PROC FAB 2 AULA 02 D MATR CORTE

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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II 
PLANO DE AULA
 1. Processo de Corte 
 2. Elementos básicos de matrizes de corte
 3. Matriz progressiva
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
Corte: matriz de corte simples
 1- espiga
 2- porta punção
 3- punção
 4- matriz
 5- base inferior
 6- calços
1
2
3
4
5
6
 Elementos de MATRIZ SIMPLES 
 Estampo com guia por colunas e buchas. 
 Guia do punção é fixa na matriz
1
2
3
4
5
6
7
1 – base superior
2 - porta punção
3 - PUNÇÃO
4 – guia do punção (fixa)
5 - MATRIZ
6 – base inferior
7 – pino guia (ou coluna)
8 - RETALHO
8
 Estampo com guia por colunas e buchas. 
 Guia dos punções é fixo na matriz
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 Matriz de corte simples (estampo): utilidade dos elementos
Espiga : Fixa a parte superior da matriz no cabeçote móvel da prensa
Base superior: suporta a parte superior do estampo, de forma a
 fixá-la no cabeçote da prensa ( ou martelo).
Placa de choque: protege a base superior contra os impactos do punção, no momento do corte
Punção: Juntamente com a matriz dá a forma final do corte; é ele que determina as dimensões do FURO
Porta-punção: fixa o punção na parte superior do estampo
Parafusos: são os elementos de fixação de vários elementos na parte superior da matriz (porta punção, guia do punção, etc.)
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 Matriz de corte simples: utilidade das peças
7. Guia do punção: para guiar 100% o punção contra furo da matriz
8. Matriz: Fica na parte fixa do estampo; DETERMINA AS DIMENSÕES DO RETALHO
9.Base inferior: usada para suportar a parte inferior do estampo de forma a fixá-lo na mesa da prensa
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 1. Modelo mais usado de espiga
 
aço 1020 ou 1045
O diâmetro do pa-
 rafuso deve supor-
 tar a força de ex-
 tração, que é Fe=
 0,2*F (20% da 
 força de corte)
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 1. Espiga : montagem no cabeçote da prensa (também
 chamado martelo)
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 2. Placa de choque
 O ideal é usar a placa 
 de choque em todos os 
 punções, ao invés de só
 usá-la nos punções grandes.
 Espessura mínima = 6mm 
 Diâmetro (um só punção)
 D = (4*F/π*ζ )¬½
 F= Força de trabalho do
 punção (kgf)
 ζ= Tensão de compressão 
 = 4,5 kgf/mm²
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
TABELA PARA FOLGAS ENTRE
PUNÇÃO E MATRIZ
 e= espessura do material 
FolgaTotal
=2 F
MATERIAL
0,04.e
Alumínio
0,08.e
Duralumínio
0,10.e
Cobre
0,12.e
Latão ; aço macio 1010/1020
0,14.e
Aço meio duro 1030/1045
0,16.e
Aço 1050/ 1060;aço inox
0,20.e
Aço 1070 a 1090
e
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
CÁLCULO DAS DIMENSÕES 
DE PUNÇÃO E MATRIZ
O QUE SE DESEJA?
UM FURO OU UM
RETALHO?
furo
retalho
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 aço 1020 e=1,5 mm; DA TABELA 	folga total = 0,12.e= 0,18 mm
 .Se o que se deseja é um FURO:
 DE 100 mm de diâmetro
 regra 1: o PUNÇÃO define o FURO
 Por exemplo : Furo de 100 mm
 Então o punção deve ter diâme-
 tro = 100 mm;
 
 Regra 2 : neste caso a MATRIZ 
 tem como dimensão
 diâmetro do punção + folga total
 diâmetro da matriz = 100+0,18
 = 100,18 mm
 
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 aço 1020 e=1,5 mm; DA TABELA 	folga total = 0,12.e= 0,18 mm
 .Se o que se deseja é um RETALHO:
 regra 1: a MATRIZ define o RETALHO
 Por exemplo : RETALHO de 100 mm
 Então a MATRIZ deve ter diâmetro
 = 100 mm;
 
 Regra 2 : neste caso o PUNÇÃO 
 tem como dimensão
 diâmetro da MATRIZ - folga total
 diâmetro do PUNÇÃO = 100-0,18
 = 99,82 mm
 
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO III
AULA 02
Guilhotina Hidráulica Newton
 GHN 2006 para chapas até 6,4
 mm x 2080
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 3. Força de corte F= 0,75*p*e*σr (em kgf)
 0,75 é um fator que aplicado no Limite de Resistência
 à Tração dá o valor aproximado do Limite de Resistência ao Cizalhamento;
p = PERÍMETRO do corte (em mm)
e = espessura do material ( em mm)
σr = Limite de Resistência à tração (em kgf/mm²)
 Para a guilhotina p= largura do corte na guilhotina
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
vida da matriz “V”
 	4. Cálculo da matriz (dimensão “V”) e ângulo de saida
 A altura “V” da parte cilíndrica do furo depende da espessura da chapa. Para EC= 1,5 “V”=3,5 mm
V
Matriz (em mm)
17
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 5. Cálculo da espessura da “E” da Matriz
 E = (F)^⅓ (raiz cúbica de F)
 F = força de corte (em kgf)
Matriz
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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 4. Cálculo da Matriz (ESPESSURA DA MATRIZ = E)
 Para furo redondo E = { F (0,09 – 0,06*D´/D)} ¬ ½ (em mm)
F = força de corte (em kgf)
D`= diâmetro do furo superior (de corte) em mm
D = diâmetro do furo inferior (saida do material) em mm
Também, de forma mais simples E = ( F )¬¹/³
19
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 
4. Exercício
 
 Calcular as dimensões do furo e da espessura de uma
 matriz para cortar discos de alumínio de ф=100 mm com
 resistência Lr = 21,83 kgf/mm² em chapa de espessura
 2,0 mm . 
 Para cálculo da Força de Corte do Alumínio empregar
 K = 0,70
 
20
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 5. Cálculo da espessura da “E” da Matriz
 Força de Corte= K * Lr * p * e
 Fc = 0,70 * 21,83 * (π.D) * 2,0 = 9.601,33 mm
 espessura da matriz E = raiz cúbica de Fc
 E = 21,25 mm 
Matriz
 Base inferior
Guia da chapa
21
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 5. Cálculo da espessura da “E” da Matriz
 
 Para espessura do material= 2,0 mm 
 entre 1,81 e 2,50 Vida “V” = 4 mm (da tabela)
 e Ângulo da saida=3° 
Matriz
 Base inferior
Guia da chapa
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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 4. Cálculo da espessura E da matriz para furos
 quadrados
 E = { 0,15 F *(q / 1 + q²)}¬½ (em mm)
 F = força de corte (kgf)
 q = a / b a= lado menor do retângulo de saida 
 do material (em mm)
 b = lado maior do retângulo de saida
 do material
 
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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 4. Exercício
 Calcular a espessura de matriz necessária para cortar
 peças quadradas de latão de 54 mm de lado, sendo o 
 furo de saida é quadrado de 80 mm. 
 A força de corte F necessária é de 7.000 kgf.
24
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 4. Exercício
 F = 7.000 kgf
 q = a / b = 1
 E = { 0,15 * F ( q / 1 +q²)}¬½
 = { 0,15 * 7.000 ( 1 / 2)}¬½
 = { 525}¬½ = 22,91 mm =~23 mm
LAYOUT DA MATRIZ
Partindo das dimensões dos
 furos (cavidades) na matriz
 vamos estabelecer os limites
 da matriz, ou seja, a distância
 das bordas externas e das
 furações até as cavidades.
Y = distância do corte até a
 lateral da matriz
X = Distância do corte até
 furação parafusos
Z = Distância entre cortes 
c = distância das laterais da matriz aos pinos guia.
E = espessura da matriz mm
e = espessura da chapa mm
E
Z
Y
X
 c
c
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PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 6. Cálculo das dimensões da Matriz
Y –distância dos cortes até a lateral da matriz 
X –distância dos cortes até parafusos
 Z – distância entre cortes
Fonte: Sergio da Cruz, 2008 E = ESPESSURA DA MATRIZ
Dimensões da Matriz
X
Y
c
Z
Matriz pequena, até 120 x 200 mm
120=largura 200= comprimento
30a 40
2 x E
6 a 10
10
Matrizmédia até 200 x 480 mm
40 a 50
1,6 x E
12 a 20
10 a 40
Matriz grande acima de 200 x 480 mm
50 a 80
1,2 x E
20 A 40
40 a 80
27
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
7.Espessura das bases(também função da Força de Corte)
 Base inferior = suporte da matriz
 Base superior= suporte do porta-punçãoFonte: Sergio da Cruz, 2008
FORÇA DE CORTE -t
Espessurada base
Superior - mm
Espessura da base
Inferior - mm
20 a 30
38
25
30 a 50
50
38
50 a 80
63a 75
50
 Elementos de MATRIZ SIMPLES: cálculo das bases
 Exemplo: estampo com guia por colunas e buchas. 
 Guia dos punções é fixo na matriz
1
2
3
 4
5
6
7
1. A BASE SUPERIOR su-
 porta o porta-punção
 2 e deve ter espaço 
 para buchas e pinos 
 guia 7. Normalmente
 prensa- chapa e às ve-
 zes guia do punção 4.
2. A BASE INFERIOR aloja
 a matriz, deve ter fura-
 ção para a saida do re-
 talho e espaço para fi-
 xar pinos guia.
8
28
EXERCÍCIO
 A matriz ao lado tem um furo retangular de 40 x 30 e um furo
redondo ф = 20 
Chapa de alumínio/silício de e =2,5 
 
Usar as dimensões para matriz pequena.
Definir o layout com a dimensão A
(comprimento), B largura, Y distância do corte até as bordas, Z distância entre cortes, E espessura
da matriz, X distância até os parafusos de fixação (maior valor)
E = espessura da matriz mm
e = espessura da chapa mm
 Bases pré-fabricadas : modelo A-3
Fonte: Sergio da Cruz - 2008
C2
C1
 D1
D2
 p
x
 Bases pré-fabricadas : modelo A-3
Fonte: Sergio da Cruz - 2008
32
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 EXEMPLO DE MATRIZES
 PROGRESSIVAS
 A = comprimento da matriz = área de corte + 2 Y
 B = largura da matriz = área de corte + 2 X
W = distância dos pinos guia = B + 2 W
34
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO III
 7. Espessura das bases
Fonte: Sergio da Cruz, 2008
FORÇA DE CORTE -t
Espessurada base
Superior - mm
Espessura da base
Inferior - mm
20 a 30
38
25
30 a 50
50
38
50 a 80
63a 75
50
 Limitador de passo do tipo centralizador
Limitador acionado
por mola
Limitador por faca
de avanço
 Proposta do projeto para o 2ºsemestre de 2018 (set)
Fabricar 490.000 pçs. num período de 20 dias úteis ; nº de horas disponíveis por dia = 7h; sem horas extras
Calcular a capacidade da prensa hidráulica necessária em toneladas
Dimensionar o nº de golpes por minuto
O material disponível para a fabricação vem em chapas
 de 2.000 x 1.000 
Três opções de layout. Escolher uma dimensão das tiras e o layout das peças;
Estudar o aproveitamento do material
Projetar matriz com as peças básicas, incluindo guia do punção , pinos guia de coluna e buchas
Para o avanço utilizar: faca de avanço
Elaborar desenho CAD das peças e do conjunto 
10. N1 dia 02 de out; entrega até 25 de setembro, na aula 
11. Valor do projeto : 4 pontos ; N1 = 6 pontos
Ex. 2 Corte: material aço LR= 420 MPa
Espessura = 2,5 mm K=0,75
FORÇA DE
 CORTE?
Estudo da tira
Aproveitamento %
39
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 Exercício 3 Calcular:
 FORÇA de CORTE 
 (EC = 2,5)
 Material: aço silício
 LR= 460 Mpa K=0,75
 Estudo da Tira 
 Aproveitamento 
 
JÁ ESCOLHIDO
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
Exercício 4
Calcular Força de Corte (EC = 2,5) K=0,75
 material aço 1090 LR= 98 kgf/mm²
41
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 Exercício 5 - Calcular Força de Corte da peça
 Material : aço ABNT 1020
 Limite de Resistência : 450 Mpa K=0,75
 
 
 
JÁ ESCOLHIDO
 Material:latão amarelo; espessura =2mm
 Exercício 6
1.Força de Corte
 latão com
 Lr=370 MPa
 K= 0,68
JÁ ESCOLHIDO
43
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 Exercício 7 - calcular a força F para cortar a peça abaixo em uma só operação: material - alumínio 6061T6 (LR=310 MPa); espessura da chapa = 3,0 mm; utilizar K= 0,70
 
44
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
 Exercício 8. CALCULAR A FORÇA DE CORTE :
 MATERIAL : LATÃO (LR = 330 MPa) 
 espessura da chapa = 2,0 mm K=0,68
 
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
Peça 09 = calcular a força de corte F (em 1 só operação) K= 0,70 espessura 5 mm
 Material: Alumínio AA 1100-H12 (LR= 180 MPa) 
 
 
 Proposta do projeto para o 3º bimestre de 2018/2
Fabricar 490.000 pçs. num período de 20 dias úteis ; nº de horas disponíveis por dia = 7h; sem horas extras
Calcular a capacidade da prensa hidráulica necessária em toneladas
Dimensionar o nº de golpes por minuto
O material disponível para a fabricação vem em chapas
 de 2.000 x 1.000 
Escolher a dimensão das tiras e o layout das peças;
Estudar o aproveitamento do material
Matriz com guia do punção , pinos guia de coluna e buchas
Para o avanço utilizar: faca de avanço
Elaborar desenho CAD das peças e do conjunto 
APROVEITAMENTO DE TIRAS
 L = largura da tira
 P = passo = X + Z
 X = maior dimensão horizontal
 Z = distância entre peças
 X = maior dimensão vertical
 Y = distância da peça até a borda da tira
 E = acréscimo à largura da tira devido à faca de avanço
EC
X
Y
Z
E
0,5-1,0
até10,0
1,8
1,4
2,0
10,0-30,0
2,4
1,8
2,0
30,0-100,0
3,2
2,6
2,6
100,0-300,0
5,2
3,6
3,6
1,0-1,5
até 10,0
2,4
2,0
2,4
10,0-30,0
2,8
2,6
2,8
30,0-100,0
3,6
3,6
3,4
100,0-300,0
5,6
4,6
3,8
1,5-2,0
até 10,0
2,4
2,5
2,4
10,0-30,0
3,2
2,8
2,4
30,0-100,0
4,2
3,6
3,4
100,0-300,0
5,6
4,6
3,8
2,0-3,0
até 10,0
3,4
3,0
3,0
10,0-30,0
3,8
3,4
3,4
30,0-100,0
4,6
4,2
4,2
100,0-300,0
5,8
5,6
5,2
3,0-5,0
10,0-30,0
5,6
4,6
4,6
30,0-100,0
7,6
5,6
5,6
Materiais metálicos
em geral :
EC= espessura da chapa (mm)
X= dimensão da peça 
Y= distância até a bor-
 da da tira
Z = distância entre pçs.
E = acréscimo devido
 à faca de avanço
Fonte: Sergio da Cruz
 (2008)
PROCESSOS DE FABRICAÇÃO II
APROVEITAMENTO DE TIRAS
 X= medida da peça Z= distância entre peças
 1. Passo = X + Z 
 2. U = coeficiente de aproveitamento 
 do material = S1 * 100/ So
 S1= áreas total das peças ( para L= 1m)
 So= área da tira ( para L=1m)
 3. Q = quantidade de peças por tira de 1 m
 (1000 mm de comprimento) = 1000/passo
 Peça: Braço articulado Aço: SAE 1010
 Espessura da chapa : 1,20 mm
APROVEITAMENTO DE TIRAS
 Arranjo 1 : uma peça na vertical (por corte)
 
 P = passo = X1 + Z = 25 + 2,6 = 27,6
 L = largura da tira = X2 + 2*Y = 54 + 2 * 3,6 = 54 + 7,2 = 61,2
 Se incluida “faca de avanço” L = 61,2 + E = 61,2 + 3,4 = 64,6
 
 
ÁREA DA PEÇA
 
 
 
 S = S1 + S2 + S3 – ( 3 vezes área do furo de φ 5 mm)
 = ( 25 * 11) + { ( 10 * 38 ) + ( 38 * 7,5 ) } + ½ ( π * 10² / 4 )
 = ( 275 ) + { ( 380 ) + ( 285 ) } + 39,2 = 275 + 665 + 39,2
 = 979,2 Removendo 3 vezes as áreas dos furos φ 5
 S4 = π * 5² / 4 = 19,6 S4 total = 3 * 19,63 = 58,9
 S= área da peça = 979,2 – 58,9 = 920,3 mm² 
 
APROVEITAMENTO DA TIRA
 Arranjo 1 : uma peça na vertical (por corte)
 
 Q = quantidade de peças por tiras de 2 m = 2000 / Passo
 = 2000 / 27,6 = 72,46 = 72 peças
 S1 = área total das peças = 72 * 920,3 = 66.261,6
 S0 = área da tira com “faca de avanço” = 2000 * 64,6 = 129.200
 U = aproveitamento = 100 * S1 / S0 = 100*66.261,6/129.200
 = 100 * 51,2 = 51,2 % 
APROVEITAMENTO DA TIRA
 Arranjo 1 : uma peça na vertical (por corte)
 Q = quantidade de peças por tiras de 2m: 2 * 2000 / passo
 = 4000 / 42,72 = 93,6 = 93 peças
 
 S1= área total das peças = 93 * 920,3 = 85.587,9 mm²
 S0= área da tira com faca de avanço = 2.000*64,6 = 129.200 mm²
 U = aproveitamento = 100 * S1 / S0 = 100 * 85.587,9/129.200 =U = 66,2 %