Estudo da influência da temperatura na conformação mecânica de tubos utilizados em sistemas de direção veicular

Abstract

Resumo: Atualmente as indústrias, buscam cada vez mais obter melhores resultados em seus processos de fabricação, com intuito de otimizar e melhorar a performance de produtividade e qualidade. Neste cenário, o processo de conformação mecânica é visto como um meio de produção com características que se adequam a isto, pois são processos que geram produtos com grande precisão e qualidade, além de prover índices de produtividade muito altos. Desta forma, tendo como objetivo o estudo da influência da temperatura na conformação mecânica de tubos utilizados em sistemas de direção veicular, este trabalho apresentou o processo de conformação axial a frio, com equipamento dedicado que realiza uma movimentação linear das matrizes em direção à matéria prima (tubo) gerando a conformação e a geometria esperada de eixos de direção veicular. Entretanto durante o processo de conformação, ocorrem variações nos resultados dimensionais do eixo conformado final, por isso este estudo analisou três potenciais fatores realizando 8 experimentos, onde definiu-se como variáveis de entrada, as temperaturas da matriz de conformação e do óleo hidráulico e a lubrificação da peça de trabalho, sendo estes experimentos interações onde realizou-se testes com a matriz de conformação préaquecida e em temperatura ambiente, assim como a temperatura do óleo hidráulico da mesma forma. Além disso nestas interações foram considerados testes com e sem a lubrificação da peça de trabalho. Através dos resultados dos experimentos, pode-se avaliar a influência destas variáveis e de suas interações ao resultado final do produto. Após realização dos experimentos, observou-se que a variação do tempo de ciclo médio nestas condições não foram relevantes para o resultado do estudo, porém, quanto a lubrificação da peça de trabalho, verificou-se que há uma tendência de melhores resultados quando não há lubrificação. Verificou-se ainda, que os experimentos onde as temperaturas da matriz de conformação e do óleo hidráulico tiveram variações, o resultado dimensional do eixo conformado também obteve variação, sendo verificado ainda que a melhor condição para que se tenha melhor estabilidade nos resultados dimensionais do eixo conformado é realizar a operação de conformação com a matriz de conformação e o óleo hidráulico pré-aquecidos e com baixa variação

Abstract: Currently, industries are increasingly seeking to obtain better results in their manufacturing processes, with the aim of optimizing and improving productivity and quality performance. In this scenario, the mechanical material forming process is seen as a means of production with characteristics that suit this, as they are processes that generate products with great precision and quality, in addition to providing very high productivity rates. Thus, with the objective of to study the influence of temperature on the mechanical forming of tubes used in vehicle steering systems, this work presents the cold axial forming process, with dedicated equipment that move dies against the raw material (tube) generating the expected forming and geometry of vehicle steering shafts. However, during the forming process, variations occur in the dimensional results of the final shaped shaft, which is why this study analyzed three potential factors by carrying out 8 experiments, where the temperatures of the forming die and the hydraulic oil and the lubrication of the workpiece, these experiments being interactions where tests were carried out with the preheated forming die and at room temperature, as well as the temperature of the hydraulic oil in the same way. Furthermore, in these interactions, tests with and without lubrication of the workpiece were considered. Through the results of the experiments, the influence of these variables and their interactions on the final result of the product can be evaluated. After carrying out the experiments, it was observed that the variation in the average cycle time under these conditions were not relevant to the results of the study, however, regarding the lubrication of the workpiece, it was found that there is a tendency for better results when there is no lubrication. It was found that in the experiments where the temperatures of the forming die and hydraulic oil had variations, the dimensional result of the shaped shaft also had variation, and it was also verified that the best condition to have better stability in the dimensional results of the shaft forming is to carry out the forming operation with the forming die and hydraulic oil preheated and with low variation