Exportação concluída — 

Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: Freitas, Édipo de Almeida de
Orientador(a): Schaeffer, Lirio
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Não Informado pela instituição
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Conformação a frio
Arame de aço
Otimização de processos
Parafusos
Palavras-chave em Inglês:
Analytical calculations
Finite element theory
Direct extrusion
Cold forming
SAE 1004 Steel
Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/289701
Resumo: Este trabalho tem como objetivo otimizar o processo de fabricação de parafusos telheiros com cabeça sextavada flangeada. O fixador é produzido em duas etapas de conformação a frio a partir de arames do aço baixo carbono SAE 1004. A adição de uma operação de extrusão direta a rota de fabricação proposta resulta em uma redução de 7% no consumo de matéria-prima. Abordagens analíticas e numéricas são utilizadas para a seleção dos parâmetros do processo de extrusão. A caracterização mecânica e metalúrgica do material de trabalho é realizada e utilizada como dados de entrada para as abordagens de análise do processo. Considerando a força de conformação e as solicitações sobre as ferramentas, foram definidos o ângulo de extrusão e o dimensionamento do encarcaçamento da matriz. Os resultados analíticos e numéricos são comparados a dados experimentais A precisão das análises foi comprovada pela concordância de 3% entre cálculos analíticos, simulações numéricas e análise experimental. Esses resultados confirmam a confiabilidade da modelagem matemática utilizada no estudo e a eficácia da matriz com ângulo de 11°, que apresentou a melhor relação entre eficiência de conformação e consumo energético. A análise econômica do processo demonstrou que a nova matriz de extrusão, apesar de ter um custo inicial superior ao modelo anterior (R$ 2.300,00 contra R$ 1.800,00), proporcionou uma economia substancial de matéria-prima. A redução de 176 kg de aço ao longo da produção de 90 mil peças resultou em um aproveitamento mais eficiente dos recursos, contribuindo para a sustentabilidade do processo. Além disso, a matriz proposta não apresentou falhas ou quebras durante o período de monitoramento, o que confirma sua durabilidade superior e reduz os custos de manutenção e substituição
id URGS_f98ac0fe6070fd03b3bcd2401d4f71e3
oai_identifier_str oai:www.lume.ufrgs.br:10183/289701
network_acronym_str URGS
network_name_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
repository_id_str
spelling Freitas, Édipo de Almeida deSchaeffer, Lirio2025-04-09T06:58:41Z2025http://hdl.handle.net/10183/289701001243805Este trabalho tem como objetivo otimizar o processo de fabricação de parafusos telheiros com cabeça sextavada flangeada. O fixador é produzido em duas etapas de conformação a frio a partir de arames do aço baixo carbono SAE 1004. A adição de uma operação de extrusão direta a rota de fabricação proposta resulta em uma redução de 7% no consumo de matéria-prima. Abordagens analíticas e numéricas são utilizadas para a seleção dos parâmetros do processo de extrusão. A caracterização mecânica e metalúrgica do material de trabalho é realizada e utilizada como dados de entrada para as abordagens de análise do processo. Considerando a força de conformação e as solicitações sobre as ferramentas, foram definidos o ângulo de extrusão e o dimensionamento do encarcaçamento da matriz. Os resultados analíticos e numéricos são comparados a dados experimentais A precisão das análises foi comprovada pela concordância de 3% entre cálculos analíticos, simulações numéricas e análise experimental. Esses resultados confirmam a confiabilidade da modelagem matemática utilizada no estudo e a eficácia da matriz com ângulo de 11°, que apresentou a melhor relação entre eficiência de conformação e consumo energético. A análise econômica do processo demonstrou que a nova matriz de extrusão, apesar de ter um custo inicial superior ao modelo anterior (R$ 2.300,00 contra R$ 1.800,00), proporcionou uma economia substancial de matéria-prima. A redução de 176 kg de aço ao longo da produção de 90 mil peças resultou em um aproveitamento mais eficiente dos recursos, contribuindo para a sustentabilidade do processo. Além disso, a matriz proposta não apresentou falhas ou quebras durante o período de monitoramento, o que confirma sua durabilidade superior e reduz os custos de manutenção e substituiçãoThis work aims to optimize the manufacturing process of roofing screws with flanged hexagonal heads. The fastener is produced in two cold forming steps from SAE 1004 low carbon steel wires. The addition of a direct extrusion operation to the proposed manufacturing route results in a 7% reduction in raw material consumption. Analytical and numerical approaches are used to select the extrusion process parameters. The mechanical and metallurgical characterization of the working material is performed and used as input data for the process analysis approaches. Considering the forming force and the demands on the tools, the extrusion angle and the dimensioning of the die casing were defined. The analytical and numerical results are compared to experimental data. The accuracy of the analyses was proven by the 3% agreement between analytical calculations, numerical simulations and experimental analysis. These results confirm the reliability of the mathematical modeling used in the study and the effectiveness of the die with an 11° angle, which presented the best relationship between forming efficiency and energy consumption.The economic analysis of the process demonstrated that the new extrusion die, despite having a higher initial cost than the previous model (R$2,300.00 versus R$1,800.00), provided substantial savings in raw materials. The reduction of 176 kg of steel over the production of 90,000 parts resulted in a more efficient use of resources, contributing to the sustainability of the process. In addition, the proposed die did not present failures or breakages during the monitoring period, which confirms its superior durability and reduces maintenance and replacement costsapplication/pdfporConformação a frioArame de açoOtimização de processosParafusosAnalytical calculationsFinite element theoryDirect extrusionCold formingSAE 1004 SteelAnálise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeadainfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisUniversidade Federal do Rio Grande do SulEscola de EngenhariaPrograma de Pós-Graduação em Engenharia de Minas, Metalúrgica e de MateriaisPorto Alegre, BR-RS2025mestradoinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGSinstname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)instacron:UFRGSTEXT001243805.pdf.txt001243805.pdf.txtExtracted Texttext/plain94782http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/289701/2/001243805.pdf.txtb1ed7d5f43f4a91093756180c2a59bf1MD52ORIGINAL001243805.pdfTexto completoapplication/pdf4057403http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/289701/1/001243805.pdf1098a25529e7c05a4bb48a9886c837daMD5110183/2897012025-04-11 15:54:23.955172oai:www.lume.ufrgs.br:10183/289701Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://lume.ufrgs.br/handle/10183/2PUBhttps://lume.ufrgs.br/oai/requestlume@ufrgs.br||lume@ufrgs.bropendoar:18532025-04-11T18:54:23Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)false
dc.title.pt_BR.fl_str_mv Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada
title Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada
spellingShingle Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada
Freitas, Édipo de Almeida de
Conformação a frio
Arame de aço
Otimização de processos
Parafusos
Analytical calculations
Finite element theory
Direct extrusion
Cold forming
SAE 1004 Steel
title_short Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada
title_full Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada
title_fullStr Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada
title_full_unstemmed Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada
title_sort Análise de parâmetros no processo de extrusão a frio do aço SAE 1004 para obtenção de parafusos de cabeça sextavada flangeada
author Freitas, Édipo de Almeida de
author_facet Freitas, Édipo de Almeida de
author_role author
dc.contributor.author.fl_str_mv Freitas, Édipo de Almeida de
dc.contributor.advisor1.fl_str_mv Schaeffer, Lirio
contributor_str_mv Schaeffer, Lirio
dc.subject.por.fl_str_mv Conformação a frio
Arame de aço
Otimização de processos
Parafusos
topic Conformação a frio
Arame de aço
Otimização de processos
Parafusos
Analytical calculations
Finite element theory
Direct extrusion
Cold forming
SAE 1004 Steel
dc.subject.eng.fl_str_mv Analytical calculations
Finite element theory
Direct extrusion
Cold forming
SAE 1004 Steel
description Este trabalho tem como objetivo otimizar o processo de fabricação de parafusos telheiros com cabeça sextavada flangeada. O fixador é produzido em duas etapas de conformação a frio a partir de arames do aço baixo carbono SAE 1004. A adição de uma operação de extrusão direta a rota de fabricação proposta resulta em uma redução de 7% no consumo de matéria-prima. Abordagens analíticas e numéricas são utilizadas para a seleção dos parâmetros do processo de extrusão. A caracterização mecânica e metalúrgica do material de trabalho é realizada e utilizada como dados de entrada para as abordagens de análise do processo. Considerando a força de conformação e as solicitações sobre as ferramentas, foram definidos o ângulo de extrusão e o dimensionamento do encarcaçamento da matriz. Os resultados analíticos e numéricos são comparados a dados experimentais A precisão das análises foi comprovada pela concordância de 3% entre cálculos analíticos, simulações numéricas e análise experimental. Esses resultados confirmam a confiabilidade da modelagem matemática utilizada no estudo e a eficácia da matriz com ângulo de 11°, que apresentou a melhor relação entre eficiência de conformação e consumo energético. A análise econômica do processo demonstrou que a nova matriz de extrusão, apesar de ter um custo inicial superior ao modelo anterior (R$ 2.300,00 contra R$ 1.800,00), proporcionou uma economia substancial de matéria-prima. A redução de 176 kg de aço ao longo da produção de 90 mil peças resultou em um aproveitamento mais eficiente dos recursos, contribuindo para a sustentabilidade do processo. Além disso, a matriz proposta não apresentou falhas ou quebras durante o período de monitoramento, o que confirma sua durabilidade superior e reduz os custos de manutenção e substituição
publishDate 2025
dc.date.accessioned.fl_str_mv 2025-04-09T06:58:41Z
dc.date.issued.fl_str_mv 2025
dc.type.status.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.type.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/masterThesis
format masterThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.uri.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10183/289701
dc.identifier.nrb.pt_BR.fl_str_mv 001243805
url http://hdl.handle.net/10183/289701
identifier_str_mv 001243805
dc.language.iso.fl_str_mv por
language por
dc.rights.driver.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/openAccess
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv application/pdf
dc.source.none.fl_str_mv reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
instname:Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron:UFRGS
instname_str Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
instacron_str UFRGS
institution UFRGS
reponame_str Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
collection Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS
bitstream.url.fl_str_mv http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/289701/2/001243805.pdf.txt
http://www.lume.ufrgs.br/bitstream/10183/289701/1/001243805.pdf
bitstream.checksum.fl_str_mv b1ed7d5f43f4a91093756180c2a59bf1
1098a25529e7c05a4bb48a9886c837da
bitstream.checksumAlgorithm.fl_str_mv MD5
MD5
repository.name.fl_str_mv Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFRGS - Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
repository.mail.fl_str_mv lume@ufrgs.br||lume@ufrgs.br
_version_ 1831316197461721088

Registros relacionados