Aula 007

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FABRICAÇÃO MECÂNICA
UNIP – UNIVERSIDADE PAULISTA
CONFORMAÇÃO MECÂNICA
- Estampagem
INTRODUÇÃO
A estampagem é um processo de conformação mecânica, realizado geralmente a
frio, podendo ser a quente e que compreende um conjunto de operações, por
intermédio das quais uma chapa plana é submetida a transformações de modo a
adquirir uma nova forma geométrica, plana ou oca.
A deformação plástica é levada a efeito com o emprego de prensas de
estampagem, com o auxílio de dispositivos especiais chamados estampos ou
matrizes.
OPERAÇÕES NA ESTAMPAGEM
• Corte 
• Dobramento e encurvamento
• Estampagem profunda 
Enquanto as duas primeiras são normalmente realizadas a frio, a estampagem
profunda pode eventualmente ser realizada a quente, de acordo com as
necessidades técnicas.
No caso mais simples, uma única deformação pode ser suficiente; entretanto,
dependendo da profundidade de deformação desejada, pode ser necessária a
aplicação de duas ou mais operações de estampagem,
OPERAÇÃO DE CORTE
O processo 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.
OPERAÇÃO DE CORTE
No instante em que o punção penetra na matriz, o esforço de compressão
converte-se em esforço de cisalhamento e ocorre o desprendimento brusco de
um pedaço de chapa.
OBSERVAÇÃO
Chamando s a espessura da chapa e d o diâmetro do punção, verificou-se
experimentalmente que, para chapas de aço e punções de aço temperado
haverá uma relação s/d indicando que a espessura da chapa a ser cortada deve
ser igual ou menor que o diâmetro do punção.
DISPOSIÇÃO DE CORTES EM CHAPAS ESTAMPADAS
CONJUNTO DE ESTAMPAGEM COM OPERAÇÃO DE CORTE
A matriz e o punção deve apresentar
seção conforme o contorno desejado
da peça a extrair da chapa.
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ
É muito importante o
estabelecimento do valor para a
folga entre o punção e a matriz.
Essa folga depende da espessura
da chapa a ser submetida ao
corte e do tipo de material, que
pode ser duro ou mole.
FORÇA DE CORTE
Q = p.e.σc
onde
Q = esforço de corte ou de cisalhamento, em kgf 
p = perímetro da figura, mm 
e = espessura da chapa, mm 
σc = resistência ao cisalhamento do material, kgf/mm2
Como
σc = 3/4 a 4/5 σt, aproximadamente, onde . 
σt = resistência à tração do material.
É relativamente simples determinar o esforço de corte, conhecendo-se o material. 
A equação que permite determinar o esforço para o corte é a seguinte: 
DOBRAMENTO E ENCURVAMENTO
No dobramento de uma peça inicial na forma de uma tira, os esforços são
aplicados em duas direções opostas para provocar a flexão e a deformação
plástica conseqüente, mudando a forma de uma superfície plana para duas
superfícies concorrentes, em ângulo, e formando, na junção, um raio de
concordância. Os esforços de conformação se concentram na região de
concordância das duas superfícies. Na parte interna da região de concordância,
surgem esforços de compressão e, na externa, de tração. A eventual fratura da
peça ocorre na parte externa e o possível enrugamento na parte interna.
LINHA NEUTRA
Como a parte externa atua uma força num sentido (de tração) e na interna em
outro sentido (de compressão), existe um ponto, ao longo de uma linha
perpendicular à chapa - portanto, na direção do raio, em que as tensões são
nulas. Este ponto é denominado ponto neutro. A linha de união de todos os
pontos neutros ao longo da chapa (em um corte feito pelo plano transversal e
que contenha as forças e o raio de curvatura) é denominada linha neutra. O
comprimento da linha neutra, antes e após o dobramento, é admitido
permanecer o mesmo.
As linhas correspondentes aos cortes, porém, entre as superfícies externa e
interna e o plano transversal, não mantêm o mesmo comprimento inicial: a linha
correspondente à superfície externa tem seu comprimento aumentado após o
dobramento e a correspondente à superfície interna diminuído.
A linha neutra é utilizada como referência - pois o seu comprimento não varia na
conformação, para a verificação do desenvolvimento da peça conformada, ou
seja, para a determinação das dimensões do esboço inicial que atingem, depois
de conformado, as dimensões da peça considerada. Antes da conformação, a
posição da linha neutra coincide com a linha de simetria, que divide a espessura
da chapa em duas partes iguais. Após a conformação, no entanto, a linha neutra
se desloca em direção à superfície interna.
LOCALIZAÇÃO DA LINHA NEUTRA
DOBRAMENTO E ENCURVAMENTO
Nesta operação procura-se manter a espessura da chapa ou evitar qualquer
outra alteração dimensional.
CONJUNTO PARA DOBRAMENTO
CONJUNTO PARA DOBRAMENTO
OBSERVAÇÃO IMPORTANTE PARA O DOBRAMENTO
No dobramento, dois fatores são importantes: o raio de curvatura e a
elasticidade do material.
Devem-se sempre evitar cantos vivos, para o que devem ser fixados raios de
curvatura que correspondem de 1 a 2 vezes a espessura da chapa para materiais
moles e de 3 a 4 vezes a espessura para materiais duros.
No caso de materiais mais duros, devido aos característicos de elasticidade dos
metais, é comum que, depois de realizado o esforço de dobramento, a chapa
tenda a voltar à sua forma primitiva, de modo que se recomenda construir as
matrizes com ângulos de dobramento mais acentuados, além de realizar-se a
operação em várias etapas, com uma única ou com várias matrizes.
ENCURVAMENTO
A operação de encurvamento segue, em linhas gerais, os mesmos princípios e
conceitos explicados na operação de dobramento. Geralmente, curvatura total
exige várias etapas.
ESTAMPAGEM PROFUNDA
É o processo de estampagem em que as chapas metálicas são conformadas na
forma de copo, ou seja, um objeto oco. As aplicações mais comuns
correspondem a cápsulas, carrocerias e para-lamas de automóveis, estojos,
tubos etc.
A estampagem profunda produz, pois, objetos ocos, a partir de chapas planas,
sem geralmente modificar a espessura destas e realizando-se a deformação em
uma ou mais fases.
MATRIZ PARA ESTAMPAGEM PROFUNDA
No fundo do copo, o esforço predominante é a tensão de compressão exercida
pela extremidade do punção, que é transmitida às demais partes do copo
através de tensões de tração radiais. A maior parte dos esforços de atrito se
origina entre o seu sujeitador e a aba, e entre esta e a superfície superior da
matriz. O esforço total exercido pelo punção, ou seja, o esforço de estampagem
é igual à soma dos esforços atuantes em todas as partes do copo. Se o esforço de
estampagem provocar em qualquer parte do copo uma tensão superior ao limite
de resistência do material da chapa, ocorrerá a fissura desta nessa parte.
A força máxima de estampagem exercida pelo punção ocorre logo no início da
operação de estampagem para, logo a seguir, assim que o punção começa a
penetrar na matriz, cair visivelmente de intensidade. Portanto, a condição de
tensão máxima ocorre no início do processo de conformação, e aí devem surgir
os efeitos de enrugamento da aba ou de fissuramento da lateral em formação,
que dificilmente ocorrem nos estágios finais da operação.
OPERAÇÃO DE REESTAMPAGEM
A redução teórica máxima que se obtém numa única operação de estampagem é
cerca de 50% e mesmo nas condições mais favoráveis não ultrapassa 60%.
Assim, é praticamente impossível obter-se, numa única operação de
estampagem profunda, um objeto oco com altura muito maior que o diâmetro.
Recorre-se, então, a operações de reestampagem, segue algumas.
TIPOS DE REESTAMPAGEM
EQUIPAMENTOS PARA ESTAMPAGEM
MecânicasPossui um volante que é a fonte de energia, a qual é aplicada por manivelas,
engrenagens e excêntricos, durante a aplicação do esforço de deformação.
Hidráulica
A pressão hidrostática aplicada contra um ou mais pistões fornece a energia para
o esforço de deformação.
PRENSAS
ELEMENTO DE UMA PRENSA MECÂNICA OU EXCÊNTRICA
ELEMENTO DE UMA PRENSA MECÂNICA OU EXCÊNTRICA
PRENSA HIDRÁULICA
PRENSA HIDRÁULICA TIPO DOBRADEIRA
PROPRIEDADES DOS PRODUTOS ESTAMPADOS
Como o processo de estampagem é realizado a frio, na região de formação
plástica da peça ocorre uma elevação da resistência mecânica (encruamento).
Nessa região, a peça apresentará então uma resistência mecânica maior do que
a da chapa inicial (comumente no estado recozido). Como, para efeito de cálculo
da resistência da peça, toma-se normalmente como base a resistência do
material da chapa, o projeto da peça é realizado a favor da segurança. Convém
destacar que é muito comum na concepção de peças grandes (painéis,
coberturas, etc.) a utilização de perfis, conformados de chapas, ou nervuras ou
rebaixos na própria peça para aumentar a rigidez.
BOA NOITE