT 300 mS Os dados relativos a estes equipamentos relevantes no

presente estudo satildeo mostrados nas Figuras 28 29 e 30

60

Figura 28 ndash Maacutequina de eletroerosatildeo a fio modelo CUT 20P [64]

Figura 29 ndash Maacutequina de eletroerosatildeo a fio modelo CUT 2000 S [65]

Figura 30 ndash Maacutequina de eletroerosatildeo a fio modelo CUT 300 mS [66]

A maacutequina utilizada para os ensaios de eletroerosatildeo por penetraccedilatildeo foi o modelo FORM

X400 do mesmo fabricante Esta maacutequina possui um avanccedilado sistema de termo-estabilizaccedilatildeo

o qual controla a temperatura dos pontos de aquecimento durante o processo de erosatildeo Isto

minimiza alteraccedilotildees dimensionais na estrutura da maacutequina e o consequente impacto nas

dimensotildees dos componentes apoacutes a erosatildeo A figura 31 ilustra de eletroerosatildeo por penetraccedilatildeo

FORM X400

61

Figura 31 ndash Maacutequina de eletroerosatildeo por penetraccedilatildeo modelo FORM X400 [67]

O processo alternativo eacute o de microfresamento em centro de microusinagem de cinco eixos

do fabricante KERN modelo Pyramid Nano Os dados referentes a este equipamento satildeo

mostrados na figura 32

Figura 32 ndash Centro de microusinagem 5 eixos KERN Pyramid Nano [68]

Para uma seleccedilatildeo mais direcionada dos paracircmetros de corte a serem utilizados nos processos

de usinagem uma anaacutelise por espectrometria de emissatildeo oacuteptica foi realizada em um dos tarugos

de cobre O cobre eletroliacutetico eacute seguramente o material mais utilizado para eletrodos de erosatildeo

por penetraccedilatildeo A composiccedilatildeo quiacutemica do tarugo em cobre eletroliacutetico segue na tabela 9

311 Eletrodos fabricados por microusinagem

Foram utilizados eletrodos constituiacutedos de cobre eletroliacutetico com alto grau de pureza

(9950) De acordo com a literatura por possuir alta ductilidade ao ser usinado

mecanicamente o cobre puro apresenta forte tendecircncia agrave formaccedilatildeo de aresta posticcedila de corte

(APC) bem como empastamento e formaccedilatildeo de cavacos longos e espiralados no caso do

62

torneamento Por estes motivos o mesmo eacute considerado um material de baixa usinabilidade e

assim requer um estudo de paracircmetros de usinagem mais detalhado em especial para operaccedilotildees

de microfresamento

Tabela 9 ndash Composiccedilatildeo quiacutemica do material para os eletrodos em cobre

Elemento quiacutemico Teor ( em massa)

Cobre Cu 9950

Zinco Zn 006

Chumbo Pb 005

Manganecircs Mn 005

Carbono C 005

Estanho Sn 004

Ferro Fe 003

Alumiacutenio Al 003

Outros lt002

Um dos aspectos considerados criacuteticos no microfresamento eacute o fato da ordem de grandeza

do avanccedilo por dente (fz) se aproximar do valor do raio de gume da ferramenta (rβ) Quando a

razatildeo fzrβ se aproxima de 25 a espessura criacutetica do cavaco de cobre eacute atingida [69][70]

fazendo com que o material natildeo seja mais removido e sim amassado sob a superfiacutecie

danificando suas caracteriacutesticas de acabamento e propiciando a formaccedilatildeo de rebarbas

Outro aspecto considerado criacutetico no processo de usinagem mecacircnica do eletrodo eacute a fixaccedilatildeo

do tarugo na maacutequina-ferramenta Devido agrave proximidade entre o comprimento do tarugo e do

eletrodo final houve a necessidade de dimensionamento de um sistema de fixaccedilatildeo de accedilo

composto por pino e bucha roscados Apoacutes a usinagem do furo central da peccedila (tolerado em

1000+001 mm) bem como dos diacircmetros externos contidos na mesma a montagem no sistema

de fixaccedilatildeo eacute realizada conforme ilustrado na figura 33 O diacircmetro do pino foi retificado na

medida nominal de 998 mm para que o encaixe seja justo o suficiente para eliminar vibraccedilotildees

provenientes da usinagem e natildeo haja danificaccedilatildeo do diacircmetro interno da peccedila jaacute usinado na

medida final nesta etapa do processo A uacutenica variaacutevel controlada pelo operador no processo

de fixaccedilatildeo eacute o torque aplicado ao pino o qual se traduz diretamente em torccedilatildeo da peccedila e

indiretamente em compressatildeo da mesma atraveacutes do efeito da rosca

No experimento de usinagem mecacircnica do eletrodo o torque considerado suficiente para

fixaccedilatildeo segura do tarugo pelo teacutecnico responsaacutevel foi medido com o auxiacutelio de uma chave

63

equipada com torquiacutemetro e natildeo ultrapassou o valor de 14 Nm o que natildeo representa efeitos

significativos na retilinidade do tarugo do eletrodo

Figura 33 - Fixaccedilatildeo do eletrodo no microfresamento

32 ELETRODOS PARA EROSAtildeO POR PENETRACcedilAtildeO

O eletrodo EL-0331 faz parte de um conjunto de trecircs eletrodos utilizados para usinar a matriz

de extrusatildeo a frio MT-3673 (fig 27) a qual possui nove dentes moacutedulo (mk) igual agrave 211 e

acircngulo de pressatildeo (αp) 12deg Cada eletrodo possui um afastamento (offset) especiacutefico em relaccedilatildeo

ao perfil final da cavidade da matriz onde os mesmos tecircm funccedilotildees de desbaste e acabamento

A tabela 10 informa os valores de afastamento dos respectivos eletrodos

Tabela 10 ndash Eletrodos utilizados na fabricaccedilatildeo da matriz MT-3673 Coacutedigo Aplicaccedilatildeo na usinagem de erosatildeo por penetraccedilatildeo

EL-0331 Desbaste inicial

EL-0330 Erosatildeo intermediaacuteria

EL-0987 Acabamento

A operaccedilatildeo de desbaste inicial tem a funccedilatildeo de usinar o perfil de engrenagem a partir do

material da matriz tratado termicamente ainda em bruto Desta forma o eletrodo EL-0331 eacute o

que sofre o maior desgaste O desgaste sofrido pelo eletrodo ao longo do processo de usinagem

atribui imperfeiccedilotildees agrave geometria do dente de engrenagem na cavidade A intensidade destas

imperfeiccedilotildees seraacute tatildeo maior quanto maior for o desgaste do eletrodo A estrateacutegia para

minimizar o desgaste do eletrodo de desbaste inicial eacute mudar a mateacuteria-prima do mesmo para

uma liga que apresenta maior resistecircncia ao desgaste Para o EL-0331 foi aplicado o cobre-

tungstecircnio Aos demais o cobre eletroliacutetico foi aplicado A figura 34 mostra o perfil do eletrodo

EL-0331 sendo o responsaacutevel pela erosatildeo de desbaste inicial A regiatildeo interna do eletrodo

64

possui uma face paralela ao eixo horizontal que tem a funccedilatildeo de guia para posicionamento do

eletrodo em maacutequina bem como referenciamento entre os trecircs eletrodos utilizados em

sequecircncia As figuras 35 e 36 mostram os eletrodos EL-0330 e EL-0987 respectivamente

Figura 34 ndash Eletrodo para erosatildeo de desbaste inicial por penetraccedilatildeo EL-0331

Figura 35 ndash Eletrodo para erosatildeo intermediaacuteria por penetraccedilatildeo EL-0330

Assim os eletrodos EL-0331 EL-0330 e EL-0987 nesta sequecircncia satildeo utilizados para a

fabricaccedilatildeo da cavidade da matriz MT-3673 quando montada em seus respectivos aneacuteis de

cintamento

65

33 ANEacuteIS DE CINTAMENTO CONVENCIONAIS E POR ENROLAMENTO DE

TIRAS DE ACcedilO

Este capiacutetulo descreve os ferramentais utilizados para fabricaccedilatildeo por extrusatildeo a frio de

pinhotildees para impulsor de partida O resultado comparativo entre o dimensional resultante de

engrenagens obtidas por matrizes com sistema convencional de aneacuteis de cintamento duplo e

uma matriz com sistema de aneacuteis de alta resistecircncia obtida por enrolamento de tiras

desenvolvido pela empresa STRECON seraacute mostrado no capiacutetulo que segue

Figura 36 ndash Eletrodo para acabamento por penetraccedilatildeo EL-0987

331 Dados do processo de extrusatildeo

A figura 37 ilustra o sistema convencional de duplo anel de cintamento utilizado nos ensaios

de extrusatildeo Este sistema convencional de aneacuteis de cintamento eacute montado com os componentes

descritos na tabela 11

A matriz possui diacircmetro da cavidade (d) = 2670 mm e diacircmetro do anel externo (D) =

15995 mm As figuras 38a) e 38b) mostram as dimensotildees da geratriz que foi definida com

base nas dimensotildees da cavidade e massa do extrudado e o comprimento final do pinhatildeo

extrudado O material extrudado eacute o SAE 10B22 para o qual a expressatildeo do caacutelculo da tensatildeo

de escoamento (119896119891) eacute mostrada pela equaccedilatildeo (13) 119896119891 = 119862 120593119899 eq (13)

onde C eacute a constante de resistecircncia ao escoamento estabelecida em 539 Nmm2 e n o iacutendice de

encruamento eacute igual agrave 0261 para accedilos baixo carbono [71]

66

Figura 37 ndash Sistema convencional de aneacuteis de cintamento duplo

Tabela 11 ndash Descriccedilatildeo dos componentes da ferramenta com aneacuteis de cintamento duplo

Posiccedilatildeo Descriccedilatildeo Funccedilatildeo

1 Anel de cintamento externo Proporciona a interface de montagem agrave

prensa

2 Anel de cintamento interno Proporciona a resistecircncia do conjunto de

ferramentas

3 Matriz de extrusatildeo do corpo

ciliacutendrico do pinhatildeo Responsaacuteveis pela conformaccedilatildeo da geratriz

4 Matriz de extrusatildeo da engrenagem

do pinhatildeo Responsaacuteveis pela conformaccedilatildeo da geratriz

5 Placa de fixaccedilatildeo das matrizes Aplica o preacute-tensionamento das matrizes no

sentido axial

6 Placa de apoio das matrizes Sustenta o conjunto e o apoia nas placas do

porta-ferramentas

7 Extrator Funccedilatildeo de extraccedilatildeo da geratriz da cavidade

da matriz

8 Punccedilatildeo de recalque Pressiona o material contra as paredes da

cavidade da matriz

9 Punccedilatildeo de furaccedilatildeo Proporciona a forma final do furo central da

peccedila

67

a) b)

Figura 38 ndash Geratriz (a) e pinhatildeo extrudado (b) a frio pela matriz MT-3673

332 Caacutelculo da forccedila de extrusatildeo no processo

A forccedila de extrusatildeo necessaacuteria para a produccedilatildeo do pinhatildeo da figura 38b pode ser calculada

pela equaccedilatildeo (14) 119865 = 1198600 119896119891119898 120593 (1 + 2120583119904119890119899(2120572) + 23 120572120593) + 120587 1198890 120583 1198961198910 ℎ119896 eq (14)

calcula-se as aacutereas inicial A0 e deformada A1 1198600 = 1205874 lowast (2622 minus 1342) = 3979 1198981198982 1198601 = 22605 1198981198982 (informaccedilatildeo atraveacutes do software CAD utilizado fig 38b)

Assim o caacutelculo da deformaccedilatildeo verdadeira (φ) eacute dado pela equaccedilatildeo (15)

120593 = 119897119899 (11986001198601) = 119897119899 ( 397922605) = 0565 eq (15)

De acordo com as curvas fornecidas pelo software JMatPro para o accedilo 10B22 considerando

a temperatura igual agrave 20degC e velocidade de deformaccedilatildeo 1 s-1 verifica-se no ANEXO B que

kf0=1905 Nmm2 para φ=0 Desta forma com a equaccedilatildeo (16) calcula-se a tensatildeo de escoamento

meacutedia (kfm) 119896119891119898 = 1198961198910+11989611989112 = 1905+539(0565)02612 = 3275 1198731198981198982 eq (16)

Considerando o coeficiente de atrito μ=01 (ver tabela 3) a forccedila de extrusatildeo necessaacuteria para

a fabricaccedilatildeo do pinhatildeo eacute

68

119865 = 3979 3275 0565 (1 + 201119904119890119899(2(90minus20180 )120587) + 23 (90minus20180 )1205870565 ) + 120587 262 01 1905 145

= 5479438 N asymp 548 kN

O trabalho de extrusatildeo eacute dado pela equaccedilatildeo (6) 119879119903 = 119865 119878119908 = 548 (00208 minus 00145) = 345119896119873 119898

O aumento de temperatura devido ao trabalho de extrusatildeo eacute calculado atraveacutes da equaccedilatildeo

(8) sendo 119888119872= 5024 NmmgordmC [72] 120599119862 = 119896119891120593119888119872 120588 119886 = 3275 119873119898119898205655024119873119898119898119892 783 11990910minus3 1198921198981198983 (09) = 423 ordmC

A tensatildeo axial (120590119911) na cavidade da matriz eacute calculada pela equaccedilatildeo (17) 120590119911 = 1198651198600 = 5479438 1198733979 1198981198982 = 13771 1198731198981198982 eq (17)

De acordo com Tresca se pode calcular a tensatildeo radial atraveacutes da equaccedilatildeo (18)

kf = σz ndash σr eq (18)

sendo σz = -13771 Nmm2 σr = σz - kfm rarr σr = - 13771 ndash 3275 = -17046 Nmm2

333 Dimensionamento dos aneacuteis para sistema convencional de cintamento

Conforme informado na tabela 2 satildeo recomendados dois aneacuteis para tensotildees radiais no

intervalo de 1600 agrave 2200 Nmm2 De acordo com as caracteriacutesticas apresentadas da ferramenta

os diacircmetros de montagem d1 e d2 satildeo determinados a seguir 1198891 = radic119863 119889 = radic15995 267 = 653 119898119898 1198892 = radic119863 1198891 = radic15995 653 = 1022 119898119898

A matriz de extrusatildeo da engrenagem eacute fabricada em accedilo-ferramenta K340 cuja tensatildeo de

escoamento (119896119891119898119886119905119903119894119911) eacute 2700 Nmm2 [73] em um intervalo de dureza de 61 a 63 HRC Para

o anel de cintamento interno eacute utilizado o AISI S1 com tensatildeo de escoamento (1198961198911198881198941198991199051) igual

agrave 1900 Nmm2 [74] O anel de cintamento externo foi dimensionado em accedilo AISI H13 o qual

apresenta tensatildeo de escoamento (1198961198911198881198941198991199052) de 1450 Nmm2 endurecido agrave 48HRC [75]

Assume-se que o moacutedulo de elasticidade (E) eacute 210000 Nmm2 As interferecircncias de montagem

z1 e z2 satildeo calculadas abaixo atraveacutes da equaccedilotildees 2 e 3

69

1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) = 653lowast2700210000 ( 127001900 minus (radic12 (1 + 127001900 ) minus 21232700)2)

1199111 = 0535 119898119898

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) = 1022lowast1900210000 ( 119001450 minus (radic12 (1 + 119001450 ) minus 21232700)2)

1199112 = 0617 119898119898

A interferecircncia relativa εf entre uma matriz e um anel de cintamento ou entre aneacuteis de

cintamento natildeo deve ser superior agrave 06 [76] A anaacutelise eacute realizada atraveacutes da equaccedilatildeo (19) 120576119891119894 = 119911119889119894 eq (19)

Desta forma 1205761198911 = 0535653 = 00081 = 081 1205761198912 = 06171022 = 0006 = 06

De acordo com os resultados a interferecircncia 1199111 sugerida natildeo atende a recomendaccedilatildeo A

interferecircncia 1199112 satisfaz a equaccedilatildeo (19) poreacutem no limite Para as duas interferecircncias calculadas

haacute o risco de quebra prematura dos aneacuteis de cintamento eou matriz caso estes valores sejam

seguidos

O software Eesy-DieOpt V 212 [77] foi utilizado para corrigir o caacutelculo dos resultados A

figura 39 mostra a interface de caacutelculo do software O sistema com 2 aneacuteis (frio) foi selecionado

Os diacircmetros da cavidade da matriz e o diacircmetro externo do segundo anel foram os dados de

entrada O Eesy-DieOpt possui uma biblioteca especiacutefica de materiais natildeo sendo possiacutevel a

ediccedilatildeo dos mesmos Desta forma accedilos similares aos utilizados na realidade foram selecionados

Para a matriz foi utilizado o accedilo-raacutepido M2 (DIN 13343) para o primeiro anel o X40CrMoV51

(DIN 12344) com 539 HRC O segundo anel foi analisado com o accedilo X38CrMoV51 (DIN

12343) com 464 HRC

O resultado do software sugere um diacircmetro de montagem do primeiro anel (d1) com 50 mm

e interferecircncia (z1) 0385 mm O segundo anel tem diacircmetro de montagem (d2) sugerido de 84

mm e interferecircncia (z2) 0434 mm Contudo de acordo com a figura 27 a matriz MT-3673

possui diacircmetro externo de 531 mm na extremidade superior O diacircmetro d1 deve ser

determinado pela matriz superior a qual eacute responsaacutevel pelo corpo ciliacutendrico do pinhatildeo e que

70

faz contato com a matriz MT-3673 O diacircmetro externo da matriz superior eacute 523 mm como

pode ser visto na figura 40 Para satisfazer a equaccedilatildeo (18) e considerando a interferecircncia relativa

de 055 a interferecircncia z1 calculada eacute 0286 mm

Figura 39 ndash Interface de caacutelculo do software Eesy-DieOpt para a matriz MT-3673

Figura 40 ndash Matriz MT-3673 montada em sistema de aneacuteis de cintamento duplo

Os diacircmetros de montagem e interferecircncias sugeridos pelo software podem ser vistos na

tabela 12

71

A tensatildeo radial na cavidade da matriz calculada pelo software devido ao preacute-tensionamento

eacute 14529 Nmm2

Tabela 12 ndash Accedilos utilizados na ferramenta de extrusatildeo e interferecircncias de montagem Fonte Eesy-DieOpt 212

Posiccedilatildeo Componente Material Oslashmontagem

(mm) Interferecircncia

(mm)

1 Anel de cintamento externo AISI H13 D = 15995

2 Anel de cintamento interno AISI S1 d2 = 840 0434

3 Matriz superior M2 d1 = 523 0286

4 Matriz inferior K340 0286

5 Anel de compensaccedilatildeo VF 800 AT

6 Placa de apoio AISI M2

7 Porca de travamento SAE 4340

334 Aneacuteis de cintamento atraveacutes do enrolamento de tiras de accedilo

O sistema STRECON de aneacuteis de cintamento eacute montado com os componentes descritos a

seguir

1 Anel de cintamento interno primaacuterio

Contato direto com as matrizes

Fabricada accedilo-ferramenta AISI S1 52-54 HRC

2 Anel de cintamento interno secundaacuterio

Proporciona alta rigidez (ν = 023)

Em WC-Co 13-15 Co 85-88 HRa E = 540000 Nmm2

3 Tiras de accedilo de alta resistecircncia com espessura de 01 mm

Proporciona a resistecircncia e controla a distribuiccedilatildeo do preacute-tensionamento

Feito em accedilo mola especial (natildeo divulgado pela STRECON)

62-64 HRC E = 225000 Nmm2 kf gt 2000 Nmm2 ν = 030

4 Anel de cintamento externo

Proporciona a interface de montagem agrave prensa

Accedilo utilizado ORVAR 45-48 HRC

O desenho esquemaacutetico do sistema STRECON aplicado nos ensaios onde os aneacuteis de

cintamento do sistema convencional satildeo substituiacutedos por componentes descritos acima pode

ser visto na figura 41

72

Figura 41 ndash Esquema dos aneacuteis de cintamento do sistema STRECON utilizado nos experimentos

O sistema STRECON oferece agrave ferramenta a resistecircncia em duas direccedilotildees radial e axial O

preacute-tensionamento radial eacute obtido por interferecircncia de montagem enquanto que o axial eacute

garantido pelo fechamento da ferramenta sob alta carga axial durante a montagem da

ferramenta A ferramenta eacute montada com um anel de compressatildeo fabricado em WC-Co o qual

em conjunto com o conceito final deste sistema assegura uma rigidez de aproximadamente 400

GPa A capacidade de resistecircncia agraves cargas de trabalho estaacute entre 50 e 100 acima de sistemas

com aneacuteis convencionais

O sistema eacute montado com um anel de cintamento feito por tiras de accedilo de alta resistecircncia o

qual proporciona uma resistecircncia significativamente superior ao sistema com aneacuteis

convencionais A tensatildeo de escoamento das tiras eacute aproximadamente 2100 Nmm2 agrave

temperatura ambiente e endurecida agrave 62-64 HRC Considerando ferramentas de mesma

dimensatildeo o sistema eacute duas vezes mais resistente que um sistema de anel simples e 17 vezes

em relaccedilatildeo ao sistema de duplo anel [78]

A reduccedilatildeo da amplitude da tensatildeo tangencial na superfiacutecie da cavidade da matriz pode ser

obtida pelo aumento da rigidez dos aneacuteis de cintamento A razatildeo baixa entre os moacutedulos de

elasticidade da matriz e dos aneacuteis leva a uma reduzida contribuiccedilatildeo da tensatildeo tangencial devido

agrave tensatildeo radial [79]

335 Modelamento por elementos finitos do sistema por enrolamento de tiras de accedilo

STRECON

O comportamento mecacircnico e o desempenho das ferramentas de extrusatildeo podem ser

analisados de diferentes formas

73

1 Na simulaccedilatildeo numeacuterica de escoamento do material a matriz e os aneacuteis de cintamento

satildeo considerados como componentes deformaacuteveis

2 Com o objetivo de reduzir o tempo de simulaccedilatildeo os componentes da ferramenta podem

ser considerados como corpos riacutegidos na simulaccedilatildeo computacional A distribuiccedilatildeo de

pressatildeo resultante na superfiacutecie da matriz varia durante o processo de extrusatildeo e eacute

derivado da anaacutelise de escoamento do material A distribuiccedilatildeo de pressatildeo maacutexima na

superfiacutecie da matriz eacute entatildeo transferida a um modelo onde os componentes da

ferramenta satildeo (elaacutesticos ou elasto-plaacutesticos) corpos deformaacuteveis

3 Se a distribuiccedilatildeo de pressatildeo maacutexima na superfiacutecie da matriz jaacute eacute conhecida atraveacutes de

experimentos praacuteticos ou equaccedilotildees empiacutericas esta variaacutevel pode ser diretamente

aplicada a um modelo onde os componentes da ferramenta satildeo corpos deformaacuteveis

O esquema de uma tiacutepica matriz de extrusatildeo direta preacute-tensionada pelo sistema STRECON

E+ eacute mostrado na figura 42a Os aneacuteis de cintamento consistem em um anel interno de WC-Co

as tiras de accedilo e o anel externo em accedilo-ferramenta As superfiacutecies interna do nuacutecleo e a externa

da matriz satildeo cocircnicas para favorecer a montagem A figura 42b mostra a malha por elementos

finitos que representa a matriz e os aneacuteis de cintamento [80]

a) b)

Figura 42 ndash Matriz de extrusatildeo direta preacute-tensionada pelo sistema STRECON E+ a) Esquema da matriz preacute-tensionada b) Malha por elementos finitos das tiras de accedilo anel interno e externo e matriz [80]

Enquanto o anel interno eacute remalhado separadamente as tiras de accedilo e o anel externo do

sistema STRECON podem ser considerados como um corpo uacutenico Para reproduzir os seus

efeitos sobre o comportamento da matriz natildeo haacute necessidade de modelaacute-los em separado A

simplificaccedilatildeo do modelo ao utilizar caracteriacutesticas simeacutetricas eacute recomendada No caso de

engrenagens apenas uma seccedilatildeo pode ser analisada

No sistema STRECON E+ o anel interno eacute fabricado em WC-Co Valores tiacutepicos das

propriedades mecacircnicas destes aneacuteis de cintamento satildeo vistos na seccedilatildeo 332

74

A interferecircncia de montagem deve ser definida considerando a melhor performance da

matriz ou seja a reduccedilatildeo de tensotildees criacuteticas de extrusatildeo bem como as tensotildees maacuteximas

permitidas pelos aneacuteis de cintamento A interferecircncia eacute similar agrave dos aneacuteis de cintamento

convencionais 04 a 06 O principal benefiacutecio do sistema STRECON E+ eacute fornecido pelo

anel interno o qual aplicaraacute um preacute-tensionamento superior aos aneacuteis convencionais Aleacutem

disto sua alta rigidez permite uma baixa expansatildeo dimensional da matriz e reduz a amplitude

da deformaccedilatildeo plaacutestica ciacuteclica o que reduz o risco de ruptura por fadiga

34 PRENSA MECAcircNICA

Os ensaios de extrusatildeo foram realizados em prensa mecacircnica de junta articulada (knuckle

joint press) do fabricante Komatsu modelo MKN 450 A A prensa tem capacidade de forccedila

igual 450 toneladas agrave 10 mm do seu ponto morto inferior e velocidade angular maacutexima de 55

rpm A prensa possui alimentaccedilatildeo automaacutetica de geratrizes por calha e dispositivo de

movimentaccedilatildeo por garras A figura 43 mostra a visatildeo geral da maacutequina A figura 44 evidencia

a aacuterea de prensagem

Figura 43 ndash Prensa mecacircnica MKN 450 A Komatsu com capacidade de forccedila 450 toneladas

O pinhatildeo da figura 38 eacute produzido nesta prensa a uma velocidade angular de 35 rpm Desta

forma a velocidade angular (ω) eacute 35 (212058760) = 367 rads A velocidade da ferramenta (VF) eacute

funccedilatildeo da velocidade tangencial (Vt) do volante e eacute calculada pela equaccedilatildeo (20)

119881119865 = 119881119905 radic1 minus (1 minus ℎ0minusℎ119896119877119881 )2 = 367450radic1 minus [1 minus (208minus145)450 ]2 = 275 119898119898119904 eq (20)

sendo 119881119905 = 120596 119877119881 onde 119877119881 eacute o raio do volante da prensa 119877119881 = 450 119898119898 (ANEXOS G e H)

A velocidade de deformaccedilatildeo () no final da extrusatildeo eacute = 119881119865ℎ119896 = 275145 = 19119904minus1 eq (21)

Figura 44 ndash Transfer de alimentaccedilatildeo e aacuterea de prensagem

75

35 MATEacuteRIA PRIMA UTILIZADA NOS ESTUDOS

351 Accedilo ao Boro SAE 10B22

O material utilizado neste estudo para obtenccedilatildeo do extrudado eacute o accedilo ligado ao Boro SAE

10B22 produzido pela Gerdau Accedilos Finos Piratini unidade de Charqueadas na forma de fio

maacutequina bitola de diacircmetro 312 mm Apoacutes o processo padratildeo de laminaccedilatildeo o material eacute

submetido ao tratamento teacutermico de recozimento para que seja atingido o grau de esferoidizaccedilatildeo

meacutedio de 90 O fio maacutequina eacute conformado por trefilaccedilatildeo para atingir a bitola de utilizaccedilatildeo de

297 mm Desta forma satildeo importantes as suas propriedades de dureza e resistecircncia mecacircnica

A tabela 13 apresenta a composiccedilatildeo quiacutemica de fornecimento informada pelo fabricante em

certificado de qualidade (ANEXO I) A composiccedilatildeo quiacutemica nominal do accedilo SAE 10B22 para

os principais elementos de liga eacute informada na tabela 14

Tabela 13 ndash Composiccedilatildeo quiacutemica do accedilo SAE 10B22 utilizado nos experimentos


10B22 019 088 024 015 008 004 0005 016 00018 0005 0006

Tabela 14 ndash Composiccedilatildeo quiacutemica nominal do accedilo SAE 10B22 [81]

C Mn Si B

10B22 018 ndash 023 070 ndash 100 015-030 00005 ndash 0003

Comparando os teores dos elementos de liga apresentados pelas tabelas 4 e 13 em relaccedilatildeo agrave

composiccedilatildeo nominal da tabela 14 se verifica que o accedilo utilizado nos experimentos teve seu

teor de carbono (C) proacuteximo da miacutenima especificaccedilatildeo O teor de C utilizado para simulaccedilatildeo no

JMatPro foi no limite maacuteximo Os teores de manganecircs (Mn) o qual proporciona o aumento do

limite de resistecircncia agrave traccedilatildeo foram similares bem como o Boro (B) responsaacutevel pelo aumento

da temperabilidade Os demais elementos tambeacutem tiveram seus teores similares sendo que

alguns satildeo residuais de fabricaccedilatildeo

A tabela 15 apresenta os resultados de dureza resistecircncia a traccedilatildeo (σtr) descarbonetaccedilatildeo

meacutedia de superfiacutecie e tamanho de gratildeo (TG) aleacutem de resultados de reduccedilatildeo de aacuterea (RA)

bandeamento e grau de esferoidizaccedilatildeo de lote de fornecimento deste material apoacutes a trefilaccedilatildeo

e recozimento realizados pela usina

Tabela 15 ndash Propriedades mecacircnicas do fio maacutequina em accedilo SAE 10B22 utilizado nos experimentos

Dureza

(HB)

σtr

(Nmm2) RA () Bandeamento

Grau de

esferoidizaccedilatildeo

()

Camada meacutedia

descarbonetada

(mm)

TG

Resultados Maacutex 152

481 701 2 80 023 6

76

352 Curvas de escoamento verdadeiras

A determinaccedilatildeo das curvas de escoamento verdadeiras do SAE 10B22 foi realizada com a

utilizaccedilatildeo do sistema de inspeccedilatildeo termomecacircnica Gleeble 3800 localizado no Instituto de

Conformaccedilatildeo Mecacircnica (IFU) da Universidade de Stuttgart Alemanha As velocidades de

deformaccedilatildeo analisadas foram 005 s-1 1 s-1 e 10s-1 para as temperaturas ambiente (20degC)

100degC 200degC 300degC 400degC e 500degC Para todos os paracircmetros foram realizados trecircs testes

Os corpos de prova ciliacutendricos foram aquecidos por Conduccedilatildeo antes de serem conformados A

temperatura das amostras foi controlada por dois termopares soldados em suas superfiacutecies A

figura 45 mostra as dimensotildees do corpo de prova utilizado

Figura 45 ndash Perfil do corpo de prova utilizado nos ensaios para a determinaccedilatildeo


Para minimizar o atrito tiras de grafite foram colocadas entre as faces dos corpos de prova

e o punccedilatildeo de prensagem do equipamento O aquecimento dos corpos de prova foi agrave taxa de 15

degCs e mantido por 10 segundos para garantir a homogeneidade de temperatura da amostra A

deformaccedilatildeo elaacutestica da maacutequina foi ajustada em funccedilatildeo da forccedila Apoacutes as curvas de escoamento

verdadeiras foram calculadas utilizando o diagrama de Avanccedilo de Ferramenta X Forccedila e a

geometria do corpo de prova Considerando a maacutexima deformaccedilatildeo verdadeira de φ = 07 as

curvas de escoamento foram obtidas de acordo com o modelo de Hollomon-Ludwik a qual eacute

apresentado pela equaccedilatildeo (12) Este modelo eacute comumente empregado nos processos de

conformaccedilatildeo mecacircnica A figura 46 mostra a regiatildeo de teste do equipamento Gleeble 3800

77

Figura 46 ndash Aacuterea de ensaio do equipamento Gleeble 3800 Fonte IFU Stuttgart

Sabe-se que a constante de resistecircncia ao escoamento (C) e o iacutendice de encruamento (n)

tendem a zero de acordo com o aumento da temperatura Os valores obtidos pelo equipamento

no ensaio de compressatildeo para os corpos de prova em accedilo SAE 10B22 foram utilizados para

traccedilar as curvas de escoamento verdadeiras (ANEXOS D E e F)

As curvas de escoamento verdadeiras foram traccediladas conforme valores obtidos nos ensaios

de compressatildeo As curvas satildeo mostradas nas figuras 47 48 e 49

Ao comparar-se os resultados obtidos pelo ensaio de compressatildeo para as velocidades de

deformaccedilatildeo 1 s-1 e 10 s-1 (ANEXOS E e F) com os dados de simulaccedilatildeo do software JMatPro

para as mesmas velocidades de deformaccedilatildeo (ANEXOS B e C) se verifica uma diferenccedila

significativa entre dados de simulaccedilatildeo e resultados experimentais Como exemplo para a

deformaccedilatildeo verdadeira igual a 018 na velocidade de deformaccedilatildeo 10 s-1 a 20degC a tensatildeo de

escoamento apresentada pelo JMatPro seraacute 5256 Nmm2 O ensaio de compressatildeo apresentou

a tensatildeo de escoamento igual agrave 6782 Nmm2 sob os mesmos paracircmetros

Figura 47 - Curvas de escoamento verdadeiras do accedilo SAE 10B22 Velocidade de deformaccedilatildeo 005 s-1 Fonte IFU Stuttgart

0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

kf)

[Nm

m2 ]



78

De acordo com a comparaccedilatildeo realizada verifica-se a necessidade da utilizaccedilatildeo de meacutetodos

experimentais para a validaccedilatildeo das propriedades mecacircnicas obtidas via softwares dedicados

com o objetivo de evitar resultados inconsistentes na simulaccedilatildeo numeacuterica computacional

O accedilo SAE 10B22 foi submetido a experimentos de extrusatildeo a frio com a utilizaccedilatildeo das

matrizes e aneacuteis de cintamento calculados nas seccedilotildees anteriores O resultado dos experimentos

eacute mostrado nos capiacutetulos a seguir

Figura 48 - Curvas de escoamento verdadeiras do accedilo SAE 10B22 Velocidade de deformaccedilatildeo 1 s-1

Fonte IFU Stuttgart

Figura 49 - Curva de escoamento verdadeiras do accedilo SAE 10B22 Velocidade de deformaccedilatildeo 10 s-1 Fonte IFU Stuttgart

000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



79

36 DESCRICcedilAtildeO DE PRODUTO EXTRUDADO E FERRAMENTA DE EXTRUSAtildeO

A FRIO

A anaacutelise por elementos finitos foi realizada sobre um pinhatildeo utilizado em impulsor de

partida para motores de arranque de automoacuteveis do mercado original automotivo Este pinhatildeo

possui treze dentes moacutedulo 267 e massa igual a 58 gramas Observa-se que este pinhatildeo natildeo

eacute o mesmo abordado pela figura 38b o qual possui nove dentes e moacutedulo igual agrave 211 As

duas referecircncias de pinhotildees foram escolhidas para os estudos por apresentarem alta demanda

de produccedilatildeo na linha da empresa ZEN SA

O pinhatildeo e suas dimensotildees satildeo mostrados nas figuras 50a e 50b

a) b)

Figura 50 ndash Pinhatildeo produzido por extrusatildeo a frio a) Modelo matemaacutetico 3D b) Desenho 2D

A figura 51 mostra a vista em corte da matriz que produz o referido pinhatildeo por extrusatildeo a

frio A matriz eacute definida pelo coacutedigo MT-6313

A MT-6313 eacute fabricada em accedilo Vanadis 4 Extra com dureza situada no intervalo de 59-61

HRC Possui a mesma sequecircncia de fabricaccedilatildeo da MT-3673 sendo eletrodos usinados por

eletroerosatildeo ao fio e aplicados em maacutequina de erosatildeo por penetraccedilatildeo Contudo a cavidade desta

matriz eacute fabricada por dois eletrodos onde um eacute aplicado ao desbaste inicial e outro ao

acabamento

Figura 51 ndash Desenho da matriz MT-6313

80

A figura 52 mostra a matriz MT-6313 montada com os seus respectivos aneacuteis de cintamento

Os diacircmetros de montagem e interferecircncias para esta matriz c om sistema duplo de aneacuteis de

cintamento pode ser visto na tabela 16 Interferecircncias foram calculadas pelo Eesy-DieOpt [77]

Tabela 16 ndash Descriccedilatildeo dos componentes utilizados na montagem da matriz MT-6313



(mm)

1 Anel de cintamento externo VMO D = 19995

2 Anel de cintamento interno AISI H13 d2 = 1050 0301 3 Matriz superior AISI M2 d1 = 677 0406

4 Matriz inferior Vanadis 4

Extra 0406

5 Placa de apoio AISI S1


7 Extrator SAE 4340

8 Punccedilatildeo de recalque AISI M2

9 Punccedilatildeo de furaccedilatildeo VF 800 AT

10 Placa de compensaccedilatildeo AISI S1

O produto resultante da sequecircncia de operaccedilotildees de manufatura no processo atual conforme

figura 53 apresenta variaccedilotildees com amplitudes que elevam o grau de qualidade da engrenagem

Cada uma das variaacuteveis descritas no capiacutetulo 27 eacute medida e de acordo com o resultado atribui

Figura 52 ndash Matriz MT-6313 montada

em sistema de aneacuteis de cintamento

duplo

81

um grau de qualidade agrave engrenagem A variaacutevel que sofre maior impacto eacute o comprimento de

heacutelice O grau de qualidade de engrenagem meacutedia resultante do processo de extrusatildeo a frio se

situa entre Q9 e Q11 Apoacutes o processo de usinagem e operaccedilotildees de tratamento teacutermico como

cementaccedilatildeo tecircmpera e revenimento as distorccedilotildees aplicadas agrave peccedila deslocam o grau de

qualidade para o intervalo entre Q10 e Q12

Para aplicaccedilotildees do mercado original automotivo engrenagens com grau de qualidade no

intervalo citado anteriormente natildeo satildeo aceitas devido agrave possibilidade de ruiacutedo de engrenamento

e desgaste prematuro do flanco do dente [82]

Figura 53 ndash Sequecircncia de fabricaccedilatildeo de pinhatildeo para impulsor de partida

A incidecircncia de erro no extrudado surge no processo inicial a fabricaccedilatildeo de ferramentas

O meacutetodo de fabricaccedilatildeo ou mesmo os equipamentos utilizados para este fim satildeo determinantes

para a qualidade resultante da engrenagem Aliada a materiais de alta qualidade teacutecnicas de

corte de geratrizes e ciclos eficientes de recristalizaccedilatildeo a fabricaccedilatildeo de ferramentas eacute a chave

para a extrusatildeo de precisatildeo

A qualidade da engrenagem extrudada a frio deve ser melhorada para ao final do processo

de manufatura o dentado apresentar o grau de qualidade de engrenagem desejado igual a Q8

Com base neste objetivo a figura 54 estabelece a meta para o processo de extrusatildeo a frio

Figura 54 ndash Objetivo de grau de qualidade de engrenagem para a extrusatildeo a frio conforme ISO 1328

Entende-se que de acordo com os erros agregados agraves engrenagens pelos processos

posteriores agrave extrusatildeo a frio ao manter os desvios das engrenagens produzidas por extrusatildeo a

frio com classificaccedilatildeo maacutexima igual agrave Q7 seraacute possiacutevel a obtenccedilatildeo do grau de qualidade final

Q8 apoacutes os processos de manufatura sequentes com seus devidos ajustes

102

5 ANAacuteLISE EXPERIMENTAL

51 USINAGEM POR ELETROEROSAtildeO A FIO DOS ELETRODOS PARA


A usinagem por eletroerosatildeo se deu inicialmente em duas etapas onde foram utilizadas as

maacutequinas da GF Agie Charmilles CUT 20 P e CUT 2000 S Apoacutes foi adicionada uma terceira

etapa utilizando o modelo CUT 300 mS Esta maacutequina estaacute no mesmo niacutevel de precisatildeo da CUT

2000 S poreacutem possui um sistema interno de estabilizaccedilatildeo teacutermica em relaccedilatildeo ao ambiente

Sabe-se que a temperatura tem influecircncia direta nos resultados da precisatildeo dimensional apoacutes a

erosatildeo

Para ambas as maacutequinas os tarugos de cobre foram furados de duas formas diferentes

respectivamente com dois e quatro pontos conforme mostrado nas figuras 83a e 83b A furaccedilatildeo

tem a funccedilatildeo de permitir a passagem do fio de erosatildeo para corte do perfil desejado do eletrodo

Estes furos foram feitos atraveacutes da maacutequina de usinagem para furo raacutepido modelo Resitron RT

Drill 350 para posterior fixaccedilatildeo nas maacutequinas de eletroerosatildeo a fio O perfil de engrenagem eacute

baseado em um modelo do eletrodo EL-0330 jaacute citado no item 32

Com um nuacutemero maior de furaccedilotildees para passagem de fio os tarugos tecircm uma fixaccedilatildeo riacutegida

diminuindo a vibraccedilatildeo durante o processo de erosatildeo

Figura 83 ndash Eletrodos com furaccedilatildeo para passagem do fio para eletroerosatildeo a) Dois furos b) Quatro furos

A fabricaccedilatildeo do eletrodo utilizando a maacutequina CUT 20 P se deu em duas etapas

primeiramente o furo interno foi realizado e em seguida os perfis dos dentes foram usinados

Ambas as etapas satildeo constituiacutedas de quatro sub-etapas denominadas MainCut e TrimCut 1 a 3

103

Estas sub-etapas satildeo anaacutelogas aos processos de desbaste preacute-acabamento e acabamento da

usinagem mecacircnica

A fim de utilizar uma maacutequina com maior precisatildeo de fabricaccedilatildeo foi utilizada a maacutequina de

eletroerosatildeo CUT 2000 S Neste processo para a fabricaccedilatildeo para os dois modelos de tarugos

(2 furos na periferia e um central e 4 furos na periferia e um furo central) o furo central e os

dentes foram fabricados simultaneamente sendo utilizadas 5 etapas de corte (MainCut e

TrimCut 1 a 4)

Para buscar os melhores resultados com a maacutequina CUT 2000 S foram utilizados tarugos

com furos iniciais diferentes poreacutem com os mesmos paracircmetros No primeiro foi utilizado o

tarugo com dois furos para passagem do fio No segundo foram utilizados 4 furos com o

objetivo de manter a peccedila mais riacutegida durante a usinagem

Para ambas as maacutequinas foi utilizado fio com 025 mm de diacircmetro poreacutem para a CUT 20

P o material do fio eacute de latatildeo e para a CUT 2000 S o fio eacute de latatildeo com revestimento de zinco

Cobra Cut A Todas as sub-etapas foram realizadas no moacutedulo de usinagem de precisatildeo das

maacutequinas Este paracircmetro para iniacutecio da usinagem serve apenas como balizamento para que a

mesma busque em seu banco de dados tecnoloacutegico os melhores paracircmetros para o corte do

material da peccedila em questatildeo

Pode-se efetuar no entanto uma anaacutelise qualitativa das sub-etapas Com a evoluccedilatildeo do

processo de acabamento as seguintes tendecircncias satildeo notadas

Diminuiccedilatildeo da corrente de descarga e da largura de pulso como efeitos tem-se uma

reduccedilatildeo da taxa de remoccedilatildeo local de material e consequentemente da pressatildeo de lavagem

necessaacuteria e velocidade do fio na regiatildeo de corte bem como melhora nas caracteriacutesticas

geomeacutetricas e de superfiacutecie (rugosidade camada branca micro trincas e zona termicamente

afetada) e menor risco de ruptura do fio durante o processo A compensaccedilatildeo da reduccedilatildeo na

taxa de remoccedilatildeo local do material se daacute com o aumento da velocidade de avanccedilo do cabeccedilote

sendo que para a maacutequina CUT 2000 S as velocidades diminuem com o nuacutemero de repasses

de acabamento

Aumento da tensatildeo do fio e reduccedilatildeo do offset com o aumento da tensatildeo do fio apesar

de um acreacutescimo no risco de ruptura do mesmo durante o processo haacute um ganho relevante

em termos de uniformidade da regiatildeo de corte e concordacircncia com a programaccedilatildeo de

posicionamento do cabeccedilote Aleacutem disso os paracircmetros eleacutetricos e de duraccedilatildeo do pulso

causam uma reduccedilatildeo da folga entre peccedila e eletrodo durante o processo que eacute a grandeza

104

corrigida pelo sistema de controle da maacutequina para geraccedilatildeo da geometria final da peccedila

desejada Com a folga reduzida se reduz tambeacutem a probabilidade de incidecircncia de erros

geomeacutetricos provenientes desta fonte

A figura 84 mostra o eletrodo de acabamento cortado neste experimento pela maacutequina CUT

2000 S

Figura 84 - Eletrodo resultante do ensaio na CUT 2000 S

O modelo GF Agie-Charmilles CUT 300 mS foi utilizado na sequecircncia Com o seu sistema

de termo-estabilizaccedilatildeo bem como a precisatildeo de corte aplicada pela mesma se teve como

objetivo melhorar os resultados obtidos pelas etapas anteriores de usinagem

Duas referecircncias de eletrodos foram usinadas por esta maacutequina sendo os eletrodos de

coacutedigos EL-0926 e EL-0330 O eletrodo EL-0926 possui onze dentes e moacutedulo 3 e eacute fabricado

em cobre eletroliacutetico Pode ser visto na figura 85

Para esta referecircncia de eletrodo trecircs amostras foram usinadas e demonstraram avanccedilo na

precisatildeo dos flancos de seus dentes Os perfis de engrenagem resultantes da fabricaccedilatildeo de cada

eletrodo foram medidos em maacutequina tridimensional utilizando o software Quindos Gear

conforme a ISO 1328-12013 As variaacuteveis medidas e sua descriccedilatildeo satildeo apresentadas na tabela

26

105

Figura 85 ndash Desenho do eletrodo EL-0926

Tabela 26 ndash Desvios de flanco de dente de engrenagem [42]

Simbologia (μm) Descriccedilatildeo 119891119867120572 Desvio angular de perfil 119865120572 Desvio total de perfil 119891119891120572 Desvio de forma de perfil 119891119867120573 Desvio angular de linha de flanco 119865120573 Desvio total de linha de flanco 119891119891120573 Desvio de forma de linha de flanco 119891119901119905 Desvio de passo individual 119865119901 Desvio de passo total 119865119903 Desvio de batimento radial

Q Grau de qualidade de engrenagem

O perfil de engrenagem do eletrodo EL-0926 tem onze dentes Desta forma a metodologia

de coleta de dados definida foi a mediccedilatildeo individual dos dois flancos de cada dente e a avaliaccedilatildeo

do grau de qualidade de engrenagem resultante do maior valor encontrado sobre trecircs grupos

consecutivos O grupo 1 eacute formado pelos dentes 1 2 3 e 4 O grupo 2 eacute composto pelos dentes

5 6 7 e 8 Os demais dentes compotildeem o grupo 3 Foram usinadas trecircs amostras do eletrodo

EL-0926 Os eletrodos usinados na maacutequina CUT 300 mS satildeo mostrados na figura 86a 86b e

86c

106

a) b) c)

Figura 86 ndash Eletrodos resultantes do ensaio na maacutequina CUT 300 mS a) Amostra 1 b) Amostra 2 c) Amostra 3

As trecircs amostras do eletrodo satildeo idecircnticas contudo os seus resultados de desvios

dimensionais e grau de qualidade foram especiacuteficos em cada amostra Os resultados

dimensionais referente aos trecircs eletrodos satildeo mostrados nas tabelas 27 28 e 29

Tabela 27 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para eletrodo EL-0926 usinado na CUT 300 mS (AMOSTRA 1)

Grau de qualidade de engrenagem eletrodo EL-0926

esquerdo direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011

Q X(μm) X(μm) X(μm) DESVIO X(μm) X(μm) X(μm)

3 2 4 3 3 2 119943119919120630 3 4 2 2 2 4

2 2 4 4 2 2 119917120630 3 3 2 2 2 2

1 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 3 1 2 1 1

0 1 0 1 1 1 119943119919120631 1 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 1 119917120631 1 0 1 0 1 0

0 1 0 1 1 1 119943119943120631 1 1 1 4 1 1

3 3 119943119953119957 6 4

3 6 119917119953 6 3

5 8 119917119955

a variaacutevel 119865119903 independe de flanco direito ou esquerdo

107



Esquerdo Direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


0 0 4 3 3 2 119943119919120630 3 5 5 6 3 4

0 1 3 3 1 2 119917120630 4 3 4 4 3 3

1 1 2 2 2 1 119943119943120630 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 119943119919120631 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 1 2 119917120631 1 1 1 1 1 0

2 1 2 1 3 2 119943119943120631 1 2 1 1 1 1

2 4 119943119953119957 3 4

1 3 119917119953 5 3

3 4 119917119955



Esquerdo direito

Q

11109 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

91011 Q

X(μm) X(μm) X(μm) DESVIO X(μm) X(μm) X(μm)

5 2 3 2 3 2 119943119919120630 3 4 3 5 4 5

2 2 1 2 2 2 119917120630 3 3 3 3 3 3

0 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 0 2 2 1 0

0 0 0 1 0 0 119943119919120631 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 0 1 119917120631 1 4 4 1 1 0

1 1 1 1 1 1 119943119943120631 1 4 3 1 1 0

4 4 119943119953119957 3 4

3 6 119917119953 8 4

5 8 119917119955

108

O conjunto de trecircs eletrodos EL-0330 EL-0331 e EL-0987 foi usinado na maacutequina CUT

300 mS Os resultados de desvios geomeacutetricos para os eletrodos satildeo mostrados nas tabelas 30

31 e 32

Tabela 30 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para eletrodo EL-0331 na CUT 300 mS em CuW


Esquerdo Direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


4 0 4 2 4 2 119943119919120630 2 3 2 3 1 3

4 3 4 3 4 4 119917120630 4 4 4 4 4 4

5 3 5 2 5 4 119943119943120630 4 5 3 5 3 5

3 1 3 1 3 2 119943119919120631 -1 0 1 0 0 0

8 3 8 14 8 14 119917120631 3 3 3 3 1 3

9 2 9 14 9 14 119943119943120631 3 4 3 4 1 4

4 3 119943119953119957 5 6

2 4 119917119953 6 4

5 7 119917119955

Tabela 31 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para eletrodo EL-0330 na CUT 300 mS


esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


5 1 5 2 5 4 119943119919120630 2 6 2 6 5 6

5 2 5 3 5 6 119917120630 4 5 4 5 5 5

6 2 6 2 6 5 119943119943120630 3 4 3 4 3 4

5 2 5 3 5 -4 119943119919120631 -4 5 -3 5 0 5

4 4 4 3 4 4 119917120631 4 6 7 6 1 6

5 4 5 1 5 1 119943119943120631 2 6 7 6 1 6

5 4 119943119953119957 4 5

4 7 119917119953 4 2

5 9 119917119955

109



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


6 -4 6 4 6 -5 119943119919120630 5 6 3 6 3 6

6 9 6 5 6 7 119917120630 6 5 6 5 3 5

6 6 6 5 6 4 119943119943120630 4 5 5 5 3 5

2 -1 2 -2 2 2 119943119919120631 1 2 5 2 0 2

4 2 4 4 4 2 119917120631 5 4 5 4 2 4

5 2 5 4 5 2 119943119943120631 6 6 -1 6 2 6

9 18 119943119953119957 15 9

7 21 119917119953 19 7

8 22 119917119955

A tabela 33 mostra o resultado dos desvios do eletrodo EL-0987 apoacutes a utilizaccedilatildeo do mesmo

na usinagem da cavidade da matriz MT-3673

Tabela 33 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para eletrodo EL-0987 apoacutes a erosatildeo por penetraccedilatildeo


esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


7 6 7 7 8 12 119943119919120630 12 9 5 6 3 4

6 7 5 6 7 10 119917120630 11 7 7 6 4 4

4 3 4 4 5 5 119943119943120630 7 7 7 5 5 5

5 4 5 5 5 4 119943119919120631 5 5 5 5 3 4

4 4 4 5 4 5 119917120631 5 4 5 4 5 5

2 2 5 4 5 4 119943119943120631 4 5 4 5 5 6

7 9 119943119953119957 7 6

7 19 119917119953 19 7

9 35 119917119955

110

Comparando os resultados das tabelas 32 e 33 se verifica que houve piora nos desvios

geomeacutetricos de engrenagem do eletrodo de acabamento Isto significa que um possiacutevel

aproveitamento para uma segunda matriz de precisatildeo estaria descartado

52 COMPARACcedilOtildeES ENTRE ENGRENAGENS EXTRUDADAS POR SISTEMA DE

ANEacuteIS DE CINTAMENTO CONVENCIONAL E POR ENROLAMENTO DE TIRAS

DE ACcedilO

A anaacutelise experimental entre diferentes sistemas de aneacuteis de cintamento foi conduzida sobre

o pinhatildeo citado na figura 38b o qual eacute produzido pela matriz MT-3673 (fig 27) O produto

resultante de extrusatildeo a frio eacute um pinhatildeo utilizado em motores de partida automotivos O

modelo utilizado para anaacutelise de fabricaccedilatildeo dos eletrodos na seccedilatildeo anterior eacute baseado nos

dados de engrenagem deste pinhatildeo sendo ele com nove dentes moacutedulo (mk) 211 acircngulo de

pressatildeo (αp) igual agrave 12ordm e comprimento de flanco de 8 mm conforme figura 87 As ferramentas

utilizadas nos ensaios satildeo mostradas na figura 88

Figura 87 ndash Pinhotildees para motor de partida por extrusatildeo a frio a) Aneacuteis convencionais b) Aneacuteis STRECON

Figura 88 ndash Ferramentas de extrusatildeo a frio utilizadas nos experimentos a) Sistema convencional

b) Sistema STRECON

111

A ferramenta com sistema convencional possui dois aneacuteis de cintamento feitos em accedilos AISI

S1 e H13 respectivas interferecircncias de montagem de 0286 e 0434 mm entre matrizes e anel

1 e anel 1 e anel 2 respectivamente

As matrizes foram fabricadas de acordo com o mesmo procedimento conforme mostrado

no diagrama da figura 89

Figura 89 ndash Sequecircncia de fabricaccedilatildeo das ferramentas de extrusatildeo a frio

521 Resultados

Os respectivos desvios de flanco de engrenagem resultantes nas cavidades das matrizes satildeo

mostrados nas tabelas 34 e 35 As cavidades das matrizes destas tabelas foram usinadas por

uma maacutequina de eletroerosatildeo por penetraccedilatildeo modelo Agietron Advance 3 ano 2003 Para esta

usinagem foram utilizados os eletrodos fabricados pela CUT 2000 S obtidos nos primeiros

ensaios de fabricaccedilatildeo

De acordo com a ISO 1328-1 quanto menor a escala de grau de qualidade maior a qualidade

do perfil de engrenagem Assim atraveacutes dos resultados das tabelas 34 e 35 eacute possiacutevel verificar

que haacute uma melhoria nos resultados do ferramental com aneacuteis de compressatildeo de alta resistecircncia

O grau de qualidade de engrenagem resultante do ferramental com o sistema STRECON se

mostrou superior ao do sistema convencional A maior resistecircncia agrave deformaccedilatildeo do sistema

STRECON demonstrou maior precisatildeo no resultado

As ferramentas foram colocadas em produccedilatildeo em prensa excecircntrica de 450 toneladas

Amostras foram medidas e mostraram uma tendecircncia que refletiu os resultados de suas

respectivas matrizes As tabelas 36 e 37 mostram os resultados de uma amostra de pinhatildeo obtido

por cada uma das matrizes

Usinagem dos componentes

Tratamento teacutermico

Retificaccedilatildeo e Montagem

Fabricaccedilatildeo dos eletrodos por

eletroerosatildeo ao fio

Eletroerosatildeo por penetraccedilatildeo da

cavidade

Polimento e Revestimento

Superficial

112

Tabela 34 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para cavidade de matriz com sistema de aneacuteis de cintamento convencional

Grau de qualidade de engrenagem para ferramenta com aneacuteis convencionais de cintamento

esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 14 10 18 11 31 119891119867120572 21 10 20 10 11 8

8 14 8 18 10 30 119865120572 21 9 21 9 13 7

2 1 6 6 6 5 119891119891120572 4 5 4 5 3 4

8 10 8 10 9 16 119891119867120573 10 8 17 9 14 9

7 10 7 9 8 17 119865120573 11 7 17 9 14 8

2 1 4 2 4 2 119891119891120573 3 4 2 2 1 1

10 23 119891119901119905 24 10

11 69 119865119901 64 10

10 52 119865119903

Tabela 35 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para cavidade de matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON

Grau de qualidade de engrenagem para ferramenta com aneacuteis de cintamento STRECON

esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


0 1 8 11 6 5 119891119867120572 13 9 12 8 13 9

2 2 7 11 6 9 119865120572 12 7 12 7 12 7

3 2 4 3 5 5 119891119891120572 3 4 2 3 1 1

1 1 5 3 6 5 119891119867120573 2 4 4 5 1 0

3 2 4 4 5 5 119865120573 4 4 5 5 1 0

3 2 2 1 3 2 119891119891120573 2 2 2 3 1 0

7 9 119891119901119905 9 7

7 21 119865119901 19 7

7 16 119865119903

Os resultados mostram que a qualidade da cavidade quando montada em aneacuteis de

cintamento convencionais diminui em relaccedilatildeo aos desvios de perfil heacutelice e passo Contudo

este ensaio bem como o apresentado pela tabela 35 foi realizado em maacutequina que possui erro

113

de posicionamento e acabamento superficial elevados Desta forma eacute possiacutevel a obtenccedilatildeo de

melhores resultados dimensionais em caso da utilizaccedilatildeo de maacutequina de maior precisatildeo

Tabela 36 ndash Resultados de desvios de grau de qualidade de engrenagem para pinhatildeo produzido com sistema de aneacuteis de cintamento convencionais

Grau de qualidade de engrenagem para pinhatildeo produzido c aneacuteis convencionais de cintamento

esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 13 10 18 10 19 119891119867120572 20 10 21 10 20 10

9 23 10 28 10 27 119865120572 26 10 24 9 28 10

9 16 9 16 9 18 119891119891120572 18 9 12 8 16 9

5 3 5 4 6 5 119891119867120573 57 6 6 6 3 5

6 6 8 13 7 12 119865120573 13 8 24 7 7 6

6 4 8 11 8 9 119891119891120573 12 9 12 8 5 6

8 10 119891119901119905 11 8

6 13 119865119901 11 5

9 30 119865119903

Tabela 37 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para pinhatildeo produzido com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON

Grau de qualidade de engrenagem para pinhatildeo produzido com aneacuteis de cintamento STRECON

esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


9 14 10 23 10 20 119891119867120572 24 11 24 11 20 10

9 22 10 28 10 27 119865120572 32 10 28 10 25 9

8 13 8 11 8 11 119891119891120572 11 8 11 8 12 8

2 1 3 2 2 1 119891119867120573 2 3 2 3 1 2

4 3 7 11 6 8 119865120573 12 8 8 7 3 4

4 2 8 11 8 8 119891119891120573 11 8 10 8 3 5

5 4 119891119901119905 3 4

3 5 119865119901 6 4

6 9 119865119903

Baseado nas informaccedilotildees das tabelas 36 e 37 uma nova alternativa de equipamento de

eletroerosatildeo por penetraccedilatildeo foi testada A maacutequina FORM X400 tambeacutem do cataacutelogo do

fabricante GF Agie Charmilles foi utilizada A FORM X400 possui um sistema de termo-

estabilizaccedilatildeo integrado que permite corrigir os pontos localizados de aquecimento assim como

114

a CUT 300 mS Em paralelo um otimizado sistema de controle permite reduzir o desgaste do

eletrodo

A matriz MT-3673 foi novamente escopo deste teste e os eletrodos EL-0331 EL-0330 e

EL-0987 desta vez utilizando uma maacutequina modelo FORM X400 A diferenccedila aplicada neste

ensaio foi a utilizaccedilatildeo de trecircs eletrodos sendo o primeiro para desbaste e os dois restantes para

acabamento Os eletrodos EL-0331 EL-0330 e EL-0987 apresentados nas tabelas 30 31 e 32

foram utilizados Neste teste foram adicionados dispositivos de fixaccedilatildeo do fabricante 3R Estes

dispositivos permitem realizar o setup dos trecircs eletrodos em uma mesma posiccedilatildeo de referecircncia

em relaccedilatildeo agrave matriz O objetivo foi minimizar a atribuiccedilatildeo dos erros de posicionamento dos

eletrodos entre cada etapa de usinagem Os eletrodos foram fixados em uma haste fabricada

com desvio de batimento radial maacuteximo de 0005 mm Os mesmos foram fixados nas hastes e

montados nos ldquopalletsrdquo 3R A figura 82a mostra o eletrodo montado na haste e pallet 3R Apoacutes

a montagem do eletrodo o conjunto foi adaptado a uma base plana montada em maacutequina de

mediccedilatildeo tridimensional com 0003 mm de paralelismo entre faces inferior e superior conforme

a figura 90b

a) b)

Figura 90 ndash a) Eletrodo montado no pallet 3R b) Eletrodo montado na base para mediccedilatildeo em maacutequina tridimensional

A mediccedilatildeo em maacutequina tridimensional tem a funccedilatildeo de encontrar os erros nos eixos X e Y

do perfil de engrenagem em relaccedilatildeo ao centro de fixaccedilatildeo O conhecimento destes erros permite

fazer as devidas compensaccedilotildees dos eixos na programaccedilatildeo da FORM X400 O procedimento eacute

realizado para garantir que os eletrodos sejam posicionados no mesmo centro de fixaccedilatildeo

A erosatildeo da cavidade da matriz MT-3673 de acordo com o procedimento citado na maacutequina

FORM X400 apresentou os desvios informados na tabela 38 O ANEXO J mostra o relatoacuterio

de mediccedilatildeo realizada em maacutequina ZEISS atraveacutes do software GEAR PRO involute

115

Tabela 38 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para cavidade de matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON fabricada na FORM X400


esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 4 5 1 5 3 119891119867120572 2 4 2 4 0 4

4 4 4 3 4 4 119865120572 3 3 3 3 1 3

3 2 3 3 3 2 119891119891120572 2 3 2 3 1 3

2 0 2 -1 2 1 119891119867120573 5 4 -1 4 1 4

5 3 5 4 5 5 119865120573 4 5 4 5 4 5

6 3 6 4 6 5 119891119891120573 2 6 5 6 4 6

3 2 119891119901119905 4 5

2 4 119865119901 5 3

5 8 119865119903

A matriz foi desmontada dos aneacuteis de cintamento por enrolamento de tiras e aplicado o

revestimento PVD Produzir amostras sem a aplicaccedilatildeo de revestimento poderia representar

dano agrave superfiacutecie da cavidade da matriz e comprometer a integridade da engrenagem extrudada

Apoacutes a aplicaccedilatildeo do revestimento PVD e remontagem houve modificaccedilatildeo no grau de qualidade

dos dentes de engrenagem A tabela 39 mostra o grau de qualidade da cavidade da matriz apoacutes

a aplicaccedilatildeo do revestimento PVD O anexo L mostra o relatoacuterio de mediccedilatildeo da cavidade apoacutes

o revestimento A numeraccedilatildeo da posiccedilatildeo dos dentes foi mantida em relaccedilatildeo agrave tabela 38

Tabela 39 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de engrenagem para cavidade de matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON fabricada na FORM X400 apoacutes a aplicaccedilatildeo do revestimento PVD


esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 2 5 3 5 3 119891119867120572 2 5 3 5 -1 5

4 2 4 3 4 2 119865120572 3 5 5 5 2 5

4 1 4 3 4 2 119891119891120572 2 5 4 5 1 5

3 0 3 -1 3 2 119891119867120573 -4 5 2 5 -1 5

5 4 5 5 5 6 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 3 6 5 6 6 119891119891120573 -4 6 5 6 5 6

7 8 119891119901119905 8 7

6 15 119865119901 17 6

7 18 119865119903

116

A comparaccedilatildeo entre os resultados das tabelas 38 e 39 mostra que houve um decreacutescimo no

grau de qualidade da cavidade da matriz A aplicaccedilatildeo do revestimento na superfiacutecie pode ter

aumentado a irregularidade de forma A montagem da ferramenta tambeacutem pode ter

influenciado bem como o fato de os aneacuteis de cintamento jaacute terem passado por vaacuterios ciclos de

produccedilatildeo montagem e desmontagem o que provoca a sua deformaccedilatildeo plaacutestica

O desvio de forma de perfil (ffα) passou de grau Q3 para graus Q4 (lado esquerdo) e Q5 (lado

direito) O desvio angular de perfil (fHα) passou de grau Q4 para Q5 no lado direito mantendo-

se estaacutevel no lado esquerdo O desvio angular de linha de flanco (fHβ) sofreu decreacutescimo de um

ponto no grau de qualidade passando de Q2 para Q3 (lado esquerdo) e Q4 para Q5 (lado

direito) Os desvios individual de passo (fpt) e batimento radial (Fr) passaram ao grau de

qualidade Q7

Os graacuteficos das figuras 91a e 91b mostram a variaccedilatildeo do grau de qualidade (Q) em funccedilatildeo

dos desvios dimensionais de engrenagem para a MT-3673 antes e poacutes aplicaccedilatildeo do PVD O

maior grau de qualidade encontrado entre os flancos direito e esquerdo foi indicado nos

graacuteficos

a) b)

Figura 91 ndash Grau de qualidade (Q) X desvios dimensionais da MT-3673

Os paretos mostrados na figura 91 indicam que na usinagem por eletroerosatildeo da MT-3673

o desvio angular de linha de flanco (ffβ) sofreu a maior variaccedilatildeo no desvio dimensional

resultando no maior grau de qualidade (Q6) e mantendo-se apoacutes o PVD O desvio de forma de

perfil (ffα) e desvio passo total (Fp) atingiram o melhor grau de qualidade (Q) poreacutem apoacutes o

PVD houve um decreacutescimo de Q2 e Q3 niacuteveis respectivamente nesta variaacutevel O desvio de

passo individual (fpt) e desvio de batimento radial (Fr) atingiram os maiores desvios

dimensionais apoacutes o PVD e o seu grau de qualidade final foi Q7

A ferramenta foi colocada na prensa excecircntrica jaacute mencionada neste trabalho e amostras de

pinhotildees foram produzidas tal como mostrado na figura 92

117

Figura 92 ndash Aacuterea de montagem da ferramenta na prensa excecircntrica Amostra de pinhatildeo produzida

Foram produzidas 20 amostras de pinhotildees e a tabela 40 mostra o resultado do grau de

qualidade alcanccedilado em uma das amostras Este resultado foi semelhante para as demais

amostras O anexo M mostra o relatoacuterio de mediccedilatildeo do referido pinhatildeo

Para os desvios de perfil (ffα fHα e Fα) o pinhatildeo atingiu o grau de qualidade Q7 com dois

pontos acima da cavidade da matriz Os desvios de passo (fpt e Fp) reproduziram a cavidade da

matriz com grau de qualidade Q7 Os desvios de heacutelice (ffβ fHβ e Fβ) atenderam ao grau de

qualidade Q6 Importante observar que ateacute a tabela 37 os resultados foram atraveacutes do software

Quindos onde o grau de qualidade era atribuiacutedo a cada grupo de quatro dentes O GEAR PRO

verifica o maior desvio entre os nove dentes e atribui o grau a partir deste resultado

Tabela 40 ndash Resultados de desvios e grau de qualidade de pinhatildeo produzido por cavidade de matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON fabricada na FORM X400

Grau de qualidade de engrenagem para pinhatildeo com aneacuteis de cintamento STRECON

esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


7 -1 7 7 7 8 119891119867120572 6 7 -6 7 -7 7

7 8 7 12 7 12 119865120572 10 7 9 7 9 7

7 7 7 8 7 9 119891119891120572 7 7 4 7 5 7

6 -3 6 5 6 6 119891119867120573 -2 4 -3 4 2 4

6 4 6 8 6 8 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 4 6 5 6 6 119891119891120573 4 6 6 6 5 6

7 10 119891119901119905 9 7

7 20 119865119901 23 7

8 20 119865119903

118

O graacutefico da figura 93 mostra o grau de qualidade (Q) devido aos desvios dimensionais de

uma amostra de pinhatildeo produzido pela MT-3673 com a aplicaccedilatildeo de PVD Os desvios de perfil

(ffα fHα Fα) atingiram o grau Q7 os desvios de linha de flanco (ffβ fHβ Fβ) resultaram em grau

Q6 e os desvios de passo (fpt Fp) o grau Q7 O desvio de batimento radial (Fr) apresentou Q8

Figura 93 ndash Grau de qualidade (Q) X desvios dimensionais de pinhatildeo produzido pela MT-3673

A Tabela 41 apresenta os resultados de comparaccedilatildeo entre um eletrodo de referecircncia de

coacutedigo EL-0330 o qual eacute usinado por eletroerosatildeo em processo atual e os eletrodos usinados

por microusinagem e por eletroerosatildeo a fio (utilizando as trecircs maacutequinas e os dois diferentes

tarugos para a CUT 2000 S) tendo como base para comparaccedilatildeo as informaccedilotildees fornecidas na

mediccedilatildeo de cada um dos principais paracircmetros Foram analisados os dados de todos os dentes

medidos (ambos os lados direito e esquerdo) e o respectivo grau de qualidade maacuteximo atingido

para cada um dos paracircmetros relevantes As mediccedilotildees foram realizadas nas dependecircncias da

empresa ZEN onde foi utilizada uma maacutequina tridimensional com o software Quindos Para

comparaccedilatildeo os eletrodos foram enviados para a Fundaccedilatildeo CERTI e medidos em maacutequina

ZEISS e software GearPRO

Tabela 41 - Comparaccedilatildeo do grau de qualidade dos eletrodos de acordo com cada paracircmetro de mediccedilatildeo

Desvio

Grau de qualidade do eletrodo

Referecircncia (EL-0330)

Microfresamento Eletroerosatildeo

CUT 20P

Eletroerosatildeo CUT 2000 S CUT 300 mS

Tarugo 2 furos

Tarugo 4 furos Mediccedilatildeo

ZEN Mediccedilatildeo

Certi

Perfil fHα 9 11 11 7 7 6 5 Fα 8 10 10 6 6 7 5 ffα 7 9 8 7 7 6 5

Heacutelice fHβ 4 4 7 2 3 1 2 Fβ 8 4 7 3 6 1 1 ffβ 7 5 7 4 6 1 0

Passo Fp 4 4 12 5 4 2 4 fp 5 7 11 8 6 5 4

Batimento radial Fr 6 4 12 7 4 3 5

Grau de qualidade

9 11 12 8 7 7 5

119

Para avaliar a qualidade superficial dos perfis obtidos trecircs mediccedilotildees de rugosidade foram

realizadas em dois dentes de cada um dos eletrodos Este procedimento eacute ilustrado na figura 94

Figura 94 - Procedimento de mediccedilatildeo de rugosidade no perfil do dente dos eletrodos usinados

Devido agrave curvatura do perfil evolvente apenas um comprimento limitado (~1 mm) pocircde ser

aferido no perfilocircmetro A Tabela 42 apresenta os resultados de rugosidade para eletrodo

Tabela 42 ndash Mediccedilatildeo da rugosidade meacutedia (Ra) dos flancos de dentes dos eletrodos EL-0330 usinados

Ra (microm) Microfresamento Eletroerosatildeo a fio

Dente 1 Dente 2 Dente 1 Dente 2 M1 06214 05482 02154 03095 M2 05082 05452 02477 02488 M3 05298 04979 02833 02418

Meacutedia 05418 02578

Os resultados das tabelas 41 e 42 mostram que o processo de microfresamento eacute promissor

para a fabricaccedilatildeo de eletrodos em cobre poreacutem necessita de maior pesquisa e otimizaccedilatildeo de

seus paracircmetros onde os passes consecutivos e deslocados lateralmente (ae) tecircm impacto no

crescente desvio de forma de perfil dos dentes da engrenagem

No caso dos eletrodos referecircncia e usinado por microfresamento o desvio angular de perfil

(fHα) eacute a caracteriacutestica mais criacutetica e portanto determinante do grau de qualidade geral do

eletrodo Para a fabricaccedilatildeo por eletroerosatildeo com a CUT 20 P o desvio de passo acumulado

(Fp) o batimento radial (Fr) e desvio angular (fHα) satildeo as caracteriacutesticas mais criacuteticas Jaacute a

fabricaccedilatildeo por eletroerosatildeo com a CUT 2000 S o maior desvio foi no passo (Fr) sendo que

provavelmente houve um deslocamento da peccedila durante a sua usinagem

A inclusatildeo da maacutequina CUT 300 mS nesta pesquisa proporcionou resultados superiores em

relaccedilatildeo aos obtidos pelas maacutequinas anteriores Os resultados das tabelas 27 a 32 evidenciam a

superioridade do processo desenvolvido para a usinagem com este modelo de maacutequina A CUT

300 mS aleacutem de possuir maior precisatildeo de posicionamento e acabamento em relaccedilatildeo agraves demais

maacutequinas tambeacutem possui sistema interno de estabilizaccedilatildeo de temperatura em relaccedilatildeo ao

ambiente Estas caracteriacutesticas aliadas agrave conceitos particulares de projeto de engrenagem

contribuem para a obtenccedilatildeo de uma melhor qualidade de engrenagem dos eletrodos

120

6 DISCUSSOtildeES DOS RESULTADOS

O desenvolvimento da ferramenta de extrusatildeo de engrenagens de precisatildeo a frio considerou

etapas que passaram pela simulaccedilatildeo numeacuterica do comportamento dos aneacuteis de cintamento e o

seu resultado no produto de extrusatildeo definiccedilatildeo das etapas de usinagem por eletroerosatildeo para a

fabricaccedilatildeo de eletrodos e cavidade de matriz e a determinaccedilatildeo das curvas de escoamento do accedilo

SAE 10B22 utilizado na fabricaccedilatildeo dos pinhotildees para impulsor de partida citados descritos neste

trabalho

As curvas mostradas nas figuras 17 18 e 19 referentes ao accedilo SAE 10B22 e obtidas atraveacutes

do software JMatPro quando comparadas com as curvas obtidas atraveacutes do ensaio de

compressatildeo (fig 47 48 e 49) mostram divergecircncias no comportamento tensatildeo-deformaccedilatildeo o

que demonstra que ensaios experimentais satildeo importantes para validar os resultados de

simulaccedilatildeo computacional Considerando a deformaccedilatildeo verdadeira (φ) de 002 agrave T=20ordmC e

velocidade de deformaccedilatildeo () de 1 s-1 o software JMatPro indica a tensatildeo de escoamento igual

a 3434 Nmm2 O ensaio de compressatildeo mostrou uma tensatildeo de escoamento de 4111 Nmm2

No caso da utilizaccedilatildeo das curvas do JMatPro nas simulaccedilotildees os esforccedilos de extrusatildeo seriam

menores visto que as o erro destas curvas em relaccedilatildeo agraves obtidas por ensaio eacute deslocado em

direccedilatildeo a zero ou seja as tensotildees de escoamento simuladas satildeo menores Isto pode causar erro

no dimensionamento do projeto da ferramenta e principalmente dos aneacuteis de cintamento

Kang et al (2007) [84] estudou o efeito da deformaccedilatildeo elaacutestica sobre matrizes de extrusatildeo

A deformaccedilatildeo elaacutestica ocorre devido agraves etapas de carregamento descarregamento e extraccedilatildeo

da peccedila Portanto a dimensatildeo final da engrenagem seraacute diferente daquela fabricada para a

cavidade da matriz O conceito de preacute-tensionamento de matrizes por enrolamento de tiras

proporciona maior resistecircncia agraves altas tensotildees de extrusatildeo direta a frio em comparaccedilatildeo com os

sistemas convencionais e consequente reduccedilatildeo da deformaccedilatildeo elaacutestica da matriz como

estudado por Groenbaek e Nielsen (1997) [78]

A simulaccedilatildeo computacional mostrou que quanto maior o estado de tensotildees compressivas da

matriz com a accedilatildeo dos aneacuteis de cintamento menor seraacute a sua deformaccedilatildeo elaacutestica Os desvios

dimensionais devido agrave expansatildeo da matriz satildeo reduzidos Aliado a maior precisatildeo na fabricaccedilatildeo

de geometria da cavidade da matriz por eletroerosatildeo os desvios de flanco da engrenagem

extrudada a frio seratildeo minimizados A tabela 17 mostrou que o deslocamento ocorrido nas

matrizes e aneacuteis de cintamento apoacutes o preacute-tensionamento foi superior para a ferramenta

montada com os aneacuteis por enrolamento de tiras havendo uma maior contraccedilatildeo nas matrizes

internas de 005 mm em relaccedilatildeo agraves matrizes preacute-tensionadas pelo sistema de duplo anel

121

As tensotildees tangencial (σt) axial (σz) e radial (σr) satildeo superiores para a ferramenta por

enrolamento de tiras Desta forma a tensatildeo equivalente (σe) na regiatildeo interna da cavidade da

matriz eacute aproximadamente quatro vezes superior ao sistema de duplo anel Esta caracteriacutestica

proporciona uma menor deformaccedilatildeo elaacutestica dos componentes da ferramenta durante o ciclo de

extrusatildeo da engrenagem A tensatildeo equivalente (σe) calculada pela teoria de von Mises

correspondeu aos resultados de simulaccedilatildeo numeacuterica o que mostra o alinhamento com a teoria

A simulaccedilatildeo numeacuterica do pinhatildeo extrudado pela matriz por enrolamento de tiras mostrou o

ponto 2 onde haacute a transiccedilatildeo do perfil da geratriz para formaccedilatildeo do dente como o de

concentraccedilatildeo das maiores tensotildees e desta forma maior tensatildeo equivalente (σe)

Pode-se notar que no atual estaacutegio de maturidade do processo apenas o eletrodo fabricado

pelo processo de eletroerosatildeo a fio utilizando a maacutequina CUT 300 mS obteve resultado melhor

(Q 5) quando comparado com o eletrodo referecircncia (Q 9) Diversos fatores contribuiacuteram para

este resultado sendo um deles quando utilizado o eletrodo com mais pontos de entrada do fio

para a erosatildeo Isto se deve ao fato de com mais pontos de ancoragem da engrenagem no material

que seraacute removido a peccedila se manteacutem mais riacutegida garantindo melhor qualidade do corte por

eletroerosatildeo

bull A maacutequina de erosatildeo por penetraccedilatildeo FORM X400 proporcionou evoluccedilatildeo nos resultados

dimensionais O desvio de perfil (α) o qual era o de mais baixa qualidade teve melhora

significativa O desvio de forma de flanco (ffβ) sofreu uma variaccedilatildeo em um dos dentes e

apresentou grau Q6 Os demais desvios de Passo (Fp) e Batimento Radial (Fr) atingiram

o grau de qualidade Q5

bull A utilizaccedilatildeo do terceiro eletrodo com afastamento reduzido em relaccedilatildeo ao perfil final da

cavidade foi fundamental na melhoria dos resultados Este eletrodo teve a funccedilatildeo de

remover uma miacutenima camada de material e corrigir as deformaccedilotildees maiores provenientes

das etapas anteriores

bull Os pinhotildees reproduzidos atenderam ao grau de qualidade Q7 havendo um desvio como

esperado em relaccedilatildeo ao grau de qualidade obtido na cavidade da engrenagem apoacutes a

extraccedilatildeo Verificou-se que o grau de qualidade da cavidade da matriz sofreu piora com

a desmontagem e aplicaccedilatildeo do revestimento PVD Esta etapa do processo necessita de

ajustes para poder aplicar o menor erro possiacutevel ao resultado da usinagem por penetraccedilatildeo

da cavidade Em paralelo a melhoria no posicionamento dos eletrodos e referecircncias de

usinagem da ferramenta podem melhorar o grau de qualidade da cavidade reduzir seus

erros apoacutes o revestimento PVD e obter um pinhatildeo com maior precisatildeo

122

7 CONCLUSOtildeES

Os resultados das tabelas 34 35 36 e 37 evidenciaram que a diferenccedila meacutedia de dois graus

de qualidade de engrenagem da cavidade das matrizes e o seu produto de extrusatildeo A

deformaccedilatildeo elaacutestica do ferramental a qual proporciona uma deformaccedilatildeo plaacutestica no extrudado

satildeo fatores que contribuem para variaccedilatildeo do grau de qualidade do perfil de engrenagem do

pinhatildeo

Individualmente a matriz montada com os aneacuteis de compressatildeo STRECON e usinada na

maacutequina FORM X400 apresentou desvios de perfil (Q de 10 para 5) desvios de linha de flanco

(Q de 8 para 5) desvios de passo (Q de 8 para 3) e batimento radial (Q de 9 para 5) reduzidos

em relaccedilatildeo a com aneacuteis convencionais e usinados pela maacutequina Agietron Advance 3 o que

resultou em grau de qualidade de engrenagem de maior precisatildeo Os resultados dos pinhotildees

produzidos pela ferramenta do processo original com aneacuteis de cintamento convencionais e

maacutequina de erosatildeo de menor precisatildeo quando comparados com os pinhotildees dos aneacuteis por

enrolamento de tiras e matriz usinada pela FORM X400 tiveram melhora significativa Os

desvios de perfil tiveram seu grau de qualidade melhorado de Q10 para Q7 desvios de linha de

flanco de Q8 para Q6 Os desvios de passo (Q de 8 para 7) e batimento radial (Q de 9 para 8)

foram prejudicados pela etapa de desmontagem e revestimento da matriz que elevou estes

desvios da cavidade

A simulaccedilatildeo numeacuterica foi realizada em uma primeira etapa para verificaccedilatildeo do efeito dos

aneacuteis de cintamento no produto de extrusatildeo A segunda etapa de simulaccedilatildeo onde o aumento do

preacute-tensionamento na ferramenta foi aplicado devido ao aumento da interferecircncia de

montagem mostrou que eacute possiacutevel minimizar o efeito do comportamento elaacutestico da ferramenta

com o correto dimensionamento dos aneacuteis de cintamento A anaacutelise por simulaccedilatildeo numeacuterica

dos dois sistemas de preacute-tensionamento mostrou que o sistema por enrolamento de tiras

proporciona uma rigidez global superior ao sistema convencional de duplo anel O efeito dos

aneacuteis por enrolamento de tiras foi fundamental na melhoria da qualidade de engrenagem

extrudada a frio

Estudos indicaram que a usinagem de precisatildeo de eletrodos e cavidade da matriz baseado

na geometria dos flancos e a consequente reduccedilatildeo dos seus desvios podem resultar em graus de

qualidade de engrenagem superiores nos produtos de extrusatildeo a frio Estes conceitos apoiados

pela tecnologia adequada de fabricaccedilatildeo de ferramentas a qual estaacute relacionada ao maquinaacuterio

utilizado para fabricaccedilatildeo bem como a mediccedilatildeo correta do que eacute fabricado satildeo fundamentais

para atingir o grau de qualidade de engrenagem desejada

123

8 SUGESTOtildeES PARA TRABALHOS FUTUROS

O processo proposto para a fabricaccedilatildeo de ferramentas de precisatildeo mostrou-se robusto e

eficiente Contudo outras teacutecnicas de fabricaccedilatildeo de eletrodos podem ser estudadas

principalmente a tecnologia de microfresamento vista neste estudo poreacutem pouco explorada

O microfresamento para a fabricaccedilatildeo de eletrodos apresentou potencial e pode ser refinado

Este eacute um estudo sugerido para continuidade

A tecnologia de preacute-tensionamento de ferramentas desenvolvida pela empresa STRECON eacute

eficiente e atribui maior resistecircncia ao ferramental Entretanto o sistema eacute considerado de alto

custo se comparado com o sistema de aneacuteis convencionais O estudo por simulaccedilatildeo

computacional e ensaios praacuteticos para definiccedilatildeo de uma tecnologia de mais baixo custo e

rendimento similar estaria no escopo dos proacuteximos trabalhos

A velocidade de deformaccedilatildeo tem impacto direto na qualidade resultante da engrenagem

extrudada A aplicaccedilatildeo de prensas com sistema de servo-acionamento onde as curvas de

atuaccedilatildeo da prensa podem ser programadas em conjunto com uma ferramenta fabricada com

alta precisatildeo eacute um escopo de proacuteximos estudos a serem realizados

Outro importante ingrediente eacute o custo envolvido da ferramenta O custo das matrizes estaacute

entre 10 e 15 do custo do extrudado entretanto o custo indireto pode ser superior agrave 70 Isto

inclui o custo dos materiais e usinagem das matrizes O custo variaacutevel na conclusatildeo das matrizes

eacute importante Se a qualidade da matriz for comprometida isto pode parar uma produccedilatildeo Em

resumo a reduccedilatildeo de sucata e a longa vida uacutetil de ferramentas satildeo a mais efetiva forma de

reduccedilatildeo de energia e custos os quais satildeo objetivo de qualquer especialista de processos ou

supervisor de planta Metas como estas satildeo essenciais para a sobrevivecircncia de forjarias em

longo prazo bem como a sustentabilidade de uma nova geraccedilatildeo de componentes proacuteximos de

sua forma final com alta precisatildeo

O controle de custos de fabricaccedilatildeo relacionado com gerenciamento da vida uacutetil de

ferramentas de extrusatildeo eacute escopo para estudos futuros

124

9 REFEREcircNCIAS BIBLIOGRAacuteFICAS

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135

10 ANEXOS

ANEXO A

Dados simulados das curvas de escoamento verdadeiras p o accedilo SAE 10B22 (=001 s-1) Fonte JMatPro

Deformaccedilatildeo verdadeira (φ)

Velocidade de deformaccedilatildeo 001 s-1 () Tensatildeo de escoamento (Nmm2)

T = 20degC T = 100degC T = 200degC T = 300degC T = 400degC T = 500degC

0 1707 1222 904 744 658 614

002 3231 2732 2351 2107 1924 1771

006 3989 3489 3084 2803 2570 2355

010 4406 3913 3503 3203 2942 2690

012 4566 4078 3665 3359 3088 2822

016 4830 4351 3938 3622 3332 3042

020 5046 4576 4164 3840 3536 3225

022 5141 4676 4265 3937 3626 3307

026 5312 4856 4446 4113 3791 3454

030 5463 5016 4608 4271 3938 3586

032 5533 5089 4683 4344 4006 3648

036 5662 5227 4823 4480 4133 3762

040 5781 5353 4952 4605 4251 3867

042 5836 5412 5013 4665 4306 3917

046 5941 5525 5128 4777 4412 4011

050 6039 5630 5236 4883 4511 4100

060 6260 5867 5481 5122 4735 4301

070 6452 6076 5696 5334 4933 4478

136

ANEXO B

Dados simulados das curvas de escoamento verdadeiras para o accedilo SAE 10B22 (=1 s-1) Fonte JMatPro




0 1905 1371 1019 840 743 692

002 3434 2907 2505 2248 2055 1893

006 4198 3678 3259 2967 2725 2501

010 4616 4108 3687 3379 3110 2850

012 4775 4274 3853 3539 3260 2986

016 5039 4550 4131 3809 3512 3214

020 5253 4777 4361 4032 3722 3403

022 5348 4877 4463 4131 3815 3487

026 5517 5058 4647 4312 3984 3639

030 5667 5218 4812 4472 4135 3775

032 5736 5292 4888 4546 4204 3838

036 5864 5430 5029 4685 4335 3956

040 5981 5556 5160 4813 4455 4064

042 6036 5616 5221 4874 4512 4115

046 6140 5729 5338 4988 4620 4212

050 6237 5834 5447 5096 4721 4303

060 6453 6071 5694 5339 4950 4509

070 6643 6278 5911 5554 5152 4691

137

ANEXO C





000 2012 1451 1082 892 789 735

002 3541 2998 2585 2321 2123 1957

006 4306 3775 3348 3051 2805 2577

010 4723 4208 3780 3468 3196 2931

012 4882 4374 3948 3631 3348 3069

016 5144 4651 4229 3904 3604 3301

020 5358 4878 4460 4129 3816 3493

022 5452 4978 4562 4229 3910 3578

026 5621 5159 4748 4411 4081 3733

030 5769 5320 4913 4573 4234 3871

032 5838 5394 4990 4648 4304 3935

036 5965 5531 5132 4788 4436 4054

040 6081 5657 5263 4917 4558 4163

042 6135 5717 5325 4978 4615 4215

046 6238 5829 5442 5093 4724 4314

050 6334 5934 5551 5202 4826 4406

060 6549 6170 5799 5446 5057 4614

070 6736 6377 6016 5662 5261 4798

138

ANEXO D

Resultados do ensaio para as curvas de escoamento verdadeiras para o accedilo SAE 10B22 (=005 s-1)




002 3878 3794 3667 3530 3386 3237

006 4872 4766 4607 4435 4254 4067

010 5417 5299 5122 4931 4730 4522

014 5808 5683 5493 5288 5072 4849

018 6120 5987 5787 5571 5344 5109

020 6255 6119 5915 5694 5462 5222

022 6380 6242 6033 5808 5571 5326

026 6605 6462 6246 6013 5768 5514

030 6804 6657 6435 6194 5942 5680

034 6983 6832 6604 6357 6098 5830

038 7146 6992 6758 6506 6241 5966

040 7223 7066 6831 6575 6307 6030

042 7296 7138 6900 6642 6372 6091

046 7436 7275 7032 6769 6493 6207

050 7565 7402 7154 6887 6606 6316

054 7687 7521 7270 6998 6713 6417

058 7802 7633 7378 7103 6813 6513

060 7857 7687 7430 7153 6861 6559

062 7911 7740 7481 7202 6908 6604

066 8014 7841 7579 7296 6998 6690

070 8113 7937 7672 7385 7084 6772

139

ANEXO E





002 4111 4022 3888 3743 3590 3432

006 5165 5053 4884 4702 4510 4311

010 5743 5618 5431 5228 5015 4794

014 6158 6025 5823 5606 5377 5141

018 6488 6347 6135 5906 5665 5416

020 6631 6488 6271 6037 5791 5536

022 6764 6617 6396 6157 5906 5646

026 7002 6851 6622 6375 6115 5846

030 7214 7057 6822 6567 6299 6022

034 7404 7243 7001 6740 6465 6180

038 7576 7412 7165 6897 6616 6325

040 7658 7492 7242 6971 6687 6392

042 7736 7568 7315 7042 6755 6458

046 7883 7712 7455 7176 6884 6581

050 8021 7847 7585 7302 7004 6696

054 8150 7973 7707 7419 7117 6803

058 8272 8092 7822 7530 7223 6905

060 8330 8150 7878 7583 7274 6954

062 8387 8205 7931 7635 7324 7001

066 8496 8312 8035 7735 7419 7093

070 8601 8415 8134 7830 7511 7180

140

ANEXO F





002 42985 42054 40650 39131 37537 35884

006 53996 52826 51063 49155 47152 45076

010 60036 58736 56775 54654 52426 50118

014 64379 62985 60882 58608 56219 53744

018 67827 66358 64143 61746 59230 56622

020 69327 67825 65561 63112 60540 57874

022 70712 69181 66871 64373 61749 59031

026 73207 71622 69231 66644 63928 61114

030 75415 73781 71318 68653 65856 62956

034 77400 75723 73195 70461 67589 64614

038 79208 77492 74905 72106 69168 66123

040 80055 78322 75707 72878 69908 66831

042 80870 79119 76477 73620 70620 67511

046 82412 80627 77935 75024 71966 68798

050 83851 82035 79296 76333 73223 69999

054 85201 83356 80573 77563 74402 71126

058 86474 84602 81777 78722 75514 72189

060 87085 85199 82355 79278 76047 72699

062 87680 85781 82917 79819 76566 73196

066 88825 86902 84000 80862 77567 74152

070 89917 87969 85032 81856 78520 75063

141

ANEXO G

Desenho do sistema de acionamento de junta articulada do martelo da prensa mecacircnica utilizada nos experimentos

Fonte Manual Komatsu MKN 450 A

142

ANEXO H

Lista de peccedilas do sistema de acionamento do martelo da prensa

143

ANEXO I

Certificado de material do accedilo 10B22 utilizado nos experimentos Emitido pela Gerdau Accedilos Finos Piratini em julho de 2018

144

ANEXO J

Relatoacuterio de mediccedilatildeo do grau de engrenagem de cavidade da MT-3673 fabricada em maacutequina FORM X400 Pg1

145


146


147


148

ANEXO L

Relatoacuterio de mediccedilatildeo do grau de engrenagem de cavidade da MT-3673 fabricada em maacutequina FORM X400 Poacutes-revestimento Pg1

149


150


151


152

ANEXO M

Relatoacuterio de mediccedilatildeo do pinhatildeo obtido por matriz com sistema de aneacuteis de cintamento STRECON fabricada na FORM X400 Pg1

153


154


155


II





Estudo da influecircncia dos aneacuteis de cintamento sobre as matrizes de extrusatildeo a

frio de engrenagens ciliacutendricas de dentes retos com o accedilo SAE 10B22 para a

induacutestria automobiliacutestica

MSc Fabriacutecio Dreher Silveira

Engenheiro Mecacircnico

Proposta submetida agrave banca examinadora do Programa de Poacutes-Graduaccedilatildeo em Engenharia de Minas Metaluacutergica e de Materiais PPGE3M da Escola de Engenharia da Universidade Federal do Rio Grande do Sul como Tese para posterior obtenccedilatildeo do Tiacutetulo de Doutor em Engenharia

Aacuterea de Concentraccedilatildeo Processos de Fabricaccedilatildeo

Orientador Prof Dr Liacuterio Schaeffer

Banca Examinadora

Prof Dr Gilmar Ferreira Batalha ndash Escola Politeacutecnica da USP

Prof Dr Jorge Luis Braz Medeiros ndash FURG

Prof Dr Mauro Moraes de Souza ndash FEI

Prof Dr Afonso Reguly

Coordenador do PPGE3M

III







IV

AGRADECIMENTOS















V

SUMAacuteRIO


ABSTRACT XIX











A FRIO 39






VI








STRECON 72










DE ACcedilO





VII


10 ANEXOS 134










VIII

LISTA DE FIGURAS




























IX
















experimentos 72



73




escoamento 76











X

















pinhatildeo 91





94


95


XI




















XII

LISTA DE TABELAS



























XIII










na CUT 300 mS 108


na CUT 300 mS 109
















XIV






XV








XVI










XVII












EL Eletrodo






MT Matriz






XVIII

RESUMO























11 para 7



XIX

ABSTRACT






















machining

20
































21









temperatura























22

































23








ENGRENAGEM





CINTAMENTO



de montagem






extrusatildeo






projeto

MATEacuteRIA-PRIMA





PROCESSO





RESULTADOS




tiras






24
































25










seguintes etapas




















26









27











hidraacuteulicas


[15]



(figura 3)





28







a) b)














29

























222 Matrizes







30




















31














extrusatildeo










32














figura 7




Nmm2



σr lt 1000

1000 lt σr lt 1600

1600 lt σr lt 2200

2200 lt σr

nenhum

um

dois

trecircs

4 a 5

4 a 6

4 a 6

4 a 6

d1=dA D=dA2B

d1=09radic119863 119889 d2=09radic119863 1198891

33


A = [12 (1 + 1119861 ) minus 119880]12 eq (1)

sendo 119861 = 119896119891119898119886119905119903119894119911119896119891119888119894119899119905 e 119880 = 120590119903119896119891119898119886119905119903119894119911



1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) eq (2)

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) eq (3)














matrizes




34


excentricidade



















35




























36


119879119903 = 119865 119878119882 eq (6)



























37




Ff = Fc + Fd eq (9)











38




(10) 120591 = 120583 119875 para 0le 120583 le0577 eq (10)


























39








na figura 11

Sendo




ser citadas














40

























41



















42
















43




























externo

44






























10B22 0232 0893 0242 0180 008 0042 00059 0233 00015 0008 0020

45


Fonte JMatPro [41]


00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

00

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

600

70

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

k f)

[Nm

m2 ]



00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

man

ento

(k

f) [

Nm

m2 ]



46


















00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

kf)

[Nm

m2]



47


NORMA ASSUNTO


precisatildeo ISO


Engrenagens


Ciliacutendricas


Helicoidais












engrenagens













48



















dente





49


total do dente




mediccedilatildeo







conservativo


50














51





mais conservativo











concentricidade







52









(12)










Diacircmetro

primitivo

Oslashp (mm)

Moacutedulo

(N)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fα (μm)


2leNle35 12 17 23 33 47 65 95 130 190 260 370 530 750

20leOslashple50

05leNle2 09 13 18 26 36 50 75 100 150 210 290 410 580

2leNle35 13 18 25 36 50 70 100 140 200 290 400 570 810

35leNle6 16 22 31 44 60 90 120 180 250 350 500 700 990

6leNle10 19 27 38 55 75 110 150 220 310 430 610 870 1230







53







EXTRUSAtildeO


























54

























matriz

55
































56













arestas




















57






























teacutermica (к)

58































59





















60









FORM X400

61















62



de microfresamento



Cobre Cu 9950

Zinco Zn 006

Chumbo Pb 005

Manganecircs Mn 005

Carbono C 005

Estanho Sn 004

Ferro Fe 003


Outros lt002



















63













EL-0987 Acabamento










64








cintamento

65


TIRAS DE ACcedilO


















66





prensa


ferramentas






sentido axial


porta-ferramentas


da matriz


cavidade da matriz


peccedila

67

a) b)







120593 = 119897119899 (11986001198601) = 119897119899 ( 397922605) = 0565 eq (15)







68

119865 = 3979 3275 0565 (1 + 201119904119890119899(2(90minus20180 )120587) + 23 (90minus20180 )1205870565 ) + 120587 262 01 1905 145

= 5479438 N asymp 548 kN



















69


1199111 = 0535 119898119898


1199112 = 0617 119898119898



Desta forma 1205761198911 = 0535653 = 00081 = 081 1205761198912 = 06171022 = 0006 = 06




seguidos








12343) com 464 HRC






70







tabela 12

71


eacute 14529 Nmm2




(mm)










seguir

















72




















STRECON



73

















a) b)









74























75














10B22 019 088 024 015 008 004 0005 016 00018 0005 0006


C Mn Si B














Dureza

(HB)

σtr


Grau de


()

Camada meacutedia

descarbonetada

(mm)

TG


481 701 2 80 023 6

76





















77
















0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

kf)

[Nm

m2 ]



78








Fonte IFU Stuttgart


000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



79


A FRIO








a) b)








acabamento


80







(mm)




Extra 0406



7 Extrator SAE 4340









duplo

81























102









erosatildeo













103







TrimCut 1 a 4)




















de acabamento






104





2000 S












26

105











86c

106

a) b) c)







esquerdo direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


3 2 4 3 3 2 119943119919120630 3 4 2 2 2 4

2 2 4 4 2 2 119917120630 3 3 2 2 2 2

1 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 3 1 2 1 1

0 1 0 1 1 1 119943119919120631 1 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 1 119917120631 1 0 1 0 1 0

0 1 0 1 1 1 119943119943120631 1 1 1 4 1 1

3 3 119943119953119957 6 4

3 6 119917119953 6 3

5 8 119917119955


107



Esquerdo Direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


0 0 4 3 3 2 119943119919120630 3 5 5 6 3 4

0 1 3 3 1 2 119917120630 4 3 4 4 3 3

1 1 2 2 2 1 119943119943120630 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 119943119919120631 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 1 2 119917120631 1 1 1 1 1 0

2 1 2 1 3 2 119943119943120631 1 2 1 1 1 1

2 4 119943119953119957 3 4

1 3 119917119953 5 3

3 4 119917119955



Esquerdo direito

Q

11109 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

91011 Q


5 2 3 2 3 2 119943119919120630 3 4 3 5 4 5

2 2 1 2 2 2 119917120630 3 3 3 3 3 3

0 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 0 2 2 1 0

0 0 0 1 0 0 119943119919120631 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 0 1 119917120631 1 4 4 1 1 0

1 1 1 1 1 1 119943119943120631 1 4 3 1 1 0

4 4 119943119953119957 3 4

3 6 119917119953 8 4

5 8 119917119955

108



31 e 32



Esquerdo Direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


4 0 4 2 4 2 119943119919120630 2 3 2 3 1 3

4 3 4 3 4 4 119917120630 4 4 4 4 4 4

5 3 5 2 5 4 119943119943120630 4 5 3 5 3 5

3 1 3 1 3 2 119943119919120631 -1 0 1 0 0 0

8 3 8 14 8 14 119917120631 3 3 3 3 1 3

9 2 9 14 9 14 119943119943120631 3 4 3 4 1 4

4 3 119943119953119957 5 6

2 4 119917119953 6 4

5 7 119917119955



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


5 1 5 2 5 4 119943119919120630 2 6 2 6 5 6

5 2 5 3 5 6 119917120630 4 5 4 5 5 5

6 2 6 2 6 5 119943119943120630 3 4 3 4 3 4

5 2 5 3 5 -4 119943119919120631 -4 5 -3 5 0 5

4 4 4 3 4 4 119917120631 4 6 7 6 1 6

5 4 5 1 5 1 119943119943120631 2 6 7 6 1 6

5 4 119943119953119957 4 5

4 7 119917119953 4 2

5 9 119917119955

109



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


6 -4 6 4 6 -5 119943119919120630 5 6 3 6 3 6

6 9 6 5 6 7 119917120630 6 5 6 5 3 5

6 6 6 5 6 4 119943119943120630 4 5 5 5 3 5

2 -1 2 -2 2 2 119943119919120631 1 2 5 2 0 2

4 2 4 4 4 2 119917120631 5 4 5 4 2 4

5 2 5 4 5 2 119943119943120631 6 6 -1 6 2 6

9 18 119943119953119957 15 9

7 21 119917119953 19 7

8 22 119917119955





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


7 6 7 7 8 12 119943119919120630 12 9 5 6 3 4

6 7 5 6 7 10 119917120630 11 7 7 6 4 4

4 3 4 4 5 5 119943119943120630 7 7 7 5 5 5

5 4 5 5 5 4 119943119919120631 5 5 5 5 3 4

4 4 4 5 4 5 119917120631 5 4 5 4 5 5

2 2 5 4 5 4 119943119943120631 4 5 4 5 5 6

7 9 119943119953119957 7 6

7 19 119917119953 19 7

9 35 119917119955

110






DE ACcedilO










b) Sistema STRECON

111







521 Resultados






















cavidade


Superficial

112



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 14 10 18 11 31 119891119867120572 21 10 20 10 11 8

8 14 8 18 10 30 119865120572 21 9 21 9 13 7

2 1 6 6 6 5 119891119891120572 4 5 4 5 3 4

8 10 8 10 9 16 119891119867120573 10 8 17 9 14 9

7 10 7 9 8 17 119865120573 11 7 17 9 14 8

2 1 4 2 4 2 119891119891120573 3 4 2 2 1 1

10 23 119891119901119905 24 10

11 69 119865119901 64 10

10 52 119865119903



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


0 1 8 11 6 5 119891119867120572 13 9 12 8 13 9

2 2 7 11 6 9 119865120572 12 7 12 7 12 7

3 2 4 3 5 5 119891119891120572 3 4 2 3 1 1

1 1 5 3 6 5 119891119867120573 2 4 4 5 1 0

3 2 4 4 5 5 119865120573 4 4 5 5 1 0

3 2 2 1 3 2 119891119891120573 2 2 2 3 1 0

7 9 119891119901119905 9 7

7 21 119865119901 19 7

7 16 119865119903




113





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 13 10 18 10 19 119891119867120572 20 10 21 10 20 10

9 23 10 28 10 27 119865120572 26 10 24 9 28 10

9 16 9 16 9 18 119891119891120572 18 9 12 8 16 9

5 3 5 4 6 5 119891119867120573 57 6 6 6 3 5

6 6 8 13 7 12 119865120573 13 8 24 7 7 6

6 4 8 11 8 9 119891119891120573 12 9 12 8 5 6

8 10 119891119901119905 11 8

6 13 119865119901 11 5

9 30 119865119903



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


9 14 10 23 10 20 119891119867120572 24 11 24 11 20 10

9 22 10 28 10 27 119865120572 32 10 28 10 25 9

8 13 8 11 8 11 119891119891120572 11 8 11 8 12 8

2 1 3 2 2 1 119891119867120573 2 3 2 3 1 2

4 3 7 11 6 8 119865120573 12 8 8 7 3 4

4 2 8 11 8 8 119891119891120573 11 8 10 8 3 5

5 4 119891119901119905 3 4

3 5 119865119901 6 4

6 9 119865119903





114


eletrodo













a figura 90b

a) b)









115



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 4 5 1 5 3 119891119867120572 2 4 2 4 0 4

4 4 4 3 4 4 119865120572 3 3 3 3 1 3

3 2 3 3 3 2 119891119891120572 2 3 2 3 1 3

2 0 2 -1 2 1 119891119867120573 5 4 -1 4 1 4

5 3 5 4 5 5 119865120573 4 5 4 5 4 5

6 3 6 4 6 5 119891119891120573 2 6 5 6 4 6

3 2 119891119901119905 4 5

2 4 119865119901 5 3

5 8 119865119903










esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 2 5 3 5 3 119891119867120572 2 5 3 5 -1 5

4 2 4 3 4 2 119865120572 3 5 5 5 2 5

4 1 4 3 4 2 119891119891120572 2 5 4 5 1 5

3 0 3 -1 3 2 119891119867120573 -4 5 2 5 -1 5

5 4 5 5 5 6 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 3 6 5 6 6 119891119891120573 -4 6 5 6 5 6

7 8 119891119901119905 8 7

6 15 119865119901 17 6

7 18 119865119903

116











qualidade Q7




graacuteficos

a) b)











117













esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


7 -1 7 7 7 8 119891119867120572 6 7 -6 7 -7 7

7 8 7 12 7 12 119865120572 10 7 9 7 9 7

7 7 7 8 7 9 119891119891120572 7 7 4 7 5 7

6 -3 6 5 6 6 119891119867120573 -2 4 -3 4 2 4

6 4 6 8 6 8 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 4 6 5 6 6 119891119891120573 4 6 6 6 5 6

7 10 119891119901119905 9 7

7 20 119865119901 23 7

8 20 119865119903

118

















Desvio




CUT 20P


Tarugo 2 furos



Certi

Perfil fHα 9 11 11 7 7 6 5 Fα 8 10 10 6 6 7 5 ffα 7 9 8 7 7 6 5


Passo Fp 4 4 12 5 4 2 4 fp 5 7 11 8 6 5 4


Grau de qualidade

9 11 12 8 7 7 5

119



























120







trabalho



























121
















eletroerosatildeo


















122

7 CONCLUSOtildeES





pinhatildeo












desvios da cavidade









extrudada a frio







123



























124




596 1991





pp 1216-1221 1993





1993





539 2002










125


















2006


Verlag 1984









Technik Berlin 1972

126











5729 2009

















USP 1996


agosto de 2018

127





1997




First Edition 1954




24 p 1992


Bevel gears 1983











1988




128






CIRP 68 p 405 ndash 410 2018













2002











129

















Technik Berlin 1973







p 87-97 1994






130































131












Catarina 2004










September 2003




1995




132

























Werkstofftech 35 1011 p 851-857 2004





133









1999




2008


















134






























135

10 ANEXOS

ANEXO A





0 1707 1222 904 744 658 614

002 3231 2732 2351 2107 1924 1771

006 3989 3489 3084 2803 2570 2355

010 4406 3913 3503 3203 2942 2690

012 4566 4078 3665 3359 3088 2822

016 4830 4351 3938 3622 3332 3042

020 5046 4576 4164 3840 3536 3225

022 5141 4676 4265 3937 3626 3307

026 5312 4856 4446 4113 3791 3454

030 5463 5016 4608 4271 3938 3586

032 5533 5089 4683 4344 4006 3648

036 5662 5227 4823 4480 4133 3762

040 5781 5353 4952 4605 4251 3867

042 5836 5412 5013 4665 4306 3917

046 5941 5525 5128 4777 4412 4011

050 6039 5630 5236 4883 4511 4100

060 6260 5867 5481 5122 4735 4301

070 6452 6076 5696 5334 4933 4478

136

ANEXO B





0 1905 1371 1019 840 743 692

002 3434 2907 2505 2248 2055 1893

006 4198 3678 3259 2967 2725 2501

010 4616 4108 3687 3379 3110 2850

012 4775 4274 3853 3539 3260 2986

016 5039 4550 4131 3809 3512 3214

020 5253 4777 4361 4032 3722 3403

022 5348 4877 4463 4131 3815 3487

026 5517 5058 4647 4312 3984 3639

030 5667 5218 4812 4472 4135 3775

032 5736 5292 4888 4546 4204 3838

036 5864 5430 5029 4685 4335 3956

040 5981 5556 5160 4813 4455 4064

042 6036 5616 5221 4874 4512 4115

046 6140 5729 5338 4988 4620 4212

050 6237 5834 5447 5096 4721 4303

060 6453 6071 5694 5339 4950 4509

070 6643 6278 5911 5554 5152 4691

137

ANEXO C





000 2012 1451 1082 892 789 735

002 3541 2998 2585 2321 2123 1957

006 4306 3775 3348 3051 2805 2577

010 4723 4208 3780 3468 3196 2931

012 4882 4374 3948 3631 3348 3069

016 5144 4651 4229 3904 3604 3301

020 5358 4878 4460 4129 3816 3493

022 5452 4978 4562 4229 3910 3578

026 5621 5159 4748 4411 4081 3733

030 5769 5320 4913 4573 4234 3871

032 5838 5394 4990 4648 4304 3935

036 5965 5531 5132 4788 4436 4054

040 6081 5657 5263 4917 4558 4163

042 6135 5717 5325 4978 4615 4215

046 6238 5829 5442 5093 4724 4314

050 6334 5934 5551 5202 4826 4406

060 6549 6170 5799 5446 5057 4614

070 6736 6377 6016 5662 5261 4798

138

ANEXO D





002 3878 3794 3667 3530 3386 3237

006 4872 4766 4607 4435 4254 4067

010 5417 5299 5122 4931 4730 4522

014 5808 5683 5493 5288 5072 4849

018 6120 5987 5787 5571 5344 5109

020 6255 6119 5915 5694 5462 5222

022 6380 6242 6033 5808 5571 5326

026 6605 6462 6246 6013 5768 5514

030 6804 6657 6435 6194 5942 5680

034 6983 6832 6604 6357 6098 5830

038 7146 6992 6758 6506 6241 5966

040 7223 7066 6831 6575 6307 6030

042 7296 7138 6900 6642 6372 6091

046 7436 7275 7032 6769 6493 6207

050 7565 7402 7154 6887 6606 6316

054 7687 7521 7270 6998 6713 6417

058 7802 7633 7378 7103 6813 6513

060 7857 7687 7430 7153 6861 6559

062 7911 7740 7481 7202 6908 6604

066 8014 7841 7579 7296 6998 6690

070 8113 7937 7672 7385 7084 6772

139

ANEXO E





002 4111 4022 3888 3743 3590 3432

006 5165 5053 4884 4702 4510 4311

010 5743 5618 5431 5228 5015 4794

014 6158 6025 5823 5606 5377 5141

018 6488 6347 6135 5906 5665 5416

020 6631 6488 6271 6037 5791 5536

022 6764 6617 6396 6157 5906 5646

026 7002 6851 6622 6375 6115 5846

030 7214 7057 6822 6567 6299 6022

034 7404 7243 7001 6740 6465 6180

038 7576 7412 7165 6897 6616 6325

040 7658 7492 7242 6971 6687 6392

042 7736 7568 7315 7042 6755 6458

046 7883 7712 7455 7176 6884 6581

050 8021 7847 7585 7302 7004 6696

054 8150 7973 7707 7419 7117 6803

058 8272 8092 7822 7530 7223 6905

060 8330 8150 7878 7583 7274 6954

062 8387 8205 7931 7635 7324 7001

066 8496 8312 8035 7735 7419 7093

070 8601 8415 8134 7830 7511 7180

140

ANEXO F





002 42985 42054 40650 39131 37537 35884

006 53996 52826 51063 49155 47152 45076

010 60036 58736 56775 54654 52426 50118

014 64379 62985 60882 58608 56219 53744

018 67827 66358 64143 61746 59230 56622

020 69327 67825 65561 63112 60540 57874

022 70712 69181 66871 64373 61749 59031

026 73207 71622 69231 66644 63928 61114

030 75415 73781 71318 68653 65856 62956

034 77400 75723 73195 70461 67589 64614

038 79208 77492 74905 72106 69168 66123

040 80055 78322 75707 72878 69908 66831

042 80870 79119 76477 73620 70620 67511

046 82412 80627 77935 75024 71966 68798

050 83851 82035 79296 76333 73223 69999

054 85201 83356 80573 77563 74402 71126

058 86474 84602 81777 78722 75514 72189

060 87085 85199 82355 79278 76047 72699

062 87680 85781 82917 79819 76566 73196

066 88825 86902 84000 80862 77567 74152

070 89917 87969 85032 81856 78520 75063

141

ANEXO G



142

ANEXO H


143

ANEXO I


144

ANEXO J


145


146


147


148

ANEXO L


149


150


151


152

ANEXO M


153


154


155


III







IV

AGRADECIMENTOS















V

SUMAacuteRIO


ABSTRACT XIX











A FRIO 39






VI








STRECON 72










DE ACcedilO





VII


10 ANEXOS 134










VIII

LISTA DE FIGURAS




























IX
















experimentos 72



73




escoamento 76











X

















pinhatildeo 91





94


95


XI




















XII

LISTA DE TABELAS



























XIII










na CUT 300 mS 108


na CUT 300 mS 109
















XIV






XV








XVI










XVII












EL Eletrodo






MT Matriz






XVIII

RESUMO























11 para 7



XIX

ABSTRACT






















machining

20
































21









temperatura























22

































23








ENGRENAGEM





CINTAMENTO



de montagem






extrusatildeo






projeto

MATEacuteRIA-PRIMA





PROCESSO





RESULTADOS




tiras






24
































25










seguintes etapas




















26









27











hidraacuteulicas


[15]



(figura 3)





28







a) b)














29

























222 Matrizes







30




















31














extrusatildeo










32














figura 7




Nmm2



σr lt 1000

1000 lt σr lt 1600

1600 lt σr lt 2200

2200 lt σr

nenhum

um

dois

trecircs

4 a 5

4 a 6

4 a 6

4 a 6

d1=dA D=dA2B

d1=09radic119863 119889 d2=09radic119863 1198891

33


A = [12 (1 + 1119861 ) minus 119880]12 eq (1)

sendo 119861 = 119896119891119898119886119905119903119894119911119896119891119888119894119899119905 e 119880 = 120590119903119896119891119898119886119905119903119894119911



1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) eq (2)

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) eq (3)














matrizes




34


excentricidade



















35




























36


119879119903 = 119865 119878119882 eq (6)



























37




Ff = Fc + Fd eq (9)











38




(10) 120591 = 120583 119875 para 0le 120583 le0577 eq (10)


























39








na figura 11

Sendo




ser citadas














40

























41



















42
















43




























externo

44






























10B22 0232 0893 0242 0180 008 0042 00059 0233 00015 0008 0020

45


Fonte JMatPro [41]


00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

00

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

600

70

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

k f)

[Nm

m2 ]



00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

man

ento

(k

f) [

Nm

m2 ]



46


















00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

kf)

[Nm

m2]



47


NORMA ASSUNTO


precisatildeo ISO


Engrenagens


Ciliacutendricas


Helicoidais












engrenagens













48



















dente





49


total do dente




mediccedilatildeo







conservativo


50














51





mais conservativo











concentricidade







52









(12)










Diacircmetro

primitivo

Oslashp (mm)

Moacutedulo

(N)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fα (μm)


2leNle35 12 17 23 33 47 65 95 130 190 260 370 530 750

20leOslashple50

05leNle2 09 13 18 26 36 50 75 100 150 210 290 410 580

2leNle35 13 18 25 36 50 70 100 140 200 290 400 570 810

35leNle6 16 22 31 44 60 90 120 180 250 350 500 700 990

6leNle10 19 27 38 55 75 110 150 220 310 430 610 870 1230







53







EXTRUSAtildeO


























54

























matriz

55
































56













arestas




















57






























teacutermica (к)

58































59





















60









FORM X400

61















62



de microfresamento



Cobre Cu 9950

Zinco Zn 006

Chumbo Pb 005

Manganecircs Mn 005

Carbono C 005

Estanho Sn 004

Ferro Fe 003


Outros lt002



















63













EL-0987 Acabamento










64








cintamento

65


TIRAS DE ACcedilO


















66





prensa


ferramentas






sentido axial


porta-ferramentas


da matriz


cavidade da matriz


peccedila

67

a) b)







120593 = 119897119899 (11986001198601) = 119897119899 ( 397922605) = 0565 eq (15)







68

119865 = 3979 3275 0565 (1 + 201119904119890119899(2(90minus20180 )120587) + 23 (90minus20180 )1205870565 ) + 120587 262 01 1905 145

= 5479438 N asymp 548 kN



















69


1199111 = 0535 119898119898


1199112 = 0617 119898119898



Desta forma 1205761198911 = 0535653 = 00081 = 081 1205761198912 = 06171022 = 0006 = 06




seguidos








12343) com 464 HRC






70







tabela 12

71


eacute 14529 Nmm2




(mm)










seguir

















72




















STRECON



73

















a) b)









74























75














10B22 019 088 024 015 008 004 0005 016 00018 0005 0006


C Mn Si B














Dureza

(HB)

σtr


Grau de


()

Camada meacutedia

descarbonetada

(mm)

TG


481 701 2 80 023 6

76





















77
















0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

kf)

[Nm

m2 ]



78








Fonte IFU Stuttgart


000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



79


A FRIO








a) b)








acabamento


80







(mm)




Extra 0406



7 Extrator SAE 4340









duplo

81























102









erosatildeo













103







TrimCut 1 a 4)




















de acabamento






104





2000 S












26

105











86c

106

a) b) c)







esquerdo direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


3 2 4 3 3 2 119943119919120630 3 4 2 2 2 4

2 2 4 4 2 2 119917120630 3 3 2 2 2 2

1 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 3 1 2 1 1

0 1 0 1 1 1 119943119919120631 1 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 1 119917120631 1 0 1 0 1 0

0 1 0 1 1 1 119943119943120631 1 1 1 4 1 1

3 3 119943119953119957 6 4

3 6 119917119953 6 3

5 8 119917119955


107



Esquerdo Direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


0 0 4 3 3 2 119943119919120630 3 5 5 6 3 4

0 1 3 3 1 2 119917120630 4 3 4 4 3 3

1 1 2 2 2 1 119943119943120630 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 119943119919120631 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 1 2 119917120631 1 1 1 1 1 0

2 1 2 1 3 2 119943119943120631 1 2 1 1 1 1

2 4 119943119953119957 3 4

1 3 119917119953 5 3

3 4 119917119955



Esquerdo direito

Q

11109 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

91011 Q


5 2 3 2 3 2 119943119919120630 3 4 3 5 4 5

2 2 1 2 2 2 119917120630 3 3 3 3 3 3

0 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 0 2 2 1 0

0 0 0 1 0 0 119943119919120631 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 0 1 119917120631 1 4 4 1 1 0

1 1 1 1 1 1 119943119943120631 1 4 3 1 1 0

4 4 119943119953119957 3 4

3 6 119917119953 8 4

5 8 119917119955

108



31 e 32



Esquerdo Direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


4 0 4 2 4 2 119943119919120630 2 3 2 3 1 3

4 3 4 3 4 4 119917120630 4 4 4 4 4 4

5 3 5 2 5 4 119943119943120630 4 5 3 5 3 5

3 1 3 1 3 2 119943119919120631 -1 0 1 0 0 0

8 3 8 14 8 14 119917120631 3 3 3 3 1 3

9 2 9 14 9 14 119943119943120631 3 4 3 4 1 4

4 3 119943119953119957 5 6

2 4 119917119953 6 4

5 7 119917119955



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


5 1 5 2 5 4 119943119919120630 2 6 2 6 5 6

5 2 5 3 5 6 119917120630 4 5 4 5 5 5

6 2 6 2 6 5 119943119943120630 3 4 3 4 3 4

5 2 5 3 5 -4 119943119919120631 -4 5 -3 5 0 5

4 4 4 3 4 4 119917120631 4 6 7 6 1 6

5 4 5 1 5 1 119943119943120631 2 6 7 6 1 6

5 4 119943119953119957 4 5

4 7 119917119953 4 2

5 9 119917119955

109



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


6 -4 6 4 6 -5 119943119919120630 5 6 3 6 3 6

6 9 6 5 6 7 119917120630 6 5 6 5 3 5

6 6 6 5 6 4 119943119943120630 4 5 5 5 3 5

2 -1 2 -2 2 2 119943119919120631 1 2 5 2 0 2

4 2 4 4 4 2 119917120631 5 4 5 4 2 4

5 2 5 4 5 2 119943119943120631 6 6 -1 6 2 6

9 18 119943119953119957 15 9

7 21 119917119953 19 7

8 22 119917119955





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


7 6 7 7 8 12 119943119919120630 12 9 5 6 3 4

6 7 5 6 7 10 119917120630 11 7 7 6 4 4

4 3 4 4 5 5 119943119943120630 7 7 7 5 5 5

5 4 5 5 5 4 119943119919120631 5 5 5 5 3 4

4 4 4 5 4 5 119917120631 5 4 5 4 5 5

2 2 5 4 5 4 119943119943120631 4 5 4 5 5 6

7 9 119943119953119957 7 6

7 19 119917119953 19 7

9 35 119917119955

110






DE ACcedilO










b) Sistema STRECON

111







521 Resultados






















cavidade


Superficial

112



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 14 10 18 11 31 119891119867120572 21 10 20 10 11 8

8 14 8 18 10 30 119865120572 21 9 21 9 13 7

2 1 6 6 6 5 119891119891120572 4 5 4 5 3 4

8 10 8 10 9 16 119891119867120573 10 8 17 9 14 9

7 10 7 9 8 17 119865120573 11 7 17 9 14 8

2 1 4 2 4 2 119891119891120573 3 4 2 2 1 1

10 23 119891119901119905 24 10

11 69 119865119901 64 10

10 52 119865119903



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


0 1 8 11 6 5 119891119867120572 13 9 12 8 13 9

2 2 7 11 6 9 119865120572 12 7 12 7 12 7

3 2 4 3 5 5 119891119891120572 3 4 2 3 1 1

1 1 5 3 6 5 119891119867120573 2 4 4 5 1 0

3 2 4 4 5 5 119865120573 4 4 5 5 1 0

3 2 2 1 3 2 119891119891120573 2 2 2 3 1 0

7 9 119891119901119905 9 7

7 21 119865119901 19 7

7 16 119865119903




113





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 13 10 18 10 19 119891119867120572 20 10 21 10 20 10

9 23 10 28 10 27 119865120572 26 10 24 9 28 10

9 16 9 16 9 18 119891119891120572 18 9 12 8 16 9

5 3 5 4 6 5 119891119867120573 57 6 6 6 3 5

6 6 8 13 7 12 119865120573 13 8 24 7 7 6

6 4 8 11 8 9 119891119891120573 12 9 12 8 5 6

8 10 119891119901119905 11 8

6 13 119865119901 11 5

9 30 119865119903



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


9 14 10 23 10 20 119891119867120572 24 11 24 11 20 10

9 22 10 28 10 27 119865120572 32 10 28 10 25 9

8 13 8 11 8 11 119891119891120572 11 8 11 8 12 8

2 1 3 2 2 1 119891119867120573 2 3 2 3 1 2

4 3 7 11 6 8 119865120573 12 8 8 7 3 4

4 2 8 11 8 8 119891119891120573 11 8 10 8 3 5

5 4 119891119901119905 3 4

3 5 119865119901 6 4

6 9 119865119903





114


eletrodo













a figura 90b

a) b)









115



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 4 5 1 5 3 119891119867120572 2 4 2 4 0 4

4 4 4 3 4 4 119865120572 3 3 3 3 1 3

3 2 3 3 3 2 119891119891120572 2 3 2 3 1 3

2 0 2 -1 2 1 119891119867120573 5 4 -1 4 1 4

5 3 5 4 5 5 119865120573 4 5 4 5 4 5

6 3 6 4 6 5 119891119891120573 2 6 5 6 4 6

3 2 119891119901119905 4 5

2 4 119865119901 5 3

5 8 119865119903










esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 2 5 3 5 3 119891119867120572 2 5 3 5 -1 5

4 2 4 3 4 2 119865120572 3 5 5 5 2 5

4 1 4 3 4 2 119891119891120572 2 5 4 5 1 5

3 0 3 -1 3 2 119891119867120573 -4 5 2 5 -1 5

5 4 5 5 5 6 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 3 6 5 6 6 119891119891120573 -4 6 5 6 5 6

7 8 119891119901119905 8 7

6 15 119865119901 17 6

7 18 119865119903

116











qualidade Q7




graacuteficos

a) b)











117













esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


7 -1 7 7 7 8 119891119867120572 6 7 -6 7 -7 7

7 8 7 12 7 12 119865120572 10 7 9 7 9 7

7 7 7 8 7 9 119891119891120572 7 7 4 7 5 7

6 -3 6 5 6 6 119891119867120573 -2 4 -3 4 2 4

6 4 6 8 6 8 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 4 6 5 6 6 119891119891120573 4 6 6 6 5 6

7 10 119891119901119905 9 7

7 20 119865119901 23 7

8 20 119865119903

118

















Desvio




CUT 20P


Tarugo 2 furos



Certi

Perfil fHα 9 11 11 7 7 6 5 Fα 8 10 10 6 6 7 5 ffα 7 9 8 7 7 6 5


Passo Fp 4 4 12 5 4 2 4 fp 5 7 11 8 6 5 4


Grau de qualidade

9 11 12 8 7 7 5

119



























120







trabalho



























121
















eletroerosatildeo


















122

7 CONCLUSOtildeES





pinhatildeo












desvios da cavidade









extrudada a frio







123



























124




596 1991





pp 1216-1221 1993





1993





539 2002










125


















2006


Verlag 1984









Technik Berlin 1972

126











5729 2009

















USP 1996


agosto de 2018

127





1997




First Edition 1954




24 p 1992


Bevel gears 1983











1988




128






CIRP 68 p 405 ndash 410 2018













2002











129

















Technik Berlin 1973







p 87-97 1994






130































131












Catarina 2004










September 2003




1995




132

























Werkstofftech 35 1011 p 851-857 2004





133









1999




2008


















134






























135

10 ANEXOS

ANEXO A





0 1707 1222 904 744 658 614

002 3231 2732 2351 2107 1924 1771

006 3989 3489 3084 2803 2570 2355

010 4406 3913 3503 3203 2942 2690

012 4566 4078 3665 3359 3088 2822

016 4830 4351 3938 3622 3332 3042

020 5046 4576 4164 3840 3536 3225

022 5141 4676 4265 3937 3626 3307

026 5312 4856 4446 4113 3791 3454

030 5463 5016 4608 4271 3938 3586

032 5533 5089 4683 4344 4006 3648

036 5662 5227 4823 4480 4133 3762

040 5781 5353 4952 4605 4251 3867

042 5836 5412 5013 4665 4306 3917

046 5941 5525 5128 4777 4412 4011

050 6039 5630 5236 4883 4511 4100

060 6260 5867 5481 5122 4735 4301

070 6452 6076 5696 5334 4933 4478

136

ANEXO B





0 1905 1371 1019 840 743 692

002 3434 2907 2505 2248 2055 1893

006 4198 3678 3259 2967 2725 2501

010 4616 4108 3687 3379 3110 2850

012 4775 4274 3853 3539 3260 2986

016 5039 4550 4131 3809 3512 3214

020 5253 4777 4361 4032 3722 3403

022 5348 4877 4463 4131 3815 3487

026 5517 5058 4647 4312 3984 3639

030 5667 5218 4812 4472 4135 3775

032 5736 5292 4888 4546 4204 3838

036 5864 5430 5029 4685 4335 3956

040 5981 5556 5160 4813 4455 4064

042 6036 5616 5221 4874 4512 4115

046 6140 5729 5338 4988 4620 4212

050 6237 5834 5447 5096 4721 4303

060 6453 6071 5694 5339 4950 4509

070 6643 6278 5911 5554 5152 4691

137

ANEXO C





000 2012 1451 1082 892 789 735

002 3541 2998 2585 2321 2123 1957

006 4306 3775 3348 3051 2805 2577

010 4723 4208 3780 3468 3196 2931

012 4882 4374 3948 3631 3348 3069

016 5144 4651 4229 3904 3604 3301

020 5358 4878 4460 4129 3816 3493

022 5452 4978 4562 4229 3910 3578

026 5621 5159 4748 4411 4081 3733

030 5769 5320 4913 4573 4234 3871

032 5838 5394 4990 4648 4304 3935

036 5965 5531 5132 4788 4436 4054

040 6081 5657 5263 4917 4558 4163

042 6135 5717 5325 4978 4615 4215

046 6238 5829 5442 5093 4724 4314

050 6334 5934 5551 5202 4826 4406

060 6549 6170 5799 5446 5057 4614

070 6736 6377 6016 5662 5261 4798

138

ANEXO D





002 3878 3794 3667 3530 3386 3237

006 4872 4766 4607 4435 4254 4067

010 5417 5299 5122 4931 4730 4522

014 5808 5683 5493 5288 5072 4849

018 6120 5987 5787 5571 5344 5109

020 6255 6119 5915 5694 5462 5222

022 6380 6242 6033 5808 5571 5326

026 6605 6462 6246 6013 5768 5514

030 6804 6657 6435 6194 5942 5680

034 6983 6832 6604 6357 6098 5830

038 7146 6992 6758 6506 6241 5966

040 7223 7066 6831 6575 6307 6030

042 7296 7138 6900 6642 6372 6091

046 7436 7275 7032 6769 6493 6207

050 7565 7402 7154 6887 6606 6316

054 7687 7521 7270 6998 6713 6417

058 7802 7633 7378 7103 6813 6513

060 7857 7687 7430 7153 6861 6559

062 7911 7740 7481 7202 6908 6604

066 8014 7841 7579 7296 6998 6690

070 8113 7937 7672 7385 7084 6772

139

ANEXO E





002 4111 4022 3888 3743 3590 3432

006 5165 5053 4884 4702 4510 4311

010 5743 5618 5431 5228 5015 4794

014 6158 6025 5823 5606 5377 5141

018 6488 6347 6135 5906 5665 5416

020 6631 6488 6271 6037 5791 5536

022 6764 6617 6396 6157 5906 5646

026 7002 6851 6622 6375 6115 5846

030 7214 7057 6822 6567 6299 6022

034 7404 7243 7001 6740 6465 6180

038 7576 7412 7165 6897 6616 6325

040 7658 7492 7242 6971 6687 6392

042 7736 7568 7315 7042 6755 6458

046 7883 7712 7455 7176 6884 6581

050 8021 7847 7585 7302 7004 6696

054 8150 7973 7707 7419 7117 6803

058 8272 8092 7822 7530 7223 6905

060 8330 8150 7878 7583 7274 6954

062 8387 8205 7931 7635 7324 7001

066 8496 8312 8035 7735 7419 7093

070 8601 8415 8134 7830 7511 7180

140

ANEXO F





002 42985 42054 40650 39131 37537 35884

006 53996 52826 51063 49155 47152 45076

010 60036 58736 56775 54654 52426 50118

014 64379 62985 60882 58608 56219 53744

018 67827 66358 64143 61746 59230 56622

020 69327 67825 65561 63112 60540 57874

022 70712 69181 66871 64373 61749 59031

026 73207 71622 69231 66644 63928 61114

030 75415 73781 71318 68653 65856 62956

034 77400 75723 73195 70461 67589 64614

038 79208 77492 74905 72106 69168 66123

040 80055 78322 75707 72878 69908 66831

042 80870 79119 76477 73620 70620 67511

046 82412 80627 77935 75024 71966 68798

050 83851 82035 79296 76333 73223 69999

054 85201 83356 80573 77563 74402 71126

058 86474 84602 81777 78722 75514 72189

060 87085 85199 82355 79278 76047 72699

062 87680 85781 82917 79819 76566 73196

066 88825 86902 84000 80862 77567 74152

070 89917 87969 85032 81856 78520 75063

141

ANEXO G



142

ANEXO H


143

ANEXO I


144

ANEXO J


145


146


147


148

ANEXO L


149


150


151


152

ANEXO M


153


154


155


IV

AGRADECIMENTOS















V

SUMAacuteRIO


ABSTRACT XIX











A FRIO 39






VI








STRECON 72










DE ACcedilO





VII


10 ANEXOS 134










VIII

LISTA DE FIGURAS




























IX
















experimentos 72



73




escoamento 76











X

















pinhatildeo 91





94


95


XI




















XII

LISTA DE TABELAS



























XIII










na CUT 300 mS 108


na CUT 300 mS 109
















XIV






XV








XVI










XVII












EL Eletrodo






MT Matriz






XVIII

RESUMO























11 para 7



XIX

ABSTRACT






















machining

20
































21









temperatura























22

































23








ENGRENAGEM





CINTAMENTO



de montagem






extrusatildeo






projeto

MATEacuteRIA-PRIMA





PROCESSO





RESULTADOS




tiras






24
































25










seguintes etapas




















26









27











hidraacuteulicas


[15]



(figura 3)





28







a) b)














29

























222 Matrizes







30




















31














extrusatildeo










32














figura 7




Nmm2



σr lt 1000

1000 lt σr lt 1600

1600 lt σr lt 2200

2200 lt σr

nenhum

um

dois

trecircs

4 a 5

4 a 6

4 a 6

4 a 6

d1=dA D=dA2B

d1=09radic119863 119889 d2=09radic119863 1198891

33


A = [12 (1 + 1119861 ) minus 119880]12 eq (1)

sendo 119861 = 119896119891119898119886119905119903119894119911119896119891119888119894119899119905 e 119880 = 120590119903119896119891119898119886119905119903119894119911



1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) eq (2)

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) eq (3)














matrizes




34


excentricidade



















35




























36


119879119903 = 119865 119878119882 eq (6)



























37




Ff = Fc + Fd eq (9)











38




(10) 120591 = 120583 119875 para 0le 120583 le0577 eq (10)


























39








na figura 11

Sendo




ser citadas














40

























41



















42
















43




























externo

44






























10B22 0232 0893 0242 0180 008 0042 00059 0233 00015 0008 0020

45


Fonte JMatPro [41]


00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

00

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

600

70

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

k f)

[Nm

m2 ]



00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

man

ento

(k

f) [

Nm

m2 ]



46


















00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

kf)

[Nm

m2]



47


NORMA ASSUNTO


precisatildeo ISO


Engrenagens


Ciliacutendricas


Helicoidais












engrenagens













48



















dente





49


total do dente




mediccedilatildeo







conservativo


50














51





mais conservativo











concentricidade







52









(12)










Diacircmetro

primitivo

Oslashp (mm)

Moacutedulo

(N)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fα (μm)


2leNle35 12 17 23 33 47 65 95 130 190 260 370 530 750

20leOslashple50

05leNle2 09 13 18 26 36 50 75 100 150 210 290 410 580

2leNle35 13 18 25 36 50 70 100 140 200 290 400 570 810

35leNle6 16 22 31 44 60 90 120 180 250 350 500 700 990

6leNle10 19 27 38 55 75 110 150 220 310 430 610 870 1230







53







EXTRUSAtildeO


























54

























matriz

55
































56













arestas




















57






























teacutermica (к)

58































59





















60









FORM X400

61















62



de microfresamento



Cobre Cu 9950

Zinco Zn 006

Chumbo Pb 005

Manganecircs Mn 005

Carbono C 005

Estanho Sn 004

Ferro Fe 003


Outros lt002



















63













EL-0987 Acabamento










64








cintamento

65


TIRAS DE ACcedilO


















66





prensa


ferramentas






sentido axial


porta-ferramentas


da matriz


cavidade da matriz


peccedila

67

a) b)







120593 = 119897119899 (11986001198601) = 119897119899 ( 397922605) = 0565 eq (15)







68

119865 = 3979 3275 0565 (1 + 201119904119890119899(2(90minus20180 )120587) + 23 (90minus20180 )1205870565 ) + 120587 262 01 1905 145

= 5479438 N asymp 548 kN



















69


1199111 = 0535 119898119898


1199112 = 0617 119898119898



Desta forma 1205761198911 = 0535653 = 00081 = 081 1205761198912 = 06171022 = 0006 = 06




seguidos








12343) com 464 HRC






70







tabela 12

71


eacute 14529 Nmm2




(mm)










seguir

















72




















STRECON



73

















a) b)









74























75














10B22 019 088 024 015 008 004 0005 016 00018 0005 0006


C Mn Si B














Dureza

(HB)

σtr


Grau de


()

Camada meacutedia

descarbonetada

(mm)

TG


481 701 2 80 023 6

76





















77
















0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

kf)

[Nm

m2 ]



78








Fonte IFU Stuttgart


000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



79


A FRIO








a) b)








acabamento


80







(mm)




Extra 0406



7 Extrator SAE 4340









duplo

81























102









erosatildeo













103







TrimCut 1 a 4)




















de acabamento






104





2000 S












26

105











86c

106

a) b) c)







esquerdo direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


3 2 4 3 3 2 119943119919120630 3 4 2 2 2 4

2 2 4 4 2 2 119917120630 3 3 2 2 2 2

1 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 3 1 2 1 1

0 1 0 1 1 1 119943119919120631 1 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 1 119917120631 1 0 1 0 1 0

0 1 0 1 1 1 119943119943120631 1 1 1 4 1 1

3 3 119943119953119957 6 4

3 6 119917119953 6 3

5 8 119917119955


107



Esquerdo Direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


0 0 4 3 3 2 119943119919120630 3 5 5 6 3 4

0 1 3 3 1 2 119917120630 4 3 4 4 3 3

1 1 2 2 2 1 119943119943120630 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 119943119919120631 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 1 2 119917120631 1 1 1 1 1 0

2 1 2 1 3 2 119943119943120631 1 2 1 1 1 1

2 4 119943119953119957 3 4

1 3 119917119953 5 3

3 4 119917119955



Esquerdo direito

Q

11109 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

91011 Q


5 2 3 2 3 2 119943119919120630 3 4 3 5 4 5

2 2 1 2 2 2 119917120630 3 3 3 3 3 3

0 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 0 2 2 1 0

0 0 0 1 0 0 119943119919120631 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 0 1 119917120631 1 4 4 1 1 0

1 1 1 1 1 1 119943119943120631 1 4 3 1 1 0

4 4 119943119953119957 3 4

3 6 119917119953 8 4

5 8 119917119955

108



31 e 32



Esquerdo Direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


4 0 4 2 4 2 119943119919120630 2 3 2 3 1 3

4 3 4 3 4 4 119917120630 4 4 4 4 4 4

5 3 5 2 5 4 119943119943120630 4 5 3 5 3 5

3 1 3 1 3 2 119943119919120631 -1 0 1 0 0 0

8 3 8 14 8 14 119917120631 3 3 3 3 1 3

9 2 9 14 9 14 119943119943120631 3 4 3 4 1 4

4 3 119943119953119957 5 6

2 4 119917119953 6 4

5 7 119917119955



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


5 1 5 2 5 4 119943119919120630 2 6 2 6 5 6

5 2 5 3 5 6 119917120630 4 5 4 5 5 5

6 2 6 2 6 5 119943119943120630 3 4 3 4 3 4

5 2 5 3 5 -4 119943119919120631 -4 5 -3 5 0 5

4 4 4 3 4 4 119917120631 4 6 7 6 1 6

5 4 5 1 5 1 119943119943120631 2 6 7 6 1 6

5 4 119943119953119957 4 5

4 7 119917119953 4 2

5 9 119917119955

109



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


6 -4 6 4 6 -5 119943119919120630 5 6 3 6 3 6

6 9 6 5 6 7 119917120630 6 5 6 5 3 5

6 6 6 5 6 4 119943119943120630 4 5 5 5 3 5

2 -1 2 -2 2 2 119943119919120631 1 2 5 2 0 2

4 2 4 4 4 2 119917120631 5 4 5 4 2 4

5 2 5 4 5 2 119943119943120631 6 6 -1 6 2 6

9 18 119943119953119957 15 9

7 21 119917119953 19 7

8 22 119917119955





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


7 6 7 7 8 12 119943119919120630 12 9 5 6 3 4

6 7 5 6 7 10 119917120630 11 7 7 6 4 4

4 3 4 4 5 5 119943119943120630 7 7 7 5 5 5

5 4 5 5 5 4 119943119919120631 5 5 5 5 3 4

4 4 4 5 4 5 119917120631 5 4 5 4 5 5

2 2 5 4 5 4 119943119943120631 4 5 4 5 5 6

7 9 119943119953119957 7 6

7 19 119917119953 19 7

9 35 119917119955

110






DE ACcedilO










b) Sistema STRECON

111







521 Resultados






















cavidade


Superficial

112



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 14 10 18 11 31 119891119867120572 21 10 20 10 11 8

8 14 8 18 10 30 119865120572 21 9 21 9 13 7

2 1 6 6 6 5 119891119891120572 4 5 4 5 3 4

8 10 8 10 9 16 119891119867120573 10 8 17 9 14 9

7 10 7 9 8 17 119865120573 11 7 17 9 14 8

2 1 4 2 4 2 119891119891120573 3 4 2 2 1 1

10 23 119891119901119905 24 10

11 69 119865119901 64 10

10 52 119865119903



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


0 1 8 11 6 5 119891119867120572 13 9 12 8 13 9

2 2 7 11 6 9 119865120572 12 7 12 7 12 7

3 2 4 3 5 5 119891119891120572 3 4 2 3 1 1

1 1 5 3 6 5 119891119867120573 2 4 4 5 1 0

3 2 4 4 5 5 119865120573 4 4 5 5 1 0

3 2 2 1 3 2 119891119891120573 2 2 2 3 1 0

7 9 119891119901119905 9 7

7 21 119865119901 19 7

7 16 119865119903




113





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 13 10 18 10 19 119891119867120572 20 10 21 10 20 10

9 23 10 28 10 27 119865120572 26 10 24 9 28 10

9 16 9 16 9 18 119891119891120572 18 9 12 8 16 9

5 3 5 4 6 5 119891119867120573 57 6 6 6 3 5

6 6 8 13 7 12 119865120573 13 8 24 7 7 6

6 4 8 11 8 9 119891119891120573 12 9 12 8 5 6

8 10 119891119901119905 11 8

6 13 119865119901 11 5

9 30 119865119903



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


9 14 10 23 10 20 119891119867120572 24 11 24 11 20 10

9 22 10 28 10 27 119865120572 32 10 28 10 25 9

8 13 8 11 8 11 119891119891120572 11 8 11 8 12 8

2 1 3 2 2 1 119891119867120573 2 3 2 3 1 2

4 3 7 11 6 8 119865120573 12 8 8 7 3 4

4 2 8 11 8 8 119891119891120573 11 8 10 8 3 5

5 4 119891119901119905 3 4

3 5 119865119901 6 4

6 9 119865119903





114


eletrodo













a figura 90b

a) b)









115



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 4 5 1 5 3 119891119867120572 2 4 2 4 0 4

4 4 4 3 4 4 119865120572 3 3 3 3 1 3

3 2 3 3 3 2 119891119891120572 2 3 2 3 1 3

2 0 2 -1 2 1 119891119867120573 5 4 -1 4 1 4

5 3 5 4 5 5 119865120573 4 5 4 5 4 5

6 3 6 4 6 5 119891119891120573 2 6 5 6 4 6

3 2 119891119901119905 4 5

2 4 119865119901 5 3

5 8 119865119903










esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 2 5 3 5 3 119891119867120572 2 5 3 5 -1 5

4 2 4 3 4 2 119865120572 3 5 5 5 2 5

4 1 4 3 4 2 119891119891120572 2 5 4 5 1 5

3 0 3 -1 3 2 119891119867120573 -4 5 2 5 -1 5

5 4 5 5 5 6 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 3 6 5 6 6 119891119891120573 -4 6 5 6 5 6

7 8 119891119901119905 8 7

6 15 119865119901 17 6

7 18 119865119903

116











qualidade Q7




graacuteficos

a) b)











117













esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


7 -1 7 7 7 8 119891119867120572 6 7 -6 7 -7 7

7 8 7 12 7 12 119865120572 10 7 9 7 9 7

7 7 7 8 7 9 119891119891120572 7 7 4 7 5 7

6 -3 6 5 6 6 119891119867120573 -2 4 -3 4 2 4

6 4 6 8 6 8 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 4 6 5 6 6 119891119891120573 4 6 6 6 5 6

7 10 119891119901119905 9 7

7 20 119865119901 23 7

8 20 119865119903

118

















Desvio




CUT 20P


Tarugo 2 furos



Certi

Perfil fHα 9 11 11 7 7 6 5 Fα 8 10 10 6 6 7 5 ffα 7 9 8 7 7 6 5


Passo Fp 4 4 12 5 4 2 4 fp 5 7 11 8 6 5 4


Grau de qualidade

9 11 12 8 7 7 5

119



























120







trabalho



























121
















eletroerosatildeo


















122

7 CONCLUSOtildeES





pinhatildeo












desvios da cavidade









extrudada a frio







123



























124




596 1991





pp 1216-1221 1993





1993





539 2002










125


















2006


Verlag 1984









Technik Berlin 1972

126











5729 2009

















USP 1996


agosto de 2018

127





1997




First Edition 1954




24 p 1992


Bevel gears 1983











1988




128






CIRP 68 p 405 ndash 410 2018













2002











129

















Technik Berlin 1973







p 87-97 1994






130































131












Catarina 2004










September 2003




1995




132

























Werkstofftech 35 1011 p 851-857 2004





133









1999




2008


















134






























135

10 ANEXOS

ANEXO A





0 1707 1222 904 744 658 614

002 3231 2732 2351 2107 1924 1771

006 3989 3489 3084 2803 2570 2355

010 4406 3913 3503 3203 2942 2690

012 4566 4078 3665 3359 3088 2822

016 4830 4351 3938 3622 3332 3042

020 5046 4576 4164 3840 3536 3225

022 5141 4676 4265 3937 3626 3307

026 5312 4856 4446 4113 3791 3454

030 5463 5016 4608 4271 3938 3586

032 5533 5089 4683 4344 4006 3648

036 5662 5227 4823 4480 4133 3762

040 5781 5353 4952 4605 4251 3867

042 5836 5412 5013 4665 4306 3917

046 5941 5525 5128 4777 4412 4011

050 6039 5630 5236 4883 4511 4100

060 6260 5867 5481 5122 4735 4301

070 6452 6076 5696 5334 4933 4478

136

ANEXO B





0 1905 1371 1019 840 743 692

002 3434 2907 2505 2248 2055 1893

006 4198 3678 3259 2967 2725 2501

010 4616 4108 3687 3379 3110 2850

012 4775 4274 3853 3539 3260 2986

016 5039 4550 4131 3809 3512 3214

020 5253 4777 4361 4032 3722 3403

022 5348 4877 4463 4131 3815 3487

026 5517 5058 4647 4312 3984 3639

030 5667 5218 4812 4472 4135 3775

032 5736 5292 4888 4546 4204 3838

036 5864 5430 5029 4685 4335 3956

040 5981 5556 5160 4813 4455 4064

042 6036 5616 5221 4874 4512 4115

046 6140 5729 5338 4988 4620 4212

050 6237 5834 5447 5096 4721 4303

060 6453 6071 5694 5339 4950 4509

070 6643 6278 5911 5554 5152 4691

137

ANEXO C





000 2012 1451 1082 892 789 735

002 3541 2998 2585 2321 2123 1957

006 4306 3775 3348 3051 2805 2577

010 4723 4208 3780 3468 3196 2931

012 4882 4374 3948 3631 3348 3069

016 5144 4651 4229 3904 3604 3301

020 5358 4878 4460 4129 3816 3493

022 5452 4978 4562 4229 3910 3578

026 5621 5159 4748 4411 4081 3733

030 5769 5320 4913 4573 4234 3871

032 5838 5394 4990 4648 4304 3935

036 5965 5531 5132 4788 4436 4054

040 6081 5657 5263 4917 4558 4163

042 6135 5717 5325 4978 4615 4215

046 6238 5829 5442 5093 4724 4314

050 6334 5934 5551 5202 4826 4406

060 6549 6170 5799 5446 5057 4614

070 6736 6377 6016 5662 5261 4798

138

ANEXO D





002 3878 3794 3667 3530 3386 3237

006 4872 4766 4607 4435 4254 4067

010 5417 5299 5122 4931 4730 4522

014 5808 5683 5493 5288 5072 4849

018 6120 5987 5787 5571 5344 5109

020 6255 6119 5915 5694 5462 5222

022 6380 6242 6033 5808 5571 5326

026 6605 6462 6246 6013 5768 5514

030 6804 6657 6435 6194 5942 5680

034 6983 6832 6604 6357 6098 5830

038 7146 6992 6758 6506 6241 5966

040 7223 7066 6831 6575 6307 6030

042 7296 7138 6900 6642 6372 6091

046 7436 7275 7032 6769 6493 6207

050 7565 7402 7154 6887 6606 6316

054 7687 7521 7270 6998 6713 6417

058 7802 7633 7378 7103 6813 6513

060 7857 7687 7430 7153 6861 6559

062 7911 7740 7481 7202 6908 6604

066 8014 7841 7579 7296 6998 6690

070 8113 7937 7672 7385 7084 6772

139

ANEXO E





002 4111 4022 3888 3743 3590 3432

006 5165 5053 4884 4702 4510 4311

010 5743 5618 5431 5228 5015 4794

014 6158 6025 5823 5606 5377 5141

018 6488 6347 6135 5906 5665 5416

020 6631 6488 6271 6037 5791 5536

022 6764 6617 6396 6157 5906 5646

026 7002 6851 6622 6375 6115 5846

030 7214 7057 6822 6567 6299 6022

034 7404 7243 7001 6740 6465 6180

038 7576 7412 7165 6897 6616 6325

040 7658 7492 7242 6971 6687 6392

042 7736 7568 7315 7042 6755 6458

046 7883 7712 7455 7176 6884 6581

050 8021 7847 7585 7302 7004 6696

054 8150 7973 7707 7419 7117 6803

058 8272 8092 7822 7530 7223 6905

060 8330 8150 7878 7583 7274 6954

062 8387 8205 7931 7635 7324 7001

066 8496 8312 8035 7735 7419 7093

070 8601 8415 8134 7830 7511 7180

140

ANEXO F





002 42985 42054 40650 39131 37537 35884

006 53996 52826 51063 49155 47152 45076

010 60036 58736 56775 54654 52426 50118

014 64379 62985 60882 58608 56219 53744

018 67827 66358 64143 61746 59230 56622

020 69327 67825 65561 63112 60540 57874

022 70712 69181 66871 64373 61749 59031

026 73207 71622 69231 66644 63928 61114

030 75415 73781 71318 68653 65856 62956

034 77400 75723 73195 70461 67589 64614

038 79208 77492 74905 72106 69168 66123

040 80055 78322 75707 72878 69908 66831

042 80870 79119 76477 73620 70620 67511

046 82412 80627 77935 75024 71966 68798

050 83851 82035 79296 76333 73223 69999

054 85201 83356 80573 77563 74402 71126

058 86474 84602 81777 78722 75514 72189

060 87085 85199 82355 79278 76047 72699

062 87680 85781 82917 79819 76566 73196

066 88825 86902 84000 80862 77567 74152

070 89917 87969 85032 81856 78520 75063

141

ANEXO G



142

ANEXO H


143

ANEXO I


144

ANEXO J


145


146


147


148

ANEXO L


149


150


151


152

ANEXO M


153


154


155


V

SUMAacuteRIO


ABSTRACT XIX











A FRIO 39






VI








STRECON 72










DE ACcedilO





VII


10 ANEXOS 134










VIII

LISTA DE FIGURAS




























IX
















experimentos 72



73




escoamento 76











X

















pinhatildeo 91





94


95


XI




















XII

LISTA DE TABELAS



























XIII










na CUT 300 mS 108


na CUT 300 mS 109
















XIV






XV








XVI










XVII












EL Eletrodo






MT Matriz






XVIII

RESUMO























11 para 7



XIX

ABSTRACT






















machining

20
































21









temperatura























22

































23








ENGRENAGEM





CINTAMENTO



de montagem






extrusatildeo






projeto

MATEacuteRIA-PRIMA





PROCESSO





RESULTADOS




tiras






24
































25










seguintes etapas




















26









27











hidraacuteulicas


[15]



(figura 3)





28







a) b)














29

























222 Matrizes







30




















31














extrusatildeo










32














figura 7




Nmm2



σr lt 1000

1000 lt σr lt 1600

1600 lt σr lt 2200

2200 lt σr

nenhum

um

dois

trecircs

4 a 5

4 a 6

4 a 6

4 a 6

d1=dA D=dA2B

d1=09radic119863 119889 d2=09radic119863 1198891

33


A = [12 (1 + 1119861 ) minus 119880]12 eq (1)

sendo 119861 = 119896119891119898119886119905119903119894119911119896119891119888119894119899119905 e 119880 = 120590119903119896119891119898119886119905119903119894119911



1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) eq (2)

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) eq (3)














matrizes




34


excentricidade



















35




























36


119879119903 = 119865 119878119882 eq (6)



























37




Ff = Fc + Fd eq (9)











38




(10) 120591 = 120583 119875 para 0le 120583 le0577 eq (10)


























39








na figura 11

Sendo




ser citadas














40

























41



















42
















43




























externo

44






























10B22 0232 0893 0242 0180 008 0042 00059 0233 00015 0008 0020

45


Fonte JMatPro [41]


00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

00

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

600

70

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

k f)

[Nm

m2 ]



00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

man

ento

(k

f) [

Nm

m2 ]



46


















00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

kf)

[Nm

m2]



47


NORMA ASSUNTO


precisatildeo ISO


Engrenagens


Ciliacutendricas


Helicoidais












engrenagens













48



















dente





49


total do dente




mediccedilatildeo







conservativo


50














51





mais conservativo











concentricidade







52









(12)










Diacircmetro

primitivo

Oslashp (mm)

Moacutedulo

(N)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fα (μm)


2leNle35 12 17 23 33 47 65 95 130 190 260 370 530 750

20leOslashple50

05leNle2 09 13 18 26 36 50 75 100 150 210 290 410 580

2leNle35 13 18 25 36 50 70 100 140 200 290 400 570 810

35leNle6 16 22 31 44 60 90 120 180 250 350 500 700 990

6leNle10 19 27 38 55 75 110 150 220 310 430 610 870 1230







53







EXTRUSAtildeO


























54

























matriz

55
































56













arestas




















57






























teacutermica (к)

58































59





















60









FORM X400

61















62



de microfresamento



Cobre Cu 9950

Zinco Zn 006

Chumbo Pb 005

Manganecircs Mn 005

Carbono C 005

Estanho Sn 004

Ferro Fe 003


Outros lt002



















63













EL-0987 Acabamento










64








cintamento

65


TIRAS DE ACcedilO


















66





prensa


ferramentas






sentido axial


porta-ferramentas


da matriz


cavidade da matriz


peccedila

67

a) b)







120593 = 119897119899 (11986001198601) = 119897119899 ( 397922605) = 0565 eq (15)







68

119865 = 3979 3275 0565 (1 + 201119904119890119899(2(90minus20180 )120587) + 23 (90minus20180 )1205870565 ) + 120587 262 01 1905 145

= 5479438 N asymp 548 kN



















69


1199111 = 0535 119898119898


1199112 = 0617 119898119898



Desta forma 1205761198911 = 0535653 = 00081 = 081 1205761198912 = 06171022 = 0006 = 06




seguidos








12343) com 464 HRC






70







tabela 12

71


eacute 14529 Nmm2




(mm)










seguir

















72




















STRECON



73

















a) b)









74























75














10B22 019 088 024 015 008 004 0005 016 00018 0005 0006


C Mn Si B














Dureza

(HB)

σtr


Grau de


()

Camada meacutedia

descarbonetada

(mm)

TG


481 701 2 80 023 6

76





















77
















0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

kf)

[Nm

m2 ]



78








Fonte IFU Stuttgart


000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



79


A FRIO








a) b)








acabamento


80







(mm)




Extra 0406



7 Extrator SAE 4340









duplo

81























102









erosatildeo













103







TrimCut 1 a 4)




















de acabamento






104





2000 S












26

105











86c

106

a) b) c)







esquerdo direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


3 2 4 3 3 2 119943119919120630 3 4 2 2 2 4

2 2 4 4 2 2 119917120630 3 3 2 2 2 2

1 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 3 1 2 1 1

0 1 0 1 1 1 119943119919120631 1 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 1 119917120631 1 0 1 0 1 0

0 1 0 1 1 1 119943119943120631 1 1 1 4 1 1

3 3 119943119953119957 6 4

3 6 119917119953 6 3

5 8 119917119955


107



Esquerdo Direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


0 0 4 3 3 2 119943119919120630 3 5 5 6 3 4

0 1 3 3 1 2 119917120630 4 3 4 4 3 3

1 1 2 2 2 1 119943119943120630 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 119943119919120631 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 1 2 119917120631 1 1 1 1 1 0

2 1 2 1 3 2 119943119943120631 1 2 1 1 1 1

2 4 119943119953119957 3 4

1 3 119917119953 5 3

3 4 119917119955



Esquerdo direito

Q

11109 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

91011 Q


5 2 3 2 3 2 119943119919120630 3 4 3 5 4 5

2 2 1 2 2 2 119917120630 3 3 3 3 3 3

0 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 0 2 2 1 0

0 0 0 1 0 0 119943119919120631 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 0 1 119917120631 1 4 4 1 1 0

1 1 1 1 1 1 119943119943120631 1 4 3 1 1 0

4 4 119943119953119957 3 4

3 6 119917119953 8 4

5 8 119917119955

108



31 e 32



Esquerdo Direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


4 0 4 2 4 2 119943119919120630 2 3 2 3 1 3

4 3 4 3 4 4 119917120630 4 4 4 4 4 4

5 3 5 2 5 4 119943119943120630 4 5 3 5 3 5

3 1 3 1 3 2 119943119919120631 -1 0 1 0 0 0

8 3 8 14 8 14 119917120631 3 3 3 3 1 3

9 2 9 14 9 14 119943119943120631 3 4 3 4 1 4

4 3 119943119953119957 5 6

2 4 119917119953 6 4

5 7 119917119955



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


5 1 5 2 5 4 119943119919120630 2 6 2 6 5 6

5 2 5 3 5 6 119917120630 4 5 4 5 5 5

6 2 6 2 6 5 119943119943120630 3 4 3 4 3 4

5 2 5 3 5 -4 119943119919120631 -4 5 -3 5 0 5

4 4 4 3 4 4 119917120631 4 6 7 6 1 6

5 4 5 1 5 1 119943119943120631 2 6 7 6 1 6

5 4 119943119953119957 4 5

4 7 119917119953 4 2

5 9 119917119955

109



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


6 -4 6 4 6 -5 119943119919120630 5 6 3 6 3 6

6 9 6 5 6 7 119917120630 6 5 6 5 3 5

6 6 6 5 6 4 119943119943120630 4 5 5 5 3 5

2 -1 2 -2 2 2 119943119919120631 1 2 5 2 0 2

4 2 4 4 4 2 119917120631 5 4 5 4 2 4

5 2 5 4 5 2 119943119943120631 6 6 -1 6 2 6

9 18 119943119953119957 15 9

7 21 119917119953 19 7

8 22 119917119955





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


7 6 7 7 8 12 119943119919120630 12 9 5 6 3 4

6 7 5 6 7 10 119917120630 11 7 7 6 4 4

4 3 4 4 5 5 119943119943120630 7 7 7 5 5 5

5 4 5 5 5 4 119943119919120631 5 5 5 5 3 4

4 4 4 5 4 5 119917120631 5 4 5 4 5 5

2 2 5 4 5 4 119943119943120631 4 5 4 5 5 6

7 9 119943119953119957 7 6

7 19 119917119953 19 7

9 35 119917119955

110






DE ACcedilO










b) Sistema STRECON

111







521 Resultados






















cavidade


Superficial

112



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 14 10 18 11 31 119891119867120572 21 10 20 10 11 8

8 14 8 18 10 30 119865120572 21 9 21 9 13 7

2 1 6 6 6 5 119891119891120572 4 5 4 5 3 4

8 10 8 10 9 16 119891119867120573 10 8 17 9 14 9

7 10 7 9 8 17 119865120573 11 7 17 9 14 8

2 1 4 2 4 2 119891119891120573 3 4 2 2 1 1

10 23 119891119901119905 24 10

11 69 119865119901 64 10

10 52 119865119903



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


0 1 8 11 6 5 119891119867120572 13 9 12 8 13 9

2 2 7 11 6 9 119865120572 12 7 12 7 12 7

3 2 4 3 5 5 119891119891120572 3 4 2 3 1 1

1 1 5 3 6 5 119891119867120573 2 4 4 5 1 0

3 2 4 4 5 5 119865120573 4 4 5 5 1 0

3 2 2 1 3 2 119891119891120573 2 2 2 3 1 0

7 9 119891119901119905 9 7

7 21 119865119901 19 7

7 16 119865119903




113





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 13 10 18 10 19 119891119867120572 20 10 21 10 20 10

9 23 10 28 10 27 119865120572 26 10 24 9 28 10

9 16 9 16 9 18 119891119891120572 18 9 12 8 16 9

5 3 5 4 6 5 119891119867120573 57 6 6 6 3 5

6 6 8 13 7 12 119865120573 13 8 24 7 7 6

6 4 8 11 8 9 119891119891120573 12 9 12 8 5 6

8 10 119891119901119905 11 8

6 13 119865119901 11 5

9 30 119865119903



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


9 14 10 23 10 20 119891119867120572 24 11 24 11 20 10

9 22 10 28 10 27 119865120572 32 10 28 10 25 9

8 13 8 11 8 11 119891119891120572 11 8 11 8 12 8

2 1 3 2 2 1 119891119867120573 2 3 2 3 1 2

4 3 7 11 6 8 119865120573 12 8 8 7 3 4

4 2 8 11 8 8 119891119891120573 11 8 10 8 3 5

5 4 119891119901119905 3 4

3 5 119865119901 6 4

6 9 119865119903





114


eletrodo













a figura 90b

a) b)









115



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 4 5 1 5 3 119891119867120572 2 4 2 4 0 4

4 4 4 3 4 4 119865120572 3 3 3 3 1 3

3 2 3 3 3 2 119891119891120572 2 3 2 3 1 3

2 0 2 -1 2 1 119891119867120573 5 4 -1 4 1 4

5 3 5 4 5 5 119865120573 4 5 4 5 4 5

6 3 6 4 6 5 119891119891120573 2 6 5 6 4 6

3 2 119891119901119905 4 5

2 4 119865119901 5 3

5 8 119865119903










esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 2 5 3 5 3 119891119867120572 2 5 3 5 -1 5

4 2 4 3 4 2 119865120572 3 5 5 5 2 5

4 1 4 3 4 2 119891119891120572 2 5 4 5 1 5

3 0 3 -1 3 2 119891119867120573 -4 5 2 5 -1 5

5 4 5 5 5 6 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 3 6 5 6 6 119891119891120573 -4 6 5 6 5 6

7 8 119891119901119905 8 7

6 15 119865119901 17 6

7 18 119865119903

116











qualidade Q7




graacuteficos

a) b)











117













esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


7 -1 7 7 7 8 119891119867120572 6 7 -6 7 -7 7

7 8 7 12 7 12 119865120572 10 7 9 7 9 7

7 7 7 8 7 9 119891119891120572 7 7 4 7 5 7

6 -3 6 5 6 6 119891119867120573 -2 4 -3 4 2 4

6 4 6 8 6 8 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 4 6 5 6 6 119891119891120573 4 6 6 6 5 6

7 10 119891119901119905 9 7

7 20 119865119901 23 7

8 20 119865119903

118

















Desvio




CUT 20P


Tarugo 2 furos



Certi

Perfil fHα 9 11 11 7 7 6 5 Fα 8 10 10 6 6 7 5 ffα 7 9 8 7 7 6 5


Passo Fp 4 4 12 5 4 2 4 fp 5 7 11 8 6 5 4


Grau de qualidade

9 11 12 8 7 7 5

119



























120







trabalho



























121
















eletroerosatildeo


















122

7 CONCLUSOtildeES





pinhatildeo












desvios da cavidade









extrudada a frio







123



























124




596 1991





pp 1216-1221 1993





1993





539 2002










125


















2006


Verlag 1984









Technik Berlin 1972

126











5729 2009

















USP 1996


agosto de 2018

127





1997




First Edition 1954




24 p 1992


Bevel gears 1983











1988




128






CIRP 68 p 405 ndash 410 2018













2002











129

















Technik Berlin 1973







p 87-97 1994






130































131












Catarina 2004










September 2003




1995




132

























Werkstofftech 35 1011 p 851-857 2004





133









1999




2008


















134






























135

10 ANEXOS

ANEXO A





0 1707 1222 904 744 658 614

002 3231 2732 2351 2107 1924 1771

006 3989 3489 3084 2803 2570 2355

010 4406 3913 3503 3203 2942 2690

012 4566 4078 3665 3359 3088 2822

016 4830 4351 3938 3622 3332 3042

020 5046 4576 4164 3840 3536 3225

022 5141 4676 4265 3937 3626 3307

026 5312 4856 4446 4113 3791 3454

030 5463 5016 4608 4271 3938 3586

032 5533 5089 4683 4344 4006 3648

036 5662 5227 4823 4480 4133 3762

040 5781 5353 4952 4605 4251 3867

042 5836 5412 5013 4665 4306 3917

046 5941 5525 5128 4777 4412 4011

050 6039 5630 5236 4883 4511 4100

060 6260 5867 5481 5122 4735 4301

070 6452 6076 5696 5334 4933 4478

136

ANEXO B





0 1905 1371 1019 840 743 692

002 3434 2907 2505 2248 2055 1893

006 4198 3678 3259 2967 2725 2501

010 4616 4108 3687 3379 3110 2850

012 4775 4274 3853 3539 3260 2986

016 5039 4550 4131 3809 3512 3214

020 5253 4777 4361 4032 3722 3403

022 5348 4877 4463 4131 3815 3487

026 5517 5058 4647 4312 3984 3639

030 5667 5218 4812 4472 4135 3775

032 5736 5292 4888 4546 4204 3838

036 5864 5430 5029 4685 4335 3956

040 5981 5556 5160 4813 4455 4064

042 6036 5616 5221 4874 4512 4115

046 6140 5729 5338 4988 4620 4212

050 6237 5834 5447 5096 4721 4303

060 6453 6071 5694 5339 4950 4509

070 6643 6278 5911 5554 5152 4691

137

ANEXO C





000 2012 1451 1082 892 789 735

002 3541 2998 2585 2321 2123 1957

006 4306 3775 3348 3051 2805 2577

010 4723 4208 3780 3468 3196 2931

012 4882 4374 3948 3631 3348 3069

016 5144 4651 4229 3904 3604 3301

020 5358 4878 4460 4129 3816 3493

022 5452 4978 4562 4229 3910 3578

026 5621 5159 4748 4411 4081 3733

030 5769 5320 4913 4573 4234 3871

032 5838 5394 4990 4648 4304 3935

036 5965 5531 5132 4788 4436 4054

040 6081 5657 5263 4917 4558 4163

042 6135 5717 5325 4978 4615 4215

046 6238 5829 5442 5093 4724 4314

050 6334 5934 5551 5202 4826 4406

060 6549 6170 5799 5446 5057 4614

070 6736 6377 6016 5662 5261 4798

138

ANEXO D





002 3878 3794 3667 3530 3386 3237

006 4872 4766 4607 4435 4254 4067

010 5417 5299 5122 4931 4730 4522

014 5808 5683 5493 5288 5072 4849

018 6120 5987 5787 5571 5344 5109

020 6255 6119 5915 5694 5462 5222

022 6380 6242 6033 5808 5571 5326

026 6605 6462 6246 6013 5768 5514

030 6804 6657 6435 6194 5942 5680

034 6983 6832 6604 6357 6098 5830

038 7146 6992 6758 6506 6241 5966

040 7223 7066 6831 6575 6307 6030

042 7296 7138 6900 6642 6372 6091

046 7436 7275 7032 6769 6493 6207

050 7565 7402 7154 6887 6606 6316

054 7687 7521 7270 6998 6713 6417

058 7802 7633 7378 7103 6813 6513

060 7857 7687 7430 7153 6861 6559

062 7911 7740 7481 7202 6908 6604

066 8014 7841 7579 7296 6998 6690

070 8113 7937 7672 7385 7084 6772

139

ANEXO E





002 4111 4022 3888 3743 3590 3432

006 5165 5053 4884 4702 4510 4311

010 5743 5618 5431 5228 5015 4794

014 6158 6025 5823 5606 5377 5141

018 6488 6347 6135 5906 5665 5416

020 6631 6488 6271 6037 5791 5536

022 6764 6617 6396 6157 5906 5646

026 7002 6851 6622 6375 6115 5846

030 7214 7057 6822 6567 6299 6022

034 7404 7243 7001 6740 6465 6180

038 7576 7412 7165 6897 6616 6325

040 7658 7492 7242 6971 6687 6392

042 7736 7568 7315 7042 6755 6458

046 7883 7712 7455 7176 6884 6581

050 8021 7847 7585 7302 7004 6696

054 8150 7973 7707 7419 7117 6803

058 8272 8092 7822 7530 7223 6905

060 8330 8150 7878 7583 7274 6954

062 8387 8205 7931 7635 7324 7001

066 8496 8312 8035 7735 7419 7093

070 8601 8415 8134 7830 7511 7180

140

ANEXO F





002 42985 42054 40650 39131 37537 35884

006 53996 52826 51063 49155 47152 45076

010 60036 58736 56775 54654 52426 50118

014 64379 62985 60882 58608 56219 53744

018 67827 66358 64143 61746 59230 56622

020 69327 67825 65561 63112 60540 57874

022 70712 69181 66871 64373 61749 59031

026 73207 71622 69231 66644 63928 61114

030 75415 73781 71318 68653 65856 62956

034 77400 75723 73195 70461 67589 64614

038 79208 77492 74905 72106 69168 66123

040 80055 78322 75707 72878 69908 66831

042 80870 79119 76477 73620 70620 67511

046 82412 80627 77935 75024 71966 68798

050 83851 82035 79296 76333 73223 69999

054 85201 83356 80573 77563 74402 71126

058 86474 84602 81777 78722 75514 72189

060 87085 85199 82355 79278 76047 72699

062 87680 85781 82917 79819 76566 73196

066 88825 86902 84000 80862 77567 74152

070 89917 87969 85032 81856 78520 75063

141

ANEXO G



142

ANEXO H


143

ANEXO I


144

ANEXO J


145


146


147


148

ANEXO L


149


150


151


152

ANEXO M


153


154


155


VI








STRECON 72










DE ACcedilO





VII


10 ANEXOS 134










VIII

LISTA DE FIGURAS




























IX
















experimentos 72



73




escoamento 76











X

















pinhatildeo 91





94


95


XI




















XII

LISTA DE TABELAS



























XIII










na CUT 300 mS 108


na CUT 300 mS 109
















XIV






XV








XVI










XVII












EL Eletrodo






MT Matriz






XVIII

RESUMO























11 para 7



XIX

ABSTRACT






















machining

20
































21









temperatura























22

































23








ENGRENAGEM





CINTAMENTO



de montagem






extrusatildeo






projeto

MATEacuteRIA-PRIMA





PROCESSO





RESULTADOS




tiras






24
































25










seguintes etapas




















26









27











hidraacuteulicas


[15]



(figura 3)





28







a) b)














29

























222 Matrizes







30




















31














extrusatildeo










32














figura 7




Nmm2



σr lt 1000

1000 lt σr lt 1600

1600 lt σr lt 2200

2200 lt σr

nenhum

um

dois

trecircs

4 a 5

4 a 6

4 a 6

4 a 6

d1=dA D=dA2B

d1=09radic119863 119889 d2=09radic119863 1198891

33


A = [12 (1 + 1119861 ) minus 119880]12 eq (1)

sendo 119861 = 119896119891119898119886119905119903119894119911119896119891119888119894119899119905 e 119880 = 120590119903119896119891119898119886119905119903119894119911



1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) eq (2)

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) eq (3)














matrizes




34


excentricidade



















35




























36


119879119903 = 119865 119878119882 eq (6)



























37




Ff = Fc + Fd eq (9)











38




(10) 120591 = 120583 119875 para 0le 120583 le0577 eq (10)


























39








na figura 11

Sendo




ser citadas














40

























41



















42
















43




























externo

44






























10B22 0232 0893 0242 0180 008 0042 00059 0233 00015 0008 0020

45


Fonte JMatPro [41]


00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

00

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

600

70

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

k f)

[Nm

m2 ]



00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

man

ento

(k

f) [

Nm

m2 ]



46


















00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

kf)

[Nm

m2]



47


NORMA ASSUNTO


precisatildeo ISO


Engrenagens


Ciliacutendricas


Helicoidais












engrenagens













48



















dente





49


total do dente




mediccedilatildeo







conservativo


50














51





mais conservativo











concentricidade







52









(12)










Diacircmetro

primitivo

Oslashp (mm)

Moacutedulo

(N)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fα (μm)


2leNle35 12 17 23 33 47 65 95 130 190 260 370 530 750

20leOslashple50

05leNle2 09 13 18 26 36 50 75 100 150 210 290 410 580

2leNle35 13 18 25 36 50 70 100 140 200 290 400 570 810

35leNle6 16 22 31 44 60 90 120 180 250 350 500 700 990

6leNle10 19 27 38 55 75 110 150 220 310 430 610 870 1230







53







EXTRUSAtildeO


























54

























matriz

55
































56













arestas




















57






























teacutermica (к)

58































59





















60









FORM X400

61















62



de microfresamento



Cobre Cu 9950

Zinco Zn 006

Chumbo Pb 005

Manganecircs Mn 005

Carbono C 005

Estanho Sn 004

Ferro Fe 003


Outros lt002



















63













EL-0987 Acabamento










64








cintamento

65


TIRAS DE ACcedilO


















66





prensa


ferramentas






sentido axial


porta-ferramentas


da matriz


cavidade da matriz


peccedila

67

a) b)







120593 = 119897119899 (11986001198601) = 119897119899 ( 397922605) = 0565 eq (15)







68

119865 = 3979 3275 0565 (1 + 201119904119890119899(2(90minus20180 )120587) + 23 (90minus20180 )1205870565 ) + 120587 262 01 1905 145

= 5479438 N asymp 548 kN



















69


1199111 = 0535 119898119898


1199112 = 0617 119898119898



Desta forma 1205761198911 = 0535653 = 00081 = 081 1205761198912 = 06171022 = 0006 = 06




seguidos








12343) com 464 HRC






70







tabela 12

71


eacute 14529 Nmm2




(mm)










seguir

















72




















STRECON



73

















a) b)









74























75














10B22 019 088 024 015 008 004 0005 016 00018 0005 0006


C Mn Si B














Dureza

(HB)

σtr


Grau de


()

Camada meacutedia

descarbonetada

(mm)

TG


481 701 2 80 023 6

76





















77
















0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

kf)

[Nm

m2 ]



78








Fonte IFU Stuttgart


000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



79


A FRIO








a) b)








acabamento


80







(mm)




Extra 0406



7 Extrator SAE 4340









duplo

81























102









erosatildeo













103







TrimCut 1 a 4)




















de acabamento






104





2000 S












26

105











86c

106

a) b) c)







esquerdo direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


3 2 4 3 3 2 119943119919120630 3 4 2 2 2 4

2 2 4 4 2 2 119917120630 3 3 2 2 2 2

1 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 3 1 2 1 1

0 1 0 1 1 1 119943119919120631 1 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 1 119917120631 1 0 1 0 1 0

0 1 0 1 1 1 119943119943120631 1 1 1 4 1 1

3 3 119943119953119957 6 4

3 6 119917119953 6 3

5 8 119917119955


107



Esquerdo Direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


0 0 4 3 3 2 119943119919120630 3 5 5 6 3 4

0 1 3 3 1 2 119917120630 4 3 4 4 3 3

1 1 2 2 2 1 119943119943120630 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 119943119919120631 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 1 2 119917120631 1 1 1 1 1 0

2 1 2 1 3 2 119943119943120631 1 2 1 1 1 1

2 4 119943119953119957 3 4

1 3 119917119953 5 3

3 4 119917119955



Esquerdo direito

Q

11109 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

91011 Q


5 2 3 2 3 2 119943119919120630 3 4 3 5 4 5

2 2 1 2 2 2 119917120630 3 3 3 3 3 3

0 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 0 2 2 1 0

0 0 0 1 0 0 119943119919120631 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 0 1 119917120631 1 4 4 1 1 0

1 1 1 1 1 1 119943119943120631 1 4 3 1 1 0

4 4 119943119953119957 3 4

3 6 119917119953 8 4

5 8 119917119955

108



31 e 32



Esquerdo Direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


4 0 4 2 4 2 119943119919120630 2 3 2 3 1 3

4 3 4 3 4 4 119917120630 4 4 4 4 4 4

5 3 5 2 5 4 119943119943120630 4 5 3 5 3 5

3 1 3 1 3 2 119943119919120631 -1 0 1 0 0 0

8 3 8 14 8 14 119917120631 3 3 3 3 1 3

9 2 9 14 9 14 119943119943120631 3 4 3 4 1 4

4 3 119943119953119957 5 6

2 4 119917119953 6 4

5 7 119917119955



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


5 1 5 2 5 4 119943119919120630 2 6 2 6 5 6

5 2 5 3 5 6 119917120630 4 5 4 5 5 5

6 2 6 2 6 5 119943119943120630 3 4 3 4 3 4

5 2 5 3 5 -4 119943119919120631 -4 5 -3 5 0 5

4 4 4 3 4 4 119917120631 4 6 7 6 1 6

5 4 5 1 5 1 119943119943120631 2 6 7 6 1 6

5 4 119943119953119957 4 5

4 7 119917119953 4 2

5 9 119917119955

109



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


6 -4 6 4 6 -5 119943119919120630 5 6 3 6 3 6

6 9 6 5 6 7 119917120630 6 5 6 5 3 5

6 6 6 5 6 4 119943119943120630 4 5 5 5 3 5

2 -1 2 -2 2 2 119943119919120631 1 2 5 2 0 2

4 2 4 4 4 2 119917120631 5 4 5 4 2 4

5 2 5 4 5 2 119943119943120631 6 6 -1 6 2 6

9 18 119943119953119957 15 9

7 21 119917119953 19 7

8 22 119917119955





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


7 6 7 7 8 12 119943119919120630 12 9 5 6 3 4

6 7 5 6 7 10 119917120630 11 7 7 6 4 4

4 3 4 4 5 5 119943119943120630 7 7 7 5 5 5

5 4 5 5 5 4 119943119919120631 5 5 5 5 3 4

4 4 4 5 4 5 119917120631 5 4 5 4 5 5

2 2 5 4 5 4 119943119943120631 4 5 4 5 5 6

7 9 119943119953119957 7 6

7 19 119917119953 19 7

9 35 119917119955

110






DE ACcedilO










b) Sistema STRECON

111







521 Resultados






















cavidade


Superficial

112



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 14 10 18 11 31 119891119867120572 21 10 20 10 11 8

8 14 8 18 10 30 119865120572 21 9 21 9 13 7

2 1 6 6 6 5 119891119891120572 4 5 4 5 3 4

8 10 8 10 9 16 119891119867120573 10 8 17 9 14 9

7 10 7 9 8 17 119865120573 11 7 17 9 14 8

2 1 4 2 4 2 119891119891120573 3 4 2 2 1 1

10 23 119891119901119905 24 10

11 69 119865119901 64 10

10 52 119865119903



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


0 1 8 11 6 5 119891119867120572 13 9 12 8 13 9

2 2 7 11 6 9 119865120572 12 7 12 7 12 7

3 2 4 3 5 5 119891119891120572 3 4 2 3 1 1

1 1 5 3 6 5 119891119867120573 2 4 4 5 1 0

3 2 4 4 5 5 119865120573 4 4 5 5 1 0

3 2 2 1 3 2 119891119891120573 2 2 2 3 1 0

7 9 119891119901119905 9 7

7 21 119865119901 19 7

7 16 119865119903




113





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 13 10 18 10 19 119891119867120572 20 10 21 10 20 10

9 23 10 28 10 27 119865120572 26 10 24 9 28 10

9 16 9 16 9 18 119891119891120572 18 9 12 8 16 9

5 3 5 4 6 5 119891119867120573 57 6 6 6 3 5

6 6 8 13 7 12 119865120573 13 8 24 7 7 6

6 4 8 11 8 9 119891119891120573 12 9 12 8 5 6

8 10 119891119901119905 11 8

6 13 119865119901 11 5

9 30 119865119903



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


9 14 10 23 10 20 119891119867120572 24 11 24 11 20 10

9 22 10 28 10 27 119865120572 32 10 28 10 25 9

8 13 8 11 8 11 119891119891120572 11 8 11 8 12 8

2 1 3 2 2 1 119891119867120573 2 3 2 3 1 2

4 3 7 11 6 8 119865120573 12 8 8 7 3 4

4 2 8 11 8 8 119891119891120573 11 8 10 8 3 5

5 4 119891119901119905 3 4

3 5 119865119901 6 4

6 9 119865119903





114


eletrodo













a figura 90b

a) b)









115



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 4 5 1 5 3 119891119867120572 2 4 2 4 0 4

4 4 4 3 4 4 119865120572 3 3 3 3 1 3

3 2 3 3 3 2 119891119891120572 2 3 2 3 1 3

2 0 2 -1 2 1 119891119867120573 5 4 -1 4 1 4

5 3 5 4 5 5 119865120573 4 5 4 5 4 5

6 3 6 4 6 5 119891119891120573 2 6 5 6 4 6

3 2 119891119901119905 4 5

2 4 119865119901 5 3

5 8 119865119903










esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 2 5 3 5 3 119891119867120572 2 5 3 5 -1 5

4 2 4 3 4 2 119865120572 3 5 5 5 2 5

4 1 4 3 4 2 119891119891120572 2 5 4 5 1 5

3 0 3 -1 3 2 119891119867120573 -4 5 2 5 -1 5

5 4 5 5 5 6 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 3 6 5 6 6 119891119891120573 -4 6 5 6 5 6

7 8 119891119901119905 8 7

6 15 119865119901 17 6

7 18 119865119903

116











qualidade Q7




graacuteficos

a) b)











117













esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


7 -1 7 7 7 8 119891119867120572 6 7 -6 7 -7 7

7 8 7 12 7 12 119865120572 10 7 9 7 9 7

7 7 7 8 7 9 119891119891120572 7 7 4 7 5 7

6 -3 6 5 6 6 119891119867120573 -2 4 -3 4 2 4

6 4 6 8 6 8 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 4 6 5 6 6 119891119891120573 4 6 6 6 5 6

7 10 119891119901119905 9 7

7 20 119865119901 23 7

8 20 119865119903

118

















Desvio




CUT 20P


Tarugo 2 furos



Certi

Perfil fHα 9 11 11 7 7 6 5 Fα 8 10 10 6 6 7 5 ffα 7 9 8 7 7 6 5


Passo Fp 4 4 12 5 4 2 4 fp 5 7 11 8 6 5 4


Grau de qualidade

9 11 12 8 7 7 5

119



























120







trabalho



























121
















eletroerosatildeo


















122

7 CONCLUSOtildeES





pinhatildeo












desvios da cavidade









extrudada a frio







123



























124




596 1991





pp 1216-1221 1993





1993





539 2002










125


















2006


Verlag 1984









Technik Berlin 1972

126











5729 2009

















USP 1996


agosto de 2018

127





1997




First Edition 1954




24 p 1992


Bevel gears 1983











1988




128






CIRP 68 p 405 ndash 410 2018













2002











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Technik Berlin 1973







p 87-97 1994






130































131












Catarina 2004










September 2003




1995




132

























Werkstofftech 35 1011 p 851-857 2004





133









1999




2008


















134






























135

10 ANEXOS

ANEXO A





0 1707 1222 904 744 658 614

002 3231 2732 2351 2107 1924 1771

006 3989 3489 3084 2803 2570 2355

010 4406 3913 3503 3203 2942 2690

012 4566 4078 3665 3359 3088 2822

016 4830 4351 3938 3622 3332 3042

020 5046 4576 4164 3840 3536 3225

022 5141 4676 4265 3937 3626 3307

026 5312 4856 4446 4113 3791 3454

030 5463 5016 4608 4271 3938 3586

032 5533 5089 4683 4344 4006 3648

036 5662 5227 4823 4480 4133 3762

040 5781 5353 4952 4605 4251 3867

042 5836 5412 5013 4665 4306 3917

046 5941 5525 5128 4777 4412 4011

050 6039 5630 5236 4883 4511 4100

060 6260 5867 5481 5122 4735 4301

070 6452 6076 5696 5334 4933 4478

136

ANEXO B





0 1905 1371 1019 840 743 692

002 3434 2907 2505 2248 2055 1893

006 4198 3678 3259 2967 2725 2501

010 4616 4108 3687 3379 3110 2850

012 4775 4274 3853 3539 3260 2986

016 5039 4550 4131 3809 3512 3214

020 5253 4777 4361 4032 3722 3403

022 5348 4877 4463 4131 3815 3487

026 5517 5058 4647 4312 3984 3639

030 5667 5218 4812 4472 4135 3775

032 5736 5292 4888 4546 4204 3838

036 5864 5430 5029 4685 4335 3956

040 5981 5556 5160 4813 4455 4064

042 6036 5616 5221 4874 4512 4115

046 6140 5729 5338 4988 4620 4212

050 6237 5834 5447 5096 4721 4303

060 6453 6071 5694 5339 4950 4509

070 6643 6278 5911 5554 5152 4691

137

ANEXO C





000 2012 1451 1082 892 789 735

002 3541 2998 2585 2321 2123 1957

006 4306 3775 3348 3051 2805 2577

010 4723 4208 3780 3468 3196 2931

012 4882 4374 3948 3631 3348 3069

016 5144 4651 4229 3904 3604 3301

020 5358 4878 4460 4129 3816 3493

022 5452 4978 4562 4229 3910 3578

026 5621 5159 4748 4411 4081 3733

030 5769 5320 4913 4573 4234 3871

032 5838 5394 4990 4648 4304 3935

036 5965 5531 5132 4788 4436 4054

040 6081 5657 5263 4917 4558 4163

042 6135 5717 5325 4978 4615 4215

046 6238 5829 5442 5093 4724 4314

050 6334 5934 5551 5202 4826 4406

060 6549 6170 5799 5446 5057 4614

070 6736 6377 6016 5662 5261 4798

138

ANEXO D





002 3878 3794 3667 3530 3386 3237

006 4872 4766 4607 4435 4254 4067

010 5417 5299 5122 4931 4730 4522

014 5808 5683 5493 5288 5072 4849

018 6120 5987 5787 5571 5344 5109

020 6255 6119 5915 5694 5462 5222

022 6380 6242 6033 5808 5571 5326

026 6605 6462 6246 6013 5768 5514

030 6804 6657 6435 6194 5942 5680

034 6983 6832 6604 6357 6098 5830

038 7146 6992 6758 6506 6241 5966

040 7223 7066 6831 6575 6307 6030

042 7296 7138 6900 6642 6372 6091

046 7436 7275 7032 6769 6493 6207

050 7565 7402 7154 6887 6606 6316

054 7687 7521 7270 6998 6713 6417

058 7802 7633 7378 7103 6813 6513

060 7857 7687 7430 7153 6861 6559

062 7911 7740 7481 7202 6908 6604

066 8014 7841 7579 7296 6998 6690

070 8113 7937 7672 7385 7084 6772

139

ANEXO E





002 4111 4022 3888 3743 3590 3432

006 5165 5053 4884 4702 4510 4311

010 5743 5618 5431 5228 5015 4794

014 6158 6025 5823 5606 5377 5141

018 6488 6347 6135 5906 5665 5416

020 6631 6488 6271 6037 5791 5536

022 6764 6617 6396 6157 5906 5646

026 7002 6851 6622 6375 6115 5846

030 7214 7057 6822 6567 6299 6022

034 7404 7243 7001 6740 6465 6180

038 7576 7412 7165 6897 6616 6325

040 7658 7492 7242 6971 6687 6392

042 7736 7568 7315 7042 6755 6458

046 7883 7712 7455 7176 6884 6581

050 8021 7847 7585 7302 7004 6696

054 8150 7973 7707 7419 7117 6803

058 8272 8092 7822 7530 7223 6905

060 8330 8150 7878 7583 7274 6954

062 8387 8205 7931 7635 7324 7001

066 8496 8312 8035 7735 7419 7093

070 8601 8415 8134 7830 7511 7180

140

ANEXO F





002 42985 42054 40650 39131 37537 35884

006 53996 52826 51063 49155 47152 45076

010 60036 58736 56775 54654 52426 50118

014 64379 62985 60882 58608 56219 53744

018 67827 66358 64143 61746 59230 56622

020 69327 67825 65561 63112 60540 57874

022 70712 69181 66871 64373 61749 59031

026 73207 71622 69231 66644 63928 61114

030 75415 73781 71318 68653 65856 62956

034 77400 75723 73195 70461 67589 64614

038 79208 77492 74905 72106 69168 66123

040 80055 78322 75707 72878 69908 66831

042 80870 79119 76477 73620 70620 67511

046 82412 80627 77935 75024 71966 68798

050 83851 82035 79296 76333 73223 69999

054 85201 83356 80573 77563 74402 71126

058 86474 84602 81777 78722 75514 72189

060 87085 85199 82355 79278 76047 72699

062 87680 85781 82917 79819 76566 73196

066 88825 86902 84000 80862 77567 74152

070 89917 87969 85032 81856 78520 75063

141

ANEXO G



142

ANEXO H


143

ANEXO I


144

ANEXO J


145


146


147


148

ANEXO L


149


150


151


152

ANEXO M


153


154


155


VII


10 ANEXOS 134










VIII

LISTA DE FIGURAS




























IX
















experimentos 72



73




escoamento 76











X

















pinhatildeo 91





94


95


XI




















XII

LISTA DE TABELAS



























XIII










na CUT 300 mS 108


na CUT 300 mS 109
















XIV






XV








XVI










XVII












EL Eletrodo






MT Matriz






XVIII

RESUMO























11 para 7



XIX

ABSTRACT






















machining

20
































21









temperatura























22

































23








ENGRENAGEM





CINTAMENTO



de montagem






extrusatildeo






projeto

MATEacuteRIA-PRIMA





PROCESSO





RESULTADOS




tiras






24
































25










seguintes etapas




















26









27











hidraacuteulicas


[15]



(figura 3)





28







a) b)














29

























222 Matrizes







30




















31














extrusatildeo










32














figura 7




Nmm2



σr lt 1000

1000 lt σr lt 1600

1600 lt σr lt 2200

2200 lt σr

nenhum

um

dois

trecircs

4 a 5

4 a 6

4 a 6

4 a 6

d1=dA D=dA2B

d1=09radic119863 119889 d2=09radic119863 1198891

33


A = [12 (1 + 1119861 ) minus 119880]12 eq (1)

sendo 119861 = 119896119891119898119886119905119903119894119911119896119891119888119894119899119905 e 119880 = 120590119903119896119891119898119886119905119903119894119911



1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) eq (2)

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) eq (3)














matrizes




34


excentricidade



















35




























36


119879119903 = 119865 119878119882 eq (6)



























37




Ff = Fc + Fd eq (9)











38




(10) 120591 = 120583 119875 para 0le 120583 le0577 eq (10)


























39








na figura 11

Sendo




ser citadas














40

























41



















42
















43




























externo

44






























10B22 0232 0893 0242 0180 008 0042 00059 0233 00015 0008 0020

45


Fonte JMatPro [41]


00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

00

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

600

70

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

k f)

[Nm

m2 ]



00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

man

ento

(k

f) [

Nm

m2 ]



46


















00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

kf)

[Nm

m2]



47


NORMA ASSUNTO


precisatildeo ISO


Engrenagens


Ciliacutendricas


Helicoidais












engrenagens













48



















dente





49


total do dente




mediccedilatildeo







conservativo


50














51





mais conservativo











concentricidade







52









(12)










Diacircmetro

primitivo

Oslashp (mm)

Moacutedulo

(N)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fα (μm)


2leNle35 12 17 23 33 47 65 95 130 190 260 370 530 750

20leOslashple50

05leNle2 09 13 18 26 36 50 75 100 150 210 290 410 580

2leNle35 13 18 25 36 50 70 100 140 200 290 400 570 810

35leNle6 16 22 31 44 60 90 120 180 250 350 500 700 990

6leNle10 19 27 38 55 75 110 150 220 310 430 610 870 1230







53







EXTRUSAtildeO


























54

























matriz

55
































56













arestas




















57






























teacutermica (к)

58































59





















60









FORM X400

61















62



de microfresamento



Cobre Cu 9950

Zinco Zn 006

Chumbo Pb 005

Manganecircs Mn 005

Carbono C 005

Estanho Sn 004

Ferro Fe 003


Outros lt002



















63













EL-0987 Acabamento










64








cintamento

65


TIRAS DE ACcedilO


















66





prensa


ferramentas






sentido axial


porta-ferramentas


da matriz


cavidade da matriz


peccedila

67

a) b)







120593 = 119897119899 (11986001198601) = 119897119899 ( 397922605) = 0565 eq (15)







68

119865 = 3979 3275 0565 (1 + 201119904119890119899(2(90minus20180 )120587) + 23 (90minus20180 )1205870565 ) + 120587 262 01 1905 145

= 5479438 N asymp 548 kN



















69


1199111 = 0535 119898119898


1199112 = 0617 119898119898



Desta forma 1205761198911 = 0535653 = 00081 = 081 1205761198912 = 06171022 = 0006 = 06




seguidos








12343) com 464 HRC






70







tabela 12

71


eacute 14529 Nmm2




(mm)










seguir

















72




















STRECON



73

















a) b)









74























75














10B22 019 088 024 015 008 004 0005 016 00018 0005 0006


C Mn Si B














Dureza

(HB)

σtr


Grau de


()

Camada meacutedia

descarbonetada

(mm)

TG


481 701 2 80 023 6

76





















77
















0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

kf)

[Nm

m2 ]



78








Fonte IFU Stuttgart


000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



79


A FRIO








a) b)








acabamento


80







(mm)




Extra 0406



7 Extrator SAE 4340









duplo

81























102









erosatildeo













103







TrimCut 1 a 4)




















de acabamento






104





2000 S












26

105











86c

106

a) b) c)







esquerdo direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


3 2 4 3 3 2 119943119919120630 3 4 2 2 2 4

2 2 4 4 2 2 119917120630 3 3 2 2 2 2

1 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 3 1 2 1 1

0 1 0 1 1 1 119943119919120631 1 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 1 119917120631 1 0 1 0 1 0

0 1 0 1 1 1 119943119943120631 1 1 1 4 1 1

3 3 119943119953119957 6 4

3 6 119917119953 6 3

5 8 119917119955


107



Esquerdo Direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


0 0 4 3 3 2 119943119919120630 3 5 5 6 3 4

0 1 3 3 1 2 119917120630 4 3 4 4 3 3

1 1 2 2 2 1 119943119943120630 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 119943119919120631 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 1 2 119917120631 1 1 1 1 1 0

2 1 2 1 3 2 119943119943120631 1 2 1 1 1 1

2 4 119943119953119957 3 4

1 3 119917119953 5 3

3 4 119917119955



Esquerdo direito

Q

11109 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

91011 Q


5 2 3 2 3 2 119943119919120630 3 4 3 5 4 5

2 2 1 2 2 2 119917120630 3 3 3 3 3 3

0 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 0 2 2 1 0

0 0 0 1 0 0 119943119919120631 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 0 1 119917120631 1 4 4 1 1 0

1 1 1 1 1 1 119943119943120631 1 4 3 1 1 0

4 4 119943119953119957 3 4

3 6 119917119953 8 4

5 8 119917119955

108



31 e 32



Esquerdo Direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


4 0 4 2 4 2 119943119919120630 2 3 2 3 1 3

4 3 4 3 4 4 119917120630 4 4 4 4 4 4

5 3 5 2 5 4 119943119943120630 4 5 3 5 3 5

3 1 3 1 3 2 119943119919120631 -1 0 1 0 0 0

8 3 8 14 8 14 119917120631 3 3 3 3 1 3

9 2 9 14 9 14 119943119943120631 3 4 3 4 1 4

4 3 119943119953119957 5 6

2 4 119917119953 6 4

5 7 119917119955



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


5 1 5 2 5 4 119943119919120630 2 6 2 6 5 6

5 2 5 3 5 6 119917120630 4 5 4 5 5 5

6 2 6 2 6 5 119943119943120630 3 4 3 4 3 4

5 2 5 3 5 -4 119943119919120631 -4 5 -3 5 0 5

4 4 4 3 4 4 119917120631 4 6 7 6 1 6

5 4 5 1 5 1 119943119943120631 2 6 7 6 1 6

5 4 119943119953119957 4 5

4 7 119917119953 4 2

5 9 119917119955

109



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


6 -4 6 4 6 -5 119943119919120630 5 6 3 6 3 6

6 9 6 5 6 7 119917120630 6 5 6 5 3 5

6 6 6 5 6 4 119943119943120630 4 5 5 5 3 5

2 -1 2 -2 2 2 119943119919120631 1 2 5 2 0 2

4 2 4 4 4 2 119917120631 5 4 5 4 2 4

5 2 5 4 5 2 119943119943120631 6 6 -1 6 2 6

9 18 119943119953119957 15 9

7 21 119917119953 19 7

8 22 119917119955





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


7 6 7 7 8 12 119943119919120630 12 9 5 6 3 4

6 7 5 6 7 10 119917120630 11 7 7 6 4 4

4 3 4 4 5 5 119943119943120630 7 7 7 5 5 5

5 4 5 5 5 4 119943119919120631 5 5 5 5 3 4

4 4 4 5 4 5 119917120631 5 4 5 4 5 5

2 2 5 4 5 4 119943119943120631 4 5 4 5 5 6

7 9 119943119953119957 7 6

7 19 119917119953 19 7

9 35 119917119955

110






DE ACcedilO










b) Sistema STRECON

111







521 Resultados






















cavidade


Superficial

112



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 14 10 18 11 31 119891119867120572 21 10 20 10 11 8

8 14 8 18 10 30 119865120572 21 9 21 9 13 7

2 1 6 6 6 5 119891119891120572 4 5 4 5 3 4

8 10 8 10 9 16 119891119867120573 10 8 17 9 14 9

7 10 7 9 8 17 119865120573 11 7 17 9 14 8

2 1 4 2 4 2 119891119891120573 3 4 2 2 1 1

10 23 119891119901119905 24 10

11 69 119865119901 64 10

10 52 119865119903



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


0 1 8 11 6 5 119891119867120572 13 9 12 8 13 9

2 2 7 11 6 9 119865120572 12 7 12 7 12 7

3 2 4 3 5 5 119891119891120572 3 4 2 3 1 1

1 1 5 3 6 5 119891119867120573 2 4 4 5 1 0

3 2 4 4 5 5 119865120573 4 4 5 5 1 0

3 2 2 1 3 2 119891119891120573 2 2 2 3 1 0

7 9 119891119901119905 9 7

7 21 119865119901 19 7

7 16 119865119903




113





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 13 10 18 10 19 119891119867120572 20 10 21 10 20 10

9 23 10 28 10 27 119865120572 26 10 24 9 28 10

9 16 9 16 9 18 119891119891120572 18 9 12 8 16 9

5 3 5 4 6 5 119891119867120573 57 6 6 6 3 5

6 6 8 13 7 12 119865120573 13 8 24 7 7 6

6 4 8 11 8 9 119891119891120573 12 9 12 8 5 6

8 10 119891119901119905 11 8

6 13 119865119901 11 5

9 30 119865119903



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


9 14 10 23 10 20 119891119867120572 24 11 24 11 20 10

9 22 10 28 10 27 119865120572 32 10 28 10 25 9

8 13 8 11 8 11 119891119891120572 11 8 11 8 12 8

2 1 3 2 2 1 119891119867120573 2 3 2 3 1 2

4 3 7 11 6 8 119865120573 12 8 8 7 3 4

4 2 8 11 8 8 119891119891120573 11 8 10 8 3 5

5 4 119891119901119905 3 4

3 5 119865119901 6 4

6 9 119865119903





114


eletrodo













a figura 90b

a) b)









115



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 4 5 1 5 3 119891119867120572 2 4 2 4 0 4

4 4 4 3 4 4 119865120572 3 3 3 3 1 3

3 2 3 3 3 2 119891119891120572 2 3 2 3 1 3

2 0 2 -1 2 1 119891119867120573 5 4 -1 4 1 4

5 3 5 4 5 5 119865120573 4 5 4 5 4 5

6 3 6 4 6 5 119891119891120573 2 6 5 6 4 6

3 2 119891119901119905 4 5

2 4 119865119901 5 3

5 8 119865119903










esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 2 5 3 5 3 119891119867120572 2 5 3 5 -1 5

4 2 4 3 4 2 119865120572 3 5 5 5 2 5

4 1 4 3 4 2 119891119891120572 2 5 4 5 1 5

3 0 3 -1 3 2 119891119867120573 -4 5 2 5 -1 5

5 4 5 5 5 6 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 3 6 5 6 6 119891119891120573 -4 6 5 6 5 6

7 8 119891119901119905 8 7

6 15 119865119901 17 6

7 18 119865119903

116











qualidade Q7




graacuteficos

a) b)











117













esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


7 -1 7 7 7 8 119891119867120572 6 7 -6 7 -7 7

7 8 7 12 7 12 119865120572 10 7 9 7 9 7

7 7 7 8 7 9 119891119891120572 7 7 4 7 5 7

6 -3 6 5 6 6 119891119867120573 -2 4 -3 4 2 4

6 4 6 8 6 8 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 4 6 5 6 6 119891119891120573 4 6 6 6 5 6

7 10 119891119901119905 9 7

7 20 119865119901 23 7

8 20 119865119903

118

















Desvio




CUT 20P


Tarugo 2 furos



Certi

Perfil fHα 9 11 11 7 7 6 5 Fα 8 10 10 6 6 7 5 ffα 7 9 8 7 7 6 5


Passo Fp 4 4 12 5 4 2 4 fp 5 7 11 8 6 5 4


Grau de qualidade

9 11 12 8 7 7 5

119



























120







trabalho



























121
















eletroerosatildeo


















122

7 CONCLUSOtildeES





pinhatildeo












desvios da cavidade









extrudada a frio







123



























124




596 1991





pp 1216-1221 1993





1993





539 2002










125


















2006


Verlag 1984









Technik Berlin 1972

126











5729 2009

















USP 1996


agosto de 2018

127





1997




First Edition 1954




24 p 1992


Bevel gears 1983











1988




128






CIRP 68 p 405 ndash 410 2018













2002











129

















Technik Berlin 1973







p 87-97 1994






130































131












Catarina 2004










September 2003




1995




132

























Werkstofftech 35 1011 p 851-857 2004





133









1999




2008


















134






























135

10 ANEXOS

ANEXO A





0 1707 1222 904 744 658 614

002 3231 2732 2351 2107 1924 1771

006 3989 3489 3084 2803 2570 2355

010 4406 3913 3503 3203 2942 2690

012 4566 4078 3665 3359 3088 2822

016 4830 4351 3938 3622 3332 3042

020 5046 4576 4164 3840 3536 3225

022 5141 4676 4265 3937 3626 3307

026 5312 4856 4446 4113 3791 3454

030 5463 5016 4608 4271 3938 3586

032 5533 5089 4683 4344 4006 3648

036 5662 5227 4823 4480 4133 3762

040 5781 5353 4952 4605 4251 3867

042 5836 5412 5013 4665 4306 3917

046 5941 5525 5128 4777 4412 4011

050 6039 5630 5236 4883 4511 4100

060 6260 5867 5481 5122 4735 4301

070 6452 6076 5696 5334 4933 4478

136

ANEXO B





0 1905 1371 1019 840 743 692

002 3434 2907 2505 2248 2055 1893

006 4198 3678 3259 2967 2725 2501

010 4616 4108 3687 3379 3110 2850

012 4775 4274 3853 3539 3260 2986

016 5039 4550 4131 3809 3512 3214

020 5253 4777 4361 4032 3722 3403

022 5348 4877 4463 4131 3815 3487

026 5517 5058 4647 4312 3984 3639

030 5667 5218 4812 4472 4135 3775

032 5736 5292 4888 4546 4204 3838

036 5864 5430 5029 4685 4335 3956

040 5981 5556 5160 4813 4455 4064

042 6036 5616 5221 4874 4512 4115

046 6140 5729 5338 4988 4620 4212

050 6237 5834 5447 5096 4721 4303

060 6453 6071 5694 5339 4950 4509

070 6643 6278 5911 5554 5152 4691

137

ANEXO C





000 2012 1451 1082 892 789 735

002 3541 2998 2585 2321 2123 1957

006 4306 3775 3348 3051 2805 2577

010 4723 4208 3780 3468 3196 2931

012 4882 4374 3948 3631 3348 3069

016 5144 4651 4229 3904 3604 3301

020 5358 4878 4460 4129 3816 3493

022 5452 4978 4562 4229 3910 3578

026 5621 5159 4748 4411 4081 3733

030 5769 5320 4913 4573 4234 3871

032 5838 5394 4990 4648 4304 3935

036 5965 5531 5132 4788 4436 4054

040 6081 5657 5263 4917 4558 4163

042 6135 5717 5325 4978 4615 4215

046 6238 5829 5442 5093 4724 4314

050 6334 5934 5551 5202 4826 4406

060 6549 6170 5799 5446 5057 4614

070 6736 6377 6016 5662 5261 4798

138

ANEXO D





002 3878 3794 3667 3530 3386 3237

006 4872 4766 4607 4435 4254 4067

010 5417 5299 5122 4931 4730 4522

014 5808 5683 5493 5288 5072 4849

018 6120 5987 5787 5571 5344 5109

020 6255 6119 5915 5694 5462 5222

022 6380 6242 6033 5808 5571 5326

026 6605 6462 6246 6013 5768 5514

030 6804 6657 6435 6194 5942 5680

034 6983 6832 6604 6357 6098 5830

038 7146 6992 6758 6506 6241 5966

040 7223 7066 6831 6575 6307 6030

042 7296 7138 6900 6642 6372 6091

046 7436 7275 7032 6769 6493 6207

050 7565 7402 7154 6887 6606 6316

054 7687 7521 7270 6998 6713 6417

058 7802 7633 7378 7103 6813 6513

060 7857 7687 7430 7153 6861 6559

062 7911 7740 7481 7202 6908 6604

066 8014 7841 7579 7296 6998 6690

070 8113 7937 7672 7385 7084 6772

139

ANEXO E





002 4111 4022 3888 3743 3590 3432

006 5165 5053 4884 4702 4510 4311

010 5743 5618 5431 5228 5015 4794

014 6158 6025 5823 5606 5377 5141

018 6488 6347 6135 5906 5665 5416

020 6631 6488 6271 6037 5791 5536

022 6764 6617 6396 6157 5906 5646

026 7002 6851 6622 6375 6115 5846

030 7214 7057 6822 6567 6299 6022

034 7404 7243 7001 6740 6465 6180

038 7576 7412 7165 6897 6616 6325

040 7658 7492 7242 6971 6687 6392

042 7736 7568 7315 7042 6755 6458

046 7883 7712 7455 7176 6884 6581

050 8021 7847 7585 7302 7004 6696

054 8150 7973 7707 7419 7117 6803

058 8272 8092 7822 7530 7223 6905

060 8330 8150 7878 7583 7274 6954

062 8387 8205 7931 7635 7324 7001

066 8496 8312 8035 7735 7419 7093

070 8601 8415 8134 7830 7511 7180

140

ANEXO F





002 42985 42054 40650 39131 37537 35884

006 53996 52826 51063 49155 47152 45076

010 60036 58736 56775 54654 52426 50118

014 64379 62985 60882 58608 56219 53744

018 67827 66358 64143 61746 59230 56622

020 69327 67825 65561 63112 60540 57874

022 70712 69181 66871 64373 61749 59031

026 73207 71622 69231 66644 63928 61114

030 75415 73781 71318 68653 65856 62956

034 77400 75723 73195 70461 67589 64614

038 79208 77492 74905 72106 69168 66123

040 80055 78322 75707 72878 69908 66831

042 80870 79119 76477 73620 70620 67511

046 82412 80627 77935 75024 71966 68798

050 83851 82035 79296 76333 73223 69999

054 85201 83356 80573 77563 74402 71126

058 86474 84602 81777 78722 75514 72189

060 87085 85199 82355 79278 76047 72699

062 87680 85781 82917 79819 76566 73196

066 88825 86902 84000 80862 77567 74152

070 89917 87969 85032 81856 78520 75063

141

ANEXO G



142

ANEXO H


143

ANEXO I


144

ANEXO J


145


146


147


148

ANEXO L


149


150


151


152

ANEXO M


153


154


155


VIII

LISTA DE FIGURAS




























IX
















experimentos 72



73




escoamento 76











X

















pinhatildeo 91





94


95


XI




















XII

LISTA DE TABELAS



























XIII










na CUT 300 mS 108


na CUT 300 mS 109
















XIV






XV








XVI










XVII












EL Eletrodo






MT Matriz






XVIII

RESUMO























11 para 7



XIX

ABSTRACT






















machining

20
































21









temperatura























22

































23








ENGRENAGEM





CINTAMENTO



de montagem






extrusatildeo






projeto

MATEacuteRIA-PRIMA





PROCESSO





RESULTADOS




tiras






24
































25










seguintes etapas




















26









27











hidraacuteulicas


[15]



(figura 3)





28







a) b)














29

























222 Matrizes







30




















31














extrusatildeo










32














figura 7




Nmm2



σr lt 1000

1000 lt σr lt 1600

1600 lt σr lt 2200

2200 lt σr

nenhum

um

dois

trecircs

4 a 5

4 a 6

4 a 6

4 a 6

d1=dA D=dA2B

d1=09radic119863 119889 d2=09radic119863 1198891

33


A = [12 (1 + 1119861 ) minus 119880]12 eq (1)

sendo 119861 = 119896119891119898119886119905119903119894119911119896119891119888119894119899119905 e 119880 = 120590119903119896119891119898119886119905119903119894119911



1199111 = 1198891119896119891119898119886119905119903119894119911119864 (1119861 minus 1198602) eq (2)

1199112 = 1198892119896119891119888119894119899119905119864 ( 1119861119888 minus 1198601198882) eq (3)














matrizes




34


excentricidade



















35




























36


119879119903 = 119865 119878119882 eq (6)



























37




Ff = Fc + Fd eq (9)











38




(10) 120591 = 120583 119875 para 0le 120583 le0577 eq (10)


























39








na figura 11

Sendo




ser citadas














40

























41



















42
















43




























externo

44






























10B22 0232 0893 0242 0180 008 0042 00059 0233 00015 0008 0020

45


Fonte JMatPro [41]


00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

00

020

040

060

080

100

120

140

160

180

200

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

440

460

480

500

600

70

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

k f)

[Nm

m2 ]



00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

man

ento

(k

f) [

Nm

m2 ]



46


















00

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

000

002

004

006

008

010

012

014

016

018

020

022

024

026

028

030

032

034

036

038

040

042

044

046

048

050

060

070

Ten

satildeo

de

esco

amen

to (

kf)

[Nm

m2]



47


NORMA ASSUNTO


precisatildeo ISO


Engrenagens


Ciliacutendricas


Helicoidais












engrenagens













48



















dente





49


total do dente




mediccedilatildeo







conservativo


50














51





mais conservativo











concentricidade







52









(12)










Diacircmetro

primitivo

Oslashp (mm)

Moacutedulo

(N)


0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

Fα (μm)


2leNle35 12 17 23 33 47 65 95 130 190 260 370 530 750

20leOslashple50

05leNle2 09 13 18 26 36 50 75 100 150 210 290 410 580

2leNle35 13 18 25 36 50 70 100 140 200 290 400 570 810

35leNle6 16 22 31 44 60 90 120 180 250 350 500 700 990

6leNle10 19 27 38 55 75 110 150 220 310 430 610 870 1230







53







EXTRUSAtildeO


























54

























matriz

55
































56













arestas




















57






























teacutermica (к)

58































59





















60









FORM X400

61















62



de microfresamento



Cobre Cu 9950

Zinco Zn 006

Chumbo Pb 005

Manganecircs Mn 005

Carbono C 005

Estanho Sn 004

Ferro Fe 003


Outros lt002



















63













EL-0987 Acabamento










64








cintamento

65


TIRAS DE ACcedilO


















66





prensa


ferramentas






sentido axial


porta-ferramentas


da matriz


cavidade da matriz


peccedila

67

a) b)







120593 = 119897119899 (11986001198601) = 119897119899 ( 397922605) = 0565 eq (15)







68

119865 = 3979 3275 0565 (1 + 201119904119890119899(2(90minus20180 )120587) + 23 (90minus20180 )1205870565 ) + 120587 262 01 1905 145

= 5479438 N asymp 548 kN



















69


1199111 = 0535 119898119898


1199112 = 0617 119898119898



Desta forma 1205761198911 = 0535653 = 00081 = 081 1205761198912 = 06171022 = 0006 = 06




seguidos








12343) com 464 HRC






70







tabela 12

71


eacute 14529 Nmm2




(mm)










seguir

















72




















STRECON



73

















a) b)









74























75














10B22 019 088 024 015 008 004 0005 016 00018 0005 0006


C Mn Si B














Dureza

(HB)

σtr


Grau de


()

Camada meacutedia

descarbonetada

(mm)

TG


481 701 2 80 023 6

76





















77
















0

100

200

300

400

500

600

700

800

900

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

kf)

[Nm

m2 ]



78








Fonte IFU Stuttgart


000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



000

10000

20000

30000

40000

50000

60000

70000

80000

90000

100000

00

2

00

6

01

01

4

01

8

02

2

02

6

03

03

4

03

8

04

2

04

6

05

05

4

05

8

06

2

06

6

07

Ten

satildeo

de e

scoa

men

to (

k f)

[Nm

m2 ]



79


A FRIO








a) b)








acabamento


80







(mm)




Extra 0406



7 Extrator SAE 4340









duplo

81























102









erosatildeo













103







TrimCut 1 a 4)




















de acabamento






104





2000 S












26

105











86c

106

a) b) c)







esquerdo direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


3 2 4 3 3 2 119943119919120630 3 4 2 2 2 4

2 2 4 4 2 2 119917120630 3 3 2 2 2 2

1 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 3 1 2 1 1

0 1 0 1 1 1 119943119919120631 1 0 1 0 0 0

0 1 0 1 0 1 119917120631 1 0 1 0 1 0

0 1 0 1 1 1 119943119943120631 1 1 1 4 1 1

3 3 119943119953119957 6 4

3 6 119917119953 6 3

5 8 119917119955


107



Esquerdo Direito

Q 11109

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 91011


0 0 4 3 3 2 119943119919120630 3 5 5 6 3 4

0 1 3 3 1 2 119917120630 4 3 4 4 3 3

1 1 2 2 2 1 119943119943120630 1 1 1 0 1 1

0 0 0 0 0 0 119943119919120631 0 0 1 1 1 0

1 1 0 1 1 2 119917120631 1 1 1 1 1 0

2 1 2 1 3 2 119943119943120631 1 2 1 1 1 1

2 4 119943119953119957 3 4

1 3 119917119953 5 3

3 4 119917119955



Esquerdo direito

Q

11109 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

91011 Q


5 2 3 2 3 2 119943119919120630 3 4 3 5 4 5

2 2 1 2 2 2 119917120630 3 3 3 3 3 3

0 1 1 1 1 1 119943119943120630 1 0 2 2 1 0

0 0 0 1 0 0 119943119919120631 1 1 1 0 1 1

1 1 1 1 0 1 119917120631 1 4 4 1 1 0

1 1 1 1 1 1 119943119943120631 1 4 3 1 1 0

4 4 119943119953119957 3 4

3 6 119917119953 8 4

5 8 119917119955

108



31 e 32



Esquerdo Direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


4 0 4 2 4 2 119943119919120630 2 3 2 3 1 3

4 3 4 3 4 4 119917120630 4 4 4 4 4 4

5 3 5 2 5 4 119943119943120630 4 5 3 5 3 5

3 1 3 1 3 2 119943119919120631 -1 0 1 0 0 0

8 3 8 14 8 14 119917120631 3 3 3 3 1 3

9 2 9 14 9 14 119943119943120631 3 4 3 4 1 4

4 3 119943119953119957 5 6

2 4 119917119953 6 4

5 7 119917119955



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


5 1 5 2 5 4 119943119919120630 2 6 2 6 5 6

5 2 5 3 5 6 119917120630 4 5 4 5 5 5

6 2 6 2 6 5 119943119943120630 3 4 3 4 3 4

5 2 5 3 5 -4 119943119919120631 -4 5 -3 5 0 5

4 4 4 3 4 4 119917120631 4 6 7 6 1 6

5 4 5 1 5 1 119943119943120631 2 6 7 6 1 6

5 4 119943119953119957 4 5

4 7 119917119953 4 2

5 9 119917119955

109



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


6 -4 6 4 6 -5 119943119919120630 5 6 3 6 3 6

6 9 6 5 6 7 119917120630 6 5 6 5 3 5

6 6 6 5 6 4 119943119943120630 4 5 5 5 3 5

2 -1 2 -2 2 2 119943119919120631 1 2 5 2 0 2

4 2 4 4 4 2 119917120631 5 4 5 4 2 4

5 2 5 4 5 2 119943119943120631 6 6 -1 6 2 6

9 18 119943119953119957 15 9

7 21 119917119953 19 7

8 22 119917119955





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


7 6 7 7 8 12 119943119919120630 12 9 5 6 3 4

6 7 5 6 7 10 119917120630 11 7 7 6 4 4

4 3 4 4 5 5 119943119943120630 7 7 7 5 5 5

5 4 5 5 5 4 119943119919120631 5 5 5 5 3 4

4 4 4 5 4 5 119917120631 5 4 5 4 5 5

2 2 5 4 5 4 119943119943120631 4 5 4 5 5 6

7 9 119943119953119957 7 6

7 19 119917119953 19 7

9 35 119917119955

110






DE ACcedilO










b) Sistema STRECON

111







521 Resultados






















cavidade


Superficial

112



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 14 10 18 11 31 119891119867120572 21 10 20 10 11 8

8 14 8 18 10 30 119865120572 21 9 21 9 13 7

2 1 6 6 6 5 119891119891120572 4 5 4 5 3 4

8 10 8 10 9 16 119891119867120573 10 8 17 9 14 9

7 10 7 9 8 17 119865120573 11 7 17 9 14 8

2 1 4 2 4 2 119891119891120573 3 4 2 2 1 1

10 23 119891119901119905 24 10

11 69 119865119901 64 10

10 52 119865119903



esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


0 1 8 11 6 5 119891119867120572 13 9 12 8 13 9

2 2 7 11 6 9 119865120572 12 7 12 7 12 7

3 2 4 3 5 5 119891119891120572 3 4 2 3 1 1

1 1 5 3 6 5 119891119867120573 2 4 4 5 1 0

3 2 4 4 5 5 119865120573 4 4 5 5 1 0

3 2 2 1 3 2 119891119891120573 2 2 2 3 1 0

7 9 119891119901119905 9 7

7 21 119865119901 19 7

7 16 119865119903




113





esquerdo direito

Q

9 Q

8765 Q

4321 DENTE 1234 Q

5678 Q

9 Q


9 13 10 18 10 19 119891119867120572 20 10 21 10 20 10

9 23 10 28 10 27 119865120572 26 10 24 9 28 10

9 16 9 16 9 18 119891119891120572 18 9 12 8 16 9

5 3 5 4 6 5 119891119867120573 57 6 6 6 3 5

6 6 8 13 7 12 119865120573 13 8 24 7 7 6

6 4 8 11 8 9 119891119891120573 12 9 12 8 5 6

8 10 119891119901119905 11 8

6 13 119865119901 11 5

9 30 119865119903



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


9 14 10 23 10 20 119891119867120572 24 11 24 11 20 10

9 22 10 28 10 27 119865120572 32 10 28 10 25 9

8 13 8 11 8 11 119891119891120572 11 8 11 8 12 8

2 1 3 2 2 1 119891119867120573 2 3 2 3 1 2

4 3 7 11 6 8 119865120573 12 8 8 7 3 4

4 2 8 11 8 8 119891119891120573 11 8 10 8 3 5

5 4 119891119901119905 3 4

3 5 119865119901 6 4

6 9 119865119903





114


eletrodo













a figura 90b

a) b)









115



esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 4 5 1 5 3 119891119867120572 2 4 2 4 0 4

4 4 4 3 4 4 119865120572 3 3 3 3 1 3

3 2 3 3 3 2 119891119891120572 2 3 2 3 1 3

2 0 2 -1 2 1 119891119867120573 5 4 -1 4 1 4

5 3 5 4 5 5 119865120573 4 5 4 5 4 5

6 3 6 4 6 5 119891119891120573 2 6 5 6 4 6

3 2 119891119901119905 4 5

2 4 119865119901 5 3

5 8 119865119903










esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


5 2 5 3 5 3 119891119867120572 2 5 3 5 -1 5

4 2 4 3 4 2 119865120572 3 5 5 5 2 5

4 1 4 3 4 2 119891119891120572 2 5 4 5 1 5

3 0 3 -1 3 2 119891119867120573 -4 5 2 5 -1 5

5 4 5 5 5 6 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 3 6 5 6 6 119891119891120573 -4 6 5 6 5 6

7 8 119891119901119905 8 7

6 15 119865119901 17 6

7 18 119865119903

116











qualidade Q7




graacuteficos

a) b)











117













esquerdo direito

Q 9

Q 8765

Q 4321 DENTE 1234

Q 5678

Q 9


7 -1 7 7 7 8 119891119867120572 6 7 -6 7 -7 7

7 8 7 12 7 12 119865120572 10 7 9 7 9 7

7 7 7 8 7 9 119891119891120572 7 7 4 7 5 7

6 -3 6 5 6 6 119891119867120573 -2 4 -3 4 2 4

6 4 6 8 6 8 119865120573 5 5 5 5 5 5

6 4 6 5 6 6 119891119891120573 4 6 6 6 5 6

7 10 119891119901119905 9 7

7 20 119865119901 23 7

8 20 119865119903

118

















Desvio




CUT 20P


Tarugo 2 furos



Certi

Perfil fHα 9 11 11 7 7 6 5 Fα 8 10 10 6 6 7 5 ffα 7 9 8 7 7 6 5


Passo Fp 4 4 12 5 4 2 4 fp 5 7 11 8 6 5 4


Grau de qualidade

9 11 12 8 7 7 5

119



























120







trabalho



























121
















eletroerosatildeo


















122

7 CONCLUSOtildeES





pinhatildeo












desvios da cavidade









extrudada a frio







123



























124




596 1991





pp 1216-1221 1993





1993





539 2002










125


















2006


Verlag 1984









Technik Berlin 1972

126











5729 2009

















USP 1996


agosto de 2018

127





1997




First Edition 1954




24 p 1992


Bevel gears 1983











1988




128






CIRP 68 p 405 ndash 410 2018













2002











129

















Technik Berlin 1973







p 87-97 1994






130































131












Catarina 2004










September 2003




1995




132

























Werkstofftech 35 1011 p 851-857 2004





133









1999




2008


















134






























135

10 ANEXOS

ANEXO A





0 1707 1222 904 744 658 614

002 3231 2732 2351 2107 1924 1771

006 3989 3489 3084 2803 2570 2355

010 4406 3913 3503 3203 2942 2690

012 4566 4078 3665 3359 3088 2822

016 4830 4351 3938 3622 3332 3042

020 5046 4576 4164 3840 3536 3225

022 5141 4676 4265 3937 3626 3307

026 5312 4856 4446 4113 3791 3454

030 5463 5016 4608 4271 3938 3586

032 5533 5089 4683 4344 4006 3648

036 5662 5227 4823 4480 4133 3762

040 5781 5353 4952 4605 4251 3867

042 5836 5412 5013 4665 4306 3917

046 5941 5525 5128 4777 4412 4011

050 6039 5630 5236 4883 4511 4100

060 6260 5867 5481 5122 4735 4301

070 6452 6076 5696 5334 4933 4478

136

ANEXO B





0 1905 1371 1019 840 743 692

002 3434 2907 2505 2248 2055 1893

006 4198 3678 3259 2967 2725 2501

010 4616 4108 3687 3379 3110 2850

012 4775 4274 3853 3539 3260 2986

016 5039 4550 4131 3809 3512 3214

020 5253 4777 4361 4032 3722 3403

022 5348 4877 4463 4131 3815 3487

026 5517 5058 4647 4312 3984 3639

030 5667 5218 4812 4472 4135 3775

032 5736 5292 4888 4546 4204 3838

036 5864 5430 5029 4685 4335 3956

040 5981 5556 5160 4813 4455 4064

042 6036 5616 5221 4874 4512 4115

046 6140 5729 5338 4988 4620 4212

050 6237 5834 5447 5096 4721 4303

060 6453 6071 5694 5339 4950 4509

070 6643 6278 5911 5554 5152 4691

137

ANEXO C





000 2012 1451 1082 892 789 735

002 3541 2998 2585 2321 2123 1957

006 4306 3775 3348 3051 2805 2577

010 4723 4208 3780 3468 3196 2931

012 4882 4374 3948 3631 3348 3069

016 5144 4651 4229 3904 3604 3301

020 5358 4878 4460 4129 3816 3493

022 5452 4978 4562 4229 3910 3578

026 5621 5159 4748 4411 4081 3733

030 5769 5320 4913 4573 4234 3871

032 5838 5394 4990 4648 4304 3935

036 5965 5531 5132 4788 4436 4054

040 6081 5657 5263 4917 4558 4163

042 6135 5717 5325 4978 4615 4215

046 6238 5829 5442 5093 4724 4314

050 6334 5934 5551 5202 4826 4406

060 6549 6170 5799 5446 5057 4614

070 6736 6377 6016 5662 5261 4798

138

ANEXO D





002 3878 3794 3667 3530 3386 3237

006 4872 4766 4607 4435 4254 4067

010 5417 5299 5122 4931 4730 4522

014 5808 5683 5493 5288 5072 4849

018 6120 5987 5787 5571 5344 5109

020 6255 6119 5915 5694 5462 5222

022 6380 6242 6033 5808 5571 5326

026 6605 6462 6246 6013 5768 5514

030 6804 6657 6435 6194 5942 5680

034 6983 6832 6604 6357 6098 5830

038 7146 6992 6758 6506 6241 5966

040 7223 7066 6831 6575 6307 6030

042 7296 7138 6900 6642 6372 6091

046 7436 7275 7032 6769 6493 6207

050 7565 7402 7154 6887 6606 6316

054 7687 7521 7270 6998 6713 6417

058 7802 7633 7378 7103 6813 6513

060 7857 7687 7430 7153 6861 6559

062 7911 7740 7481 7202 6908 6604

066 8014 7841 7579 7296 6998 6690

070 8113 7937 7672 7385 7084 6772

139

ANEXO E





002 4111 4022 3888 3743 3590 3432

006 5165 5053 4884 4702 4510 4311

010 5743 5618 5431 5228 5015 4794

014 6158 6025 5823 5606 5377 5141

018 6488 6347 6135 5906 5665 5416

020 6631 6488 6271 6037 5791 5536

022 6764 6617 6396 6157 5906 5646

026 7002 6851 6622 6375 6115 5846

030 7214 7057 6822 6567 6299 6022

034 7404 7243 7001 6740 6465 6180

038 7576 7412 7165 6897 6616 6325

040 7658 7492 7242 6971 6687 6392

042 7736 7568 7315 7042 6755 6458

046 7883 7712 7455 7176 6884 6581

050 8021 7847 7585 7302 7004 6696

054 8150 7973 7707 7419 7117 6803

058 8272 8092 7822 7530 7223 6905

060 8330 8150 7878 7583 7274 6954

062 8387 8205 7931 7635 7324 7001

066 8496 8312 8035 7735 7419 7093

070 8601 8415 8134 7830 7511 7180

140

ANEXO F





002 42985 42054 40650 39131 37537 35884

006 53996 52826 51063 49155 47152 45076

010 60036 58736 56775 54654 52426 50118

014 64379 62985 60882 58608 56219 53744

018 67827 66358 64143 61746 59230 56622

020 69327 67825 65561 63112 60540 57874

022 70712 69181 66871 64373 61749 59031

026 73207 71622 69231 66644 63928 61114

030 75415 73781 71318 68653 65856 62956

034 77400 75723 73195 70461 67589 64614

038 79208 77492 74905 72106 69168 66123

040 80055 78322 75707 72878 69908 66831

042 80870 79119 76477 73620 70620 67511

046 82412 80627 77935 75024 71966 68798

050 83851 82035 79296 76333 73223 69999

054 85201 83356 80573 77563 74402 71126

058 86474 84602 81777 78722 75514 72189

060 87085 85199 82355 79278 76047 72699

062 87680 85781 82917 79819 76566 73196

066 88825 86902 84000 80862 77567 74152

070 89917 87969 85032 81856 78520 75063

141

ANEXO G



142

ANEXO H


143

ANEXO I


144

ANEXO J


145


146


147


148

ANEXO L


149


150


151


152

ANEXO M


153


154


155
