Blucher Engineering Proceedings

Setembro 2016, vol.3, num.1 - XXIV Simpósio Internacional de Engenharia Automotiva
Artigo - Open Access Idioma principal | Segundo principal

Efeito da rugosidade no desgaste de ferramentas de conformação a frio

Effect of roughness on the wear of cold forming tools

SOUZA, Thales Sardinha Garcia; PEREIRA, Márcio Henrique; SOUZA, Roberto Martins de

Artigo:

O custo de qualquer produto forjado para indústria automobilística é altamente influenciado pelos custos envolvidos durante o projeto e construção das ferramentas de conformação. Idealmente, essas ferramentas devem durar um número significativo de ciclos de conformação, de forma a diluir seu custo no maior número de peças possível. Diversos parâmetros afetam o comportamento do desgaste, sendo que as indústrias de forjados abordam as questões tribológicas de formas distintas. Além disso, um mal entendimento desses parâmetros pode levar à um desgaste de ferramenta prematuro.

Esse trabalho analisa o efeito da rugosidade no desgaste de punções de conformação a frio. O tribossistema adotado é a segunda operação de uma prensa mecânica horizontal e consiste em um punção de aço M2 endurecido em movimento relativo contra uma peça de aço SAE 10B22 normalizado. Foram fabricados quinze punções com três níveis de rugosidade e seus desgastes foram medidos após 52.000 e 102.000 ciclos de conformação. Um perfilômetro ótico 3D e um microscópio eletrônico de varredura foram utilizados para acessar as características superficiais dos punções, antes e após dos lotes de produção.

Os resultados mostraram que os punções de maior rugosidade falharam prematuramente enquanto os punções mais lisos e os de rugosidade intermediária apresentaram desgaste equivalentes.

O custo de qualquer produto forjado para indústria automobilística é altamente influenciado pelos custos envolvidos durante o projeto e construção das ferramentas de conformação. Idealmente, essas ferramentas devem durar um número significativo de ciclos de conformação, de forma a diluir seu custo no maior número de peças possível. Diversos parâmetros afetam o comportamento do desgaste, sendo que as indústrias de forjados abordam as questões tribológicas de formas distintas. Além disso, um mal entendimento desses parâmetros pode levar à um desgaste de ferramenta prematuro.

Esse trabalho analisa o efeito da rugosidade no desgaste de punções de conformação a frio. O tribossistema adotado é a segunda operação de uma prensa mecânica horizontal e consiste em um punção de aço M2 endurecido em movimento relativo contra uma peça de aço SAE 10B22 normalizado. Foram fabricados quinze punções com três níveis de rugosidade e seus desgastes foram medidos após 52.000 e 102.000 ciclos de conformação. Um perfilômetro ótico 3D e um microscópio eletrônico de varredura foram utilizados para acessar as características superficiais dos punções, antes e após dos lotes de produção.

Os resultados mostraram que os punções de maior rugosidade falharam prematuramente enquanto os punções mais lisos e os de rugosidade intermediária apresentaram desgaste equivalentes.

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Palavras-chave:

DOI: 10.5151/engpro-simea2016-PAP58

Referências bibliográficas
  • [1] DIN 8580, Manufacturing processes – Terms and definitions, division. Deutsches Institut Fur Normung, 2003.
  • [2] SACMA GROUP. Disponível em: http://www.sacmagroup.com/pt/winning-technologies/projeto-de-ferramental.ow?pageId=12949. Acesso em: 6 de Maio de 2016.
  • [3] SOUZA, M. M.; PEREIRA, M. H.; SOUZA, T. S. G. Fabricação e caracterização de componentes forjados para transmissões. In: 12º Simpósio SAE Brasil de Powertrain, Sorocaba, 2014.
  • [4] MENDES, M. A. Estudo do desgaste de ferramentas com e sem revestimentos de filmes finos utilizadas em operações de conformação a frio, 2009. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica – Universidade de São Paulo
  • [5] ZUM GAHR, K. H. Microstructure and wear of materials. New York: Elsevier, 1987.
  • [6] HUTCHINGS, I. M. Tribology: Friction and Wear of Engineering Materials. 1.ed. London: Edward Arnold, 1992.
  • [7] STACHOWIAK, G. W.; BATCHELOR, A. W. Engineering Tribology. Elsevier, 2001.
  • [8] SEDLACEK, M.; PODGORNIK, B.; VIZINTIN, J. Influence of surface preparation on roughness parameters, friction and wear. Wear, n. 266, p. 482 – 487, 2009.
  • [9] SCHEY, J. A. Tribology in metalworking – friction, lubrication and wear. American Society for Metals, 2 ed., 1984.
  • [10] MAGRI, M. L. Influência da topografia superficial na vida da matriz de forjamento a quente, 2011. Dissertação de Mestrado em Engenharia Mecânica – Universidade Estadual de Campinas.
  • [11] FALCONNET, E.; CHAMBERT, J.; MAKICH, H.; MONTEIL, G. Prediction of abrasive punch wear in copper alloy thin sheet blanking. Wear, n. 338 – 339, p. 144 – 154, 2015.
  • [12] ASM HANDBOOK. ASM Metals Handbook, Vol. 18. Friction, lubrication and wear technology, 1992.
  • [13] ASTM E 112 – 96. Standard Test Methods for Determining Average Grain Size. American Society for Testing and Materials, 2004.
Como citar:

SOUZA, Thales Sardinha Garcia; PEREIRA, Márcio Henrique; SOUZA, Roberto Martins de; "Efeito da rugosidade no desgaste de ferramentas de conformação a frio", p-384-403. In: Anais do XXIV Simpósio Internacional de Engenharia Automotica - SIMEA 2016 [=Blucher Engineering Proceedings].. São Paulo: Blucher, 2016.
ISSN 23577592, DOI 10.5151/engpro-simea2016-PAP58

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