Ferramentas de Conformação Plástica

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ME8810‐NMA810‐Ferramentas de Conformação Plástica ‐ Estampagem‐Introdução
PROJETO DE FERRAMENTAS PROJETO DE FERRAMENTAS 
DE 
CONFORMAÇÃO PLÁSTICAÇ
Estampos de Corte, Dobra e 
Embutimento
Ferramentas de 
Forjamento
A disciplina é dividida em duas partes :
Embutimento Forjamento
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1‐) As operações de Corte Dobra e Embutimento. Máquinas para trabalho com
Estampos :(PRENSAS). Detalhes e Tipos de Operações. A Chapa como matéria prima.
Desenho para Ferramentas.
Operações de Corte Operações de Dobra Operações de Embutir
2
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1‐)PROJETO DE ESTAMPOS  1‐) As operações de Corte Dobra e Embutimento.
DE
CORTE DOBRA
E 
Máquinas para trabalho com estampos :(PRENSAS).
Detalhes e Tipos de operações. A Chapa como matéria
prima. Desenho para Ferramentas.
EMBUTIMENTO 2‐)Projeto de Ferramentas de CORTE: Detalhes da
Operação. Punção e Matriz. Folga entre punção e matriz.
Componentes da Ferramenta de Corte Cálculo doComponentes da Ferramenta de Corte. Cálculo do
aproveitamento da chapa. Força de Corte. Detalhes e
dimensionamento da Ferramenta de Corte. Centro de
gravidade da Ferramenta de Cortegravidade da Ferramenta de Corte.
3‐) Projeto de Ferramentas de DOBRA: Detalhes da
Operação. Punção e Matriz. Componentes da Ferramenta
de Dobra. Força de Dobra. Efeito de molejamento. Detalhes
e dimensionamento da Ferramenta de Dobra. Centro de
gravidade da ferramenta de Dobra.g
4‐) Projeto de Ferramentas de EMBUTIMENTO:
Detalhes da operação. Punção e Matriz. Componentes da
Ferramenta de Embutimento Determinação das etapas deFerramenta de Embutimento. Determinação das etapas de
Embutimento. Força de Embutimento. Prensa chapa,
Esforço e dimensionamento. Detalhes e dimensionamento
d F t d E b ti
3
da Ferramenta de Embutir.
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)
2-) PROJETO DE
1)‐Introdução: Definição do Processo quanto á : Temperatura e
ao Tipo de Ferramenta.
2‐)‐Equipamentos para Forjamento: Martelos para Forjar,
2 ) PROJETO DE 
FERRAMENTAS
FORJAMENTO
) q p p j p j ,
Prensas para o Forjamento, Recalcadoras.
3‐)Forjados: Metalurgia dos produtos Forjados.Tipos de peças
Forjadas Desenho e Dimensões do forjado Segundo NBR 8999Forjadas.Desenho e Dimensões do forjado Segundo NBR 8999.
Tolerância em peças Forjadas.
4‐)Matrizes para Forjamento: Etapas de Pré‐ Forjamento.
Tipos de Matrizes. Dimensionamento de Matrizes. Efeito de
contração para peças forjadas a quente. Projeto de Matrizes para
pré‐forjamento e forjamento final.p j j
5‐)Esforço no Forjamento: Noções de Teoria da Plasticidade.
Diagrama real Tensão x Deformação. Variáveis do Processo de
Forjamento Métodos de Calculo dos esforços de forjamentoForjamento. Métodos de Calculo dos esforços de forjamento.
Métodos computacionais para determinação de esforços de
Conformação. Diagramas de determinação de esforços de
f j tforjamento.
6‐) Matrizes para Rebarbação: Formas construtivas . Folga
entre punção e matriz. Esforços para Rebarbação.
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3 PROVAS P1 P2 P3
CRITÉRIO DE AVALIAÇÃO MÉDIA
3 PROVAS P1,P2,P3-
ASSUNTOS:50%-ESTAMPAGEM e 50%-FORJAMENTO
TRABALHOS : FAREMOS 1 PROJETO DE ESTAMPO DURANTE O 
CURSO EM GRUPO DE NO MÁXIMO 4 (QUATRO) ALUNOS 
1-) PROJETO EM GRUPO DE 2-) EXERCÍCIOS )
UMA FERRAMENTA 
ESTAMPO
PARA FABRICAÇÃO DE UMA
INDIVIDUAIS
PARA ELABORAÇÃO DE 
UMA FERRAMENTA DEPARA FABRICAÇÃO DE UMA 
PEÇA A SER DESIGNADA 
PELO PROFESSOR COM 
UMA FERRAMENTA DE 
FORJAMENTO
PARA FABRICAÇÃO DE 
CORTE E DOBRA
PROGRESSIVO
UMA PEÇA FORJADA A 
SER DESIGNADA PELO 
PROFESSOR
Os alunos devem montar os grupos PARA O PROJETO DE 
ESTAMPAGEM e enviar e-mail ao Prof. Flandoli
(f li @f i d b ) OU MENSAGEM ATRAVÉS DO MOODLE
PROFESSOR
(faurelio@fei.edu.br), OU MENSAGEM ATRAVÉS DO MOODLE
informando Nome do GRUPO , relação de componentes com 
DISCIPLINA,NOME,NÚMERO E TURMA no prazo de 4(quatro)
5
DISCIPLINA,NOME,NÚMERO E TURMA no prazo de 4(quatro) 
semanas ou seja até 05/09/2015 .
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PROJETO DE ESTAMPAGEM
DATA DE ENTREGA DO PROJETO DE 
PROJETO DE ESTAMPAGEM
ESTAMPAGEM 14/11/2015 –
PRAZO MAX 17/05/2015PRAZO MAX. 17/05/2015 
na SALA GERAL EM PASTA CONTENDO 
O PROJETO. PROJETO SÓ EM CD OU 
POR e mail NÃO É VÁLIDOPOR e-mail NÃO É VÁLIDO.
DATA DE ENTREGA DOS EXERCÍCIOSDATA DE ENTREGA DOS EXERCÍCIOS 
DE FORJAMENTO 
EM SALA DE AULA
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Média FinalMédia Final 
Mf = (0,4 x P1 + 0,6 x P2) x K >ou= 5,0
K= 0,95 + 0,02 x T
K=(de 0,95 a 1,15)
T [2 (0 6 N t d PROJETO EST 0 4 N t d PROJETO FORJ )
K (de 0,95 a 1,15)
ONDE : T = NOTA MÉDIA FINAL DOS PROJETOS e Exercícios.
É Ã
T = [2 x (0,6 x Nota do PROJETO EST. + 0,4 x Nota do PROJETO FORJ.) + 
(Média dos EX. DE SALA)]/3
A P3 É SUBSTITUTIVA NA MELHOR CONDIÇÃO PARA O ALUNO
NOTAS DE PROVA : DE 0 A 10.
OBSERVAÇÃO
NA REALIZAÇÃO DAS PROVAS O ALUNO SÓ PODERÁ 
ÃUTILIZAR CALCULADORAS SIMPLES OU NÃO ALFA 
NUMÉRICA 
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Curso no Moodle : Projeto de Ferramentas deCurso no Moodle : Projeto de Ferramentas de 
Conformação 
A principio o horário de respostas a mensagens feitas através do Moodle
pelos alunos serão executadas pelo professor Flandoli áspelos alunos serão executadas pelo professor Flandoli ás 
terças , quintas e sextas 
das 17: 00 ás 18:00 horas.
Bibliografia EM PORTUGUÊS
Mario Rossi- Estampado a Frio da ChapaMario Rossi Estampado a Frio da Chapa
Mario Rossi- Estampado a Quente dos Metais
Estampos I,II,III- Escola Protec.Estampos I,II,III Escola Protec.
Material no Moodle- Curso Projeto de Ferramentas de 
Conformaçãoç
BIBLIOGRAFIA EM INGLÊS
Metals Handbook Vol. 14- Forming and Forging
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Calendário 22015
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1-) Introdução:O Processo de Estampagem
ESTAMPAGEM :
) ç g
1.1-) Definição do Processo:
ESTAMPAGEM : 
É o Processo de Fabricação onde o material utilizado para a
produção de peças mecânicas é a chapa metálica fina (ESPESSURA
ATÉ 6 35 mm ou 1/4 “)ATÉ 6,35 mm ou 1/4 ).
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Podemos através desse
processo realizar as operações
de Corte de chapas ( obtendo
peças planas que possuam
furos e rasgos ) , Dobra e
Embutimento onde executamos
uma operação de conformação
de chapas metálicas finas na
forma desejada sem que ocorra
fratura ou redução excessiva
da espessura em regiões
ifi
Ferramenta Estampo para 
especificas.
p p
Corte de uma Arruela
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CHAPAS : Apresentações pelos Fabricantes 
CHAPAS :Bobinas CHAPAS : Pacotes 
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1.2‐) Classificação dos processos de Estampagem:
Os processos de Estampagem são classificados de 
acordo com o tipo de peça a ser produzida e tipo de esforço 
li d á h l i ã d i l daplicado á chapa ou pela movimentação do material dentro 
da ferramenta.
Podemos classificar os processos de estampagem em 3 
(tres) grandes grupos:
1‐)CORTE
2‐)DOBRA OU DOBRAMENTO
3 ) O O S G O
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3‐)EMBUTIMENTO OU ESTAMPAGEM PROFUNDA
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1‐CORTE –
Consiste na obtenção de peças de chapas metálicas,pela atuação de tensões de cisalhamento no material.p ç
Exemplo: Chaves, arruelas, contatos elétricos.
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2‐ DOBRA OU DOBRAMENTO –
Consiste na modificação da forma da chapa através da
aplicação de força que irá provocar tensões de flexão ep ç ç q p
Deformação Plástica.
Exemplos: Cantoneiras tampas de caixas deExemplos: Cantoneiras, tampas de caixas de 
microcomputadores.
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3‐EMBUTIMENTO OU ESTAMPAGEM PROFUNDA: ‐
É o processo de conformação plástica para transformação
de uma chapa plana em corpos ôcos, como coposde uma chapa plana em corpos ôcos, como copos
metálicos.
Exemplo: Panelas Tampas de panelas latas deExemplo: Panelas, Tampas de panelas, latas de
refrigerante, etc.
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Operações de Corte, Dobra e Estiramento “Conformação Plástica”
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A fabricação de uma peça estampada pode exigir a utilizaçãoç p ç p p g ç
de um destes processos ou então a combinação de dois ou até
dos três processos, como por exemplo a fabricação de um
l d t ó l i õ d t d bparalama de automóvel que exige as operações de corte, dobra e
embutimento.
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1.3) PROPRIEDADES DOS MATERIAIS UTILIZADOS NA ESTAMPAGEM.
As chapas utilizadas na estampagem são muito variadas , sendo
desde chapas de aço carbono com baixo teor de carbono até chapasdesde chapas de aço carbono com baixo teor de carbono até chapas
de aço com alto teor de carbono, próprias para embutimento, que
são cortadas já temperadas como por exemplo para molas desão cortadas já temperadas ,como por exemplo para molas de
diafragma de disco de embreagem , até chapas de alumínio ,cobre ,
latão, aço inox, etc.latão, aço inox, etc.
De forma geral as chapas metálicas para estampagem devem
ter propriedades como:ter propriedades como:
‐ Boa capacidade para distribuição de Tensõesp p ç
‐ Alcançar altos níveis de deformação sem a ocorrência de
fraturas ou estricção
‐ Resistir á compressão sem enrugamento
‐ Reter a forma final após a retirada da carga
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De forma geral as chapas metálicas para estampagem
devem ter propriedades como:
‐ Boa capacidade para distribuição de Tensões
‐ Alcançar altos níveis de deformação sem a ocorrência
de fraturas ou estricção
‐ Resistir á compressão sem enrugamento
f f l ó d d
Alguns processos de estampagem só podem operar de forma
‐ Reter a forma final após a retirada da carga
g p p g p p
satisfatória, quando os materiais de um lote para outro sofrem
pequenas variações por exemplo peças estampadas a quente, jáp q ç p p p ç p q , j
outros processos podem operar com grandes variações nas
propriedades dos materiais que estão sendo empregados peças
de menor responsabilidade.
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1.4) ENSAIOS EM CHAPAS METÁLICAS UTILIZADOS 
EM ESTAMPAGEM
Os ensaios em chapas metálicas utilizadas em estampagemOs ensaios em chapas metálicas utilizadas em estampagem,
variam de ensaios convencionais , como o Ensaio de Tração , á
ensaios aplicados sómente ao embutimento profundo como oensaios aplicados sómente ao embutimento profundo como o
ensaio Swift.
Devido á grande variação dos tipos de ensaios utilizadosDevido á grande variação dos tipos de ensaios utilizados
podemos dividi‐los em dois tipos:
‐Ensaios teóricos que servem para que sejam medidas as
propriedades intrínsecas do material a ser estampado.
‐Ensaios simulados do processo que servem para podermos
verificar o comportamento do material quando submetido ásverificar o comportamento do material quando submetido ás
condições do processo.
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‐Simulações Gráficas
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Entre os testes teóricos podemos citar:
‐Ensaio de Tração
‐Ensaios de Estiramento bi‐axial que são:
‐Ensaio de Marcinak
‐Ensaios de Torção que são:
‐Ensaio de Torção de Marcinak.
‐Ensaio de Cisalhamento de Miyauchi
‐Ensaio de Dureza
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Entre os ensaios simuladosEntre os ensaios simulados 
podemos citar
CORPO DE 
PROVAEnsaios de Dobramento ‐
Existem dois ensaios mais 
l d
PROVA
FERRAMENTA 
utilizados :
Ensaio de Dobramento Simples:
DE DOBRA
‐Ensaio de Dobramento Simples:
que consiste em fazer um corpo de
prova ser dobrado em um determinadop
angulo para verificar se o material irá
fraturar ou não quando dobrado e o
t t d D b t E ti t
DISPOSITIVO 
DE FIXAÇÃOteste de Dobramento e Estiramento
que verifica o comportamento do
material quando submetido ao esforço
Ç
ENSAIO DE q ç
combinado. DOBRAMENTO SIMPLES
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PUNÇÃO
PRENSA 
CHAPA
MATRIZ
FIXADOR
-Ensaio de Estiramento: - É o mais aplicado aos processos de
Estampagem Estes ensaios servem para quantificar asEstampagem . Estes ensaios servem para quantificar as
propriedades do material quando submetido ao estiramento. Os
ensaios mais conhecidos são os Ensaios de Olsen e Erichsen.
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ME8810‐NMA810‐Ferramentas de Conformação Plástica ‐ Estampagem‐Introdução
‐Ensaios de Embutimento : O mais conhecido é o ensaio Swift ondeEnsaios de Embutimento : O mais conhecido é o ensaio Swift onde
“blanks” circulares são fixados entre duas partes da ferramenta, chamada de
prensa chapa e submetidos á operação de embutimento, transformando esse
corpo de prova em um corpo oco em forma de um copo. Neste ensaio
podemos obter a relação limite de embutimento. Esta relação mostra qual o
maximo diametro de blank pode ser embutido para um determinadomaximo diametro de blank pode ser embutido para um determinado
diametro de punção.
LDR =  Max diametro do blank antes da ruptura Do. ( )     
Estes são os principais ensaios utilizados em estampagem e como estes
Diametro do Blank D( ) 
existe ainda um grande número de outros ensaios que tem aplicação
especifica e necessitariam mais tempo para discussão. Poderão ser
encontrados dados para esses outros ensaios no “Metals Handbook “(vol 14)encontrados dados para esses outros ensaios no Metals Handbook (vol. 14)
pag. 876 a 899.
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1.5) PRENSAS “MAQUINAS PARA TRABALHO DE CONFORMAÇÃO1.5) PRENSAS  MAQUINAS PARA TRABALHO DE CONFORMAÇÃO 
MECÂNICA”
ã d d b lhAs prensas são maquinas destinadas ao trabalho com as
ferramentas denominadas Estampos. São máquinas com a
id d d d i d f E t t lcapacidade de produzir grandes esforços. Entre o martelo e a mesa
serão instaladas as ferramentas (estampos) que serão acionadas
atra és do mo imento de s bida e descida do martelo reali ando aatravés do movimento de subida e descida do martelo, realizando a
operação desejada.
As prensas podem ser classificadas em:
PRENSAS MECÂNICAS:
São as Prensas Excêntricas e as Prensas de Fricção
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São as Prensas Excêntricas e as Prensas de Fricção
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PRENSAS EXCENTRICAS: O movimento de subida e descida do
martelo é feito através de um eixo excêntrico que é preso ao martelo da
prensa . O movimento de rotação do motor da prensa é transmitidoao
ê t i t é d b d i d fexcêntrico através de uma embreagem que quando acionada faz com que o
martelo complete um ciclo. Normalmente estas prensas podem trabalhar de
forma continua ou intermitente dependendo do tipo de operação a serp p p ç
realizada.
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Martelo fixa 
e 
Movimenta 
a 
Ferramenta
MovimentaçãoMovimentação 
do martelo e da 
ferramentaferramenta
Mesa para 
apoio da 
Ferramenta
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Prensa Excêntrica
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ME8810‐NMA810‐Ferramentas de Conformação Plástica ‐ Estampagem‐Introdução
Prensa Hidráulica
Prensa Hidráulica comPrensa Hidráulica com
ferramenta montada onde
se observa o mecanismo
Prensa Hidráulica
600 ton.
de introdução da chapa
(tira) na ferramenta
(alimentador com sistema
P Hid á li de avanço)Prensa Hidráulica
250 ton.
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ME8810‐NMA810‐Ferramentas de Conformação Plástica ‐ Estampagem‐Introdução
Prensa de Fricção com Parafuso Rosca Trapezoidal
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2.2) COMPONENTES CONTRUTIVOS DE UM 
ESTAMPO
Todos os estampos a principio, independente
do tipo da operação, terão os mesmos
componentes construtivos No projeto dacomponentes construtivos. No projeto da
mesma faremos a diferenciação de acordo
com o tipo de operação.
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1‐) ESPIGA: Peça cilíndrica que fixa a parte) ç q p
superior da ferramenta ao martelo da
prensa. O diâmetro da espiga é função do
f i t t l d Afuro que existe no martelo da prensa. A
espiga só é aplicada a prensas mecânicas
( excêntricas e de fricção ), em prensas( ç ), p
hidráulicas a fixação da parte superior do
estampo no martelo é feita através de
f t d ti “T”parafusos e sapatas do tipo “T”.
2‐) PORTA ESPIGA OU CABEÇOTE OU BASE
SUPERIOR : Sua função é suportar a parte
superior do estampo Normalmente ésuperior do estampo. Normalmente é
adquirida junto com a parte inferior e
colunas do mesmo fabricante, não sendo
necessária sua fabricação ou projeto,
material Aço ABNT 1050.
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3‐)PLACA DE CHOQUE : Evita o contato3‐)PLACA DE CHOQUE : Evita o contato
direto entre os punções e a base superior. É
utilizada sempre que existirem punções de
pequeno diâmetro, que possam marcar a
base superior, material aço ABNT 1050.
4‐) PUNÇÕES ‐ São responsáveis junto com 
a matriz pela fabricação da peça material 
Aço VC 130
5‐)PORTA PUNÇÃO: Tem por finalidade
fixar os punções junto a placa de choque
Aço VC 130 .
fixar os punções junto a placa de choque,
evitando que ocorram movimento laterais.
A fixação do punção ao porta punção tem
os mais diversos tipos , sendo que o mais
comum aplicados a estampos pequenos é
fazer uma variação nas dimensões nafazer uma variação nas dimensões na
cabeça do punção, material Aço ABNT
1050.
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6‐ PLACA GUIA DO PUNÇÃO OU EXTRATORÇ
DA CHAPA ‐ Evita que os punções mudem de
trajetória na descida da prensa , evitando
i j d ifi dassim que os mesmos sejam danificados na
lateral da furação da matriz. Outra função da
guia do punção é evitar que a chapa fiqueg p ç q p q
presa ao punção no retorno da subida do
mesmo, material Aço ABNT 1050.
7‐)GUIA DA CHAPA OU DA TIRA(régua) ‐ Tem
a finalidade de guiar a tira da chapa no
i t i d t i it dinterior da matriz evitando que a mesma
mude sua trajetória. Esta guia tem um papel
importante na trajetória da tira pois dependep j p p
dela a precisão da peça. Para que a guia
efetivamente tenha sua função exercida
d lh di t t épodemos melhorar seu rendimento através
de colocação de molas laterais que forçam a
tira de chapa a se deslocar com mais precisão
39
p p
dentro da ferramenta.
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8 )MATRIZ É i i t t d8‐)MATRIZ– É a peça mais importante da
ferramenta, é responsável junto com os
punções pela conformação da peça a serp ç p ç p ç
produzida, material Aço VC 130.
)9‐) COLUNAS‐ Tem a finalidade de guiar a
parte superior do estampo na direção da
parte inferior, evitando que existaparte inferior, evitando que exista
deslocamento transversal entre as
partes.
10‐ BASE INFERIOR‐ Sua função é de
suportar toda a parte inferior da
f t d t i tê iferramenta, deve ter resistência para
suportar o peso do estampo e a força
gerada durante o processo deg p
conformação.
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É11‐) FACA DE AVANÇO: É um punção
que tem a finalidade de controlar o
avanço (deslocamento) da tira dentroavanço (deslocamento) da tira dentro
da ferramenta, material Aço VC 130 .
12‐) PARAFUSOS E PINOS: Fazem a12 ) PARAFUSOS E PINOS: Fazem a
fixação do conjunto superior (placa de
choque, porta punção e punções na
base superior), fixam também o
conjunto inferior (a placa guia dos
punções a matriz ) na base inferiorpunções, a matriz ) na base inferior
onde as colunas guiam o
deslocamento do conjunto superior
que estará fixado na prensa contra o
conjunto inferior.
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Estampo de Corte Montado
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ESQUEMA FERRAMENTA DE CORTE DAESQUEMA FERRAMENTA DE CORTE DA 
ARRUELA COM FACA DE AVANÇO
1º  AVANÇO: A TIRA ENTRA NA FERRAMENTA 
E É ESTAMPADA PELA FACA DE AVANÇO
2º  AVANÇO: A TIRA FOI AVANÇADA POR UM 
ÉSISTEMA DE AVANÇO ATÉ QUE SEJA IMPEDIDA 
DE CONTINUAR E É NOVAMENTE ESTAMPADA 
JUNTO COM A FACA DE AVANÇO
3º  AVANÇO: A TIRA FOI AVANÇADA MAIS 
UMA VEZ E ENTÃO OS TRES CORTES SÃO 
EXECUTADOS AO MESMO TEMPO.
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