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UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 204 CAPÍTULO XII DOBRAMENTO 1) INTRODUÇÃO: Dobramento é um processo de conformação que transforma segmentos retos em segmentos curvos. Serve para transformar, por exemplo, chapas e placas em calhas, etc. Figura 12.1 – Operação de dobramento. Figura 12.2 – Detalhe da fixação do punção e da matriz numa prensa viradeira. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 205 Na definição do processo de dobramento, bem como na concepção da ferramenta de dobra, devem-se levar em consideração os seguintes aspectos importantes: RAIO DE DOBRAMENTO = raio de curvatura da superfície côncava ou interna de dobramento; ÂNGULO DE BOBRAMENTO TOLERÂNCIA DE DOBRAMENTO Processo de dobramento é uma operação onde ocorre uma deformação por flexão. Quando um material é dobrado a superfície externa fica tracionada e a interna comprimida. Junto a linha interna neutra as tensões são nulas, mas crescem a partir deste ponto chegando a valores máximos nas camadas mais externas e internas, como pode ser visto através da figura a seguir. Figura 12.3 – Variação das tensões no processo de dobramento. Com isto verifica-se que as tensões na peça variam de um máximo negativo para um máximo positivo, passando por zero. Desta forma, uma parte das tensões atuantes nas seções de dobra estará abaixo do limite elástico (LE) e outra acima, conferindo à peça uma deformação plástica permanente. Uma vez cessado os esforços de dobramento a parte da seção que ficou submetida ao regime elástico tende a retornar a posição anterior ao dobramento. Como resultado o corpo dobrado apresenta um pequeno “retorno elástico” definido por “springback”, o qual deverá ser compensado durante a operação de dobramento no sentido de se atingir a precisão dimensional desejada na peça. O retorno elástico, também conhecido como ”efeito mola”, é uma função da resistência do material, do raio de dobra e da espessura do material de dobra. A princípio quanto maior a possibilidade de encruamento de um determinado material maior será o seu retorno elástico. Como orientação prática o retorno elástico pode ser calculado a partir da seguinte equação: RE = ½ (0,2 LE + LR) Onde: RE= Retorno Elástico (graus); LE = Limite de Escoamento (Mpa); LR = Limite de Resistencia (Mpa). UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 206 2) VARIÁVEIS DO PROCESSO: As variáveis do processo de dobramento são: ABERTURA DA MATRIZ = a espessura do material a ser dobrado determina a abertura da matriz. Admite-se como razoável trabalhar com aberturas mínimas correspondentes a 8 vezes a espessura do material a ser dobrado. Por outro lado, a abertura da matriz, normalmente em “V”, vai definir o raio de dobra (r´); RAIO DE DOBRA = para aços ao carbono o valor de r´ corresponde a cerca de 15% da abertura da matriz. Para aços inoxidáveis, devido ao seu maior encruamento, este valor deverá ser ligeiramente superior; ÂNGULO DE DOBRA = é determinado pelo curso do punção, regulado diretamente na prensa viradeira ou dobradeira; FORÇA DE DOBRA = a força necessária para se proceder ao dobramento é função da largura do material a ser dobrado, também designado como comprimento de dobra, e da abertura da matriz. Quanto maior o comprimento de dobra e menor a abertura maior a força necessária para executar o dobramento. 3) TIPOS DE DOBRAMENTO: O processo de dobramento pode ser basicamente de dois tipos: 3.1) DOBRAMENTO DE FUNDO: Neste caso o punção penetra na abertura em V da matriz até o ponto em que o material atinge seu fundo. O ângulo obtido no dobramento é igual ao ângulo da matriz descontado o retorno elástico do material. O ângulo do punção não dita o ângulo de dobra acabada e nem o raio da ponta do punção produz o raio interno de dobra. O raio da dobra está diretamente relacionado ao tamanho da abertura em V da matriz. Quanto maior a abertura, maior será o raio interno produzido. Em casos especiais, pode-se usar elevado nível de pressão na prensa viradeira, o que leva o material a tomar a forma de ângulo e do raio do ferramental que está sendo empregado. Neste tipo de dobramento o ângulo de dobramento é igual ao ângulo do punção. O raio interno da dobra é produzido pelo raio da ponta do punção que penetra no material. 3.2) DOBRAMENTO EM VAZIO: Neste aceso o material é dobrado em três pontos: o raio do punção e os dois pontos da abertura da matriz. O material nunca entra em contato com o fundo da abertura em V da matriz. O raio interno de uma dobra em vazio é função da abertura da matriz: quanto maior for a abertura, maior será o raio interno resultante. O curso do punção determina o ângulo da dobra final. Neste tipo de dobramento é possível produzir, com um único conjunto de ferramentas, qualquer ângulo de dobra, de 180º até o ângulo da matriz. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 207 3.3) DOBRAMENTO EM “V”: Figura 12.4 – Dobramento em matriz em V 3.4) DOBRAMENTO EM “L”: Figura 12.5 – Dobramento em “L” 3.5) DOBRAMENTO EM “U”: Figura 12.6 – Dobramento na forma de “U”. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 208 3.6) DOBRAMENTO BASCULANTE: Figura 12.7 – Dobramento na forma de basculamento. 3.7) DOBRAMENTO POR ROLETE: Figura 12.8 – Dobramento através de rolete. 3.8) DOBRAMENTO POR PERFILADORA: Figura 12.9 – Dobramento a partir de perfiladora. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 209 4) FERRAMENTAS DE DOBRAMENTO: 4.1) DOBRA COM DOBRADEIRA MANUAL: Figura 12.10 – Operações de dobramento manual. 4.2) DOBRA COM DOBRADEIRA MOTORIZADA: Figura 12.11 – Operações com dobramento motorizado. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 210 4.3) DOBRA PROGRESSIVA: Figura 13.12 – Operação de dobramento progressivo. 4.4) ENROLAMENTO PROGRESSIVO: Figura 12.13 – Exemplos de operação de enrolamento progressivo. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 211 4.5) DOBRA EM “L”, BILATERAL E ONDULADA: (a) (b) (c) Figura 12.14 – Operação de dobra em “L” (a), bilateral (b) e ondulada (c). 5) EQUIPAMENTOS DE DOBRAMENTO: 5.1) DOBRADEIRA MANUAL: Figura 12.15 – Equipamento para dobramento manual. 5.2) DOBRADEIRA MOTORIZADA: Figura 12.16 – Equipamento para dobramento motorizado. UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 212 6) CÁLCULO DA FORÇA DE DOBRAMENTO: 6.1) CASO 1: 6.2) CASO 2: UDESC – CCT – DEM PROCESSOS DE FABRICAÇÃO – CONFORMAÇÃO MECÂNICA ANDRÉ OLAH NETO 213 6.3) CASO 3: 07) QUESTIONÁRIO: