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Manufatura de Chapas Metálicas União por Conformação Prof. Paulo Marcondes, PhD. DEMEC / UFPR Normas gerais da conformação na estampagem Alguns exemplos para junções rebitadas Rebite maciço Rebite oco Rebite tipo POP Rebite autperfurante Uniao por Entrosamento de Chapas Processos em quais a junção é feita através da deformação das próprias peças. Uniao por Entrosamento de Chapas União por prensagem – “clinching” Clinching – Elementos redondos União por prensagem – “clinching” União por prensagem – “clinching” Corte de um elemento redondo que foi fabricado em um processo otimizado. material: BH 180 Z espessura: 1,0 mm Elementos Redondos União por prensagem – “clinching” Estudo de Caso LE / LR (Rel): Rel <= 0,7 = 10 0,7<Rel<0,8 = 5 Rel >= 0,8 = 0 Sistema Prócontrol Propriedades do Processo e das Junções / Propriedades Gerais • Junção de duas ou mais peças até 5 mm de espessura total no ponto da junção. • Pode ser usado para juntar peças até 3 mm de espessura. • O processo de junção não requer nenhuma preparação das peças (limpeza, desengorduramento, furação prévia). • O processo trabalha sem calor e assim não queima superfícies acabadas. • O elemento de junção é conformado diretamente do material das peças, então o processo não requer peças adicionais como parafusos ou rebites. Propriedades Gerais • Junção de peças e diferentes materiais metálicos (aço / alumínio). • Diferentes tipos de elementos de junção, cada um com suas próprias características para encontrar a necessidade da aplicação. • Junção de peças de aço inoxidável austenítico. • O processo pode ser efetuado usando uma prensa de efeito simples. • É possível fazer muitas juntas em um só golpe da prensa. • O processo pode ser incluído em outras ferramentas de estampagem. Propriedades Mecânicas de Elementos Redondos (cargas estáticas) 2980 1450 1740 2290 1680 4880 0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 R-DF 6mm R-DF 8mm R-DF 10mm Tamanho do Elemento de Junção Fo rç a de R up tu ra e m N Espessura da Chapa a0 = 1,0 mm Cisalhamento Tração Vertical F F 2517 5 50 F F F F 50 150 posição do elemento de junção Corpos de prova conforme DIN 50 124 e DIN 50 164 . Elementos redondos material: aço de baixo carbono (semelhante EEP) Propriedades Mecânicas de Elementos Redondos (cargas oscilantes) 0 1000 2000 3000 Número de Ciclos C ar ga M áx im a em N Força de Ruptura Estática: 2980 N R-DF 8mm R=0 103 104 105 106 107 108 Resultados de ensaios de fadiga com corpos de prova conforme DIN 50 124 Elementos redondos material: aço de baixo carbono (semelhante EEP) Otimização do Processo A otimização das propriedades dos elementos é feito através de experimentos. a0ss: espessura da chapa do lado do punção, a0ms: espessura da chapa do lado da matriz, ages: espessura total das peças no ponto de junção, a1: espessura do fundo do elemento, dSD: diâmetro da ponta do punção, D: diâmetro do elemento do lado da matriz, ET: profundidade da penetração do punção. Otimização do Processo Cálculos numéricos na otimização da geometria das ferramentas. Exemplo: canto frontal do punção (R-DF). Aplicação - Indústria Automobilística projeto: VOLVO-Clinchcar (1992) participantes: VOLVO, Eckold, Böllhoff, TUHH etc. apoio financeiro da EFB (Sociedade Europeia para Pesquisa em Conformação de Chapas) Parte da caroçeria de um automóvel da empresa VOLVO (Suecia). Nesta caroçeria experimental 30 % das junções por solda-ponto foram substituidas por junções por pressunião. Aplicações de Junções por Pressunião / Indústria Automobilística Spoiler frontal de um automóvel da marca BMW (Alemanha). As partes superior e inferior são juntadas com 38 junções por pressunião. Coletor de gás - escape. Tailored Welded Blanks IF 300/400 DP 300/500 Cordão de Solda BH 210/340 Taylored blanks Possíveis partes para empregar Tailored Welded Blanks Painel lateral internoPainel lateral interno AssoalhoAssoalho Porta tras. internaPorta tras. interna Tampa tras. internaTampa tras. interna Caixa de rodaCaixa de roda Suspensão do motorSuspensão do motor ParachoqueParachoque LongarinaLongarina Caixa de roda Caixa de roda Reforço do tetoReforço do teto BB-- colunacoluna AA-- colunacoluna Porta diant. internaPorta diant. interna Tailored Blanks Taylored blanks Taylored blanks Painel interno da portaPainel interno da porta AssoalhoAssoalho Taylored blanks LongarinasLongarinas Taylored blanks Caixa de RodaCaixa de Roda Tailored Welded Blanks Comparação entre tecnologia de solda e parâmetros para chapas Arco Elétrico Solda CO2-Laser Indução Esmagamento alta freqüência Retrabalho Não Laminação frio Não necessário Chapas Recobertas é possível em testes em testes é possível Solda não linear é possível não possível Não Mudança espessura é possível Não é possível possível Não Integração Industrial difícil boa possível boa Deformação muito boa boa muito boa difícil Preparação arestas precisa média precisa fácil Taylored blanks Representação da Dureza (Vickers) ao longo da união do Taylored Blank União por Prensagem ‘Press Union’ União por Prensagem ‘Press Union’ Manufatura de Chapas MetálicasUnião por Conformação Uniao por Entrosamento de Chapas Tailored Welded Blanks Tailored Blanks Tailored Welded Blanks
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