Estudo da influência dos anéis de cintamento sobre as matrizes de extrusão a frio de engrenagens cilíndricas de dentes retos com o aço SAE 10B22 para a indústria automobilística

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Silveira, Fabricio Dreher
• Orientador(a): Schaeffer, Lirio
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Extrusão a frio; Engrenagens; Usinagem; Simulação numérica
• Palavras-chave em Inglês: Cold extrusion; Numerical simulation; Gear; Extrusion die; Electrical discharge machining
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/203833

O trabalho tem como finalidade o desenvolvimento do processo, o projeto e a fabricação do ferramental de uma engrenagem extrudada a frio utilizando o aço SAE 10B22. As matrizes foram fabricadas em aço-ferramenta K340, com dureza no intervalo de 60 – 62 HRC. Os anéis de cintamento foram fabricados em aços de maior tenacidade, tais como, AISI S1 e AISI H13. O punção de recalque foi fabricado em aço AISI M2, bem como, o punção de furação em aço VF800 AT. Os estudos sobre eletroerosão a fio e por penetração foram conduzidos para desenvolver uma metodologia de fabricação de eletrodos e matrizes de extrusão de precisão para engrenagens. Também, avaliou-se a diferença entre máquinas de usinagem por eletroerosão a fio e microfresamento de diferentes capacidades de precisão, resultando na determinação de um roteiro específico para a obtenção de eletrodos com alto acabamento e precisão de forma. A aplicação de anéis de cintamento com o objetivo de pré-tensionamento das ferramentas foi analisada para dois cenários, sendo um deles, o método convencional baseado em sistema de anéis duplos com aço-ferramenta e o outro, um sistema de cintamento por enrolamento de tiras de aço de alta resistência. O sistema de alta resistência apresentou melhor resultado no controle das distorções dimensionais do dente de engrenagem. O prétensionamento das ferramentas foi fundamental para atingir os resultados de melhoria de qualidade esperados. Os resultados obtidos na análise numérica e no procedimento experimental demonstraram que o processo proposto neste trabalho é capaz de produzir engrenagens cilíndricas retas, por extrusão, com grau de qualidade, conforme a ISO 1328, similar àquelas obtidas por processos convencionais de usinagem como hobbing, shaving e retificação. Para desvios de perfil foi possível 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.