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PROCESSOS de FABRICAÇÃO III (CCE0693 ) PROCESSOS DE ESTAMPAGEM Prof. Radah PROCESSOS DE ESTAMPAGEM • Conjunto de operações executadas na matéria-prima bruta, de forma que geralmente se obtém, ao final do processo, um produto acabado em termos de forma e dimensões. • É um processo de fabricação realizado a frio, no qual uma chapa é colocada sobre uma matriz e submetida a uma força de um punção, de maneira a adquirir a forma geométrica da matriz. Estampagem Entende-se que estampagem é o processo de fabricação de peças, através do corte ou deformação de chapas em operação de prensagem geralmente a frio. Emprega-se a estampagem de chapas para se fabricar peças com paredes finas feitas de chapa ou fita de diversos metais e ligas • Corte • Dobramento e encurvamento • Estampagem profunda ou repuxo Operações de estampagem Corte: Consiste em separar-se de uma chapa, mediante golpe de prensa, uma porção de material com contorno determinado, utilizando-se ferramental apropriado denominado estampo de corte Dobra: Como seu nome indica, consiste em obter uma peça formada por uma ou mais dobras de uma chapa plana. Para isto, é utilizada uma ferramenta denominada estampo de dobra. Embutimento ou repuxo: Esta operação tem como finalidade obter peças em forma de recipientes, como canecas, caixas e tubos; obtidas pela deformação da chapa, a golpes de prensa e empregando ferramental especial denominado estampo de repuxo. Corte O processo de estampagem por corte é usado na obtenção de formas geométricas em chapas por meio de uma ferramenta de corte, ou punção de corte, por intermédio de uma prensa exercendo pressão na chapa apoiada numa matriz. Um corte é uma ação mecânica, que provoca o rompimento de um material (ao ultrapassar as tensões de cisalhamento do mesmo), orientado pelo perfil do ferramental utilizado, que podem ser réguas ou conjunto punção-matriz. Elementos básicos de uma ferramenta de corte por cisalhamento. 1 - punção, 2 -matriz, 3 - base da ferramenta, 4 - chapa,, f – folga punção-matriz. O corte é realizado fundamentalmente em três etapas: As operações de corte de chapas de metal são obtidas através de forças de cisalhamento aplicadas na chapa pelos dois cantos da ferramenta criando tensões internas que, ultrapassando o limite de resistência ao cisalhamento do material, provocam a ruptura e finalmente a separação. Folga entre o punção e a matriz 1- A folga entre o punção e a matriz tem uma função muito importante, pois dela depende o aspecto da peça acabada, a força necessária para o corte e o desgaste da ferramenta. 2- Quando a folga é correta, os inícios das fraturas que começam no canto de corte do punção e da matriz, depois de prolongarem-se, encontrar-se-ão no mesmo ponto, produzindo uma peça sem rebarbas. Folga entre o punção e a matriz FORÇA E ENERGIA DE CORTE exemplos de cálculo da máxima força de corte para um punção de 25mm de diâmetro e espessura da chapa 1mm. FORMAS DO FERRAMENTAL DE CORTE a) Operação simples: 1-punção; 2- matriz; 3- base da matriz c) Corte com precisão: 1- cabeçote; 2- bucha da coluna guia; 3- coluna guia; 4- guia do punção ou extrator. b) Corte com guias: 1-guia do punção; 2- guia da tira Força de sujeição Podemos considerar que, para condições médias de folga e afiação das ferramentas, o esforço de sujeição varia de 5 a 12% do esforço de corte e na prática, quando não se conhece o valor exato, utiliza-se 10%. Assim, nesse caso, a força total de corte será igual a 1,1.Fc Redução da força de corte O trabalho requerido para cortar uma chapa de metal pode ser calculado pela fórmula básica: Trabalho = Força x distância em que a forca atua a) Tc1 = Fc1 x e b) Tc2 = Fc2 x (e + c) c) Tc1 = Fc1 x e ; Tc2 = Fc2 x (e + c) d) Tc1 = Tc2 (e + c) > e Portanto: Fc2 < Fc1 Exercícios Deseja-se cortar,simultaneamente,dez discos de 30 mm de diâmetro, em chapa de aço carbono para estampagem, com 0,1% C, de 2 mm de espessura. Determinar o valor da força total de corte. Solução : Fc = e x L x Ks × 10 L = π × d da tabela Ks = 24 Kgf/mm2 Assim: Fc = 2 × π × 30× 24 × 10 = 45240kgf No problema anterior, calcular o ângulo que deveria ter a face do punção para que pudéssemos cortar 10 discos, simultaneamente, usando-se uma prensa de 30tf. Solução: Tc1 = Fc1× e = 45240× 2 = 90480kgf .mm Tc2 = Fc2 × (e + c) Tc1 = Tc2 = 90480 Fc2 = 30000kgf Portanto: 90480 = 30000× (2 + c) . Assim: c = 1,02 Redução da força de corte Estudo do "layout" para o melhor aproveitamento das chapas • Podemos obter uma importante economia de material, particularmente quando se tratar de grandes séries de peças, se estudarmos, cuidadosamente, a posição que deve ocupar a peça na tira de chapa.. •Um bom arranjo da peça na tira também pode contribuir para um aumento de produtividade, bom acabamento das peças, ao mesmo tempo que pode propiciar o uso de ferramentas mais simples. Separação entre as peças Separação entre as peças A disposição invertida exige que a tira do metal passe duas vezes pela mesma ferramenta, sendo que da segunda vez a tira deve ser invertida Separação entre as peças (Múltipla ) Em determinados casos pode ser altamente vantajoso alterar-se o desenho da peça de forma a melhorar-se substancialmente o aproveitamento da tira. Exercícios b) Determinar qual das disposições: Paralela, oblíqua ou invertida apresenta o melhor aproveitamento da tira de chapa (menor área ocupada), para a fabricação da peça. Estudo do "layout" Disposição paralela ESTAMPO DE CORTE Operações de dobramento Dobra - Processo e métodos Dobra livre A peça é pressionada na matriz sem pressionar as paredes da matriz. Enquanto a matriz se desloca para baixo, a aba da peça é dobrada para cima e então é formado um ângulo. Quanto mais a peça for pressionada na matriz, mais agudo fica o ângulo. Entre o punção e a matriz é formado um espaço livre. Dobra com estampa na matriz 1- 0 punção pressiona a peça totalmente na matriz de maneira que entre a matriz, peça e punção não haja um espaço livre. 2- Punção e matriz devem ser totalmente compatíveis. Por isso é preciso um conjunto de ferramentas próprio para cada ângulo e forma. 3- Se a peça for pressionada totalmente, o punção não pode mais se mover para baixo. O comando da máquina aumenta a força de prensa até que o valor predefinido seja alcançado Dobra e pressão Características da operação de dobramento Determinação da posição da linha neutra (LN). Determinação da posição da linha neutra (LN). Operação de embutimento ou repuxo A operação de repuxar consiste em obter-se um sólido, de forma qualquer, partindo-se de um desenvolvimento de uma chapa plana. Determinação do desenvolvimento de uma peça embutida
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