Análise do corte por cisalhamento de chapas grossas de alta resistência mecânica

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Soardi, Alexsandro
• Orientador(a): Schaeffer, Lirio
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Palavras-chave em Português: Conformação a frio; Chapas metálicas; Aço de alta resistência; Furação
• Palavras-chave em Inglês: Punching; Clearance; Shearing force; High strength steel; Lubrification on punching
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/241964

Este trabalho analisa o processo de corte por cisalhamento convencional de uma chapa grossa de um aço HSLA com 6,3 mm de espessura que atende os requisitos da norma DIN EN 10149-2. Os ensaios constituem na realização de um furo com diâmetro nominal de 16 mm. Durante os testes foram analisadas as influências da folga de corte (w), do ângulo de afiação do punção (α) e da lubrificação no processo. Foram utilizadas folgas de corte de 3%, 6% e 10% em relação à espessura da chapa. Para cada variação de folga foram utilizados punções com α igual a 0°, 5°, 10°, 15°. Por fim, para cada configuração proposta, o processo foi realizado com e sem o uso de lubrificante. Para cada um dos experimentos foram avaliados a qualidade e a precisão dimensional da região de corte, bem como as forças de corte envolvidas no processo. Uma ferramenta equipada com uma célula de carga e um sistema de aquisição de dados desenvolvido especialmente para este estudo, foram utilizados para a obtenção dos objetivos. Ao final dos experimentos práticos, os resultados foram comparados e analisados. Com isso, concluiu-se que o uso de lubrificação durante o processo de corte não apresentou influência na alteração dos valores de força máxima e na alteração das medidas da região de corte. O uso de lubrificante apenas auxiliou minimamente na qualidade da zona de cisalhamento do corte, onde o aspecto visual desta região apresentou um brilho ligeiramente mais intenso em comparação com o processo realizado a seco. Os elementos de corte que apresentaram os menores valores de força máxima foram o punção com ângulo de afiação α de 10° e a matriz com folga de corte (w) equivalente a 10% da espessura da chapa. O uso do punção com α igual a 0° em conjunto com a matriz de corte com w igual a 3% foi o caso em que as maiores forças de corte máximas foram encontradas, resultando em uma diferença de 13,29% entre seus valores. Nenhum parâmetro de corte proposto neste estudo apresentou influência significativa no diâmetro da zona cisalhada e na altura de bojamento (deformação plástica). Com a alteração da folga de corte, observou-se que o diâmetro no final da zona fraturada ficou muito semelhante ao diâmetro do furo da matriz utilizada em cada teste. Os maiores valores da altura da zona cisalhada foram obtidos ao utilizar os punções com α igual a 0° e 5° em conjunto com a matriz com w igual a 10% com valores que superaram os 59% da espessura da chapa. Os demais elementos de corte apresentaram valores de altura da zona cisalhada representando em média 23,7% da espessura da chapa. Na maioria dos casos a aparição de rebarbas foi mínima (em média 0,026 mm), entretanto ao utilizar os punções com ângulos de afiação igual a 0° e 5° em conjunto com a matriz com folga de corte igual a 3%, as rebarbas se apresentaram com valores consideráveis (em média 0,268 mm).