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UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 214 CAPÍTULO XIII CURVAMENTO 1) INTRODUÇÃO: O processo de curvamento consiste em operações que conferem à peça uma deformação permanente em raios previamente especificados. Por ser levado a efeito no regime plástico também se observa o fenômeno de retorno elástico. Basicamente este processo é adequado para o curvamento de: Chapas; Placas; Barras Perfis; Tubos; O processo de dobramento também é designado de “calandragem” que consiste em obter peças aproximadamente cilíndricas ou curvas, como exemplo barris, a partir de chapas planas. Figura 13.1 – Curvamento de rolos através do processo de calandragem. 2) CURVAMENTO DE CHAPAS E PLACAS: O curvamento de chapas e placas são realizados em calandras, a partir do qual podem ser obtidas chapas curvas com raio de curvamento pré-determinados, como: Cilindros Cones; Tronco de cone Qualquer outra superfície de revolução. Dois tipos de calandras estão disponíveis no mercado, quais sejam: CALANDRA DE PASSO = neste caso a folga entre os rolos alinhados é ajustável para várias espessuras e o rolo de trabalho pode se deslocar para a obtenção de diferentes UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 215 diâmetros. O diâmetro mínimo que pode ser obtido é o rolo superior acrescido de 50 mm. Este tipo de calandra é adequado para grandes volumes de produção de peças de diâmetros (raios) menores. São mais precisas que as calandras piramidais; CALANDRA PIRAMIDAL = neste caso o rolo superior pode ser ajustado para exercer maior ou menor pressão, obtendo-se peças de diâmetros e/ou raios menores e maiores. O diâmetro/raio mínimo obtido é de cerca de duas vezes o diâmetro do rolo superior para os aços inoxidáveis e de duas vezes e meia para aços ao carbono. O diâmetro máximo da peça é limitado pela estabilidade da peça dobrada. Figura 13.2 – Calandra tipo passo. Figura 13.3 – Calandra tipo piramidal. Tabela 13.I – Descrição das calandras. TIPO DESCRIÇÃO CAPACIDADE PIRAMIDAL Composta de três rolos em forma de pirâmide Conforma chapas de até 50mm de espessura por até 3000 m de comprimento. PASSO Composta de três rolos, sendo dois sobrepostos no mesmo alinhamento vertical e do trabalho. Conforma chapa de até 50 m de espessura por até 3000 m de comprimento. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 216 3) CURVAMENTO DE TUBOS: O curvamento de tubos está relacionado à deformação por flexão quer produz tensões de compressão na camada interna e de tração na camada externa de curvamento. O diferencial de tensão entre as partes tracionada e comprimida é responsável por uma redução na seção do tubo conformado. Essa deformação depende do diâmetro do tubo, da espessura da parede e do raio de curvatura. A relação diâmetro do tubo e a espessura da parede (D/t) é conhecida como “estabilidade estrutural do tubo”. À medida que D/t cresce, menor é a estabilidade do tubo e maior é a tendência de achatamento na região da dobra e de enrugamento na região côncava. Os equipamentos utilizados para deformação de tubos podem ser de três tipos: Por compressão; Por rolos; Por matriz rotativa. 3.1) CURVAMENTO POR COMPRESSÃO: É obtido através de uma prensa cuja punção exerce uma força que flete o tubo contra dois cossinetes móveis e ajustáveis. Figura 13.4 – Prensa típica de dobramento de tubos. 3.2) CURVAMENTO POR ROLOS: Neste tipo de equipamento a flexão é obtida pela ação de três rolos, dois fixos e um móvel, regulável, destinado à ajustagem do raio de curvatura. A direção de rotação é reversível. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 217 Figura 13.5 – Curvamento de tubos por rolos. 3.3) CURVAMENTO POR MATRIZ ROTATIVA: É conseguido fazendo com que o tubo seja dobrado em torno de uma matriz que pode assumir duas configurações: O MORDENTE SOLIDÁRIO À MATRIZ FIXA O TUBO = neste caso o conjunto mordente-matriz gira em torno do seu eixo, conformando o tubo; O MORDENTE E A MATRIZ FICAM ESTÁTICOS = neste caso o guia conforma o tubo em volta da matriz. Neste processo, se necessário, utiliza-se um mandril interno ao tubo para evitar sua deformação durante a operação de curvamento. Figura 13.6 – Processo de conformação de tubos, com a utilização de mandril interno. 3.4) UTILIZAÇÃO DO MANDRIL: Nos dois processos discutidos anteriormente, decisão da necessidade ou não de utilização do mandril interno é feita com o auxílio do ábaco a seguir. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 218 Figura 13.7 – Normógrafos para determinar onde o mandril é necessário e o tipo correto a usar. Figura 13.8 – Tipos de mandris. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 219 Figura 13.9 – Máquina de curvamento de tubo por matriz rotativa. Figura 13.10 – Máquina de curvamento de tubos por rolos. 4) VARIÁVEIS DO PROCESSO: As variáveis que devem ser consideradas no processo de curvamento de tubos são: RELAÇÃO D/t = independente do equipamento utilizado a relação D/t vai determinar a estabilidade e a conseqüente tendência ao achatamento; PREENCHIMENTO = para minimizar este fenômeno, utiliza-se o artifício de encher os tubos com material suporte com areia, madeira ou resinas. Para que promova o efeito adequado o material suporte deve ser compactado dentro do tubo e este ser tampado nas extremidades para evitar fuga durante a operação de curvamento; RAIO DE CURVAMENTO = recomenda-se um raio mínimo de cerca de seis vezes p diâmetro para curvamento sem material de enchimento e de quatro vezes com enchimento; ÂNGULO DE DOBRAMENTO = o ângulo mínimo de dobra é de 120º. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 220 5) QUESTIONÁRIO: UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 221