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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO IIIPROCESSOS DE FABRICAÇÃO III Professor: José Antonio S. Corbacho 2017 Efeito mola - 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. Comportamento do material na zona de deformação Uma parte das tensões atuantes na seção dobrada estará abaixo do limite deUma parte das tensões atuantes na seção dobrada estará abaixo do limite de proporcionalidade - região de deformação elástica 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 limite de proporcionalidade, 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 que deve ser compensado durante a operação de dobramento. Comportamento do material na zona de deformação Esta operação exige que se considere a recuperação elástica do material (efeito mola), para que se tenham as dimensões exatas na peça dobrada. A recuperação elástica da peça será tanto maior quanto maior for o limite de escoamento. 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 unitário da peça. Comportamento do material na zona de deformação Comportamento do material na zona de deformação Raio de dobramento Os raios de curvatura e a elasticidade do material são os fatores importantes no processo de dobramento. Quanto menor o raio de dobramento, maior é a tensão desenvolvida na região tracionada.tracionada. Um excessivo tracionamento provocado por um pequeno raio de dobramento pode vir a romper as fibras externas da chapa dobrada. Deve sempre evitar cantos vivos. Fixar os raios de curvatura: 1 a 2 vezes a espessura em chapas moles. 3 a 4 vezes em chapas duras. Comportamento do material na zona de deformação Raio de dobramento Comportamento do material na zona de deformação Raio interno mínimo de dobra É o menor valor admissível para o raio para se evitar grande variação na espessura da chapa na região dobrada.espessura da chapa na região dobrada. Este valor é dado em função do alongamento longitudinal máximo do material e da espessura da chapa que está sendo dobrada. O alongamento longitudinal máximo é obtido a partir de diagramas tensão x deformação. Este valor de deformação será obtido na tensão limite de resistência. A partir desta tensão, o material sofre estricção, que é a variação na espessura (para chapas) ou diâmetros para eixos. Comportamento do material na zona de deformação Raio interno mínimo de dobra Para a determinação do raio de Para a determinação do raio de dobramento, utiliza-se a seguinte fórmula: R min = raio mínimo (mm) Al% = alongamento em % da chapa e = espessura da chapa (mm) Dobramento Neste operação a chapa sofre 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. O dobramento pode ser conseguido em uma ou mais operações, com uma ouO dobramento pode ser conseguido em uma ou mais operações, com uma ou mais peças por vez, de forma progressiva ou em operações individuais. Dobramento Dobrador - estampo de dobra - formado de punção e matriz e guiado pelo cabeçote da prensa ou placa-guia. Punção - é uma peça de aço, temperada e revenida, cuja parte inferior tem um perfil que corresponde à superfície interna da peça. Pode ser fixado diretamente no cabeçote da prensa ou por meio da espiga. Matriz - feita em aço e sua parte superior tem a forma da parte exterior da peça. Dobramento Podem ser mistos cujas estruturas são o resultado da união dos estampos de corte e de dobra. Encurvamento O encurvamento segue os mesmos princípios e conceitos do dobramento. Pode haver várias fases do processo. Encurvar e enrolar Quando se deseja construir a partir de chapas tubulares de seção quadrada, retangular, circular e, em geral, de forma fechada, é necessário recorrer a uma dobra prévia em V ou em U e depois auxiliando de um estampo com núcleo de dimensões apropriadas, efetuar s operação de fechamento tubular. Encurvar e enrolar Processo para obter perfil circular: Encurvar e enrolar Processo para obter perfil tubular ovalado: Estampos de enrolar Podemos obter perfis cilíndricos por processos de enrolar. Os estampos empregados para curva este procedimento podem ser de duas classes: 1- Estampos de enrolar sem núcleo. 2- Estampos de enrolar com núcleo.2- Estampos de enrolar com núcleo. O primeiro requer uma operação de curvamento prévio das bordas da peça a enrolar, exigindo o emprego de dois estampos. Estampos de enrolar No segundo não há necessidade de operação prévia, a operação é realizada com o emprego de um estampo. Requer um grande curso do punção e altura da matriz. Deve ser equipado com um extrator para facilitar a retirada da peça. Estampos de rebordar A operação consiste em enrolar o extremo de uma peça, sendo feito em duas etapas. Primeiro curva-se ligeiramente a peça em seu extremo. Segundo com o auxilio de punção e matriz realiza-se a dobra final. Em qualquer das operações é necessário que as superfícies do punção e matriz estejam perfeitamente polidas e devidamente lubrificadas. Processo de estiramento Processo que consiste na aplicação de forças de tração, onde o material é esticado sobre uma ferramenta ou bloco (matriz). A chapa é fixada nas suas extremidades e tracionada sobre uma matriz, que se move numa direção. Caracteristicas Predominam altas tensões; Obtém grandes deformações para materiais de alta ductibilidade; Altos valores de coeficiente de encruamento. Processo de estiramento O equipamento de estiramento consiste basicamente de um pistão hidráulico, usualmente vertical, que movimenta o punção. Duas garras prendem as extremidades daDuas garras prendem as extremidades da chapa. Na operação, não existe uma matriz fêmea. As garras podem ser móveis permitindo que a força de tração esteja sempre em linha com as bordas da chapa. Garras fixas devem ser usadas somente para conformação de peças com grandes raios de curvatura, evitando-se com isto o risco de ruptura da chapa na região das garras. Processo de estiramento Limite de conformação no Processo de Estiramento O limite é estabelecido pelo fenômeno da estricção. Estricção - é a redução das dimensões da seção transversal, provocada pelas cargas de tração do processo. No estiramento deve ser evitada estricção localizada,No estiramento deve ser evitada estricção localizada, comumente conhecida por empescoçamento. Estricção localizada - detectada nas superfícies expostas, seguida da fratura. A estricção localizada é um limite de conformação. Limite de conformação no Processo de Estiramento É comum haver gradientes de deformação em operações de estiramento. A região que deforma mais se torna mais encruada,A região que deforma mais se torna mais encruada, e a deformação é transferida para o elemento de volume vizinho. Se o coeficiente de encruamento for suficientemente grande, haverá a redistribuição das deformações ao longo de toda a peça e esta suportará mais deformações, antes que a estricção localizada se inicie. Principais defeitos Casca de laranja Ruptura Trincas Linhas dedistensão Estiramento – tubo e arame Obtenção de tubos, com secção muito menor que o comprimento, fios e arames a partir do fio-máquina - produto semi-acabado, laminado, de secção circular e de diâmetro não superior a 6,35 mm (1/4”).e de diâmetro não superior a 6,35 mm (1/4”). Estiramento – tubo e arame Banco de estiramento – equipamento empregado na operação de estiramento de fios e tubos. Principal componente: Matriz O fio-máquina torna-se acabado por intermédio da junção das operações de forjamento rotativo, quando inserido na matriz e pelas mandíbulas do banco quando é fixado na extremidade, e então puxado por um mecanismo hidráulicoquando é fixado na extremidade, e então puxado por um mecanismo hidráulico ou mecânico. Estiramento – tubo e arame Os bancos de estiramento possuem capacidade superior a 100 t de força de tração e velocidades de estiramento entre 9 a 1500 m/min. As matrizes para estiramento são confeccionadas em metal duro – carbeto de tungstênio sinterizado aglomerado com cobalto. É utilizado Cal - como absorvente portador do lubrificante para estiramento a seco de fio de aço a partir do fio-máquina ou barra de partida. Estiramento a seco - o lubrificante consiste em graxa ou pó de sabão. Estiramento úmido - o fio é submerso num fluído lubrificante especial ou num solução alcalina de sabão. Estiramento de fio de aço - usa-se revestimento fino superficial de cobre ou estanho. Estiramento de tubo Processo realizado a frio – depois de produzidos por extrusão a quente, os tubos são estirados. Objetivos Obter tolerâncias dimensionais mais estreitas;Obter tolerâncias dimensionais mais estreitas; Melhor acabamento superficial; Melhores propriedades mecânicas devido ao encruamento resultante; Redução de sua parede; Obtenção de formas irregulares. Estiramento de tubo Utiliza-se um mandril como peça suplementar no ferramental empregado, o qual é inserido no interior do tubo durante o processo. Mandril cilíndrico estacionário Mandril cônico estacionário Barra em movimento Punção empurrado
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