Aula 07 - Estampagem

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Estampagem Estampagem 
Prof. Everaldo B. CarvalhoProf. Everaldo B. Carvalho
Processos de Conformação Mecânica
Estampagem Estampagem 
Prof. Everaldo B. CarvalhoProf. Everaldo B. Carvalho
Processos de Conformação Mecânica
Os processos de conformação
Conceitos iniciais
Os processos de conformação
classificados em dois grandes
A) Estampagem profunda ou
B) Conformação em geral
rebordamento, nervuramento,
conformação plástica de chapas podem ser
Conceitos iniciais
conformação plástica de chapas podem ser
grandes grupos:
ou embutimento
geral (dobramento, flangeamento,
nervuramento, abaulamento, gravação, etc.)
A) Estampagem
Processo de conformação mecânica,
frio, que compreende umfrio, que compreende um
intermédio das quais uma
transformações de modo
geométrica. Estas operações
1- Corte
2- Dobramento e encurvamento2- Dobramento e encurvamento
3- Estampagem profunda (embutimento)
mecânica, geralmente realizado a
um conjunto de operações, porum conjunto de operações, por
uma chapa plana é submetida a
a adquirir uma nova forma
operações são:
encurvamentoencurvamento
(embutimento)
Consiste na obtenção de formas
1- Corte de chapas
Consiste na obtenção de formas
partir de chapas, submetidas
punção de corte, aplicada por
exerce pressão sobre a chapa apoiada
Esforço de compressão >>> Esforço de cisalhamentoEsforço de compressão >>> Esforço de cisalhamento
formas geométricas determinadas, aformas geométricas determinadas, a
à ação de uma ferramenta ou
por intermédio de uma prensa que
apoiada em uma matriz
Esforço de compressão >>> Esforço de cisalhamentoEsforço de compressão >>> Esforço de cisalhamento
Operação de corte em chapa
Matriz para corte
Punção e a matriz devemPunção e a matriz devem
contorno desejado da peça a
Importante o estabelecimento
punção e a matriz em função
de material a ser cortado
Durante a vida útil do punção
necessário efetuar operações
de punção e da matriz com o
devem apresentar secção conforme odevem apresentar secção conforme o
ser extraída
estabelecimento do valor para a folga entre o
função da espessura da chapa e do tipo
punção de corte (ou estampo) é
operações de retificação, têmpera e afiação
o intuito de recuperar cantos vivos
Aço duro
Aço doce e 
latão
AlumínioAlumínio
Esforço necessário para o corte
Q = p.e.σ
Q = Esforço de corte ou de cisalhamento (Kgf )
p = perímetro da peça em mm
e = espessura da chapa em mm
σc = Resistência ao cisalhamento do material (kgf/mm²)σc = Resistência ao cisalhamento do material (kgf/mm²)
Para σc considera-se 75 a
material
Esforço necessário para o corte
σc
Q = Esforço de corte ou de cisalhamento (Kgf )
p = perímetro da peça em mm
e = espessura da chapa em mm
c = Resistência ao cisalhamento do material (kgf/mm²)c = Resistência ao cisalhamento do material (kgf/mm²)
a 80% da resistência a tração do
A distribuição da figuras a serem
máximo aproveitamento de material
A quantidade de peças produzidas
corte (batida de prensa)
complexidade da ferramenta
serem cortadas na chapa deve visar o
material
produzidas em uma única operação de
define uma maior ou menor
No dobramento devem ser considerados
elasticidade do material, além
2- Dobramento e encurvamento 
elasticidade do material, além
vivos (minimizar possibilidade
O raio de curvatura deve ser entre
chapa para materiais ducteis
materiais duros
Ângulos de estampagem mais
devido a recuperação elástica
Operação pode ser realizada
uma ou mais matrizes
considerados o raio de curvatura e a
além de se evitar a existência de cantos-
Dobramento e encurvamento 
além de se evitar a existência de cantos-
possibilidade de ruptura do material)
entre uma e duas vezes a espessura da
ducteis e entre três e quatro vezes para
mais acentuados devem ser previstos
do material
em uma ou mais etapas com uso de
Matriz simples de dobramento ou estampo de dobramentoMatriz simples de dobramento ou estampo de dobramento
Ferramentas de dobramento adaptada
ou a prensa viradeira (b)
adaptada a prensa excêntrica (a)
Esforço necessário para o dobramento (F
Fd = 2.σd
l = distância entre os apoios em mm
b = largura da peça em mm
e = espessura da chapa em mm
σd = Resistência ao dobramentoσd = Resistência ao dobramento
ferramenta (kgf/mm²)
Para σd considera-se cerca
tração do material
Esforço necessário para o dobramento (Fd)
.b.e² / 3l
l = distância entre os apoios em mm
e = espessura da chapa em mm
dobramento completo do material nadobramento completo do material na
cerca de duas vezes a resistência a
É a linha da secção transversal cuja
fibra não foi submetida a nenhum
esforço
Determinação da linha neutra
esforço
Importante para definição do
tamanho da chapa ( c ) a partir da
qual a peça final será obtida
Determinação:
y = 2 c - a - b - r 
П
cuja
nenhum
Determinação da linha neutra
do
da
Chapas de até 1mm >>> y = e/2
Chapas > 1mm >>> y = e/3
Em relação a curva interna
Em virtude da recuperação da
dobramento deve ser maior
que o determinado para a peça
A recuperação da deformação
em função:
- Do aumento do limite do escoamento
- Da diminuição do raio de dobramento
- Do aumento do ângulo de dobramento
- Do aumento da espessura da
da deformação elástica o ângulo de
na operação de conformação do
peça conformada
deformação elástica do material irá aumentar
escoamento do material da chapa
dobramento
dobramento
da chapa
Processo de estampagem em
3- Estampagem profunda
são conformadas na forma de
sem geralmente modificar a espessura
Aplicações:
- Carrocerias e pára-lamas de- Carrocerias e pára-lamas de
- Panelas, potes e outros utensílios
em que as chapas metálicas planas
Estampagem profunda
de copo, produzindo objetos ocos,
espessura das chapas
de automóveisde automóveis
utensílios domésticos
Fase inicial: Material A
com diâmetro D
Fase final: Material B
com diâmetro d e altura hcom diâmetro d e altura h
Devido a uniformidade
geométrica, as tensões
existentes em qualquer
plano vertical, passando
pelo eixo de simetria, são
iguais
Estampagem profunda
a) Região da aba do copo
A pressão de sujeição imposta
deve ser suficientemente baixa
aba do disco em direção a regiãoaba do disco em direção a região
evitar o aparecimento de rugas
Para chapas grossas não há necessidade
não ocorre o enrugamento da chapa
Nas abas também atuam esforçosNas abas também atuam esforços
esforços de atrito
Os esforços de atrito dependem
estados superficiais das superfícies
tipo de lubrificante empregado
imposta pelo sujeitador ou prensa-chapas
baixa para permitir a movimentação da
região central e suficientemente alta pararegião central e suficientemente alta para
necessidade de utilizar sujeitador, pois
chapa
esforços de tração (estiramento do disco) eesforços de tração (estiramento do disco) e
dependem do nível de tensão de sujeição, dos
superfícies (chapa, matriz e sujeitador) e do
b) e d) Região do dobramento na
Nesta região agem tensões de
regiões dobradas e tensões de
além das forças de atritoalém das forças de atrito
c) Região lateral do copo
Nesta região atuam forças de atrito,
estiramento das paredes
perpendiculares de compressãoperpendiculares de compressão
espessura da parede)
A existência dos esforços de compressão
entre as dimensões da cavidade
na matriz e no punção
de tração na superfície externa das
de compressão nas superfície interna,
atrito, tensões de tração (provocam o
do copo) e também tensões
compressão (provocam uma redução dacompressão (provocam uma redução da
compressão depende da folga existentecavidade da matriz e do punção
e) Região do fundo do copo
Esforço predominante é a tensão
extremidade do punção. Esta tensão
do copo, através de tensões de traçãodo copo, através de tensões de tração
Demais considerações:
Esforço total exercido pelo punção
Soma dos esforços atuantes em
Esforços superiores ao limite
poderão gerar fissuras e rupturas
tensão de compressão que é exercida pela
tensão é transmitida as demais partes
tração radiaistração radiais
punção = esforço de estampagem =
toda parte do copo
de resistência do material da chapa
rupturas em sua parte externa
Tensão máxima ocorre no início do processo de conformaçãoTensão máxima ocorre no início do processo de conformação
Variação de espessuras em mm da parede do copoVariação de espessuras em mm da parede do copo
Matriz para estampagem profunda
Principio de 
funcionamentofuncionamento
Matriz para estampagem profunda
Matriz para estampagem profundaMatriz para estampagem profunda
Demais considerações:
Para objetos ocos com forma
matemáticos podem ser efetuadosmatemáticos podem ser efetuados
inicial do disco
Para objetos irregulares a dimensão
obtido por sucessivas tentativas
O esforço de conformação eO esforço de conformação e
associados ao tipo de
dimensionais e ao acabamento
disco a ser conformado
forma geométrica regular cálculos
efetuados para definição da dimensãoefetuados para definição da dimensão
dimensão ideal do disco deve ser
tentativas
e o desgaste das ferramentas estãoe o desgaste das ferramentas estão
de lubrificação, as tolerâncias
acabamento superficial do punção, matriz e
Operação de reestampagem
Visa obter peças com maior relação
e/ou com formas mais complexas
Operação de reestampagem
relação entre a altura e o diâmetro
complexas
Materiais das ferramentas de estampagem
Os materiais são selecionados
- tamanho e tipo da ferramenta (corte,
- temperatura de trabalho (geralmente
- natureza do material da peça
O punção e a matriz estarão sujeitosO punção e a matriz estarão sujeitos
desgaste, fadiga, choque (impacto)
utilizados são o aço-ferramenta
com metal duro (carboneto de
Materiais das ferramentas de estampagem
em função dos seguintes fatores:
(corte, dobramento, embutimento)
(geralmente efetuado a frio)
sujeitos a solicitações mecânicas desujeitos a solicitações mecânicas de
(impacto) e por isso os materiais mais
ferramenta e os aços-liga, revestidos ou não
tungstênio)
Materiais metálicos submetidos a estampagem 
Os materiais submetidos ao
possuir elevada conformabilidadepossuir elevada conformabilidade
muito alta
Os materiais metálicos de
submetidas ao processo de estampagem
- Aços de baixo-carbono
- Latão 70-30 
- Cu, Al, Zn e outro materiais não ferrosos
Materiais metálicos submetidos a estampagem 
ao processo de estampagem deve
conformabilidade e resistência mecânica nãoconformabilidade e resistência mecânica não
de uso mais comum nas chapas
estampagem profunda são:
Cu, Al, Zn e outro materiais não ferrosos
Defeitos na estampagem profunda
Os principais defeitos encontradosOs principais defeitos encontrados
originam-se basicamente de
de defeitos no projeto e construção
na conservação das ferramentas
Os principais defeitos em peças
recomendações para sua prevenção
seguintes
Defeitos na estampagem profunda
encontrados em peças embutidasencontrados em peças embutidas
defeitos pré-existentes na chapa,
construção da ferramenta e de defeitos
ferramentas
peças embutidas, as causas e as
prevenção são apresentados no slides
Pregas (gretas transversais no
chapa // trabalhar com material mais
Furos alongados ou gretas:Furos alongados ou gretas:
estranhos duros que penetram
efetuar limpeza mais rigorosa da
Diferenças de espessuras na
exigir produto laminado com tolerâncias
Desprendimento do fundo:
punção de corte em função de raio
e na peça embutida // arredondar
matriz
no corpo): inclusões não metálicas na
mais puro
poros finos na chapa ou corposporos finos na chapa ou corpos
na peça durante a estampagem //
da chapa e do local de armazenamento
chapa: aba de largura irregular //
tolerâncias dimensionais estreitas
punção de embutir atuando como
raio de curvatura pequeno no punção
arredondar melhor as arestas no punção e na
Ruptura do fundo (o fundo
apenas por um lado): relação de
chapa empregada // introduzir
escolher uma chapa de maior capacidade
Forma abaulada (corpo arqueado
embutimento // elevar a pressão
punção
Estrias de embutimento: desgaste
// tratamento superficial para// tratamento superficial para
matriz, melhorar o processo de
de lubrificação
rompido é unido ao resto da peça
de embutimento grande demais para a
mais uma etapa de embutimento ou
capacidade de embutimento
arqueado para fora): folga excessiva do
pressão de sujeição ou trocar matriz e/ou
desgaste da ferramenta e chapa oxidada
aumento de dureza superficial daaumento de dureza superficial da
de decapagem, melhorar as condições
B) Conformação em geral
Nestes processos estarão sempre presentes:
- Zona de deformação da peça
- Esforços de flexão que dobram
criando tensões de tração em
na superfície opostana superfície oposta
De um modo geral os
dobramento, onde a flexão
plástica da peça
B) Conformação em geral
Nestes processos estarão sempre presentes:
Zona de deformação da peça
dobram a região a ser deformada,
em uma superfície e de compressão
processos são chamados de
flexão é realizada até a deformação
Flangeamento: dobramento efetuado
em uma pequena dimensão da
Rebordamento ou agrafamentoRebordamento ou agrafamento
borda de um esboço (exemplo
Enrolamento: realizado para
conferir acabamento final a ela
Nervuramento: tem a finalidadeNervuramento: tem a finalidade
conferir geometria especifica conforme
Estanqueamento: dobramento
mais peças
efetuado em uma pequena parte ou
da extremidade do esboço
agrafamento: dobramento completo daagrafamento: dobramento completo da
(exemplo: operação de perfilagem)
para reforçar a borda da peça ou
ela (eliminar bordas cortantes)
finalidade de dar maior rigidez a peça efinalidade de dar maior rigidez a peça e
conforme conceitos do projeto
dobramento que visa a formação de duas ou
Bibliografia
Vicente Chiaverini, Tecnologia
Processos de FabricaçãoProcessos de Fabricação
Ettore Bresciani Filho, Conformação
Quinta edição
Tecnologia Mecânica Volume II –
e Tratamentoe Tratamento
Conformação Plastica dos Metais –