PROJETO DE FERRAMENTA

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Escola Técnica São Luiz 
 
 
 
 
 
 
 
 
Projetos de Ferramentas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Estampagem dos Aços 
 
 
 
Estampagem é um conjunto de operações de conformação a frio (corte, furação, 
dobramento e repuxo), realizadas na região plástica de deformação dos materiais, pela 
imposição de uma deformação permanente de uma chapa, com o objetivo de produzir 
peças com determinada forma. 
As ferramentas que permitem a obtenção da forma desejada são denominadas 
estampos e as máquinas que fornecem a energia e os movimentos necessários para a 
conformação são denominadas prensas. 
De uma maneira geral, os aços inoxidáveis podem ser estampados de forma 
semelhante aos aços carbono. Pequenas adaptações no processo são necessárias em 
função de peculiaridades nas suas propriedades mecânicas, conforme mencionado 
anteriormente. 
 
 
Comportamento Mecânico dos Aços. 
 
Os processos de conformação dos diversos metais são realizados a partir de suas 
respectivas características mecânicas. Particularidades relativas ao comportamento 
estrutural de cada liga metálica definem os esforços mínimos necessários para o 
dimensionamento dos equipamentos e ferramentas a serem utilizados. 
Com o aço inox não é diferente: Os processos de sua conformação mecânica são 
semelhantes aos dos aços carbono, cuja tecnologia é de domínio geral. As diferenças 
de comportamento mecânico existentes entre as duas ligas, aço carbono e aço inox, 
definem diferentes parâmetros de utilização de equipamentos em cada caso. 
O comportamento estrutural dos aços inoxidáveis, a exemplo dos aços carbono, é 
definido pela curva tensão deformação. Um corpo de prova do material com dimensões 
padronizadas é submetido a um esforço de tração crescente até a sua ruptura. 
 
 
 
 
O ensaio revela dois domínios bem definidos: 
 
 
 O domínio elástico (0-A) onde as deformações não são permanentes. Cada 
tensão corresponde a uma deformação própria de cada aço. Cessado o 
esforço, o corpo de prova retorna às dimensões iniciais; 
 
 O domínio plástico (B-C) onde para cada tensão corresponde uma 
deformação permanente. Uma vez cessado o esforço, em qualquer 
momento deste domínio, o corpo de prova não retorna às dimensões 
iniciais; 
 
 Na transição entre os dois domínios (A-B), existe um ponto para o qual o 
corpo de prova sofre deformação sem nenhum acréscimo de tensão. Diz-se 
que o material “escoa” neste ponto. Nos aços inoxidáveis, esta transição 
não é tão visível e define-se o limite de escoamento (LE) como o ponto na 
curva determinado pela intersecção de uma paralela à reta que define o 
domínio elástico (0-A) a 0,2% de deformação permanente. 
 
 
O ponto C determina o fim do regime plástico e é definido como limite de 
resistência (LR). A curva tensão-deformação é típica para cada aço. O LE dos aços 
carbono (1008) são ligeiramente mais elevados do que os aços inox (tipos 430 e 304) 
para a condição de aços recozidos. Porém, o LR dos aços inoxidáveis são superiores 
aos dos aços carbono. 
Aí reside uma diferença básica que vai influir em todos os processos de 
conformação onde ocorrem deformações permanentes: o ramo plástico B-C para os 
aços inoxidáveis é muito maior do que para os aços carbono. Isto significa que eles 
suportam deformações maiores sem ocorrer falha do componente. 
Dentre os aços inoxidáveis, os aços austeníticos (por exemplo o 304) apresentam 
este ramo plástico maior do que os aços ferríticos (por exemplo o 430) sendo 
especificados para conformações profundas. 
Nas operações de conformação onde ocorrem corte e, no caso de 
dimensionamento de parafusos, rebites e pinos de fixação, que são submetidos a 
esforços cortantes, a tensão para a qual ocorre a ruptura é chamada de tensão de 
cisalhamento. 
Esta tensão é cerca de 65 a 70% do LR para os aços inox e de 55 a 60% do LR 
para os aços carbono. Uma das diferenças marcantes de comportamento às 
solicitações entre os vários tipos de aço é o encruamento - aumento das 
características (dureza, limites de escoamento, de resistência e de cisalhamento) pelo 
efeito de trabalho mecânico. 
A figura a seguir mostra a evolução do LE e do LR com a variação de 
deformações a frio impostas a aços inoxidáveis tipos 301 (austenítico) , 409, 430 
(ferríticos) e aço carbono 1008. 
 
 
Comparação dos encruamentos de aços: austenítico (301), ferríticos (430 e 409) e baixo carbono (1008) 
 
 
Essas diferenças de comportamento ao trabalho mecânico a frio, que os esforços 
necessários para a conformação dos aços inoxidáveis são consideravelmente maiores 
que os exigidos para os aços carbono. 
Além dos aços inox apresentarem o LR superior aos dos aços carbono em 
condições equivalentes, tanto o LE quanto seu LR crescem a uma taxa maior que o 
crescimento destes parâmetros dos aços baixo carbono. 
Dentre os aços inoxidáveis, os aços austeníticos “aceitam” maiores deformações 
que os aços ferríticos e assim diz-se que eles são mais “dúcteis”. Este efeito é conferido 
pelo níquel contido nos aços austeníticos e ausente nos aços ferríticos. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Corte e Furação 
 
 
 
Corte e furação por estampagem, são processos semelhantes que fazem a 
separação de material por cisalhamento utilizando um macho, uma matriz e uma prensa 
para a produção em série de peças. 
A tensão de cisalhamento é uma das características mais importantes na 
avaliação da capacidade do material de ser cortado ou furado. Para os aços 
inoxidáveis, a tensão de cisalhamento é cerca de duas vezes maior que a observada 
nos aços carbono. Por este motivo, a força exigida para o corte ou furação de aços 
inoxidáveis é de 50 a 100% maior que aquela necessária para executar o mesmo 
serviço em aço carbono. 
A prática de aquecer a chapa a ser perfurada ou cortada a uma temperatura de 
cerca de180ºC, reduz a força de corte necessária e, por conseguinte garante uma 
sobrevida tanto às ferramentas quanto às prensas utilizadas. Em contrapartida, esta 
prática exige investimentos em operações complementares de aquecimento e posterior 
polimento para a eliminação dos óxidos produzidos pelo aquecimento. Sua adoção 
exige um estudo econômico para atestar sua viabilidade. 
Os principais parâmetros a serem considerados nas operações de corte e 
furações por estampagem são: 
 
 Aproveitamento máximo da chapa (lay out de tira) 
 Folgas entre punção (macho) e matriz 
 Forças envolvidas na operação de corte 
 Dimensionamento da matriz 
 Escolha de molas para prensa-chapas 
 
 
Aproveitamento da chapa (Lay-out de Tira). 
 
O estudo econômico, também chamado de layout de tira, é o estudo que 
proporciona o aproveitamento máximo da chapa ou, em outras palavras, a obtenção da 
maior quantidade de peças em uma mesma chapa. Este estudo visa encontrar a melhor 
distribuição das peças na chapa bem como calcular as distâncias ótimas entre as várias 
peças. As distâncias mínimas necessárias para um corte eficiente e correto são 
apresentadas na tabela da Figura abaixo. 
 
 
 
Tabela 
 
 
 
 
Estudo do Aproveitamento. 
 
Consideremos a peça mostrada na Figura abaixo a ser produzida a partir de uma 
tira de comprimento L e largura B 
 
 
 
Solução 1 
P = Passo da ferramenta = X + 1 x C 
F = B = Fita = Y + 2 x b 
 
Solução 2 
P = Passo da ferramenta = X + Z + 2C 
F = B = Fita = Y + 2 x b
O número de peças n para cada situação será: 
 
L = a + (n - 1) x P  (L = comprimento da tira) 
 
 
O rendimento η, para cada situação é medido por: 

 L = 1000 mm 
 
A solução 2 apresenta um rendimento de 71% enquanto que a solução 1 
apresenta um rendimento de apenas 49%. 
A seguir mostramos alguns exemplos paravários tipos de geometria de peças. 
 
 
 
 
 
 
 
Folga entre o Punção e a Matriz. 
 
As folgas são definidas em função da espessura das chapas a serem perfuradas. 
Recomenda-se, para furos, que as folgas totais não superem a 10% da espessura (5% 
por face) para impedir que um excesso de material resultante da perfuração escoe para 
dentro da matriz, acompanhando o movimento do punção. 
 
Para espessuras inferiores a 1,00 mm, a folga deve estar situada entre 0,03 e 0,04 
mm do raio. A seção dos furos é função das folgas adotadas entre punção e matriz. 
 
O gráfico a seguir, mostra o perfil do corte com as três zonas bem distintas: região 
deformada, região cisalhada e região fraturada. 
 
 
Perfil de uma chapa cortada 
O dimensionamento de punção e matriz deve levar em conta as tolerâncias da peça a ser obtida. 
 
 
Exemplo aplicação: 
 
Vamos dimensionar o ferramental para a produção de uma arruela de aço inox 
com diâmetro externo de 30 mm e diâmetro interno de 10 mm, com uma espessura de 
1,00 mm. 
 
 
Considerando-se F (folga) de 5% da espessura por face, tem-se: 
 
½ x F = 1,00 x 0,05 = 0,05 mm 
 
Para a determinação do diâmetro do macho (punção), deve-se tomar a medida 
máxima do furo. Para as dimensões externas, parte recortada da peça, a medida da 
matriz deve estar na faixa mínima da tolerância. Esta precaução se deve ao fato de 
haver desgaste tanto do macho como da matriz, à medida que se estampam as 
arruelas. 
Desta forma, as dimensões de macho (punção) e matriz devem ser: 
 
 
 
 
Forças envolvidas na Operação de Corte: 
 
A força de corte depende diretamente do tipo de material, da espessura da chapa 
e do perímetro de corte. A espessura da chapa e o perímetro de corte são grandezas 
facilmente conhecidas. A influência do material na força de corte vem por meio de um 
valor tabelado chamado “Pressão Específica de Corte” (Kc), que é uma função da 
tensão de ruptura (SR). O valor de Kc foi determinado experimentalmente em 
 
 
 
Pressão Especifica Kc 
 
 
 
Força de corte (Fc). 
 
Desta forma, o cálculo da força de corte Fc pode ser feito a partir da fórmula 
abaixo, que é função da espessura da chapa, do perímetro de corte e da pressão 
específica de corte: 
 
 
 
 
 
Onde: 
e = espessura da chapa em mm; 
p = perímetro de corte em mm 
kc = pressão específica de corte ( kgf / 
mm² 
 
Também de forma experimental, foram determinadas as expressões para o cálculo das: 
 
 
Força do Prensa - Chapa (Fpc). 
 
Força de prensa-chapa (Fpc), definida como sendo a força necessária para 
manter a chapa presa sobre a matriz durante a operação. 
 
 
 
 
 
Força de extração (Fex). 
 
Força de extração (Fex ), como sendo a força necessária para retirar a chapa 
cortada ou furada do macho no retorno da prensa, cujos valores são obtidos por: 
 
 para (d/e) > 8 
 para 2 (d/e) 8 
 
Usualmente = 
 
 
A prática de se construir as arestas de corte inclinadas, tanto para o punção como 
para a matriz, diminui a força de corte necessária por possibilitar um corte progressivo. 
 Conforme mostra a figura abaixo, podem-se dispor arestas inclinadas tanto na 
matriz quanto no punção. Quando a parte cortada é a peça final, a inclinação deve ser 
feita na matriz (9-a). Entretanto, quando a parte cortada é retalho, a inclinação deve ser 
feita no punção (9-b). 
 
 
 
Compara as forças envolvidas quando se utilizam ou não arestas inclinadas. 
 
 
Matrizes acima de 200 mm são necessariamente construídas em partes 
(postiços), em função tanto de distorções provenientes de tratamento térmico quanto da 
diminuição da altura necessária para suportar o esforço de corte. Isto porque o 
dimensionamento da altura do postiço é feito em função da força de corte incidente 
sobre ele. Ou seja, cada postiço deverá suportar os esforços correspondentes ao 
perímetro de corte que ele possui. 
 
A figura a seguir mostra alguns modelos de postiços: 
 
 
 
 
Escolha da Mola. 
 
As molas utilizadas em estampos devem ser escolhidas entre as molas comerciais 
de forma criteriosa. Existem vários tipos e tamanhos de molas para estampos que são 
comercializadas de forma a atender a maioria das aplicações. As molas possuem 
características específicas que são: 
 
 Constante elástica; 
 Curso útil da mola. 
 
A constante elástica mostra a força que esta mola vai exercer em seus apoios 
quando 
sofrer uma unidade de comprimento de compressão. Esta característica pode ser 
representada em gráficos. No gráfico, pode-se determinar a força que a mola exerce 
quando se encontra comprimida de um certo valor. 
O curso total da mola é o valor que a mola pode ser comprimida até que suas 
espiras se encostem, curso que nunca deve ser atingido. 
Toda a nomenclatura para as partes da mola e dimensões específicas se encontra 
na figura abaixo. 
 
 
 
A escolha de uma mola pode ser obtida seguindo-se o exemplo abaixo: 
 
 
 
Exemplo de Aplicação. 
 
Deseja-se estampar um furo de 4mm de diâmetro em uma chapa de aço inox de 
0,5 mm de espessura com kc = 50 kgf / mm². 
 
 
Solução: 
1º. Cálculo das forças de corte e de extração: 
 
Fc = .d.e.kc x 4 x 0,5 x 50 = 314 kgf 
Fex = 5% Fc 314 x 0,050 = 15,7 kgf 
 
2º. Calculo das forças de cortes e de extração: 
 
O bom senso indica escolher uma mola com carga útil de pelo menos 3 vezes a 
força de extração. Seja a mola com as seguintes características: 
 
D = 30 mm 
da = 6 mm 
f = 0,5 mm por espira 
F = 50 kgf (carga útil da mola para a flecha f indicada) 
 
Adota-se uma pré-tensão f1 para garantir a extração da peça, cujo valor é definido por: 
 
f1 / Fex = f / F f1 = (f . Fex) / F 
f1 = (0,50 x 15,7) / 50 = 0,157 mm 
 
Para garantia de que as espiras não se toquem, impõe-se um curso útil por espira de: 
 
fu = f - (f1 + f2) sendo f2 = 0,1 mm. 
 
Nesta situação, fu = 0,5 - (0,157 + 0,1) = 0,245 mm 
 
A distribuição dos cursos mencionados pode ser vista no quadro abaixo, que 
apresenta o gráfico de carga (força) x curso (compressão ou flecha). 
 
 
Gráfico de distribuição dos cursos por espira 
 
 
3º. Cálculo do número de espiras: 
 
Supondo-se um curso de extração no estampo de 1 mm, 0,5 mm de espessura da 
peça e 0,5 mm de penetração do punção na matriz, calcula-se o número de espiras da 
mola para atender este curso determinado, como se segue: 
 
n = Curso de extração = 1,000 
 Δ Fu 0,245 
 
N = 4 espiras 
 
 
Com o valor do passo da mola p = da + f (figura acima) = 6 + 0,5 = 6,5, calcula-se 
comprimento livre da mola, através da fórmula a seguir: 
 
L = (n – 1) p + 1,5 da 
 
L = (4 – 1) x 6,4 + 1,5 x 6 
L = 28,5mm 
 
4º. Determinação do alojamento da mola no estampo 
 
O curso de pré-tensão para as 4 espiras da mola é definido por: 
 
Fpre = F1 x 4 = 0,157 x 4 Fpre = 0,628 mm 
 
e o comprimento pré-tensionado da mola será: 
 
Lpre = L - Fpre = 28,5 - 0,628 Lpre = 27,87 mm 
 
 
O valor de Lpre deve ser a altura do alojamento da mola no estampo. As molas 
podem ser montadas de duas formas nos estampos: montagem simples (fig 16-a) e 
montagem em paralelo (fig 16-b), que permite a utilização de um número maior de 
molas menores montadas lado a lado. 
 
 
 
 
 
Além das molas tradicionais, helicoidais de arames de seção circular ou 
retangular, existem molas de poliuretano e mola tipo prato que podem ser utilizadas em 
estampos. 
Para estes tipos de mola, o cálculo é semelhante ao apresentado anteriormente, 
sendo as particularidades de cada uma delas fornecidas pelos fabricantes. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Dobramento 
 
 
 
No dobramento, a chapasofre uma deformação por flexão em prensas que 
fornecem a energia e os movimentos necessários para realizar a operação. A forma é 
conferida mediante o emprego de punção e matriz específicas até atingir a forma 
desejada. 
Para comprimentos de dobra considerados pequenos, utilizam-se estampos que 
possuem a forma a ser dobrada. 
Para fabricação de perfis dobrados ou alguns tipos de peças com comprimentos 
de dobras considerados grandes, utilizam-se prensas dobradeiras / viradeiras, com 
matrizes e machos (punções) universais. 
O dobramento pode ser conseguido em uma ou mais operações, com uma ou 
mais peças por vez, de forma progressiva ou em operações individuais. 
 
 
 
 
 
 
Na operação de dobramento devem-se levar em conta quatro fatores importantes: 
 
 A capacidade elástica do material; 
 O raio interno mínimo da peça a ser dobrada; 
 Linha neutra ou Linha base; 
 O comprimento desenvolvido da peça; 
 As forças que atuam na operação de dobramento. 
 
 
Capacidade Elástica do Material. 
 
O dobramento é uma operação onde ocorre uma deformação por flexão. Quando 
um metal é dobrado, a sua superfície externa fica tracionada e a interna comprimida. 
Estas tensões aumentam a partir de uma linha interna neutra, chegando a valores 
máximos nas camadas externa e interna. 
Em outras palavras, em um dobramento a tensão varia de um máximo negativo na 
camada interna para zero na linha neutra e daí sobe a um máximo positivo na camada 
externa. 
 
 
Retorno elástico 
 
Desta forma, uma parte da tensões atuantes na seção dobrada estará abaixo do 
limite de escoamento (LE) e a outra parte supera a este limite, conferindo à peça uma 
deformação plástica permanente. Uma vez cessado o esforço de dobramento, a parte 
da seção que ficou submetida a tensões inferiores ao LE por ter permanecido no 
domínio elástico, tende a retornar à posição inicial anterior ao dobramento. 
Como resultado, o corpo dobrado apresenta um pequeno “retorno elástico” ou 
efeito mola (spring back) que deve ser compensado durante a operação de 
dobramento. 
Como indicação, a tabela da figura acima mostra o retorno elástico de alguns tipos 
de aços inoxidáveis austeníticos ( usado também para aços carbonos) em relação ao 
raio interno de dobra e à espessura da chapa. 
 
 
 
Em alguns casos, é utilizada a prática de se efetuar uma calibragem em estampo 
específico, já compensado o retorno elástico, para dar as dimensões finais da peça. 
Este procedimento é viabilizado em produção seriada onde o custo do estampo 
calibrador pode ser diluído no preço do unitário da peça. 
 
 
 
 
Raio Interno Mínimo. 
 
Quanto menor o raio de dobramento, maiores são as tensões desenvolvidas na 
região tracionada. Um excessivo tracionamento provocado por um pequeno raio de 
dobramento pode vir a romper as fibras externas da chapa dobrada. Define-se o raio 
interno mínimo de dobra, como o menor valor admissível para o raio para se evitar 
grande variação na espessura da chapa na região dobrada. Este valor é função do 
alongamento que o material sofre ao ser tracionado e da espessura da chapa que está 
sendo dobrada. 
 
 
Para a determinação do raio mínimo, podemos utilizar a relação: 
 
 
onde 
R min = Raio mínimo 
Al% = Alongamento % da chapa 
e = Espessura da chap
 
Por exemplo, o raio de dobramento mínimo para uma chapa de 1,5 mm de aço 
inox 304 com alongamento garantido de 60% é de: 
 
R min = (50 x 1,5) / 60 - 1,5 / 2 = 0,94 mm 
 
 
Comprimento Desenvolvido. 
 
Perímetro. 
 
A extensão da circunferência, ou seja, seu perímetro, pode ser calculada através da 
equação: 
Perímetro = Diam . 3,14 
Onde D é o diâmetro da circunferência, ou seja, D = 2 x Raio. Também temos que 3,14 
é a constante pi. 
De modo geral usaremos: 
Perímetro = Diam . 3,14 . β° / 360° ou Perímetro = 2 . Raio . 3,14 . β° / 360° 
 
 
Linha Neutra ou Linha Média (LLN). 
 
Para obter uma chapa dobrada segundo um determinado perfil, é necessário 
cortar a chapa com tamanho certo. Para isto é necessário conhecer as dimensões da 
peça desenvolvida. Na conformação da dobra, todas as fibras do material padecem 
solicitações de compressão ou tração, sofrendo conseqüentemente alongamento ou 
encurtamento. 
 
 
As únicas fibras que permanecem inalteradas são as que estão localizadas no 
plano neutro, ou, tratando-se de elementos lineares, na linha neutra. As fibras ali 
localizadas não sofrem deformações, portanto o desenvolvimento desta linha nos 
fornecerá o comprimento exato da chapa ou da tira a ser cortada. 
A Figura abaixo apresenta de forma esquemática a posição da linha neutra em 
uma peça dobrada. 
 
 
 
A linha neutra não se encontra sempre na metade da espessura da chapa. 
Através de ensaios práticos, chegou-se a conclusão que: 
 
 A localização da linha neutra LLN será na metade (1/2) da espessura da 
chapa quando for até 1 mm; 
 
 Para espessura acima de 1 mm a localização da linha neutra LLN será 1/3 
da espessura 
 
 1/5 da curvatura interna quando a dobra é obtida com ferramentas 
providas de sujeitadores ou prensa-chapa. 
 
 
Exemplo. 
 
Calcular o comprimento desenvolvido da chapa utilizada para fabricar o perfil U. 
 
 
 
 
Material: aço chapa 1020 
Alongamento = 37,5% 
Espessura e = 3 mm 
Largura b = 20 mm 
Comprimentos C = 40 m; 
Altura D = 20 mm
 
Raio mínimo (Rm): 
 
Rm = (50 x 3 / 37,5) - (3 / 2) = 2,5 mm 
 
Localização da Linha Neutra ( LLN): 
 
 LLN = 3 x 1 / 3 = 1 mm 
 
Comprimento desenvolvido: 
 
b-a = 20 mm 
 
c-b = Raio neutro = Raio interno + LLN = 2,5 + 1 = Rn 3,5 mm 
 b-c = 7 x 3,14 x 90 / 360 = 5,49 mm 
 
d-c = 40 mm 
 
e-d = c-b = 5,49 mm 
 
f-e = 20 mm 
 
Comprimento f-a = 20 + 5,49 + 40 + 5,49 + 20 = 90,98 mm 
 
A largura da chapa onde o perfil vai ser dobrado é b = 20 mm 
 
Neste caso, especifica-se uma chapa de 3,0 x 20 x 90,98 mm de aço chapa 1020 para 
fabricar o perfil da figura mostrada acima. 
 
 
Forças que atuam na Operação de Dobra. 
 
As principais forças que atuam na operação de dobramento são: 
 
 Força de Dobramento (Fd); 
 Força de prensa-chapa (Fpc) e, 
 Força lateral (Flat) 
 
Numa dobra simples em matriz, parte da chapa fica presa pelo prensa chapa e a 
outra parte permanece livre, todo o conjunto funcionando como uma viga em balanço 
conforme figura a seguir. 
 
Dobra em L: 
 
 
 
 
 
 
LLN = 1/5 . e 
 
Fd = 1_ . 2 . σr . esp . larg 
 6 
 
Flat = _Fd_ 
 2 
 
Fpc = 5,4 . e . p 
 
Dobra em U: 
 
 
A = 4,5 . e 
 
Fd = 2 . ( 1_ . 2 . σr . esp . larg) 
 6 
 
Flat = _Fd_ 
 2 
 
Fpc = 1,20 . Fd 
 
 ______________ ______________ 
h1 = √ 1,5 . Fd . altura H = √ 0,75 . Fd . comp 
 larg . σf larg . σf 
 
Dobra em V: 
 
 
 
V ferr. = 20 . e 
 
Fd = 2_ . 2. σr . (esp)² . larg 
 3 Av 
 
Flat = _Fd_ 
 2 
 
Fpc = =1,20 . Fd 
Exemplo: 
 
01- Calcular as forças necessárias para fabricar o perfil U (σr = 40 Kgf / mm²) 
 
 
 
 
 
 
 
Fd = 1_ . 2 . 40 . 1,8 . 30 = 720 Kgf 
 6 
 
Flat = _720_ = 360 Kgf 
 2 
 
Fpc = 5,4 . 1,8 . 160 = 1555,2 Kgf
 
02- Calcular as forças necessárias para fabricar o perfil L (σr = 35 Kgf / mm²) 
 
 
 
 
 
 
 
A = 4,5 . 2,5 = 11,25 mm 
 
Fd = 2 . (1. 2 . 35 . 2,5 . 30) = 1750 Kgf 
 6 
 
Flat = _1750_ = 875 Kgf 
 2 
 
Fpc = 1,20 .1750 = 2100 Kgf
 
03- Calcular as forças necessárias para fabricar o perfil L (σr = 45 Kgf / mm²) 
 
 
 
 
 
 
 
V ferr. = 20 . 2,2 = 44 mm 
 
Fd = 2 . 2. 45 . (2,2)² . 25 = 181,5 Kgf 
 3 . 40 
 
Flat = _181,5_ = 90,75 Kgf 
 2 
 
Fpc = =1,20 . 181,5 = 217,8 Kgf
 
 
O punção ao descer exerce a força de dobramento (Fd) sobre a parte em balanço 
da chapa, que começa a se deformar. Parte desta força é transferida à parede lateral 
da matriz (Flat) à medida que a chapa se deforma. A força lateral é máxima quando a 
chapa atingir uma posição de 45º com a horizontal conforme a figura a seguir. 
 
 
 
A tensão necessária para vencer o limite elástico e o encruamento do material 
para que haja deformação plástica (permanente) é a tensão de dobramento , cujos 
valores são definidos pelas relações da tabela da Figura abaixo, que levam em 
consideração coeficientes de segurança para garantir o sucesso do processo. 
 
 
 
 
A calibragem corresponde ao endireitamento da peça dobrada (fundo do U ou 
laterais de V, por exemplo). A operação de dobramento com calibragem minimiza o 
efeito do retorno elástico. Para o calculo, consideram-se: 
 
 Comprimento da dobra (b); 
 Espessura da dobra (e); 
 Distância entre o ponto de aplicação da força até a região engastada que, no 
caso é a própria espessura da chapa (e) 
 Distância do centro da mola do prensa chapa até a face da matriz (a) e definem-
se: 
 
 
 
Ferramenta de Corte 
 
 
 
O estampo é a ferramenta usada nos processos de corte e de dobra, compõe-se 
de um conjunto de peças ou placas que, associado às prensas ou balancins, executa 
operações de corte e de dobra para produção de peças em série. 
 
O corte é um processo de fabricação em que uma ferramenta, com duas cunhas 
de corte, que se movem uma contra a outra, provoca a separação de um material por 
cisalhamento. 
 
O cisalhamento é a deformação que um corpo sofre devido à ação de forças 
cortantes opostas. 
 
As cunhas de corte são também chamadas de faca ou punção e matriz. O 
punção é pressionado contra o material e a matriz, de tal modo que para efetuar o corte 
é preciso aplicar certa força. A essa força se dá o nome de esforço de corte. 
 
Um parâmetro importante de projeto de ferramenta é a folga entre punção e 
matriz, determinada em função da espessura e do material da chapa. 
 
As matrizes determinam as dimensões das peças e os punções determinam as 
dimensões dos furos. 
 
A folga entre punções e matrizes no processo de corte pode ser obtida de 
acordo com o gráfico. 
 
As matrizes de corte terão as dimensões correspondentes ao limite inferior da 
tolerância das peças. 
 
Por outro lado, os punções de furação terão as dimensões correspondentes ao 
limite superior da tolerância das peças. 
 
De modo geral, os estampos de corte são formados por cinco conjuntos de peças: 
 
 Conjunto superior; 
 
 Conjunto inferior; 
 
 Elementos normalizados; 
 
 Elementos de fixação; 
 
 Dispositivos de alimentação automática. 
 
 
Observe a figura abaixo à ferramenta e seus respectivos elementos. 
 
 
Durante o processo, o material é cortado de acordo com as medidas das peças a 
serem estampadas, a que se dá o nome de tira. Quando cortamos numa tira de 
material as formas de que necessitamos, a parte útil obtida recebe o nome de peça. O 
restante de material que sobra chama-se retalho, como na figura a seguir. 
 
 
 
 
Conjunto Superior 
 
 
 
O conjunto superior é a parte móvel do estampo. É fixada à máquina, realiza 
movimentos de “sobe-desce” e apresenta os seguintes componentes: espiga, placa 
superior, placa de choque, placa porta-punções , punções e faca de avanço. 
 
 
 
- Espiga é uma peça geralmente cilíndrica de aço 1020 a 1045 que, introduzida e 
presa no alojamento do cabeçote da prensa, sustenta o conjunto superior. 
 
 
 
Dimensionamento da espiga: 
 
Diâm. Espiga = √ 4 x Prensa / 3,14 x σr 
 
Para o exemplo usaremos: Aço 1020 trefilado ; σr 9 kgf / mm² ; Fp 12500 Kgf; 
 
Diâmetro Espiga = √ 4 x 12500 / 3,14 x 9 = 42 mm 
 
(usaremos diâmetro de 50 mm, conforme tabela dimensional). 
 
Tabela dimensional da espiga 
 
 
 
 
 
- Placa superior (Ps) é uma placa de aço 1020 a 1045 que tem por finalidade 
fixar a espiga e unir, por meio de parafusos, a placa de choque e a placa porta-punção. 
 
 
 
 
 
 
 
 
Espessura mínima 20 mm 
 
 
 
Dimensionamento da placa superior: 
 
 A experiência aconselha: 
 
FORÇA DE CORTE DA PRENSA ESPESSURA DA PLACA SUPERIOR 
20 a 30 ton. 30 mm 
30 a 50 ton. 45 mm 
50 a 80 ton. 55 mm 
 
 
 
- Placa de Choque (Pc) é uma placa de aço 1060 a 1070, temperada e retificada, 
que tem a função de receber choques produzidos pelas cabeças dos punções no 
momento em que eles furam ou cortam a chapa, evitando sua penetração na placa 
superior. 
 
A espessura da placa de choque não pode ser menor que cinco milímetros e varia 
conforme o material a ser cortado. 
 
 
 
Dimensionamento da Placa de Choque; 
 
 
Placa de Choque = _√ 4 x Força corte__ 
 Perímetro de corte 
 
 
Para o exemplo usaremos: 
 
Força de corte no punção crítico = 530 Kgf ; 
 Diâmetro do punção = 4 mm. 
 
 
Placa de Choque = √ 4 x 530 / 3,14 x 4 = 13 mm 
 
- Placa porta-punções (Ppp) é uma placa de aço 1020 a 1045 situada logo 
abaixo da placa de choque ou da placa superior. É fixada por parafusos e tem como 
função sustentar punções, cortadores, cunhas e pode ter as mesmas dimensões da 
matriz. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Espessura mínima 20 mm 
 
 
- Punção (Pu) é uma peça de aço com elevado teor de carbono (Aço Rápido), 
temperada e revenida, que faz o corte quando é introduzido nas cavidades da placa-
matriz, dando forma ao produto. 
O punção pode ser classificado em simples, quando sua forma não apresenta 
dificuldade de construção. 
É classificado como punção com peças postiças quando apresenta partes frágeis 
que serão submetidas a grandes esforços. 
 
- Faca de avanço (Fa) é um punção cuja largura equivale ao passo da matriz. 
Deve ser usada em estampos progressivos para obter maior rapidez no trabalho. As 
facas podem ser simples ou duplas. 
A faca de avanço faz um corte lateral na tira com a mesma medida do passo. Isso 
possibilita o deslocamento da tira em passos constantes para obtenção de peças 
padronizadas. 
 
 
 
W = 0,08 x L Y = 0,10 x L 
 
Tabela Módulo de Elasticidade: Me 
AÇOS 22.000 Kgf / mm² 
COBRE 10.000 Kgf / mm² 
ALUMINIO 6750 Kgf / mm² 
BRONZE 9.000 Kgf / mm² 
LATÃO 8.000 Kgf / mm² 
 
 
Dimensionamento do punção. 
 
O punção e comprimido axialmente, é necessário, portanto, que seja 
dimensionado de modo a resistir aos esforços de compressão. Sendo o punção um 
elemento esbelto e carregado axialmente, pode flambar. Para evitar este inconveniente, 
limita-se o comprimento do punção ao valor dado pela formula: 
 ____________________ 
Altura do punção = L = (√ 9,85 x Me x Mi / F. Corte) / 0,75 
 
 
Momento de Inércia (Mi). 
 
O Momento de Inércia (Mi) mede a distribuição da massa de um corpo em torno 
de um eixo de rotação, mede a sua rigidez, ou seja, a sua resistência à flexão em 
relação a esse eixo. 
 
 
 Mi = 3,14 x (R²)² / 4 
 
 Mi = 0,1098 x (R²)² 
 
 Mi = (h²)² / 12 
 
Mi = b x h³ / 12 
 
Mi = 0,5413 x (R²)² 
 
Para o exemplo usaremos:Secção retangular de 6 x 3 mm destinado a furar chapa de aço carbono; 
Espessura de 2,5 mm; 
Modulo de elasticidade 22.000 Kgf / mm² 
Momento de inércia 13,5 mm4; 
Força da prensa 1600 Kgf; 
Resistência de corte 32 Kgf / mm² 
 
Altura do punção = (√ 9,85 x 20.000 x 13,5 / 1600) / 0,75 = 54 mm 
 
Baricentro (equilíbrio das forças). 
 
Baricentro ou Centro de gravidade é representado pela letra C.G. O baricentro de 
uma figura é o ponto por onde passa a resultante da força-peso. 
 
Quando a peça a ser estampada apresentar vários pontos de força (vários 
punções de corte), devemos equilibrar essas forças, de maneira que, cada punção 
receba força equivalente para o corte. Exemplo: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Conjunto Inferior 
 
 
 
O conjunto inferior é a parte imóvel do estampo. É fixada à máquina e apresenta 
os seguintes componentes: placa-guia, guias laterais, placa-matriz e placa-base. 
 
 
 
 
- Placa-guia (Pg) é uma placa de aço 1020 a 1045 que tem a função de guiar os 
punções e pilotos centradores nas cavidades cortantes da matriz. A espessura da guia 
varia conforme o tamanho do estampo, o curso e a função dos punções, em um projeto 
simples pode seguir as mesmas dimensões da matriz, observe a figura a seguir. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Espessura mínima 20 mm 
 
 
- Guias laterais são duas peças de aço 1040 a 1060 colocadas na lateral da 
placa-matriz. Podem ser temperadas e revenidas. Sua função é guiar a tira de material 
a ser cortado. 
 
 
Em geral: 
 
A espessura “ H “ 
 
H = 6mm (e < 3mm) 
H = 1,5 + e (e. 3,5 – 4 mm) 
H = 2 + e (e. 5,0 – 6,5 mm) 
H = 2,5 + e (e. 7,0 – 8,0 mm) 
 
A abertura “ A “ 
 
A = a + 0,5 (e. > 1,0 – 1,5 mm) 
A = a + 1,0 (e. 1,6 – 3 mm) 
A = a + 1,5 (e. 3 – 5 mm) 
 
 
 
- Placa-matriz (Pm) é uma placa de aço com elevado teor de carbono, temperada, 
revenida e retificada, com cavidades que têm a mesma secção dos punções. A placa matriz, 
tem a função de reproduzir peças pela ação dos punções. 
 Observe que a matriz apresenta, nas arestas internas de corte, uma parte cônica 
(ângulo de saída de 0,30’ a 15°) para facilitar a passagem da peça ou do retalho. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Espessura mínima 20 mm 
 
 
O dimensionamento é a determinação da espessura, comprimento e largura da matriz, 
que é obtida pela relação a seguir. 
 
A distância de uma aresta de corte com as laterais da matriz depende do tipo de aresta: 
 
 Circular (raio ou circunferência); 
 Face paralela; 
 Encontro de arestas em ângulo. 
 
Para as distâncias entre os furos de parafusos, pinos de guia e arestas de corte, as 
diferentes distâncias entre elementos da matriz conforme desenhos abaixo. 
 
 
 
 
 
 
M = 1,5 . Diam paraf 
 
N = 2 . Diam paraf 
 _______ 
Em = ³√ F corte 
 
Y = 1,2 . Em 
 
Cm = N° de passos + (2 . Y) 
 
Lm = B +(2 . t) + (2 . Y) 
 
As placas-matrizes podem ser inteiriças, quando constituídas de uma única peça, ou 
seccionadas, quando constituídas de várias peças utilizadas nos estampos de grandes 
dimensões. 
 
 
 
 
 
 
 
- Placa-base (Pb) é uma placa que serve de apoio à placa-matriz e fixada a ela por 
meio de parafusos e pinos de guia. É construída em aço 1020 a 1045 ou ferro fundido 26FF. 
 Quando a peça já cortada sai pela parte inferior da matriz, a placa-base tem sempre 
uma cavidade com dimensão maior para facilitar a saída, conforme figura a seguir. 
 
Dimensionamento da placa base: 
 
 
 
 
 
 
 
Espessura mínima 25 mm 
 
 
A experiência aconselha: 
 
FORÇA DE CORTE DA PRENSA ESPESSURA DA PLACA BASE 
20 a 30 ton. 35 mm 
30 a 50 ton. 50 mm 
50 a 80 ton. 75 mm 
 
 
ESTAMPO MISTO. 
 
Existem estampos mistos cujas estruturas são o resultado da união dos estampos de 
corte e de dobra. Os estampos mistos realizam as duas operações, tanto de corte como de 
dobra. Na figura ao lado, vemos um estampo em corte e seu produto correspondente. 
 
 
 
 
Ferramenta de Dobra 
 
 
 
 
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-as. A 
figura ao lado apresenta um conjunto de dobra. A chapa, plana, é alterada, obtendo-se a 
mesma forma encontrada tanto no punção quanto na matriz. As operações de dobra são 
utilizadas para dar forma a peças e a perfis. 
 
Partes do Estampo de Dobra 
 
O estampo de dobra é também conhecido como dobrador . É formado de punção e 
matriz e, geralmente, guiado pelo cabeçote da prensa ou placa-guia. O punção È uma peça 
de aço, temperada e revenida, cuja parte inferior tem um perfil que corresponde a superfície 
interna da peça. Pode ser fixado diretamente no cabeçote da prensa ou por meio da espiga. 
A matriz é de aço e sua parte superior tem a forma da parte exterior da peça. Pode ser fixada 
diretamente sobre a mesa da prensa. Geralmente, È sobre a matriz que se fixam as guias do 
material da peça, que s„o elementos adaptados ao estampo para dar uma posição adequada 
de trabalho. 
 
 
 
 
Ferramenta de Corte e de Dobra 
 
O estampo é a ferramenta usada nos processos de corte e pode ser acompanhado com 
o processo de dobra. Compõe-se de um conjunto de peças ou placas que, associado às 
prensas ou balancins, executa operações de corte e de dobra para produção de peças em 
série. 
 
 
 
Bases Normalizadas 
 
 
 
BASE NORMALIZADA (BE1). 
 
 
 
 
 
 
BASE NORMALIZADA (BE2). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BASE NORMALIZADA (BE3). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BASE NORMALIZADA (BE4). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
BASE NORMALIZADA (BE5). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
PROJETO 01: Projetar a ferramenta para corte e dobra conforme desenho. 
 
 
PROJETO 02: Projetar a ferramenta para corte conforme desenho. 
 
 
PROJETO 03: Projetar a ferramenta para dobra conforme desenho. 
 
 
PROJETO 04: Projetar a ferramenta para corte e dobra conforme desenho. 
 
 
PROJETO 05: Projetar a ferramenta para corte e dobra conforme desenho. 
 
 
 
Questões 
 
 
 
Pesquise a respeito e responda o questionário a seguir. 
 
 
1- O que você entende pelo processo de estampagem? Quais suas principais 
operações? 
 
2- Quais as principais vantagens e desvantagem do processo de estampagem? 
 
3- Descreva a nomenclatura básica da ferramenta de estampagem. 
 
4- Descreva a operação de corte no processo de estampagem. 
 
5- Qual a função da folga entre o punção e a matriz no processo de estampagem. 
Quais suas implicações? 
 
6- Como consigo calcular a força necessária para o corte (estampo)? 
 
7 - Como reduzir a força de corte no processo de estampo? Quais as principais 
características do artifício? 
 
8- Por que é importante o estudo do "layout" das chapas ou matéria prima? 
 
9 - No processo de estampo muitas vezes, as peças devem ser separadas 
umas das outras, descreva as principais características. 
 
10 - Descreva a operação de dobramento. 
 
11 - Qual a principal característica da operação de dobramento. 
 
12- Porque é importante a linha neutra da peça no processo de dobramento? 
 
13- Qual a influencia do raio para o dobramento 
 
14- O que você entende por retorno elástico (Spring-back) nas operações de 
dobramento? 
 
 
15- Nos processos de estampagem quais as características das prensas excêntricas, 
prensas de fricção ou parafusos e hidráulicas. 
 
 
 
 
 
BIBLIOGRAFIA. 
 
 Fabrication of Chromium – Nickel 
 
 StainlessSteel - 300 Series - International Nickel Publication 
 
 Forming of Stainlen Steel and heat resisting alloys - Metal Handbook vol 4 
 
 Mexinox “El Embutido de Aceros Inoxidables” – México 
 
 Elaborado por El Dr. Rafael R. Ruiz Vázquez 
 
 Berruti Aldo - Stampi e Presse 
 
 Oehler - Kaiser - Herramientas de Troquelar, Estampar y Embutir 
 
 Bortoloto J. A. - Apostila de Estampagem. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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