6^ a questão - Uma empresa está analisando o impacto da lubrificação na estampagem a frio de chapas de aço SAE 1008. Considere dois tipos de lubrificantes testados - óleo mineral ( mu=0,08 ) e cera ( mu=0,012 ), força normal de 100 kN aplicada à chapa durante a estampagem e a área de contato chapa/ferramenta de 250 cm^2.
a) - Calcule a força de atrito para os dois lubrificantes.
b) - Determine a redução percentual da força de atrito em relação aos lubrificantes testados.
c) - Com base nos resultados, qual lubrificante você indicaria para maximizar a eficiência do processo de estampagem? Justifique sua resposta.

Passo 1

O enunciado pede para calcular a força de atrito na estampagem a frio de chapas pelo modelo de Coulomb, em que
Fat = mu , FN
sendo mu o coeficiente de atrito e FN a força normal. Temos dois lubrificantes com muó<=o=0,08ó e mucera=0,012, e FN=100 kN. Note que, no modelo de Coulomb, a área de contato não entra na fórmula de atrito.

Passo 2

Convertendo a força normal para newtons:
FN = 100 kN = 100,000 N
Agora calculamos cada força de atrito:
Fat, ó<=o = 0,08 times 100,000 N = 8,000 N, ó
Fat, cera = 0,012 times 100,000 N = 1,200 N

Passo 3

Para achar a redução percentual do óleo para a cera, usamos
Redução = Fat, ó<=o - Fat, ceraFat, ó<=o times 100% çãóó
Substituindo,
Redução = 8,000 - 1,2008,000times100% = 6,8008,000times100% = 85% çã

Passo 4

Como a cera gera muito menos atrito (
1,2 kN vs.\ 8 kN) e diminui a força de atrito em 85%, ela reduz desgaste e consumo de energia durante a estampagem. Portanto, é o lubrificante indicado para maximizar a eficiência do processo.

Resposta

a) Fat, ó<=o=8,000 Nó, Fat, cera=1,200 N.
b) Redução percentual de 85%.
c) Indico a cera, pois minimiza a força de atrito e, assim, melhora a eficiência e reduz o desgaste da ferramenta.

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