Caderno Didático CMM Volume III

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
Caderno Didático 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA DOS METAIS 
Volume III 
 
ORGANIZADOR: Prof. Inácio da Fontoura Limberger 
COLABORADOR: Acad.: Rodrigo de Souza Pagnossin 
 
Santa Maria 
2009 
2 
 
MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO E DO DESPORTO 
UNIVERSIDADE FEDERAL DE SANTA MARIA 
CENTRO DE TECNOLOGIA 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA MECÂNICA 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CONFORMAÇÃO MECÂNICA DOS METAIS 
(Série Cadernos Didáticos) 
 
 
 
 
 
 
Volume III 
 
 
 
 
 
 
ORGANIZADOR: Prof. Inácio da Fontoura Limberger 
 
COLABORADOR: Rodrigo de Souza Pagnossin 
 
 
 
 
UFSM 
SANTA MARIA 
2009 
 
3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
C748 Conformação mecânica dos metais / organizador: 
 Inácio da Fontoura Limberger ; colaborador: 
 Rodrigo de Souza Pagnossin. – Santa Maria : 
 Universidade Federal de Santa Maria, Centro de 
 Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 
 2009. 
 261 p. : il. ; 30 cm. – (Série Cadernos didáticos ; 
 v. 3 ). 
 
 1. Ciência dos materiais 2. Engenharia mecânica 
 3. Engenharia dos materiais 4. Materiais metálicos 
 5. Metais 6. Conformação mecânica I. Limberger, 
 Inácio da Fontoura II Pagnossin, Rodrigo de Souza 
 III. Série. 
 
 CDU 620.18 
 621.7 
 
 
 Ficha catalográfica elaborada por Maristela Eckhardt CRB-10/737 
 Biblioteca Central – UFSM 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4 
 
 
 
 
 
Apresentação 
 
 
 
 
 
 
 A elaboração deste Caderno Didático teve como finalidade oportunizar 
aos alunos dos Cursos de Engenharia, principalmente aos de Engenharia Mecânica, 
o acesso ao conteúdo básico sobre os processos de conformação mecânica dos 
metais, de forma abrangente, rápida e dirigida, para os processos de corte, 
dobramento, embutimento e estiramento. 
 Os temas abordados neste Caderno Didático são o resultado de 
pesquisa realizada nos conteúdos programáticos das disciplinas que tratam do tema 
Conformação Mecânica nos cursos de Engenharia Mecânica de várias 
Universidades do País. 
 O texto apresentado é o resultado de uma extensa revisão bibliográfica 
e do aprendizado diário com os alunos em sala de aula. O conteúdo dos diversos 
capítulos deste Caderno Didático foi extraído em sua grande parte dos seguintes 
Livros: 
Metals Handbook. Forming. Volume 4. ASM. Metals Park. Ohio, 1969. 
STANLEY, A. F. Estampado y Matrizado de Metales. Barcelona: José 
Monteró. 
NABORRO, T. L. Traquelado y Estampación. Barcelona: Gustavo Gili. 
CETLIN, P. R. & HELMANN, H. Fundamentos de Conformação 
Mecânica dos Metais. Rio de Janeiro: Guanabara Dois. 
MIRA, F. M., & COSTA, H. B. Processos de Fabricação. Volume 
Conformação de Chapas. Florianópolis: UFSC. 
DIETER, George E. Metalurgia Mecânica. Rio de Janeiro: Guanabara 
Dois, 1981. 
BRESCIANI FILHO, E. Conformação Plástica dos Metais. Volumes 1 e 
2. Campinas: UNICAMP. 
KONINCK, J. & CUTTER, D. Manual do Ferramenteiro. São Paulo: 
Mestre Jou, 1971. 
PROVENZA, Francesco. Estampos I. São Paulo: Centro de 
Comunicação Gráfica “Pro-Tec”, 1986. 
 
 Espera-se que este material, aqui apresentado, auxilie na formação 
dos alunos dos Cursos de Engenharia e também possibilite uma posterior aplicação 
na utilização prática na vida profissional. 
 
 
 
5 
 
Sumário 
 
Unidade 1 – ASPECTOS GERAIS .................................................................. 10 
1.1 Introdução .......................................................................................... 10 
1.2 Fundamentos de Projeto de Conformação ..................................... 10 
1.3 Fundamentos da Técnica da Conformação Mecânica ................... 11 
1.3.1 Diagrama Tensão x Deformação (σ x ε) ...................................... 11 
1.4 Operações de Conformação ............................................................. 16 
1.6 Máquinas e Ferramentas Utilizadas ................................................. 18 
1.7 Processos de Conformação Mecânica de Chapas ......................... 21 
1.7.1 Sem Remoção de Material .......................................................... 21 
1.7.2 Com Remoção de Material .......................................................... 24 
Unidade 2 – O CORTE .................................................................................... 31 
2.1 Características Gerais ....................................................................... 31 
2.1.1 Conceituação Simples de um Estampo ....................................... 31 
2.1.2 Ação do Corte do Material ........................................................... 32 
2.1.3 Folgas .......................................................................................... 34 
2.1.4 Dimensões das Peças Obtidas .................................................... 41 
2.2 Elementos Constituintes da Ferramenta ......................................... 43 
2.2.1 Espiga de Fixação ....................................................................... 49 
2.2.2 Cabeçote, Base Superior ou Placa Superior ............................... 55 
2.2.3 Placa de choque .......................................................................... 55 
2.2.4 Placa Porta-Punção ..................................................................... 56 
2.2.5 Punção ........................................................................................ 56 
2.2.7 Colunas de Guia .......................................................................... 62 
2.2.8 Buchas......................................................................................... 64 
2.2.9 Pinos de Fixação ......................................................................... 65 
6 
 
2.2.10 Parafusos .................................................................................. 65 
2.2.11 Extrator ...................................................................................... 66 
2.2.12 Guias da Tira ............................................................................. 66 
2.2.13 Matriz ......................................................................................... 67 
2.2.14 Base inferior .............................................................................. 76 
2.2.15 Topes......................................................................................... 76 
2.2.16 Facas de Avanço ....................................................................... 80 
2.3 Fixação de Matrizes e Punções ........................................................ 85 
2.4 Tipos de Corte ................................................................................... 86 
2.4.1 Corte Simples .............................................................................. 86 
2.4.2 Corte Guiado ............................................................................... 86 
2.4.3 Corte Global ou “de Bloco” .......................................................... 87 
2.4.4 Corte Progressivo ........................................................................ 89 
2.5 Fatores a Considerar na Escolha do Tipo de Ferramenta de Corte101 
2.5.1 Fatores Econômicos .................................................................. 101 
2.5.2 Fatores Técnicos ....................................................................... 101 
2.6 Fatores a Considerar no Dimensionamento das Ferramentas de Corte
 ................................................................................................................ 101 
2.6.1 Economia de Material ................................................................101 
2.6.2 Operações Posteriores de Dobramento .................................... 102 
2.6.3 Facilidade e Economia na Confecção da Ferramenta de Corte - Regras 
Gerais ................................................................................................. 102 
2.6.4 Fatores que Influem na Limpeza do Corte e Estética da Peça Cortada
 ........................................................................................................... 103 
2.6.5 Força e Trabalho de Corte ......................................................... 103 
2.6.6 Franjas e Largura de Chapas .................................................... 105 
2.6.7 Folga entre Punção e Matriz ...................................................... 116 
 
7 
 
Unidade 3 – DOBRAMENTO ........................................................................ 117 
3.1 Características Gerais ..................................................................... 117 
3.1.1 Ferramentas .............................................................................. 118 
3.1.2 Operações ................................................................................. 118 
3.1.3 Fatores Importantes .................................................................. 119 
3.2 Alongamento das Fibras da Chapa ................................................ 120 
3.3 A Linha Neutra no Dobramento ...................................................... 123 
3.3.1 Cálculo de Desenvolvimento de Peças Dobradas ..................... 124 
3.3 Recuperação Elástica - Efeito Mola (Spring Back) ....................... 126 
3.4 Raio de Dobramento ........................................................................ 131 
3.5 Esforços de Dobra (𝑭𝑫) .................................................................. 132 
3.5.1 Esforço de Dobra - Caso “I” ....................................................... 132 
3.5.3 Esforço de Dobra - Caso “III” ..................................................... 137 
3.6 Ferramentas de Dobramento .......................................................... 137 
3.6.1 Dimensionamento da Ferramenta de Dobra .............................. 139 
Unidade 4 – EMBUTIMENTO (ESTAMPAGEM PROFUNDA) ..................... 157 
4.1 Características Gerais ..................................................................... 157 
4.2 Comportamento das Fibras do Material ........................................ 160 
4.2.1 Estados de Deformação no Embutimento de um Copo Cilíndrico162 
4.3.1 Peças Cilíndricas ....................................................................... 163 
4.3.1 Peças Retangulares .................................................................. 163 
4.4 Descrição de um Estampo de Embutimento ................................. 164 
4.4.1 Embutimento Sem Prensa-chapas ............................................ 165 
4.4.3 Particularidades da Matriz ......................................................... 167 
4.4.4 Extrator ...................................................................................... 168 
4.4.5 Punção ...................................................................................... 169 
4.5 Influência do Material da Peça sobre o Resultado do Embutimento172 
8 
 
4.5.1 Materiais de Uso Corrente no Embutimento .............................. 172 
4.6 Lubrificação no Embutimento ........................................................ 172 
4.7 Tratamento Térmico e Químico da Peça Durante o Embutimento173 
4.8 Cálculo do Desenvolvimento do Recorte ...................................... 175 
4.8.1 Determinação das Operações de Embutimento ........................ 176 
4.8.2 Embutimentos Sucessivos ou Direto de Peças Cilíndricas........ 178 
4.9 Forças Necessárias no Embutimento ............................................ 189 
4.9.1 Força no Embutimento de um Copo Cilíndrico .......................... 191 
4.9.2 Força no Embutimento de uma Peça de Seção Retangular ...... 192 
4.9.3 Força no Embutimento de uma Peça de Seção Qualquer......... 192 
4.10 Trabalho Total de Embutimento ................................................... 193 
4.11 Defeitos no Embutimento ............................................................. 195 
4.12 Velocidades de Embutimento ....................................................... 199 
4.13 Exemplos de Aplicação de Estampagem Profunda .................... 199 
4.13.1 Lubrificador ............................................................................. 199 
4.13.2 Dedal de Costura ..................................................................... 199 
4.14 Estudo de Caso.............................................................................. 200 
4.15 Especificações técnicas ............................................................... 204 
Unidade 5 – ESTIRAMENTO ........................................................................ 217 
5.1 Definição .......................................................................................... 217 
5.1.1 Ferramentas Utilizadas .............................................................. 219 
5.1.2 A Estricção no Estiramento ....................................................... 219 
5.2 Embutimento com Estiramento ...................................................... 220 
5.3 Forças de estiramento .................................................................... 221 
5.4 Desenvolvimento da chapa ............................................................ 222 
5.5 Aplicações do Processo de Estiramento ...................................... 222 
 
9 
 
Unidade 6 – PROCESSOS NÃO CONVENCIONAIS ................................... 225 
6.1 Processo “Hydroforming” ou Conformação hidrostática ............ 225 
6.2 Processo de Extrusão ..................................................................... 229 
6.3 Procedimento Hooker ..................................................................... 230 
6.4 Reembutimento................................................................................ 230 
Unidade 7 – REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ......................................... 232 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10 
 
Unidade 1 – ASPECTOS GERAIS 
 
1.1 Introdução 
 
O termo Conformação Mecânica dos Metais envolve os processos de 
fabricação em que os metais são transformados nos produtos desejados através de 
uma série de operações, sem formação de cavacos, envolvendo máquinas 
especiais. 
Devido ao bom aproveitamento da matéria-prima, rapidez na execução, 
possibilidade de melhoria e controle das propriedades mecânicas do material, bem 
como homogeneização da microestrutura do mesmo, os processos de conformação 
mecânica são bastante empregados nas indústrias de transformação. 
 
 
Figura 1.1 - Exemplo de peças metálicas conformadas mecanicamente. 
 
1.2 Fundamentos de Projeto de Conformação 
 
As técnicas de manufatura dos materiais consistem nos métodos segundo os 
quais os materiais, sejam eles metais ou não metais são transformados em produtos 
de utilidade. Essas técnicas, ou, mais simplesmente, qualquer projeto de 
engenharia, requer, para sua viabilização, um vasto conhecimento das 
características, propriedades e comportamento dos materiais disponíveis. 
As classificações das técnicas de fabricação incluem vários métodos de 
transformação dos materiais, como deformação mecânica, fundição, metalurgia do 
pó, soldagem e usinagem. 
11 
 
 Geralmente, duas ou mais dessas técnicas devem ser usadas antes que uma 
peça esteja completamente terminada. Os métodos selecionados dependem de 
diversos fatores, e os mais importantes referem-se às propriedades do material, o 
tamanho e a forma da peça acabada e, obviamente, o custo. 
 
1.3 Fundamentos da Técnica da Conformação Mecânica 
 
Antes de apresentarmos o princípio operacional dos principais processos ou 
técnicas de fabricação de materiais, um estudo sobre o mecanismode conformação 
dos metais que seja capaz de explicar como se processa o fenômeno das 
deformações elásticas e plásticas é imprescindível neste momento. 
 
1.3.1 Diagrama Tensão x Deformação (σ x ε) 
 
O presente estudo, portanto, restringe-se às técnicas de deformação 
convencionais. Para a definição da tensão e deformação convencionais, pega-se 
uma barra cilíndrica e uniforme que é submetida a uma carga de tração uniaxial 
crescente, semelhante ao procedimento aplicado para um ensaio de tração 
normalizado, conforme mostra a Figura 1.2. 
A tensão convencional, nominal ou de engenharia, 𝜎𝐶 , é dada por: 
 
𝜎 =
𝑃
𝐴𝑂
 
 
onde, 𝜎 é a tensão (Pa), 𝑃 é a carga aplicada e 𝐴𝑂 é seção transversal original. 
A deformação convencional ou nominal (𝜀) é dada por: 
 
𝜀 =
𝐼 − 𝐼𝑂
𝐼𝑂
 
 
onde, 𝜀 é a deformação, 𝐼𝑂 e 𝐼 são, respectivamente, os comprimentos inicial e final 
da peça metálica. 
 
12 
 
 
 
Figura 1.2 - Curva tensão-deformação convencional. 
 
 
Na curva da Figura 1.2 observam-se quatro regiões de comportamentos 
distintos, quais são: 
 OA – região de comportamento elástico; 
 AB – região de escoamento de discordância; 
 BU – região de encruamento uniforme; 
 UF – região de encruamento não-uniforme (o processo de ruptura tem 
início em U, e é concluído no ponto F). 
 
Para um material de alta capacidade de deformação permanente, o diâmetro 
do corpo-de-prova começa a decrescer rapidamente ao se ultrapassar a carga 
máxima (ponto U). Assim, a carga necessária para continuar a deformação diminui 
até a ruptura do material. 
Observa-se, na prática, uma grande variação nas características das curvas 
tensão/deformação para diferentes tipos de materiais. A Figura 1.3 mostra curvas 
tensão-deformação para algumas ligas metálicas comerciais. 
13 
 
 
 
Figura 1.3 - Relação do comportamento entre tensão-deformação para algumas ligas 
comerciais. (Garcia, pp.10, 2000). 
 
1.3.2 Parâmetros da mudança de forma 
 
Quando, na solicitação mecânica de um corpo metálico, atingi-se a tensão 
limite de escoamento (𝜎𝑃 do diagrama apresentado na Figura 1.2), a peça metálica 
inicia um processo de deformação permanente ou deformação plástica. O principal 
mecanismo de deformação plástica é o de escorregamento de discordância. 
Quando a conformação se propaga, por escorregamento, nas diferentes 
direções de escorregamento, o volume do corpo conformado permanece constante. 
Na deformação de uma peça metálica, com forma de um paralelepípedo, por 
exemplo, de dimensões iniciais ℎ0, 𝑙0 e 𝑏0, para as dimensões finais ℎ1, 𝑙1 e 𝑏1, a 
mudança de forma é expressa pelas seguintes relações: 
14 
 
 
𝑉𝑖 = ℎ0. 𝑙0. 𝑏0 
 
𝑉𝑓 = ℎ1. 𝑙1. 𝑏1 
 
onde, 𝑉𝑖 e 𝑉𝑓 são, respectivamente, os volumes iniciais e finais da peça metálica. 
Na conformação mecânica por deformação plástica 𝑉𝑖 = 𝑉𝑓, logo: 
 
ℎ0. 𝑙0. 𝑏0
ℎ1. 𝑙1. 𝑏1
= 1 
 
As deformações absoluta, relativa e logarítmica podem, respectivamente, ser 
escritas na seguinte forma: 
Δℎ = ℎ1 − ℎ0 
 
Δ𝑙 = 𝑙1 − 𝑙0 
 
Δ𝑏 = 𝑏1 − 𝑏0 
 
Δℎ (%) =
ℎ1 − ℎ0
ℎ0
𝑥100 Δ𝑙 (%) = 
𝑙1 − 𝑙0
𝑙0
𝑥100 Δ𝑏 (%) =
𝑏1 − 𝑏0
𝑏0
 
𝜀ℎ = ln
ℎ1
ℎ0
 𝜀𝑙 = ln
𝑙1
𝑙0
 𝜀𝑏 = ln
𝑏1
𝑏0
 
a soma de todas as deformações logarítmica é nula. 
 
1.3.3 Resistência à Mudança de Forma ou Resistência à Conformação (𝐾𝑓) 
 
Essa tensão é medida na região de deformação plástica, zona BU na curva 
da Figura 1.2, definida pela relação entre a força aplicada e a área da seção 
reduzida. Para manter a deformação permanente, a mesma deve ser sempre 
superada a cada instante para se conseguir uma deformação adicional. 
A relação entre 𝐾𝑓 e a deformação logarítmica permite obter a curva de 
encruamento do metal, conforme mostra a Figura 1.4. 
15 
 
 
Figura 1.4 – Curva de encruamento e resistência média a mudança de forma. 
 
1.3.4 Força de conformação (𝐹𝐶) 
 
A força de conformação é dada por: 
 
𝐹𝐶 = 𝐴0. 𝐾𝑓 
 
onde 𝐴0 é área da seção inicial da peça. 
 
1.3.5 Trabalho na conformação (W) 
 
Na deformação de um corpo cilíndrico, por exemplo, de altura ℎ0 até uma 
altura ℎ1, é consumido certo trabalho e que o mesmo pode ser determinado pela 
multiplicação do volume (V) do material deformado e da área varrida sob a curva de 
encruamento (a), ou seja: 
 
𝑊 = 𝑉. 𝑎 [J] 
 
𝑉 = 𝐴0. (ℎ1 − ℎ0) [mm
3] 
 
A Figura 1.5 apresenta as curvas para determinação de “Kf” e “a” em função 
da deformação logarítmica. 
16 
 
 
 
Figura 1.5 – Curva de encruamento para o aço Ck 10. 
 
1.4 Operações de Conformação 
 
Entende-se, então, como conformação dos metais a modificação de um corpo 
metálico para outra forma definida. Os processos de conformação podem ser 
divididos em dois grupos: processos mecânicos, nos quais as modificações de forma 
são provocadas pela aplicação de tensões externas, e processos metalúrgicos. 
Os processos mecânicos são constituídos pelos processos de conformação 
plástica, para os quais as tensões aplicadas são geralmente inferiores ao limite de 
resistência à ruptura do material. Os processos de conformação para os quais as 
tensões aplicadas são sempre superiores ao limite resistência à ruptura do material, 
como por exemplo a usinagem, sendo a forma final, portanto, por retirada de 
material. 
17 
 
É importante o estudo dos processos de conformação plástica dos metais 
porque mais de 80% de todos os produtos metálicos produzidos são submetidos, em 
um ou mais estágios, a tais processos. 
Os processos de conformação plástica dos metais permitem a obtenção de 
peças no estado sólido, com características controladas, através da aplicação de 
esforços mecânicos em corpos metálicos iniciais que mantêm os seus volumes 
constantes. De uma forma resumida, os objetivos desses processos são a obtenção 
de produtos finais com especificação de: 
 
a) dimensão e forma; 
b) propriedades mecânicas; 
c) condições superficiais 
 
Os processos de conformação plástica podem ser classificados de acordo 
com vários critérios: 
 
a) quanto ao tipo de esforço predominante; 
b) quanto à temperatura de trabalho; 
c) quanto à forma do material trabalhado ou do produto final; 
d) quanto ao tamanho da região de deformação (localizada ou geral); 
e) quanto ao tipo de fluxo do material (estacionário ou intermitente); 
f) quanto ao tipo de produto obtido (semi-acabado ou acabado). 
 
Quanto aos processos, a conformação subdivide-se em (norma DIN 8582): 
a) Conformação por cisalhamento. Ex.: corte de chapas; 
b) Conformação por flexão. Ex.: dobra de chapas; 
c) Conformação por tração. Ex.: embutimento e repuxamento de chapas; 
d) Conformação por compressão. Ex.: laminação, forjamento e extrusão; 
e) Conformação por tração e compressão simultâneas. Ex.: trefilação. 
 
A disciplina Conformação Mecânica dos Metais 1 (DEM 1018) trata dos 
processos a, b e c, que envolvem o trabalho em chapas metálicas, também 
conhecido como estamparia ou estampagem. Os dois últimos tipos serão estudados 
na disciplina Conformação Mecânica dos Metais 2. A Figura 1.6 apresenta de forma 
esquemática esses processos. 
18 
 
 
Figura 1.6 – Processos de Conformação Mecânica dos Metais 
 
 
1.6 Máquinas e Ferramentas Utilizadas 
 
Conjunto de operações em que se submete uma chapa plana a uma ou mais 
operações, com a finalidade de obter uma peça de forma geométrica qualquer, plana 
ou tridimensional acontecem mediante dispositivos chamados matrizes ou estampos 
e máquinas chamadas prensas. 
As prensas são máquinas robustas, capazes de exercer forças de até 
centenas de toneladas. Os tipos mais comuns são as prensas mecânicas de simples 
e duplo efeito, prensas de fricção e as prensas hidráulicas de simples, duplo e triplo 
efeito, capazes de exercer mais de uma força compressiva independente. 
19 
 
A maior parte da produção seriada de partes conformadas a partir de chapas 
finas é realizada em prensas mecânicas ou hidráulicas,figura 1.7. 
 
 
Figura 1.7 - Prensas mecânica ou hidráulica usadas em processos de conformação. 
 
 
 
Nas prensas mecânicas a energia é geralmente armazenada num volante e 
transferida para o cursor móvel no êmbolo da prensa. As prensas mecânicas são 
quase sempre de ação rápida e aplicam golpes de curta duração, enquanto que as 
prensas hidráulicas são de ação mais lenta, mas podem aplicar golpes mais longos. 
Atualmente, tanto as prensas hidráulicas como as mecânicas podem ser 
controladas por CNC dando maior versatilidade ao processo produtivo, figuras 1.8 e 
1.9. 
 
Figura 1.8 – Prensa hidráulica CNC, força nominal de 4000 kN, 50 golpes por minuto. 
20 
 
 
Figura 1.9 – Linha de produção automática com prensa hidráulica CNC, força de 14000 kN. 
 
As prensas podem ser de efeito simples ou de duplo efeito. Algumas vezes 
pode ser utilizado o martelo de queda na conformação de chapas finas. O martelo 
não permite que a força seja tão bem controlada como nas prensas, por isso não é 
adequado para operações mais severas de conformação. 
As ferramentas básicas utilizadas em uma prensa de conformação de peças 
metálicas são o punção e a matriz. O punção, normalmente o elemento móvel, é a 
ferramenta convexa que se acopla com a matriz côncava, como mostra a figura 
1.10. 
 
Figura 1.10 – Matriz 
21 
 
Como é necessário um alinhamento acurado entre a matriz e o punção, é 
comum mantê-los permanentemente montados em uma sub-prensa, ou porta matriz, 
que pode ser rapidamente inserida na prensa. 
Geralmente, para evitar a formação de rugas na chapa a conformar usam-se 
elementos de fixação ou a ação de grampos para comprimir a chapa contra a matriz. 
A fixação é conseguida por meio de um dispositivo denominado prensa-chapas, ou 
ainda, em prensas de duplo efeito por um anel de fixação. 
A preparação da tira metálica para as operações de estampagem é feita em 
máquinas chamadas guilhotinas ou cisalhas, que transformam a matéria-prima na 
forma de bobinas ou chapas em tiras. 
 
 
1.7 Processos de Conformação Mecânica de Chapas 
 
1.7.1 Sem Remoção de Material 
É a operação pela qual o material é completamente deformado, por uma 
solicitação superior a sua tensão de escoamento e inferior a de ruptura. 
 
1.7.1.1 Estampagem (Stamping): 
 
 
 
Figura 1.11 - Estampagem 
 
É a mudança de forma de uma chapa plana ou pré-formada, de modo que 
não haja variação intencional de sua espessura, e de modo que corresponda 
sempre a uma reentrância de um lado e uma saliência de outro, e vice-versa. 
 Máquinas utilizadas: prensas em geral. 
 Emprego: prensagens em geral, nervuras de reforços, ornamentos, 
letreiros, etc. 
 
22 
 
1.7.1.2 Cunhagem (Coining) 
 
É a variação de forma superficial e da espessura produzida por deslocamento 
de material superficial, preenchendo-se todas as reentrâncias do estampo superior e 
da matriz, os quais formam um espaço oco completamente fechado. 
 
 
Figura 1.12 - Cunhagem. 
 
 Máquinas utilizadas: prensas em geral. 
 Emprego: cunhagem de moedas e medalhas, em materiais ou ligas 
relativamente moles, como ouro, prata, latão, alumínio, etc. 
 
1.7.1.3 Dobramento (Bending) 
 
É mudança de forma de uma peça produzida pela flexão, além do limite 
elástico, em torno de um canto, entre um estampo superior e outro inferior, de 
superfícies em geral paralelas entre si, mas inclinadas em relação a peça original, 
sem que a espessura do material seja significativamente alterada. 
 
 
Figura 1.13 - Dobramento. 
 
 Máquinas utilizadas: viradeiras, dobradeiras de guilhotinas, prensas em 
geral e máquinas de dobrar. 
 Utilização: dobramento de peças em geral, dos mais diversos ângulos e 
formas. 
23 
 
1.7.1.4 Calandragem ou Curvamento (Roll Bending) 
 
É um caso particular de dobramento, em que a flexão se dá em torno de 
cantos infinitamente próximos uns dos outros, produzindo-se um segmento de 
círculo ou cilindro. 
 
 
Figura 1.14 - Calandragem. 
 
 Máquinas utilizadas: calandras, viradeiras e prensas em geral. 
 Utilização: execução de tubos, reservatórios e caldeiras. 
 
1.7.1.5 Enrolamento (Curling) 
 
É a mudança de forma de uma chapa plana, entre um estampo e uma matriz, 
em que a pressão de apoio obriga um bordo ou extremidade da peça a escorregar 
ao longo da parede interna cilíndrica da matriz, formando-se um olhal, rebordo ou 
rolo. 
 
Figura 1.15 - Enrolamento. 
 
 Máquinas empregadas: máquinas de enrolar, em rolo giratório e prensas 
em geral. 
 Emprego: execução de dobradiças, reforços e bordos. 
 
 
24 
 
1.7.1.6 Nervuramento (Beading) 
 
É a execução de canaletas de pequena profundidade, usualmente 
arredondadas, em chapas, tubos ou recipientes, com o objetivo de reforço, 
decoração ou apoio. 
 
 
Figura 1.16 - Nervuramento. 
 
 Máquinas empregadas: prensas em geral, com matriz de nervuramento e 
roletes. 
 
 
 
1.7.2 Com Remoção de Material 
 
É a operação pela qual o material é completamente cisalhado, ou separado, 
por uma solicitação superior a sua resistência a ruptura. 
 
 
Figura 1.17 - Processo com remoção de material. 
 
 
 
 
25 
 
1.7.2.1 Recorte (Blanking) 
 
É uma operação de corte, segundo uma linha fechada, de forma qualquer, em 
que a parte interna separada é a peça a ser utilizada. 
 
 
Figura 1.18 - Recorte. 
 
 Máquinas utilizadas: prensas de excêntrico, de joelho, de fricção e 
hidráulicas. 
 Emprego: obtenção de peças de chapas, metálicas, de forma final, ou 
para utilização em posteriores operações. 
 
 
1.7.2.2 Puncionamento (Punching) 
 
É a operação de corte, de forma qualquer segundo uma linha fechada, em 
que a parte interna separada é o refugo. 
 
 
Figura 1.19 - Puncionamento. 
 
 Máquinas empregadas: puncionadoras em prensas em geral. 
 Emprego: puncionamento de furos para rebites, furos em geral e 
obtenção de rasgos. 
26 
 
 
1.7.2.3 Perfuração (Perforating) 
 
É uma operação de puncionamento múltiplo, em que um grande número de 
furos de forma qualquer, muitas vezes próximos uns dos outros, são feitos na chapa. 
 
 
Figura 1.20 - Furação. 
 
 Máquinas utilizadas: puncionadoras, prensas em geral, com uso de matriz 
progressiva. 
 Emprego: peneiras, filtros de chapa para indústria química, chapas para 
evaporadores, condensadores, caldeiras, etc. 
 
1.7.2.4 Endentamento (Notching) 
 
É a operação de separar completamente uma parte do bordo, segundo uma 
linha aberta de forma qualquer, em que a parte separada é considerada refugo. 
 
 
Figura 1.21 - Endentamento. 
 
 Máquinas empregadas: prensas em geral. 
 Emprego: lâminas de rotores e motores elétricos, execução de porta 
roletes e esferas. 
27 
 
1.7.2.5 Seccionamento 
 
É uma operação de separar completamente uma peça, por meio de 
ferramentas de corte, segundo duas linhas abertas de forma qualquer, balanceando 
as forças e deixando um retalho. 
 
 
Figura 1.22 – Seccionamento. 
 
 Máquinas empregadas: prensas em geral. 
 Emprego: corte de pedaços de peças, em que se dá valor especial ao 
bom aspecto do corte. 
 
1.7.2.6 Cisalhamento (Shearing) 
 
É a operação de corte com lâminas formando ângulo entre si como numa 
tesoura, onde as peças são separadas completamente segundo uma linha de forma 
qualquer sem deixar retalho. 
 
 
Figura 1.23 - Cisalhamento. 
 
 Máquinas empregadas: as mesmas da operação de corte, tesoura. 
 Emprego: corte de chapas e peças em geral. 
 
28 
 
1.7.2.7 Entalhamento (Slitting) 
 
É a operação de separar parcialmente por meio de ferramenta de corte, uma 
peça, segundo uma linha aberta de forma qualquer. 
 
 
Figura 1.24 - Entalhamento. 
 
 Máquinas utilizadas: máquina de corte em geral. 
 Emprego: união de peças. 
 
 
1.7.2.8 Lanceado (Lancing) 
 
É uma operação de corte especial, segundo três lados, combinados com um 
dobramento segundo uma linha aberta de forma qualquer. 
 
 
Figura 1.25 - Lanceado. 
 
 Máquinas utilizadas:prensas em geral. 
 Emprego: união de peças e chapas estampadas. 
29 
 
1.7.2.9 Aparado (Trimming) 
 
É a operação de cortar todo o excesso de material, proveniente de operações 
de conformação mecânica, em que é difícil predizer a natureza exata, e a extensão 
do escoamento do material. 
 
 
Figura 1.26 - Aparado. 
 
 Máquinas utilizadas: tesouras e prensas em geral. 
 Emprego: corte de bordos retos em prensas estampadas, repuxadas e 
estiradas. 
 
1.7.2.10 Repasse 
 
É uma operação de acabamento, para aumentar a precisão das formas, 
medidas e bordos em operações anteriores de corte. 
Máquinas empregadas: prensas em geral com matriz e estampo sem folga. 
Emprego: corte de cavacos, com espessura menor que 15% da espessura da 
chapa, garantindo precisão de acabamento. 
 
Figura 1.27 - Repasse de um furo. 
 
30 
 
1.7.2.11 Embutimento Passante (Burring) 
 
É uma operação de corte e dobramento executada por um punção 
pontiagudo, forçado a romper e a dobrar uma chapa. Pode ser combinado com 
execução prévia de um furo por broca ou punção quando se deseja bordos lisos. 
 
 
Figura 1.28 - Embutimento passante. 
 
 Máquinas utilizadas: prensas em geral, com punção pontiagudo. 
 Emprego: união de peças rebitando os bordos, “Tipo Ilhós”, obtenção de 
maior área de apoio para parafusos e rebites, ou abertura de roscas. 
 
31 
 
Unidade 2 – O CORTE 
 
2.1 Características Gerais 
 
2.1.1 Conceituação Simples de um Estampo 
 
Quando desejasse produzir uma série de arruelas de pequena espessura em 
relação ao diâmetro, dependendo da quantidade desejada, pode-se obtê-las por 
vários processos diferentes, por exemplo, usinando um furo num pedaço de chapa e 
torneando o diâmetro externo da arruela, fixando-a num mandril que a suportasse no 
torno. Evidentemente que este processo seria muito demorado e, 
conseqüentemente, muito caro, servindo somente para os casos em que a 
quantidade fosse muito pequena. 
Se a demanda forçasse uma produção mensal de 200.000 unidades deve-se 
recorrer a processos mais rápidos e baratos. Poder-se-ia, então, pensar em construir 
um “dispositivo” que destacasse o disco da chapa através da penetração de um 
cilindro no interior de um furo feito numa peça plana (Figura 2.1). 
 
Figura 2.1 - Ilustração do mecanismo de corte. 
 
Esta seria a conceituação mais simples do que se denomina de matriz ou 
estampo: uma ferramenta de base plana, punção P, que penetra na chapa apoiada 
sobre uma base convenientemente furada, matriz M, obrigando o disco a se 
destacar quando o punção houver completado seu curso descendente. 
32 
 
2.1.2 Ação do Corte do Material 
 
O corte é um processo de grande capacidade produtiva (peças 
intercambiáveis) no qual o material se mantém entre os dois contornos de corte 
(punção e matriz), até que seja ultrapassada sua máxima resistência ao 
cisalhamento, quando ocorre o destacamento (Figura 2.2). 
 
 
Figura 2.2 – Ilustração do mecanismo de corte com puncionamento. 
 
A peça destacada pode estar na forma final ou será utilizada em operações 
posteriores. O corte deve ter um bom aspecto, obtido através da escolha correta da 
folga entre matriz e punção e da afiação das arestas de corte. 
O metal é, inicialmente, submetido a tensões de tração e compressão até que 
ultrapasse o regime elástico e penetre no regime plástico (Figura 2.3). Com o 
prosseguimento do movimento descendente do punção dá-se uma redução de área 
útil resistente do material, devido ao cisalhamento, até que se esgote sua 
capacidade de resistir e deixe-se destacar completamente. 
33 
 
 
Figura 2.3 - Tensões no corte de um material. 
 
No primeiro estágio o punção está tão somente encostado na chapa. No 
segundo, a pressão aplicada pelo punção deforma o metal para o interior da matriz, 
fazendo com que certa quantidade de material se acumule na parte inferior da chapa 
e uma depressão se forme na sua parte superior. A esta deformação segue-se um 
corte da chapa por cisalhamento, entre as arestas de corte do punção e matriz, e 
uma subsequente redução da secção resistente do material. Quando essa área útil 
não for mais suficiente para suportar o esforço aplicado pelo punção aparecem os 
primeiros sinais de fratura, tanto no contorno superior como inferior do material, os 
quais prosseguem aumentando até causar o destacamento completo (Figura 2.4). 
 
Figura 2.4 - Vários estágios durante o corte de um material. 
 
 
34 
 
2.1.3 Folgas 
 
Pelo que foi posto no item anterior, fica claro que, ao ser cortado, o material 
apresenta, no perfil do corte, três faixas bem distintas (Figura 2.5). 
 
Figura 2.5 - Características do contorno de corte. 
 
 Um canto arredondado, no contorno em contato com um dos lados planos 
da chapa, e que corresponde à deformação do material no regime plástico 
(trecho A). 
 Uma faixa brilhante, ao redor de todo o contorno de corte, com espessura 
quase constante, e que corresponde a um cisalhamento no metal cortado 
(trecho B). 
 Uma faixa áspera, devido à granulação do material, levemente inclinada 
que corresponde ao trecho onde ocorreu o destacamento, visto que a área 
útil resistente vai diminuindo até que se dê a separação total das partes. 
A figura 2.6 mostra um desenho esquemático das regiões de corte e uma 
peça cortada. 
 
Figura 2.6 - Perfil de corte de um material. 
35 
 
Nada foi dito até aqui sobre as medidas relativas entre punção e matriz. A 
diferença entre a medida de um furo da matriz e a medida externa correspondente 
do punção será denominada “folga do estampo”. 
A experiência mostra que existem valores apropriados para esta folga, e que 
eles dependem diretamente da qualidade do material e da sua espessura. Pode-se 
ver pela figura 2.7b que, quando a folga é excessiva, dá-se uma formação de 
rebarba no contorno da peça e que, quando a folga não é suficiente, forma-se uma 
faixa brilhante muito larga, ou mesmo, duas faixas. Com a folga apropriada o que se 
pode notar é uma faixa de destacamento limpa e nítida, porque as fraturas que 
aparecem no perfil superior e inferior caminham uma em direção à outra e se 
encontram num único ponto. 
 
 
 
 
Figura 2.7 - O processo de corte e o aspecto da superfície cortada em (a) folga ótima; (b) folga 
insuficiente, e (c) folga excessiva (exagerada). 
 
Em casos especiais de corte de alta precisão o uso de uma folga muito 
pequena possibilita o corte da chapa em toda a sua espessura pelo cisalhamento, 
sem que ocorra a região de destacamento, como pode ser visto na figura 2.8. 
36 
 
 
Figura 2.8 - Superfícies de corte de uma chapa. 
 
Tudo o que foi visto até aqui é válido se raciocinarmos em termos de um 
único material, cuja espessura seja considerada constante. 
Deve-se, então, concluir que a folga correta será dada em função da espessa 
da chapa e da sua resistência. 
Os dados recomendados pela ASTE (American Society of Tool Engineers) 
são calculados com base em porcentagem da espessura da chapa, dividindo-se os 
materiais metálicos em três grupos: 
 
 Grupo I: Ligas de Alumínio 2S e 52S, com todas as têmperas. Folga total 
de 9% da espessura do material cortado. 
 Grupo II: Ligas de Alumínio 24ST e 61ST, latões, todas as têmperas. Aços 
doces laminados a quente e inoxidáveis moles. Folga total de 12% da 
espessura do material cortado. 
 Grupo III: Aços duros laminados a frio, inoxidáveis, duros e extra-duros. 
Folga total de 15% da espessura do material cortado. 
O gráfico da figura 2.9 dá esses valores já determinados em função da 
espessura da chapa: 
 
 
 
 
 
 
37 
 
 
Figura 2.9 - Variação da folga total em função do material e da espessura da chapa. 
 
 
Figura 2.10 - Gráfico para determinar o jogo entre punção e matriz, em função da qualidade do 
material e da espessura da chapa. 
 
 
38 
 
2.1.3.1 Valores das folgas entre punções e matrizes 
 
A folga varia em função do material e da espessura dachapa. 
Para peças pequenas e chapas finas praticamente não há folga, porém para 
chapas grossas a folga é apreciável. 
Em geral: 
𝑓 = 𝑒 20⁄ - para aço doce, latão e similares. 
𝑓 = 𝑒 16⁄ – para aço médio. 
𝑓 = 𝑒 14⁄ – para aço duro. 
Onde, 𝑒 é a espessura da chapa e 𝑓 é a folga (para cada lado). 
A folga é maior para chapas de aço duro. 
 
 
2.1.3.1.1 Folga em função da resistência ao corte 
 
 
 
2.1.3.1.2 Folga em função de 𝜏 e da qualidade de trabalho 
 
 
 
 
 
 
39 
 
2.1.3.1.3 Tolerâncias admissíveis entre punções e placas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
40 
 
2.1.3.2 Classificação dos materiais em função da folga e da resistência ao corte – 
folga radial 
 
 
 
 
41 
 
2.1.4 Dimensões das Peças Obtidas 
 
As dimensões externas da peça destacada e as medidas internas do contorno 
que restou da chapa não coincidem. Assim, vê-se que as dimensões externas da 
peça destacada correspondem, no seu valor máximo, às medidas do furo usinado na 
matriz. Da mesma forma, a menor medida interna do furo que restou na chapa 
corresponde à medida do punção. Este fato é importante e deve ser levado em 
consideração ao projetar um estampo, motivo pelo qual é mostrado um exemplo de 
aplicação prática. 
 
Quer se obter, numa chapa de aço ABNT 1010, laminado a quente com 
espessura 3/16” (±4,8 mm), uma série de furos com 40,0 mm de diâmetro. 
Especificar as medidas do punção e da matriz. 
 
Solução: No gráfico da figura 2.9 com material do grupo II, de espessura 4,8 
mm tem-se para a folga o valor: 
 
𝑓 = 0,58 𝑚𝑚 
 
Assim, estando interessados na medida do furo, devesse usinar o punção de 
acordo com a especificação dada, ou seja: 
 
Punção: ∅punção = 40,00 𝑚𝑚 
Matriz: ∅matriz = 40,58 𝑚𝑚 
 
Se, por outro lado, desejasse obter discos com diâmetro de 40,0 mm, 
devesse usinar a matriz de acordo com esta exigência, fazendo: 
 
Matriz: ∅matriz = 40,00 𝑚𝑚 
Punção: ∅punção = 39,42 𝑚𝑚 
 
O exemplo acima tem como finalidade fixar as ideias sobre a utilização 
correta das folgas nos estampos. Entretanto, num caso mais geral a peça, o punção 
e a matriz não poderiam ter uma única “dimensão exata”, devido a imprecisões 
próprias do processo de conformação da chapa e da usinagem dos elementos do 
42 
 
estampo. Suas medidas estariam sujeitas a variações, que estão prescritas pela 
padronização ISO de tolerâncias. 
Assim, o próximo exemplo aborda, de maneira mais completa, o caso da 
obtenção de um disco de diâmetro 50 mm, com tolerância h11, numa chapa 
semelhante à do exemplo anterior. De acordo com a padronização fixada, a medida 
do disco seria: 
 
∅𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜 = 50ℎ11 
 
 
Como a medida do disco corresponde à medida da matriz, uma questão de 
durabilidade do estampo nos indica que a mesma deverá ser fixada em 49,84 mm, 
no mínimo. De fato, um desgaste do perfil de corte da matriz ocasionará um 
aumento de seu diâmetro interno, e ainda o disco obtido estará dentro das 
especificações do projeto. O punção deverá ser fixado pela folga recomendada no 
gráfico da figura 2.7. Desta forma: 
 
∅𝑚á𝑥 𝑝𝑢𝑛çã𝑜 = 49,84 − 0,58 = 49,26 𝑚𝑚 
 
Finalmente, recomenda-se a qualidade 6 para usinagem do punção e da 
matriz. 
Aplicando-se esta recomendação no exemplo proposto temos: 
 
∅𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 = 49,840 𝐻6 
 
 
∅𝑝𝑢𝑛çã𝑜 = 49,260 ℎ6 
 
O furo executado numa chapa tem as dimensões do punção, enquanto o 
retalho tem as dimensões da matriz; portanto, se o que se deseja é a chapa furada, 
a folga deve ser colocada na matriz (maior que a dimensão nominal do furo). Se a 
peça desejada é o retalho, a folga deverá ser colocada no punção (menor que a 
dimensão nominal do retalho). 
∅𝑚í𝑛 𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜 = 49,84 𝑚𝑚 
∅𝑚á𝑥 𝑑𝑖𝑠𝑐𝑜 = 50,00 𝑚𝑚 
∅𝑚í𝑛 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 = 49,840 𝑚𝑚 
∅𝑚á𝑥 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 = 49,856 𝑚𝑚 
∅𝑚í𝑛 𝑝𝑢𝑛çã𝑜 = 49,260 𝑚𝑚 
∅𝑚á𝑥 𝑝𝑢𝑛çã𝑜 = 49,244 𝑚𝑚 
43 
 
Deseja-se obter discos de chapa de aço duro com diâmetro 20 ± 0,1 mm. A 
espessura da chapa é 2 mm. Qual é a folga? Quais os diâmetros de punção e 
matriz? 
 
Resolução: 
Para aços duros: folga 𝑓 =
𝑒
14
, para cada lado. “e” é a espessura da chapa. 
Portanto a folga total é 
 
𝑓 =
1
7
 𝑚𝑚 
 
O disco se expande após o corte, portanto: 
 
∅𝑚í𝑛 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 = 19,9 𝑚𝑚 
 
∅𝑝𝑢𝑛çã𝑜 = 19,9 − 2.
1
7
= 19,614 𝑚𝑚 
 
Obs.: note que a folga foi multiplicada por dois (pois é uma folga radial). 
 
Deseja-se projetar ferramentas para realizar furos de diâmetro 20 ± 0,1 mm 
em uma chapa de aço duro, com 2 mm de espessura. 
 
Resolução: 
O furo se contrai após o corte, portanto: 
 
∅𝑚á𝑥 𝑝𝑢𝑛çã𝑜 = 20,1 mm 
 
∅𝑚í𝑛 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 = 20,1 mm + 2.
1
7
= 20,386 𝑚𝑚 
 
2.2 Elementos Constituintes da Ferramenta 
 
Tecnicamente, Estampo é a parte superior (punção, cabeçote, placa de 
choque, etc.), fixada ao cabeçote da prensa. Matriz é a parte inferior, fixada à mesa 
ou base da prensa. 
Observação: na indústria os termos, estampo ou matriz podem representar o 
conjunto. 
44 
 
 
Figura 2.11.a – Detalhamento de um estampo. 
45 
 
 
Figura 2.11.b 
 
1 – Espiga 6 - Colunas de Guia 11 - Guias da Chapa 
2 – Cabeçote 7 – Buchas 12 - Matriz 
3 - Placas de Choque 8 - Pinos de Fixação 13 - Base Inferior 
4 - Porta Punção 9 – Parafusos 
5 – Punção 10 – Extrator 
 
46 
 
 
 
Figura 2.11.c 
 
 
 
47 
 
Denominação Material Função 
1 ESPIGA 
Aço 1010 
cementado 
Aço 1020/40 
Fixar o cabeçote ao martelo da prensa. 
Obs.: a rosca da espiga não é cementada. 
2 
CABEÇOTE 
ou BASE 
SUPERIOR 
Ferro fundido 
Aço laminado 
1010/20 
Aço fundido 3430 
AF 
Aço Villares VFC 
Zinc-Alloy 
Suportar toda a parte superior do estampo. 
Espessura: ≥ 20 𝑚𝑚 
3 
PLACA DE 
CHOQUE 
Aço 1040/50 
Aço 1010 
cementado 
5135 
Distribuir a pressão dos punções, evitando a 
penetração dos mesmos no cabeçote. 
Espessura: ≥ 5 𝑚𝑚 
4 
PORTA- 
PUNÇÕES 
Aço 1010/40 Fixar os punções no cabeçote. 
5 PUNÇÕES 
Sverker – RT60 
Triumph – RCC 
Hatori – Ve130 
VET3 – VND – 
VC130 
VC131 – VW1 – 
VW3 
VT131 (temp. e 
ret. 62-64 HCR) 
(trab. a quente) 
VW9 - VPCW 
Elementos fundamentais que junto com a 
matriz conformam a chapa plana em produtos. 
 
∅𝑝𝑢𝑛çã𝑜 ≥ 𝑒𝑐ℎ𝑎𝑝𝑎 
6 
COLUNAS 
DE GUIA 
Aço alto teor de 
C, sem têmpera 
Aço 1010/20 
temperado 
cementado e 
retificado 
Guiar os punções para a matriz. 
Obs.: 𝑒𝑛𝑐𝑎𝑖𝑥𝑒 ≥ 1,5. ∅ 
48 
 
7 BUCHAS 
Arne VM40 
Statos-extra 
VND 
Aço 1020 
temperado 
cementado e 
retificado 
Bronze ou ferro 
fundido 
Gaiola de esfera 
Favorecer o deslizamento do cabeçote sobre 
as colunas. 
8 PINOS 
Aço prata 
Aço 1040/50 
temperado e 
retificado 
Além de serem elementos de referência e 
posicionamento, são também de fixação e 
aguentam grandes esforços provenientes dos 
impactos operacionais. 
Devem ser superdimensionados. 
9 
PARAFUSO 
DE FIXAÇÃO 
Aço liga 
Unir os vários elementos entre si e com as 
bases. 
Sextavado, cabeça com fenda. 
10 EXTRATOR Aço laminado 
Extrair o produto ou a tira dos punções ou das 
matrizes. 
11 
GUIAS DAS 
CHAPAS 
Aço 1010 Guiar a chapa dentro do estampo. 
12 MATRIZ 
Mesmo material 
dos punções 
Peça importante que, juntamente com o 
punção, conforma o produto. 
13 
BASE 
INFERIOR 
Aço 3430 AF 
Aço 1010 
Aço 1020 
Zinc-Alloy 
Servir de apoio à matriz. 
Espessura: ≥ 25 𝑚𝑚 
49 
 
2.2.1 Espiga de Fixação 
 
Elemento de fixação da parte superior ao martelo da prensa. Tem dimensões 
padronizadas. 
A fixação da parte móvel ao martelo da prensa é feita aplicando-se um pino 
com rosca, o qual denominasse de espiga. A espiga é introduzida no furo existente 
no martelo e, por intermédio de um parafuso, fixa-se o conjunto. 
A espiga é um elemento de forma cilíndrica e o seu diâmetro, assim como o 
comprimento, deverá ser de acordo com o furo do martelo já existente na prensa, 
onde será montado o estampo. Geralmente, a espiga é construída com aço comum 
como, por exemplo, ABNT1010 ou 1020; exceto em casos especiais, nunca 
receberá tratamento térmico. 
 
Figura 2.12 - Formas de espiga. 
 
 
A espiga será fixada no estampo utilizando a sua própria rosca ou 
acrescentando parafusos. Em algumas empresas a espiga costuma ser considerado 
um acessório comum para todos os estampos, ou seja, procura-se desenvolver o 
estampo na medida do possível, com roscas para espiga de dimensões iguais 
podendo-se assim utilizar uma mesma espiga para vários estampos e facilitar 
também o seu armazenamento. 
As espigas na indústria geralmente são normalizadas, mas mesmo assim é 
bom que tenhamos conhecimentos quanto ao seu dimensionamento. 
50 
 
Para se poder calcular uma espiga, deve-se saber que, quando o estampo 
estiver trabalhando no sentido positivo, ou seja, o martelo estiver pressionando para 
produzir a peça, nenhuma força atua na espiga. Entretanto, quando o estampo 
estiver operando no sentido negativo, ou seja, o martelo retornando ao ponto de 
repouso, a espiga sofrerá os esforços referentes ao peso da parte móvel do 
conjunto, e muitas vezes também é acrescida de esforços de extração para sacar o 
punção do produto. 
Evidentemente a espiga deve ser suficientemente robusta para poder resistir 
ao peso do móvel mais o esforço de extração. Assim, em uma espiga, a sua parte 
mais fraca é o menor diâmetro; considerando o diâmetro do núcleo da rosca como o 
mais crítico. 
 
Á𝑟𝑒𝑎 𝑑𝑜 𝑛ú𝑐𝑙𝑒𝑜 𝑑𝑎 𝑟𝑜𝑠𝑐𝑎 =
Força de extração + peso da parte superior
Tensão à tração material da espiga
 × S 
 
O peso da parte superior é calculado sempre para este caso de uma maneira 
aproximada, considerando-o até por estimativa. A letra “S” encontrada logo após a 
fórmula será o coeficiente de segurança que normalmente é adotado como sendo 
2,5 para a área do núcleo da rosca. 
Depois que calculada a área do núcleo da rosca, pode-se encontrar o 
diâmetro do mesmo com a fórmula a seguir: 
 
∅𝑑𝑖â𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 𝑑𝑜 𝑛ú𝑐𝑙𝑒𝑜 𝑑𝑎 𝑟𝑜𝑠𝑐𝑎 = √
4. (área do núcleo)
π
 
 
A montagem da espiga deverá ser feita no centro de aplicação das forças de 
corte da peça, ou seja, a força de corte transmitida ao estampo deve-se repartir em 
cada um dos punções, determinando assim um ponto de aplicação. Para esta 
condição ser preenchida é necessário calcular o centro de aplicação das forças onde 
a espiga será montada. 
O cálculo do centro de aplicação das forças pode ser desenvolvido de duas 
maneiras: 
 Método Analítico; 
 Método Gráfico. 
51 
 
Determina-se o centro de aplicação das forças (CF) pelo método analítico, 
seguindo as orientações a seguir: 
 
1º) Traçam-se dois eixos Ox e Oy quaisquer perpendiculares entre si e com O 
comum. 
2º) Decompõe-se o perímetro de corte em trechos. 
3º) Marca-se o ponto médio de cada trecho. 
4º) Multiplica-se o comprimento de cada trecho pela distância de seu ponto 
médio ao eixo Ox e Oy, respectivamente. 
5º) Somam-se todos os produtos calculados e divide-se o resultado pelo 
perímetro de corte total; o valor encontrado será a distância do centro de 
aplicação das forças aos eixos Ox e Oy, conforme o eixo de referência 
utilizado. 
 
Para se determinar o ponto médio do 3° item é conveniente utilizar a tabela a 
seguir. 
 
52 
 
2.2.1.1 Posição da Espiga de Fixação 
 
A espiga transmite a força compressiva da prensa para realizar as operações 
desejadas. Portanto, deve situar-se na linha de ação da resultante de todas as 
forças que atuam no corte. A posição de espiga é calculada considerando-se os 
momentos das forças de corte em relação a dois eixos de referência X e Y conforme 
mostra a figura 2.13. 
A figura a seguir mostra as posições de três punções de corte. As 
coordenadas de posição da força resultante (e da espiga) podem ser calculadas 
usando as equações abaixo: 
 
𝑋𝑒 =
∑ 𝑝𝑖 . 𝑥𝑖
∑ 𝑝𝑖
 𝑌𝑒 =
∑ 𝑝𝑖 . 𝑦𝑖
∑ 𝑝𝑖
 
em que 𝑝 é o perímetro de corte e 𝑥 e 𝑦 são coordenadas de posição. 
 
 
 
Figura 2.13 – Sistema de coordenadas para posicionamento da espiga 
 
 
 
 
 
 
53 
 
Exemplo 2.4: Supondo um estampo que tenha que furar conforme a figura 2.14, 
determinar o CF. 
 
Figura 2.14 – Figura referente ao exemplo 2.4 
 
Resolução: 
Desenvolvendo o método analítico partindo direto para o 4º e 5º itens temos: 
 
𝐺𝑥 =
(𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 a).41+(comp. de b). 50 + (𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 c).25+(comp. de d). 9
(𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 a)+(𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 b)+(𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 c)+(𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 d)
 
 
𝐺𝑦 =
(𝑐𝑜𝑚𝑝𝑟𝑖𝑚𝑒𝑛𝑡𝑜 𝑑𝑒 a).6+(comp. de b). 25 + (𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 c).16+(comp. de d). 21
(𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 a)+(𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 b)+(𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 c)+(𝑐𝑜𝑚𝑝. 𝑑𝑒 d)
 
 
Considerando: 
∅𝑎 = 5 ⇒ 𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 15,7 
∅𝑏 = 12 ⇒ 𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 37,7 
∅𝑐 = 2 ⇒ 𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 6,3 
𝑑 ⇒ 𝑞𝑢𝑎𝑑𝑟𝑎𝑑𝑜 𝑑𝑒 𝑙𝑎𝑑𝑜 = 6 ⇒ 𝑝𝑒𝑟í𝑚𝑒𝑡𝑟𝑜 = 24 
 
Portanto, desenvolvendo a fórmula, tem-se: 
 
𝐺𝑥 =
15,7𝑥41 + 37,7𝑥50 + 6,3𝑥25 + 24𝑥9
15,7 + 37,7 + 6,3 + 24
= 34,67 
 
𝐺𝑦 =
15,7𝑥6 + 37,7𝑥25 + 6,3𝑥16 + 24𝑥21
15,7 + 37,7 + 6,3 + 24
= 19,61 
54 
 
Exemplo 2.5: Na figura 2.15 tem-se um exemplo muito comum, pois a peça é 
totalmente recortada e precisa-se determinar um centro das forças para seus cortes. 
 
Figura 2.15 – Figura referente ao Exemplo 2.5 
 
Resolução: 
Desenvolvendo pelo método analítico temos sempre que considerar todos os 
perímetros de corte que estejam com centros médios igualmente distantes do eixo-
base e somá-los. 
Para dimensão CGx deve-se calcular a medida que vai do eixo y até o centro 
médio dos perímetros somados e considerados, esta distância será nula quando o 
perímetro considerado coincidir com o eixo que servirá de base. 
 
𝐺𝑥 =
4,5𝑥(9 + 9) + 9𝑥(13 + 20) + 14𝑥10 + 21,5𝑥25 + 19𝑥(20 + 8) + 26,5𝑥(15 + 15 + 15) + 34𝑥(5 + 5)
5 + (9 + 9) + (13 + 20) + 10 + 25 + (20 + 8) + (15 + 15 + 15) + (5 + 5)
 
 
𝐺𝑥 = 17,93 
 
Para se determinar CGy segue-se o mesmo processo de CGx, somente que 
utiliza-se o eixo de base x. 
 
𝐺𝑦
10𝑥(20 + 20) + 20𝑥(9 + 15) + 22,5𝑥(5 + 5) + 25𝑥(9 + 15) + 29𝑥8 + 31,5𝑥13 + 33𝑥15 + 35,5𝑥5 + 38𝑥25
10 + (20 + 20) + (9 + 15) + (5 + 5) + (9 + 15) + 8 + 13 + 15 + 5 + 25
 
 
𝐺𝑦 = 22,81 
 
 
55 
 
2.2.2 Cabeçote, Base Superior ou Placa Superior 
 
É o elemento onde se montam (com parafusos) os outros elementos da parte 
superior (ver Figura 2.11.b) 
 
2.2.3 Placa de choque 
 
A Placa de Choque é uma placa de aço endurecido com espessura máxima 
de 5 mm, colocado entre a cabeça do punção e o cabeçote do estampo. Serve para 
evitar que as cabeças dos punções transmitam o esforço de corte diretamente para 
o cabeçote do estampo, impedindo que o punção penetre no cabeçote. 
 
 
Figura 2.16 - Placa de choque. 
 
 
A Placa de Choque é dimensionada para pressão específica 𝑝 = 4 𝐾𝑔 𝑚𝑚2⁄ . 
 
∅ = √
4. 𝐹
𝜋. 𝑝
 𝑜𝑢 □ = √
𝐹
𝑝
 
 
Onde 𝐹 é a força que atua no punção. 
 
56 
 
 
Figura 2.17 – Punções cujas cabeças se apóiam contra uma placa de aço duro. 
 
2.2.4 Placa Porta-Punção 
 
Placa porta-punções é uma placa de aço 1020 a 1030, situada logo abaixo da 
placa de choque ou da placa superior. É fixada por parafusos e tem como função 
sustentar punções, cortadores e cunhas. Garante a posição do punção no estampo 
e facilita a montagem. 
 
2.2.5 Punção 
 
Ferramenta de corte usada em conjunto com a matriz. 
 Nas peças de pequenas dimensões, os punções são fabricados 
geralmente em uma só peça. 
 Nas peças de dimensões médias, os punções podem ser fabricados em 
duas peças. 
 Nas peças de grandes dimensões, os punções são fabricados geralmente 
com facas acopladas. O corpo do punção será em aço semiduro ou de 
fundição. As facas terão no Maximo 250 mm de comprimento (para evitar 
deformação na têmpera) 
 
 
 
 
 
 
57 
 
2.2.5.1 Dimensionamento dos Punções de Corte 
 
Durante a operação de corte o punção é comprimido axialmente,necessitando, portanto, que seja dimensionado de modo a resistir aos esforços de 
compressão. A figura 2.18 mostra um punção carregado. 
 
Figura 2.18 – Esquema representativo de um punção para efeito de dimensionamento. 
 
A tensão de trabalho do punção não deve ultrapassar a tensão admissível 𝜎𝐶 
do material com que é confeccionado. Logo: 
 
𝜏𝐶 =
𝑃
𝑆
≤ 𝜎𝐶 [𝑘𝑔 𝑚𝑚
2]⁄ 
 
Sendo o punção carregado axialmente, o mesmo pode flambar. Para evitar 
este inconveniente, limita-se o comprimento do punção ao valor dado pela fórmula 
de Euller (Pro-Tec, Estampos II, 1985): 
 
𝑙0 = √
𝜋2. 𝐸. 𝐼𝑚í𝑛
𝑃
 [𝑚𝑚] 
 
𝐼𝑚í𝑛 = momento de inércia mínimo da seção do punção 
𝐸 = módulo de elasticidade normal. 
onde, 𝑙 e 𝑙0 são, respectivamente, os comprimentos real e de flambagem do punção, 
estimados por: 
 
𝑙0 = {
 2,00. 𝑙 − 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑢𝑛çã𝑜 𝑠𝑖𝑚𝑝𝑙𝑒𝑠
 0,75. 𝑙 − 𝑝𝑎𝑟𝑎 𝑝𝑢𝑛çã𝑜 𝑔𝑢𝑖𝑎𝑑𝑜
 
58 
 
Observa-se que os punções guiados podem ter maior comprimento real que 
os punções simples. 
 A figura 2.19 apresenta fórmulas para o dimensionamento das diferentes 
geometrias de punções, com e sem placa guia. 
 
 
Figura 2.19 – Geometrias de punções e dimensionamento. (a) Punção de seção transversal 
redonda sem placa guia-punção. (b) Punção de seção transversal redonda com placa guia-
punção. (c) Punção de seção transversal quadrada sem placa guia-punção. (d) Punção de 
seção transversal quadrada com placa guia-punção. 
 
𝑙𝑡 → Comprimento teórico do punção 
𝐸 → Módulo de elasticidade longitudinal do material do punção 
𝛿 → Espessura da chapa a ser cortada 
𝜎𝑟 → Tensão de ruptura do material a ser cortado 
𝑑 → Diâmetro do punção, caso o punção tenha seção circular 
𝑏 → Comprimento da base da seção transversal do punção, caso o punção 
tenha seção retangular 
ℎ→ Altura da seção transversal do punção, caso o punção tenha seção 
retangular. 
 
É possível evitar a flexão (flambagem) dos punções redondos de pequeno 
diâmetro, prevendo dois diâmetros no punção. A parte que tem o diâmetro a ser 
puncionado terá um comprimento de 8 a 10 mm e será continuada pelo corpo do 
59 
 
punção fabricado com diâmetro bem maior. Às vezes são fabricados em duas peças, 
uma bucha exterior que reforça o punção. 
 
 
Figura 2.20 - Tipos de punções. 
 
Características: 
 Elevada resistência mecânica e dureza; 
 Resistência a choques e desgaste; 
 Boa temperabilidade e fácil usinagem; 
 Indeformável durante tratamento térmico; 
 Materiais: aços indeformáveis de alta liga. 
 Colunas de guia: guiam o movimento descendente dos punções. São 2 
em estampos pequenos e 4 em estampos grandes. 
 
2.2.5.2 Tipos de Punções de Corte 
 
O tipo mais usado é o retificado em esquadro (1); é o mais barato e sempre 
usado para corte de chapas com 𝑒 ≤ 2 𝑚𝑚. 
Os punções de diâmetro relativamente grande são comumente feitos 
côncavos ou com fio de corte inclinado (2, 3, 4, 5). O número 2 é usado para ∅ =
40 ÷ 200 𝑚𝑚. 
 
 
60 
 
 
Figura 2.21 - Tipos de Punções de Corte. 
 
 
2.2.5.3 Fixação dos Punções 
 
Se o punção está usinado em todo o seu comprimento, pode ser fixado na 
placa suporte por um encaixe na parte superior. 
Nos punções usinados em uma parte de sua altura, a fixação pode ser feita 
diretamente na placa por parafusos e pinos de centragem. 
Nos punções de seção circular pode ser prevista uma saliência na usinagem. 
Se o punção deve ser orientado, um rebaixo plano na saliência impedirá qualquer 
movimento. 
Para punções de grandes dimensões a fixação pode ser feita diretamente 
sobre a prensa (ferramenta simples) prevendo o lugar da espiga ou saliências 
adequadas para fixação, por meio de bridas. 
Obs.: A fixação dos punções pode igualmente se feita com Cerromatrix. 
 
Figura 2.22 - Fixação de punções. 
61 
 
 
Figura 2.23 - Alguns sistemas de fixação de punções. 
 
 
Figura 2.24 - Exemplos de mecanismos de fixação de punções. 
 
 
62 
 
2.2.5.4 Embuchamento dos Punções 
 
Serve para evitar o fenômeno da flambagem dos punções delgados, 
aumenta-se a sua robustez por meio de embuchamento. 
 
 
Figura 2.25 - Punção delgado com embuchamento. 
 
2.2.7 Colunas de Guia 
 
As Colunas de Guia com ou sem buchas, garantem o alinhamento da base e 
do cabeçote. 
 
Figura 2.26 - Ferramenta com colunas. 
 
63 
 
As colunas podem ser de aços com alto teor de carbono (Aço 1040/50) 
temperados, revenidos e retificadas, ou de aços 1010/20, cementados, temperados, 
revenidos e retificadas. 
Em certos casos, as colunas de guias são substituídas por outros artifícios 
que também garantem o alinhamento entre as bases inferior e superior. 
 
 
Figura 2.27 - Colunas de guias. 
 
As colunas devem ser no mínimo duas, e possuir: 
 Comprimento suficiente para impedir a separação do cabeçote e da base 
durante o funcionamento; 
 Diâmetro bastante grande para dar rigidez ao conjunto; 
 Encaixe na base maior ou igual a 1,5∅. 
 
Para satisfazer a condição acima, às vezes recorre-se a elementos 
suplementares soldados. 
Para as bases com mais de duas colunas, observam-se os mesmos critérios. 
Para evitar montagem errada das ferramentas, costuma-se escolher as duas 
colunas com ∅ diferentes. 
 
 
 
 
64 
 
2.2.8 Buchas 
 
Se a ferramenta de colunas é fabricada com uma armação de aço semiduro, 
é necessário utilizar buchas, com ou sem dispositivos de lubrificação. 
 
 
Figura 2.28 – Diferentes tipos de buchas utilizadas 
 
Reduzem o atrito e o desgaste nas colunas de guia. As Buchas representam 
um aperfeiçoamento das ferramentas, são confeccionadas com material mais mole 
que as colunas: Aço 1010 cementado, temperado e retificado, ou bronze em alguns 
casos. 
 
Figura 2.29 - Colunas de guia com buchas deslizantes sobre esferas. 
 
Em casos especiais, as buchas deslizam sobre as colunas por meio de 
gaiolas de esferas, em ferramentas que devem trabalhar com cadência muito rápida. 
Para este efeito utilizam-se buchas de guias formadas por: 
 Uma bucha de aço duro montado a pressão na armação superior e que 
serve de pista de rodagem às esferas. 
 Uma coroa de esferas que se movimenta livremente na bucha interna e no 
interior da qual se movimenta a coluna. 
Tem a vantagem de guiar mais precisamente, mais suave e com menor 
desgaste. 
 
65 
 
2.2.9 Pinos de Fixação 
 
São responsáveis pelo correto posicionamento entre as partes. 
 
 Semi-cego Cego Passante 
Figura 2.30 - Pinos de fixação. 
 
 
 
2.2.10 Parafusos 
 
Os parafusos são responsáveis pela força de fixação. 
 
 
 
 
 
66 
 
2.2.11 Extrator 
 
Serve para extrair a chapa perfurada dos punções. Também chamado placa 
ou ponte extratora. Podem ser aplicados à matriz ou ao punção. 
 
 
Figura 2.31 - Extrator de mola. 
 
2.2.12 Guias da Tira 
 
Evitam que a tira saia da posição correta. Para evitar a deformação da chapa, 
usa-se o prensa-chapas. 
 
Figura 2.32 - Ferramenta de corte com guia. 
 
 
 
67 
 
2.2.13 Matriz 
 
Ferramenta de corte usada em conjunto com o punção, a figura 2.33 mostra 
uma matriz com geometria complexa. 
 
 
Figura 2.33 – Exemplo de matriz. 
 
 
É uma placa de aço com elevado teor de carbono, temperada, revenida e 
retificada, com cavidades que têm a mesma secção dos punções. 
Tem a função de reproduzir peças pela ação dos punções. Observe que a 
matriz apresenta, nas arestas internas de corte, uma parte cônica para facilitar a 
passagem da peça ou do retalho como mostra a figura 2.34. 
 
Figura 2.34 - Forma das matrizes. 
 
As placas-matrizes podem ser inteiriças, quando constituídas de uma única 
peça, ou seccionadas, quando constituídas de várias peças utilizadas nos estampos 
de grandes dimensões. São possíveis 3 tipos de fabricação: 
 Em uma peça 
 Com placa acoplada 
 Com peças acopladas 
68 
 
2.2.13.1 Fabricação com Placa de Corte Fracionada 
 
Pode ser feita de dois modos:2.2.13.1.1 Com Placa de Corte Fracionada - Normal 
 
 O suporte da matriz, de aço semiduro, é fabricado com um encaixe para 
receber as peças acopladas, fixadas por parafusos e pinos de guia. 
 A divisão da placa de corte será feita de modo a facilitar a usinagem e 
evitar as deformações na têmpera. 
 Nunca se deve secionar no ângulo ou no alinhamento de uma secção de 
facas acopladas do punção. 
 Nos furos redondos, podem ser previstas buchas ajustadas; estas serão 
encaixadas a pressão na matriz, ou montadas sem folga e retidas por 
uma presilha. 
 
2.2.13.1.2 Com Placa de Corte Fracionada - de Blocos 
 
A matriz é formada por: 
 Um suporte em aço semiduro, este tem a forma de uma placa furada que 
tem, nos dois lados, parafusos de pressão (a dimensão do encaixe será 
superior em 3 mm às dimensões totais dos blocos). 
 Blocos de aço duro temperado. São peças segmentadas das quais todas 
as partes são retificadas, e que, unidas por parafusos de pressão, formam 
a placa de corte da matriz. (Figura 2.35) 
 
 
Figura 2.35 - Matrizes compostas ou de segmentos. 
69 
 
2.2.13.2 Determinação das Uniões 
 
Neste caso, a matriz é acabada independentemente dos punções. As uniões 
serão feitas de preferência no alinhamento das arestas cortantes, figura 2.36. 
Todos os blocos devem encaixar entre si e se manter fixos mutuamente sob o 
aperto dos parafusos de pressão. 
 
Figura 2.36 - Montagem de matrizes de segmento. 
 
 
2.2.13.3 Duração de uma Matriz 
 
Pode ser admitido que uma ferramenta bem fabricada possa cortar de 30000 
a 50000 peças sem ser afiada. 
Cada afiação necessita em média da retirada de 0,15 mm de material sobre a 
matriz. Será possível então cortar de 1.200.000 a 2.000.000 de peças antes de 
serem retirados 6 mm da matriz. 
 
 
 
70 
 
2.2.13.4 Dimensionamento da Matriz 
 
O furo da matriz é formado por uma parte cilíndrica, de perfil e dimensões 
constantes, continuada por uma conicidade chamada saída. 
A parte cilíndrica deve ser igual a 3 ou 4 vezes a espessura da chapa até 2 
mm (1,5 vezes se e>2 mm). 
Se a ferramenta deve ser utilizada para uma série muito grande, a altura da 
parte cilíndrica pode ser verificada, tendo em conta o material retirado de cada vez 
que a ferramenta é afiada e o número de peças cortadas entre estas operações. 
 
𝐻 =
0,15𝑥(𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑝𝑒ç𝑎𝑠)
30.000 𝑎 50.000
 
 
 0,15 representa a espessura retirada em cada retificação. 
 30000 a 50000 representa o número de peças que podem ser cortadas 
entre 2 retificações. 
 O ângulo de saída varia entre 1 e 3°. 
 
Em alguns casos a saída é prolongada até a face de corte, mas então é 
preferível fazer esta saída com um ângulo menor na parte superior (0,5°), 
Nos furos redondos é possível fazer continuar a parte de corte por um furo 
cilíndrico que tenha pouco mais ou menos 2 mm de diâmetro a mais que o furo de 
corte, porém é preferível continuar em forma cônica (evita que os retalhos fiquem 
presos). 
As matrizes devem ser projetadas de modo a facilitar a sua confecção e 
minimizar os custos com materiais especiais na hora da fabricação, quanto nas 
eventuais substituições de partes quebradas. Se necessário, usar matrizes 
compostas em 2, 3 ou 4 partes (também chamadas matrizes de segmentos) que 
facilitam a confecção, diminuem o custo e facilita a têmpera, figura 2.37. A eficiência 
da ferramenta depende de um bom projeto, da escolha criteriosa dos materiais 
empregados na sua confecção, do grau de acabamento e dos tratamentos dados 
aos seus elementos. 
 
 
 
71 
 
 
Figura 2.37 - Matrizes para pequenas peças ou pequenos furos. 
 
 O uso de incertos de materiais duros pode facilitar a manufatura da matriz e 
reduzir consideravelmente o valor da ferramenta, figura 2.38. 
 
Figura 2.38 - Matriz com inserto. 
 
2.2.13.4.1 Espessura da Matriz 
 
A força proveniente do punção se distribui ao longo dos gumes de corte da 
matriz de forma tal que se esta não tiver espessura suficiente, acabará estourando. 
Em geral são deixados de 25 a 30 mm entre a aresta cortante e o canto 
externo. Tem uma espessura de 18 a 28 mm (20 a 30 antes de usinar, conforme as 
dimensões). 
A espessura das placas ou facas acopladas fica entre 8 e 23 mm (idem para 
os punções) e as facas acopladas têm um comprimento limitado a 250 mm. 
Para a fabricação das ferramentas das peças acopladas, o suporte da matriz 
terá de 28 a 67 mm (30 a 70 mm antes de usinar) conforme as dimensões da peça a 
ser cortada. 
72 
 
 
Figura 2.39 - Matriz. 
 
A experiência aconselha (fórmula empírica): 
 
 
Em que: 
 
 
Obs.: É comum prever uma espessura extra de 6 a 8 mm para afiação das 
matrizes. Neste caso, existe uma parte cilíndrica, como mostra a figura 2.40. 
 
 
Figura 2.40 Formato da abertura da matriz de corte conforme o material a ser cortado 
 
73 
 
 A distância Z entre a borda do furo e a borda da matriz deve ser de uma a 
duas vezes a espessura E para matrizes menores que 200 x 200 mm e de 
duas a três vezes a espessura para matrizes maiores. 
 Abertura das matrizes: 
 Os pinos de guia devem ser posicionados a mais de 7mm das bordas, par 
evitar quebras; 
 Usar cantos arredondados (r ≥ 3 mm), sempre que isto for possível, pois 
os cantos vivos produzem concentração de tensões; 
 Evitar marcas de usinagem e arranhões profundos, devido à alta 
sensibilidade do aço ao entalhe, que produz perda de resistência 
mecânica; 
 Distribuir uniformemente o material, a fim de que o calor gerado no 
processo se dissipe uniformemente na matriz; 
 Evitar furos cegos (não passantes), para obter distribuição uniforme de 
material e para evitar acúmulo de sujeira; 
 A forma da matriz deve prever a operação de têmpera. Para isto, devem-
se evitar partes pontiagudas e partes com comprimentos muito diferentes. 
Após a têmpera, a matriz deve ser afiada, nunca ao contrário; 
 Punções com formas complexas podem ser feitos em partes que, 
posteriormente, serão unidas. 
 
A distância de uma aresta de corte com as laterais da matriz depende do tipo 
de aresta: 
 Circular (raio ou circunferência); 
 Face paralela; 
 Encontro de arestas em ângulo. 
 
Também existem valores para as distâncias entre os furos de parafusos, 
pinos de guia e arestas de corte. As diferentes distâncias entre elementos da matriz 
são apresentadas nos desenhos da Figura 2.41. 
 
 
 
 
74 
 
 
Figura 2.41 – Posicionamento dos elementos de fixação da matriz 
 
 
Matrizes acima de 200 mm são necessariamente construídas em partes 
(postiços), em função tanto de distorções provenientes de tratamento térmico quanto 
da diminuição da altura necessária para suportar o esforço de corte. Isto porque o 
dimensionamento da altura do postiço é feito em função da força de corte incidente 
sobre ele. Ou seja, cada postiço deverá suportar os esforços correspondentes ao 
perímetro de corte que ele possui. As Figuras 2.42, 2.43 e 2.44 mostram exemplos 
de matrizes construídas com postiços (insertos). 
 
 
 
 
 
75 
 
 
Figura 2.42 - Exemplo de construção de matrizes. 
 
 
 
Figura 2.43 – Matrizes construídas em partes. 
 
 
 
 
 
76 
 
 
Figura 2.44 – Concepções de matrizes construídas em partes 
 
 
2.2.14 Base inferior 
 
Pertence à prensa. É onde se monta a matriz. Serve de apoio à placa-matriz e 
fixada a ela por meio de parafusos e pinos de guia. É construída em aço 1020 a 
1030. Quando a peça já cortada sai pela parte inferior da matriz, a placa-base tem 
sempre uma cavidade com dimensão maior para facilitar a saída. 
 
 
2.2.15 Topes 
 
São dispositivos de retenção, colocados no estampo, para posicionar a tira, 
obter uniformidade nas peças e relacionar-se diretamente com a economia de 
material. São constituídos de aço temperado com formato e dimensões de acordo 
com as necessidades do trabalho. Sua posição no estampo depende do formato do 
produto e do sistema de corte. 
 
 
772.2.15.1 Topes Fixos 
 
São os que se colocam no conjunto inferior do estampo. Utilizam-se para 
baixa produção. 
Classificam-se em: 
a) Os que permitem avançar a tira, dando-lhe posição, ao encontrar-se com 
o corte anterior (Figura 2.45). 
 
 
Figura 2.45 – Tope fixo, trava a peça pelo lado interno do corte. 
 
 
b) Os que permitem a tira avançar diretamente até o tope montado na parte 
exterior do estampo, mediante um suporte (Figura 2.46). 
 
 
Figura 2.46 – Tope fixo, trava a tira fora do estampo. 
 
 
Observação: Para aplicar este sistema é necessário que as peças sejam da 
mesma largura que a tira. (Figura 2.47). 
 
 
Figura 2.47 – Esquema de tope fixo no lado externo do estampo e tira. 
78 
 
2.2.15.2 Topes Móveis 
 
São utilizados no conjunto inferior do estampo e se empregam para alta 
produção. 
 
2.2.15.2.1 Tope de balancim/trinco 
 
Consiste num tope basculante e é acionado pelo movimento da prensa, figura 
2.48. Esse sistema permite obter maior produção que o anterior. Utilizam-se 
geralmente nos estampos nos quais a alimentação da tira se faz de forma 
automática. 
 
 
Figura 2.48 - Tope de balancim. 
 
 
Funcionamento: 
 
a) Ao empurrar a tira contra o tope “A”, este se apoia na face anterior da sua 
cavidade. 
b) Ao descer o punção, depois de fixar a tira, obriga o tope “A” a levantar-se 
por meio do acionador “P”. 
c) Efetuado o corte, o tope volta à sua posição pela ação da mola e se apóia 
sobre a tira. 
d) Ao empurrar a tira, que agora está livre, o tope “A” cai na cavidade 
recém-cortada e se apoia novamente na face anterior desta e o ciclo 
recomeça. 
79 
 
As figuras 2.49 e 2.50 mostram exemplos de topes com sistemas de 
trinco, com avanço automático e manual, respectivamente. Esses sistemas 
apresentam como vantagem o fato de ser suficiente empurrar a tira, com 
movimento uniforme, para obter bom rendimento no estampo. 
 
Figura 2.49 - Sistema de tope por trinco com avanço automático. 
 
 
Figura 2.50 - Sistema de tope por trinco com avanço manual. 
 
2.2.15.2.1 Estampo com Topes Móveis ou Auxiliares 
 
A figura 2.51 mostra um estampo utilizando-se topes móveis para os dois 
primeiros passos e o tope fixo para os passos sucessivos. 
 
Figura 2.51 - Estampo com topes móveis. 
80 
 
Utiliza-se em combinação com outros sistemas, para evitar perdas de material 
no começo e no final da tira. 
a) Para aproveitar a primeira peça, aciona-se manualmente a tira (Figura 
2.52); 
 
 
Figura 2.52 – Sistema de tope auxiliar onde a primeira peça é obtida com o avanço manual da 
tira. 
 
b) Para aproveitar as últimas peças com movimento lateral e efeito central 
(Figura 2.53). 
 
 
Figura 2.53 – Sistema de tope auxiliar para aproveitamento das últimas peças da tira. 
 
2.2.16 Facas de Avanço 
 
A faca de avanço tem a mesma finalidade do encosto que é de limitar o passo 
da tira, com a vantagem na rapidez e precisão, e a desvantagem de se ter que 
acrescentar material na tira para que se possa cortar este material equivalente ao o 
avanço; quanto a esta quantidade de material, pode-se seguir a tabela referente à 
figura 2.54. 
 
81 
 
 
Figura 2.54 – Dimensões da faca de avanço. 
 
 
 
Na figura 2.55 tem-se uma faca de avanço, uma chapa introduzida na matriz 
vai livremente até o ponto A, encontra o obstáculo que estreita a passagem da tira 
impedindo o seu avanço. Acionando o estampo, efetua-se o corte referente à faca 
reduzindo a largura da tira com comprimento igual ao passo; a tira com a largura 
reduzida pode ser conduzida para dentro do estampo até encontrar novamente o 
obstáculo do ponto A; novamente se aciona o estampo, e assim sucessivamente. 
 
 
Figura 2.55 – Esquema de funcionamento de faca de avanço. 
 
82 
 
As facas de avanço se aplicam comumente em peças de espessura de 0,2 
até 4 mm, e de preferência quando a alimentação for automática compensando 
assim a perda de material provocada pelo acréscimo na tira. 
As facas de avanço devem estar localizadas no estampo de tal modo a evitar 
regiões fracas na matriz, figura 2.56. 
 
 
Figura 2.56 – Posicionamento adequado das facas de avanço. 
 
Geralmente, as facas de avanço sofrem desgaste nos cantos vivos, dando 
origem a pequenas saliências na tira, figura 2.57, impedindo depois o livre 
deslizamento da mesma dentro da guia. Pode-se eliminar estes inconvenientes 
fazendo na própria faca de avanço, dois ressaltos para que, ao cortar o passo, a 
saliência indesejável não venha interferir. 
 
Figura 2.57 – Compensação do desgaste em facas de avanço. 
83 
 
A casos de facas de avanço que não perdem nada, simplesmente aproveitam 
o corte da faca para o corte da peça desejada, figura 2.58, sendo comum este tipo 
de aplicação. 
 
 
Figura 2.58 – Sistema de faca de avanço em que não há desperdício de material. 
 
Existem facas de avanço que podem ser chamadas de facas auxiliares, 
figura 2.59, que têm como objetivo cortar um entalhe lateral na tira, sendo que este 
entalhe permite avançar a tira e encaixar em um encosto previsto; 
consequentemente, este sistema tem a vantagem de não permitir perda de material. 
 
 
Figura 2.59 – Facas de avanço auxiliares. 
 
No caso de tiras com muita largura ou acima de 200 mm, assim como 
espessura maior que 2 mm utilizam-se duas facas para garantir realmente a 
precisão da peça, figura 2.60a. Para permitir o aproveitamento da tira, pode ser 
utilizada a disposição indicada na figura 2.60b. 
84 
 
 
Figura 2.60 – Utilização de facas de avanço. 
Para estampos de produzem um grande número de peças, deve-se aplicar 
pastilhas temperadas nas réguas laterais do lado das facas de avanço. A utilização 
deste material nas réguas permite uma vida útil maior para a matriz e garante a 
precisão no alinhamento da tira. 
Observe que as facas de avanço, seja de que tipo for, devem ser escoradas 
na parte de trás para evitar consequências desastrosas. 
A faca de avanço cortando lateralmente da tira um retalho igual ao passo, lhe 
proporciona um avanço exato. 
 
 
Figura 2.61 – Tipos de encostos para facas de avanço. 
 
Centradores e facas de avanço em conjunto, proporcionam produto de maior 
precisão. Na figura 2.62 observa-se o uso de centradores montados nos punções de 
corte (pilotos). 
 
85 
 
 
Figura 2.62 – Montagem com centradores e facas de avanço em conjunto. 
 
 
2.3 - Fixação de Matrizes e Punções 
 
Muitas matrizes se rompem porque estão mal fixadas ou não alinhadas com o 
punção. As matrizes devem ser fixadas no porta-matriz através de parafusos, por 
interferência ou por anéis de fixação cônicos, aparafusados ou com rosca. Nos 
punções, deve-se prevenir a sua rotação. As vantagens são: 
 Economia de aços especiais; 
 Possibilidade de regular o alinhamento com o punção; 
 Troca rápida da matriz (substituição ou afiação). 
 
86 
 
2.4 Tipos de Corte 
 
2.4.1 Corte Simples 
O estampo não é guiado. Usado para peças de contorno simples e fabricação 
em pequena quantidade. Principalmente para chapas grandes e operações de 
puncionamento. Precisão: ± 0,2 mm. 
 
 
Figura 2.63 – Exemplo de corte não guiado. 
 
 
2.4.2 Corte Guiado 
 
O estampo é guiado através de uma chapa “máscara” ou “placa guia-punção”, 
figura 2.64. É usado para grandes quantidades de peças obtidas a partir de tiras ou 
chapas estreitas. Precisão: ± 0,08 mm. 
 
 
Figura 2.64 - Exemplos de corte guiado. 
 
 
 
 
 
87 
 
2.4.3 Corte Global ou “de Bloco” 
 
As operações de puncionamento e recorte são realizados de uma só vez, sem 
necessitar de avanço da tira metálica para completar a peça. O produto tem como 
característica, a presença de rebarbas de um só lado, figura 2.65. Precisão: ± 0,025 
mm. 
 
 
 
Figura 2.65 - Perfil de uma peça confeccionada por corte global. 
 
As figuras 2.66, 2.67 e 2.68 mostram exemplos de matrizes para corte global. 
 
 
Figura 2.66 - Estampo para corte global. 
 
88 
 
 
Figura 2.67