ANÁLISE DAS FORÇAS E TENSÕES SOBRE UM PARAFUSO DE FIXAÇÃO EMPREGANDO FÓRMULAS EMPÍRICAS, TEP E MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

FACULDADE SATC

JOSUÉ CASONATTO POLICARPI

ANÁLISE DAS FORÇAS E TENSÕES SOBRE UM PARAFUSO DE FIXAÇÃO EMPREGANDO FÓRMULAS EMPÍRICAS, TEP E MÉTODO DE ELEMENTOS FINITOS

Anteprojeto de Conclusão de Curso apresentado ao Curso de Graduação em Engenharia Mecânica da Faculdade SATC, como parte dos requisitos à obtenção do título de Engenheiro Mecânico.

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Orientador: Prof. Dr. L.C.C. Cavaler

Criciúma

Agosto – 2012

1. Definição do Problema

O principal produto da empresa Metalúrgica Santa Líbera são ferragens para fixação de componentes em redes elétricas aéreas. Dentre estes componentes destaca-se em grau de importância o parafuso com cabeça abaulada e pescoço quadrado com rosca total (parafuso francês) M16x70.

Esta peça é fabricada a partir de arame em rolo denominado GG 1004 com diâmetro de 14,1 mm manufaturado pela empresa Gerdau, e conformado em etapas: cisalhamento, forjamento a frio da pré-forma da cabeça e do pescoço, forjamento a frio da forma final da cabeça e do pescoço e extração.

A máquina empregada nesta primeira fase é um prensa horizontal de martelo, com 45 golpes/min. Na sequência o componente é levado a laminadora de roscas. Tanto na etapa de forjamento a frio quanto na laminação da rosca, o lubrificante empregado é o óleo para engrenagens com viscosidade 220. Após esta etapa o parafuso é levado em cestas para galvanização a zinco na temperatura de 450C.

Os problemas principais deste elemento de fixação são o desgaste e a quebra prematura da matriz na região do pescoço e as imperfeições na rosca quando o material comprado do fabricante apresenta-se com a dureza abaixo do normal, devido ao excesso de recozimento.

2. Objetivo Geral

Como objetivo deste trabalho tem-se:

• Realizar a análise através de método empíricos, TEP e FEM que levara ao correto dimensionamento do elemento de fixação (parafuso) a fim de minimizar concentrações de tensões no ferramental (eliminando o desgaste prematuro das matrizes);

3. Recursos

Inicialmente será feito o dimensionamento e análise de tensões através de fórmulas empíricas utilizando-se a curva de escoamento do material, para confronto dos dados obtidos será utilizado a TEP e finalmente o FEM empregando-se o software I-Form para refinamento e análise final.

3.1 Etapa 1 - Revisão Bibliográfica

Lirio Schaeffer. FORJAMENTO Introdução ao Processo. Porto Alegre: Imprensa Livre Editora Ltda., 2001.

Valor: R$ 0,00

3.2 Etapa 2 – Cálculos por Fórmulas Empíricas

Valor: R$ 100,00

3.3