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PROCESSO DE ESTAMPAGEM

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Prévia do material em texto

SENAI – Serviço Nacional de Aprendizagem Industrial
ALISSON CAETANO NEVES
JOÃO LUIZ LEME MARCOLINO
JOSÉ ANTÔNIO ARRUDA VIEIRA
PROCESSO DE ESTAMPAGEM
SENAI – Centro de Educação Profissional de Londrina
Santo Antônio da Platina, PR – 2011
1
ALISSON CAETANO NEVES
JOÃO LUIZ LEME MARCOLINO
JOSÉ ANTÔNIO ARRUDA VIEIRA
PROCESSO DE ESTAMPAGEM
Projeto de Trabalho apresentado ao 
SENAI – Centro de Educação Profissional 
de Santo Antônio da Platina, como 
requisito parcial para a obtenção de nota 
em Tecnologia Mecânica, sob a 
orientação do Profº, Alessandro Sakamoto
SENAI – Centro de Educação Profissional de Londrina
Santo Antônio da Platina, PR – 2008
2
SUMÁRIO
1. INTRUDUÇÃO...................................................................................... 4
2. DEFINIÇÃO.......................................................................................... 5
3. OPERAÇÕES DE ESTAMPAGEM...................................................... 6
3.1 Nomenclaturas básicas do Processo de Estampagem........................ 6
4. OPERAÇÕES DE CORTE................................................................... 7
5. OPERAÇÕES DE DOBRA................................................................... 10
5.1 Características da operação de dobra................................................... 10
6. ESTAMPAGEM PROFUNDA............................................................... 13
6.1 Embutimento Progressivo....................................................................... 15
7. PRENSAS PARA ESTAMPAGEM....................................................... 15
7.1 Prensas Excêntricas................................................................................ 15
7.2 Prensas Hidráulicas................................................................................. 17
8. CONCLUSÃO....................................................................................... 18
9. REFERÊNCIAS.................................................................................... 19
3
INTRODUÇÃO
No trabalho a seguir será explicado em alguns detalhes o processo de 
conformação mecânica de estampagem e seus tipos de processos: Corte, 
Dobra e Estampagem profunda. Serão mostrados os detalhes de cada tipo de 
processo, passos da operação, materiais obtidos, lubrificação da peça, quando 
devemos realizar a operação em uma peça mais de uma vez, economia de 
material através da disposição dos moldes a serem cortados na chapa, dentre 
outros assuntos.
Além de todos os assuntos acima citados, será dito onde podemos 
encontrar o produto final do processo de estampagem, mais do que apenas um 
processo feito para obter peças usadas em grandes indústrias, a estampagem 
produz peças para o cotidiano, como rodas de carros, pára-lamas, capôs e 
lataria de carros, panelas e canecas de alumínio ou outros materiais.
Devido à estampagem ser composta de outros processos em sua 
realização, serão demonstrados mais de uma definição para o processo, como 
a definição para os processos de corte, dobra e para estampagem profunda.
Serão mencionados alguns tipos de realização dos processos de estampagem, 
como o puncionamento, tipo de corte de chapas.
Grande parte do material obtido para a realização deste trabalho foi 
obtido através de aulas sobre o assunto e em apostilas coletadas na internet, 
na qual foram feitos resumos das obras e depois de coletado o necessário de 
cada material, inclusive imagens exemplificando processos, algumas citações 
de relevância, dentre outros assuntos, foi realizada a montagem do trabalho, 
dando ênfase nas partes mais importantes de cada processo, procurando 
sempre não deixar de lado alguma característica fundamental de cada 
processo.
Para a melhor compreensão do assunto debatido, será feito o uso de 
imagens para que seja ilustrado o que se quer transmitir através do texto, como 
em demonstrativos de processos de dobra.
4
DEFINIÇÃO:
Estampagem é um processo de conformação mecânica, sem produção 
de cavacos, geralmente realizado a frio, que compreende uma série de 
operações com a finalidade de uma chapa plana ser submetida a uma ou mais 
transformações com a finalidade de obtermos peças com geometrias e formas 
próprias, sendo ela geométrica, plana ou oca. Sendo assim, podemos dizer que 
a estampagem é uma deformação plástica do metal.
O processo de estampagem é feito com o emprego de prensas de 
estampagem e com o auxílio de dispositivos especiais chamados de 
estampos ou matrizes.
O processo de estampagem basicamente compreende algumas 
operações, são elas: corte, dobramento e/ou encurvamento e estampagem 
profunda ou embutimento profundo. Enquanto as duas primeiras são 
normalmente realizadas a frio, a estampagem profunda pode eventualmente 
ser realizada a quente, de acordo com as necessidades técnicas.
Em alguns casos, uma única realização do processo é suficiente para a 
obtenção do produto final, mas em alguns outros casos a operação deve ser 
feita mais de uma vez para que se obtenha o produto desejado devido a 
comportamentos do metal, que será observado mais abaixo.
A estampagem da chapa pode ser simples, quando se executa uma só 
operação, ou combinada com a ajuda da estampagem de chapas, fabricam-se 
peças de aço baixo carbono, aços inoxidáveis, alumínio, cobre e de diferentes 
ligas não ferrosas.
Devido as suas características este processo é apropriado para as grandes 
séries de peças, obtendo-se grandes vantagens:
 Alta produção;
 Custo por peça reduzido;
 Com acabamento, não necessitando de processamento posterior;
 Maior resistência das peças devido à conformação causarem o 
encruamento no material.
 Baixo custo de controle de qualidade devido à uniformidade da 
produção e a facilidade para a detecção de desvios.
5
OPERAÇÕES DE ESTAMPAGEM:
 Corte: Consiste em separar-se de uma chapa, mediante golpe de 
uma prensa, uma porção de material com contorno determinado, 
utilizando-se ferramental apropriado denominado estampo de 
corte.
 Dobramento: Como o próprio nome indica, consiste em dobrar 
uma chapa plana uma ou mais vezes, para tal, utiliza-se uma 
ferramenta chamada estampo de dobra.
 Embutimento ou Estampagem Profunda: Esta operação tem 
como finalidade obter peças em forma de recipientes, como 
canecas, caixas e tubos, obtidas pela deformação da chapa, a 
golpes de prensas e empregando ferramental especial 
denominado estampo de repuxo.
Nomenclatura básica do Processo de Estampagem:
 Punção: é o elemento da ferramenta que provoca a perfuração 
através de movimento e força transmitidos pela prensa;
 Matriz: é o elemento da ferramenta que fica na base da prensa 
e sob o qual se apóia chapa;
 Folga: espaço existente entre o punção e a matriz na parte 
paralela de corte;
 Alívio de ferramenta: ângulo dado a matriz, após a parte de 
corte, para permitir o escape fácil da parte cortada.
6
OPERAÇÃO DE CORTE:
O processo de corte corresponde à obtenção de formas geométricas 
determinadas, a partir de chapas, submetidas à ação de uma ferramenta ou 
punção de corte, aplicada por intermédio de uma prensa que exerce pressão 
sobre a chapa apoiada numa matriz. Nesse processo o esforço de compressão 
se converte em esforço de cisalhamento (esforço cortante), como pode ser 
visto na figura abaixo: 
As operações de corte de chapas de metal são obtidas via forças de 
cisalhamento aplicadas na chapa pelos dois cantos da ferramenta criando 
tensões internas que, ultrapassando o limite de resistência ao cisalhamento do 
material, provocama ruptura e finalmente a separação. Na operação de corte, 
ocorrem fundamentalmente três etapas, que são: Deformação plástica, 
Redução de área e fratura.
7
1. Deformação Plástica:
Obs.: a folga entre as facas de corte pode ocasionar a quebra da 
ferramenta de corte.
2. Cisalhamento:
3. Ruptura:
8
Características adcionais:
Maiores ângulos das facas Para materiais mais duros
Material mole Maior cisalhamento
Material duro Maior Ruptura
Material Mole Provoca abrasão na superfície da ferramenta 
levando ao rápido desgaste
Quando o punção pressiona a chapa, o material começa a deformar-se 
até que o limite elástico da chapa seja ultrapassado. Então o material deforma-
se plasticamente e penetra na matriz, formando uma calota na parte inferior.
Recomenda-se fazer uma disposição das formas a serem recortadas nas 
chapas para evitar o desperdício de material da chapa. Observe abaixo 
exemplos de disposição:
Dentro da área de corte, podemos destacas alguns tipos de corte, dentre 
eles:
 Entalhe: Quando há corte de material, mas sem a separação por 
completo;
 Puncionamento: É a obtenção de figuras geométricas por meio 
de punção e matriz através de impacto;
 Recorte: É a operação de corte realizada pela segunda vez, 
normalmente para se retirar algum material indesejado que não 
seja possível de se retirar na primeira vez;
 Transpasse: É a operação de corte associada à operação de 
deformação (enrijecimento em chapas muito finas).
OPERAÇÃO DE DOBRA:
9
A dobra é um processo de fabricação em que uma ferramenta composta 
por um conjunto de duas ou mais peças exerce uma força sobre uma 
superfície, alterando-a. Na figura abaixo podemos observar o conjunto de 
dobra. A chapa, plana, é alterada, obtendo-se a mesma forma encontrada tanto 
no punção quanto na matriz.
Características da operação de dobra:
Como todo material submetido a flexão, a chapa dobrada é solicitada por 
tração no lado externo da dobra e por compressão no lado interno, 
caracterizando o estado duplo de tensão.
Assim sendo, as tensões a que está sujeito o material são decrescentes 
das faces externas em direção ao núcleo da peça e, como as mesmas são de 
sentido inverso haverá uma linha onde essas tensões se anulam, que é 
chamada de linha neutra.
Esta linha é importante na operação de dobramento, pois como a tensão 
é zero ela não sofre alteração de comprimento durante a deformação, o que 
não acontece com as partes que estão sendo tracionadas e comprimidas que, 
aumentam ou diminuem de comprimento, respectivamente, após a operação.
10
É através da linha neutra que se calculam as dimensões do 
desenvolvimento (“blank”), ou seja, da tira antes do dobramento.
Quando se inicia o dobramento, a linha neutra está localizada no centro 
da espessura da tira e, conforme a operação vai sendo executada, a sua 
tendência é deslocar-se em direção ao lado interno da curvatura (lado da 
compressão).
Retorno Elástico (Spring Back):
No dobramento, deve-se levar em conta o fato de que, depois de 
terminado o esforço do punção sobre o material, haverá certo retorno da peça 
dobrada, ficando a dobra com um ângulo maior que o obtido no momento da 
pressão da ferramenta.
Tal retorno é devido à elasticidade do material, pois a deformação 
plástica permanente é conseguida apenas nas fibras mais extremas do 
material, permanecendo as próximas à linha neutra no estado elástico.
O ângulo de retorno depende, principalmente, do material, de sua 
espessura e do raio de curvatura. Normalmente ele varia de 1º a 10º e, para 
ter-se uma idéia de seu valor, convém realizar-se um ensaio prévio de dobra.
Portanto, as ferramentas de dobra devem ser feitas com ângulo que 
compensem esse retorno. Nos dobramentos de perfis em “U” o fundo é feito 
levemente côncavo para compensar a ação elástica do material. 
Folga entre punção e matriz:
11
A folga entre o punção e a matriz deve ser igual à espessura da chapa, a 
menos que a chapa vá ser submetida a um efeito de cunhagem, o que 
aumentará significativamente as forças necessárias para o dobramento. Como 
a espessura da chapa pode variar dentro das tolerâncias de usina, istro deve 
ser considerado no dimencional da folga. Normalmente costuma-se 
acrescentar 10% da espessura para compensar essas tolerâncias. Usando-se 
esse critério a folga será igual a 1,1e.
Sujeitador:
Nas operações de dobramento poerá haver a necessidade de manter-se 
a tira de chapa presa firmemente, para evitar que a mesma se desloque 
durante a operação. A função do sujeitador é evitar que a chapa se desloque. 
Consiste de uma prensa-chapa com ação de molas. Normalmente, o valor 
dessa força de sujeição pode ser considerado com sendo 0,3 Fd.
ESTAMPAGEM PROFUNDA:
12
A estampagem profunda ou embutimento é um processo utilizado para 
fazer com que uma chapa plana adquira a forma de uma matriz (fêmea), 
imposta pela ação do punção, fazendo com que a chapa adquira a forma de 
um copo, ou seja, um objeto oco, sem modificar a espessura da chapa. O 
processo é empregado na fabricação de peças de uso diário, como para-lamas, 
portas de carro, rodas, panelas, etc.
As possibilidades de embutimento começam no limite elástico e 
terminam um pouco antes do limite de ruptura. Portanto, quanto maior for a 
diferença entre o limite elástico e o de ruptura, maiores serão as possibilidades 
de se trabalhar determinado material.
Nesta operação, ao contrário das precedentes, praticamente todo o 
volume da peça sofre tenções e é encruado, exceto o fundo da peça, que 
serviu de apoio à face do punção.
De forma geral, o encruamento melhora a qualidade do produto 
acabado. Por exemplo, partes de carroceria de automóvel, onde são feitas 
deformações com a finalidade específica de encruar a chapa, aumentando a 
resistência a rupturas e deformações. Mas por outro lado, encruamentos 
excessivos devem ser evitados, pois isso tornará a peça frágil.
A figura acima mostra as tensões a que a peça repuxada esta sujeita. 
Enquanto as paredes verticais estão sendo tracionadas, a área do 
13
desenvolvimento está tendo sua circunferência reduzida através da atuação de 
forças de compressão.
Como em geral, a chapa é fina, as forças de compressão tendem a flambar a 
chapa na zona plana, o que origina ondulações e rugas nesta área. Para se 
evitar este fenômeno, utilizam-se prensas-chapas, o que implica no 
aparecimento de forças de atrito entre este e a chapa que está sendo 
embutida.
Força de embutimento:
Não é fácil calcular o esforço necessário para a operação de embutimento de 
uma peça, pois são muitos fatores que devem ser levados em conta, como: o 
tipo de material, espessura da chapa, profundidade do embutimento, rais da 
matriz e do punção, acabamento superficial, lubrificação, etc. Porém é certo 
que a força de embutimento deve ser menor que a necessária para o corte do 
fundo da peça.
Assim, praticamente, podemos dizer que a força de embutimento (Fe) pode ser 
obtida multiplicando-se a força de corte (Fc) por um coeficiente m, menor que 
1, tabelado em função da relação d/D.
d/D m
0,55 1,00
0,575 0,93
0,60 0,86
0,65 0,72
0,70 0,60
0,75 0,50
0,80 0,40
Embutimento Progressivo:
14
Quando a peça a ser trabalhada possui a altura muito grande em relação 
ás dimensões do fundo, não é possível obtê-la em uma só operação, pois o 
esforço de embutimento seria tão grande que a chapa seria rompida.
Para contornarmos esteproblema, devemos recorrer ao embutimento 
em etapas. No caso de peças cilíndricas, a sequência para determinação do 
número de etapas e dos vários diâmetros intermediários inicia-se pelo cálculo 
do diâmetro do desenvolvimento (D)
A relação entre o diâmetro da peça e o diâmetro do desenvolvimento é 
que irá determinar se a peça pode ser executada em uma única operação ou 
se serão necessários embutimentos intermediários. 
A relação d/D para que a peça possa ser obtida em uma única operação 
varia com a resistência a tração do material, com a espessura da chapa, com a 
pressão da prensa-chapa, com a força de atrito e com coeficiente de 
alongamento do material. É claro que folgas, raios e ângulos, bem como seu 
acabamento são de fundamental importância para a operação de repuxo.
PRENSAS PARA A ESTAMPAGEM:
Prensas excêntricas:
Nessas prensas, o volante acumula uma quantidade de energia, que 
cede no momento em que a peça a cortar, dobrar ou embutir, opõe resistência 
ao movimento. No eixo do volante há um excêntrico que funciona por meio de 
uma biela, transmitindo movimento alternativo ao cabeçote, que desliza por 
guias reguláveis, onde se acopla o conjunto superior do estampo. O conjunto 
inferior é fixado à mesa, por meio de parafusos e placas de fixação.
15
 Prensas excêntricas de simples efeito: São aquelas que 
possuem um único cabeçote, onde é montada a ferramenta.
 Prensas de duplo efeito: São as que realizam ações distintas e 
sucessivas através do uso de dois cabeçotes. O interno, cujo 
movimento é retardado, um quarto de volta do externo é movido 
por um excêntrico, como nas prensas de simples efeito e nele é, 
geralmente, fixado o punção de embutir. O externo é movido por 
um excêntrico que aciona a prensa-chapa e o cortador, em alguns 
casos.
 Prensas excêntricas inclináveis: São geralmente utilizados nos 
estampos de duplo efeito e sua mesa dispõe de um disco central 
com ação de mola, permitindo o funcionamento do expulsor 
adaptado nos estampos. O ângulo de inclinação da prensa varia 
entre 25º e 30º, para permitir uma voa visão do estampo ao 
operar e facilitar a saída das peças, em combinação com um bico 
de ar comprimido que as dirige a uma calha, de onde caem num 
recipiente.
16
Prensas hidráulicas:
Estas prensas têm seus movimentos feitos através de pressão de óleo e 
são utilizadas, geralmente, para os estampos de grandes dimensões. Podem 
competir com as prensas mecânicas, desde que tenham as mesmas vantagens 
(alta velocidade de trabalho e autonomia). A bomba de embolo rotativo, de 
alimentação variável, apresenta a característica de conferir ao curso da prensa, 
a velocidade máxima quando a pressão é máxima. Portanto, o cabeçote da 
prensa desce rapidamente, sem exercer nenhuma pressão. Em seguida, inicia-
se a estampagem da chapa previamente colocada sobre a matriz inferir e, 
como conseqüência a velocidade diminui e a prensa desenvolve toda a 
pressão requerida para executar a estampagem.
Terminada a ação, o cabeçote retorna até a posição superior em grande 
velocidade. É evidente, portanto, que a bomba oferece meios capazes de 
conferir ao curso do cabeçote várias velocidades, em função da pressão 
necessária.
17
CONCLUSÃO
Este trabalho cumpriu sua principal função, esclareceu todas as dúvidas 
e nos deu mais informações a respeito deste processo, dúvidas foram tiradas, 
debates sobre o assunto foram realizados e informações também foram 
adquiridas, por mais que algumas pessoas não tenham participado da 
montagem do trabalho final, tiraram dúvidas pesquisando sobre o trabalho.
Por mais que o assunto seja muito extenso, inclusive muitos assuntos 
foram cortados do trabalho, acreditamos que o mais essencial do trabalho, 
suas principais funções na indústria, características de cada função, dentre 
outros temas, foram mencionadas.
Todo o processo de montagem do trabalho foi demorado em um pouco 
trabalhoso, mas isso proporcionou que se tivesse maior atenção nos assuntos 
colocados no trabalho, fazendo com que assuntos fossem reescritos, alguns 
assuntos colocados e outros retirados.
Na questão da apresentação dos trabalhos, o que é mencionado é 
apenas um resumo do trabalho, por impossibilidade de apresentar todo o 
conteúdo do trabalho, é dito o essencial para o entendimento geral do trabalho.
O resultado final em nós, alunos, é a sensação de dever cumprido, de 
que nosso potencial foi dado em função deste trabalho, e que nos sentimos 
bem em ver que todos os dias de pesquisa resultaram neste trabalho.
18
REFERÊNCIAS:
Ebah! Eu Compartilho. Estampagem. Disponível em:
< http://www.ebah.com.br/content/ABAAAAPTcAH/estampagem>
AMANDA SILVA, B. Estampagem. Disponível em:
< http://pt.scribd.com/doc/49647932/Estampagem>
 MM Borges. Estampagem Profunda. Disponível em:
< http://mmborges.com/processos/Conformacao/cont_html/estampagem.htm>
CENTRO PAULA SOUZA – FATEC Sorocaba: Tecnologia de Estampagem
Professor: Eng. Msc. Ivar Benazzi Jr. Pg: 5-6, 13, 19, 39.
PROVENZA, Francesco, Estampos I, II e III, São Paulo: Pro-Tec, 1996.
YOSHIDA< Américo. Ferramenteiro (Corte-Dobra-Repuxo). São Paulo: Oren.
BRITO, Osmar de. Estampos de Corte. São Paulo: Hemus.
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