Lista de Exercícios - Processos de Fabricação Mecânica - Cálculos de Laminação

CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA CAMPUS NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA II Questão I Uma placa de cobre com largura e espessura iniciais de 900 mm e 15 mm respectivamente será laminada a frio com redução máxima proporcionada por cilindros de laminação com diâmetros de 200 mm O limite de escoamento do material é igual a 75 MPa e o coeficiente de atrito do processo é igual a 004 Determine a a pressão específica dos cilindros b potência necessária para este processo com os cilindros girando a 100 rpm c velocidade periférica dos cilindros transportadores da chapa sabendo que esta apresentará uma velocidade de 5 ms na saída dos cilindros de laminação Questão II Em um processo de laminação à quente calcule a carga e a potência necessárias para deformar uma placa de alumínio de 4 x 100 mm para 38 x 100 mm com rolos de 200 mm de diâmetro a uma rotação de 100 rpm Considere um limite de escoamento de 75 MPa coeficiente de atrito de 005 e despreze a deformação lateral Questão III Uma chapa de alumínio com espessura inicial de 10 mm e largura de 250 mm é laminada a frio e apresenta limite de escoamento igual a 80 MPa O diâmetro dos rolos é igual a 400 mm Considerando que na laminação a espessura da chapa sofre uma redução de 20 com uma velocidade periférica de 30 mmin e um coeficiente de atrito igual a 02 a determine a força de separação dos rolos b determine a potência necessária para o processo c para aumentar a produtividade do processo estabeleceuse que a velocidade de saída da chapa deverá ser 45 vezes maior que a velocidade de entrada Justifique se o processo atende a esta imposição d Caso a chapa seja carregada sob condições de tração biaxial 1 2 e 3 0 e considerando uma deformação volumétrica de 900 qual o módulo de elasticidade apresentado por esta liga com 03 utilizando o critério de Von Mises Questão IV Uma chapa de aço SAE 1010 ao ser laminada a frio com controle de deformação na largura tem sua espessura diminuída em 09 mm Esta chapa possui as dimensões iniciais iguais a 1500 x 900 x 2 mm Determine a deformação real aplicada no sentido de aplicação da carga de laminação e a deformação real na direção da laminação CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA CAMPUS NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA II Questão V Uma chapa de alumínio com espessura inicial de 15 mm e largura de 350 mm é laminada a frio e apresenta limite de escoamento igual a 70 MPa O diâmetro dos rolos é igual a 500 mm Considerando que na laminação a espessura da chapa sofre uma redução de 15 com uma velocidade periférica de 20 mmin e um coeficiente de atrito igual a 022 a determine a força de separação dos rolos b determine a potência necessária para o processo c para aumentar a produtividade do processo estabeleceuse que a velocidade de saída da chapa deverá ser 45 vezes maior que a velocidade de entrada Justifique se o processo atende a esta imposição d Caso a chapa seja carregada sob condições de tração biaxial 1 2 e 3 0 e considerando uma deformação volumétrica de 900 qual o módulo de elasticidade apresentado por esta liga com 03 utilizando o critério de Von Mises Questão VI Uma empresa que produz terminais elétricos para a indústria automotiva recebeu uma bobina de latão de espessura de 25 mm O limite de escoamento deste material é dependente da redução de laminação conforme a relação e 75 075 r e MPa r a se os terminais devem apresentar após a conformação um limite de escoamento mínimo de 120 MPa determine o diâmetro dos cilindros para que um único passe de laminação atenda à especificação b para obter terminais com o menor peso possível qual seria o limite de escoamento do material se o processo fosse realizado por cilindros de 1 m de diâmetro c adotando os cilindros da opção anterior determine a força necessária para laminar uma chapa de largura igual a 800 mm de forma que a espessura média seja igual a 225 mm e o raio real dos cilindros não ultrapasse o valor de 515 mm Os módulos de elasticidade do latão e do aço são iguais a 110 GPa e 210 GPa respectivamente Os coeficientes de Poison do latão e do aço são iguais a 035 e 030 respectivamente O coeficiente de atrito do processo é igual a 02 Questão VII Uma chapa de aço SAE 1010 ao ser laminada a frio com controle de deformação na largura tem seu comprimento aumentado em 1000 mm Esta chapa possui as dimensões iniciais iguais a 1500 x 900 x 2 mm Determine a deformação real aplicada no sentido de aplicação da carga de laminação e a deformação real na direção da laminação CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA CAMPUS NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA II Questão VIII Uma placa de cobre será laminada com redução máxima proporcionada por cilindros de laminação com 200 mm de diâmetro A rotação dos mesmos será de 3 rps e para reduzir a espessura desta placa para 1 mm com controle da largura igual a 900 mm o material sofrerá uma pressão dos cilindros igual 150 MPa a determine a mínima espessura necessária que a placa deverá possuir para que em um único passe de laminação atenda às condições estabelecidas sabendo que a área de contato projetada entre cilindro e material para esta redução é de 5400 mm2 b determine o coeficiente de atrito do processo c determine o limite de escoamento do material adotado Questão IX Uma placa de cobre será laminada com redução máxima proporcionada por cilindros de laminação com 250 mm de diâmetro A rotação dos mesmos será de 2 rps e para reduzir a espessura desta placa para 15 mm com controle da largura igual a 900 mm o material sofrerá uma pressão dos cilindros igual 500 kN a determine a mínima espessura necessária que a placa deverá possuir para que em um único passe de laminação atenda às condições estabelecidas sabendo que a área de contato projetada entre cilindro e material para esta redução é de 4500 mm2 b determine o coeficiente de atrito do processo c determine o limite de escoamento do material adotado Questão X Uma tira de 400 mm de largura 25 mm de espessura e resistência ao escoamento de 500 MPa é laminada com tração de 250 kN e redução de espessura de 1 mm A Qual é a pressão de laminação necessária O raio do cilindro de laminação é igual a 300 mm Considerando que não haja variação na largura da tira e achatamento dos cilindros calcular a força de laminação Questão XI Para uso numa instalação necessitase de fios de latão com diâmetro de 3 mm e limite de escoamento igual a 400 MPa Dispõese do fio desse material mas com 5 mm de diâmetro e já com 25 de encruamento Sabendo que esse material aceita durante a trefilação a frio no máximo 70 de redução de área estabeleça uma seqüência de operações para obter um produto especificado CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA CAMPUS NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA II Questão XII Uma barra de aço SAE 1040 passa por um trabalho a frio de 10 e se encontra com diâmetro de 20 mm Nestas condições qual a tensão de trefilação necessária para reduzir a área desta barra em 20 O coeficiente de resistência do material é igual a 1100 MPa o coeficiente de atrito do processo é igual a 01 e o semiângulo da fieira é igual a 80º Gráfico para as questões XI e XII Questão XIII Duas barras cilíndricas de materiais diferentes serão trefiladas para um diâmetro de 5 mm utilizandose a mesma ferramenta As barras das ligas A e B se apresentam com o mesmo grau de encruamento e com 8 mm e 9 mm de diâmetro respectivamente Nestas condições assumindo que o processo de trefilação da liga A será realizado mediante uma tensão de 300 MPa o processo de trefilação da liga B terá um consumo maior ou menor de energia em relação à liga A Considere que o coeficiente de atrito do processo é igual a 01 o semiângulo da fieira é igual a 45º e que os coeficientes de encruamento são iguais a 090 e 075 respectivamente CENTRO FEDERAL DE EDUCAÇÃO TECNOLÓGICA CELSO SUCKOW DA FONSECA CAMPUS NOVA IGUAÇU PROCESSOS DE FABRICAÇÃO MECÂNICA PROF JÚLIO CÉSAR LISTA II Questão XIV Duas barras cilíndricas de materiais diferentes serão trefiladas para um diâmetro de 7 mm utilizandose a mesma ferramenta As barras das ligas A e B se apresentam com o mesmo grau de encruamento e com 8 mm e 9 mm de diâmetro respectivamente e passaram por um trabalho a frio de 20 e 35 respectivamente Nestas condições qual processo de trefilação terá um consumo menor de energia Considere que o coeficiente de atrito do processo é igual a 01 o semiângulo da fieira é igual a 45º e que os coeficientes de resistência são iguais a 1000 MPa e 750 MPa respectivamente Gráfico para as questões XIII e XIV Questão XV Um perfil é trefilado a partir de um arame de aço AISI 304 recozido de 3 mm de diâmetro A seção transversal do perfil é de 5 mm2 Na trefilação foi utilizado um lubrificante à base de óleo mineral 01 com uma matriz com semiângulo de fieira igual a 8º e com velocidade de 2 ms Calcule a força de trefilação Dados do material n 06 k 1451 MPa e e 240 MPa