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Aula 15 - Corte, Dobra e Estampagem

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OPERAÇÕES DE CORTE
O que é chamado “conformação de chapas metálicas”, na verdade, engloba, além das
operações de conformação realizadas em chapas relativamente finas de metal, as
operações de corte por cisalhamento de chapas. As espessuras típicas de chapas
metálicas estão entre 0,4 mm e 6 mm. Quando a espessura excede cerca de 6 mm,
esse produto metálico plano é em geral denominado chapa grossa. Esses metais,
tanto em forma de chapas finas ou grossas, usados na conformação de chapas, são
produzidos por laminação de planos. A chapa metálica comumente mais usada é a de
aço baixo-carbono (0,06% a 0,15%C). O seu baixo custo e a boa conformabilidade,
ajustados com resistência suficiente para a maior parte das aplicações, fazem dele
uma matéria-prima ideal para esse processo de fabricação.
OPERAÇÕES DE CORTE
A importância comercial da conformação de chapas metálicas é significante.
Considere o número de produtos de consumo e industriais que utilizam peças de
chapas metálicas finas ou grossas: carrocerias de carros e caminhões, aviões,
vagões ferroviários, locomotivas, equipamentos agrícolas e de construção,
utensílios, material de escritório e muito mais.
OPERAÇÕES DE CORTE
Embora esses exemplos sejam óbvios, porque têm exteriores em chapas
metálicas, muitas das suas peças internas são também feitas de chapas finas ou
grossas de metais. As peças de chapas metálicas são em geral caracterizadas
pela elevada resistência, boa tolerância dimensional, bom acabamento
superficial e custo relativamente baixo. Para componentes que devem ser feitos
em grandes quantidades, operações econômicas que visam à produção em
grande escala podem ser projetadas a fim de processar as peças. As latas de
bebidas de alumínio são excelente exemplo.
OPERAÇÕES DE CORTE
O processamento de chapas metálicas é usualmente realizado à temperatura
ambiente (trabalho a frio). As exceções são: quando o esboço é espesso, o metal é
frágil, ou a deformação acumulada é muito elevada. Esses são usualmente casos
nos quais se deve usar o trabalho a morno, no lugar da conformação a quente.
OPERAÇÕES DE CORTE
A maior parte das operações de chapas metálicas é realizada em máquinas-
ferramentas chamadas prensas. O termo prensa de estampar é usado para
distingui-las das prensas de forjamento e extrusão. O ferramental que realiza o
trabalho de conformação de chapas é chamado punção e matriz; o termo matriz
de estampar é também utilizado. Os produtos de chapas metálicas são chamados
estampos.
OPERAÇÕES DE CORTE
Para facilitar a produção em massa, a chapa metálica é frequentemente
alimentada na prensa, na forma de longas tiras ou bobinas. Diversos tipos de
ferramentais de punção-matriz e prensas de estampar são apresentados. As
seções finais do capítulo apresentam várias operações que não utilizam o
ferramental convencional punção-matriz, em que a maior parte delas não é
realizada em prensas de estampar.
OPERAÇÕES DE CORTE
As três maiores categorias de processos de conformação de chapas são: (1)
corte, (2) dobramento e (3) estampagem. O corte é usado para separar chapas
grandes em peças menores, recortar perímetros das peças e puncionar furos
nas peças. Dobramento e estampagem são usados para conformar peças de
chapas metálicas nas suas formas desejadas.
OPERAÇÕES DE CORTE
O corte de chapas metálicas é realizado pela ação de cisalhamento entre dois
gumes afiados de corte. Essa ação está ilustrada em quatro passos esquematizados
na Figura , em que o gume superior de corte (o punção) se move para baixo além de
um gume inferior estacionário (a matriz). À medida que o punção começa a operar
no metal, ocorre a deformação plástica nas superfícies da chapa. À medida que o
punção se move para baixo, ocorre a penetração, na qual o punção comprime a
chapa e corta o metal. Essa zona de penetração é geralmente cerca de um terço da
espessura da chapa. À medida que o punção continua a andar no metal, inicia-se a
fratura na peça de trabalho, nos dois gumes de corte. Se a folga entre o punção e a
matriz estiver adequada, as duas linhas da fratura se encontram, resultando na
completa separação do metal em duas partes.
OPERAÇÕES DE CORTE
Cisalhamento de chapas metálicas entre dois gumes de corte: (1) antes do
contato do punção com a peça de trabalho; (2) deformar plasticamente a
superfície da peça; (3) o punção avança e penetra na chapa provocando uma
região com grande deformação por cisalhamento; e (4) a fratura é iniciada nos
lados opostos dos gumes de corte, que irão separar a chapa. Os símbolos v e F
indicam o movimento e a força aplicada, respectivamente, t é a espessura do
esboço, lf é a folga.
OPERAÇÕES DE CORTE
As bordas cisalhadas da chapa têm aspectos característicos mostrados na Figura.
No topo da superfície de corte, há uma região chamada zona de deformação. Ela
corresponde à depressão feita pelo punção no metal antes do cisalhamento. É onde a
deformação plástica inicial ocorre no metal. Logo abaixo da zona de deformação,
pode-se observar uma região relativamente plana chamada zona de penetração, que
é resultante da penetração do punção no metal, provocando grande deformação por
cisalhamento, antes de iniciar a fratura. Abaixo da zona de penetração, está a zona
fraturada, uma superfície relativamente rugosa na borda de corte em que o
movimento contínuo de descida do punção provocou a fratura do metal. Por fim, no
fundo da borda da chapa, está a rebarba, um canto vivo na borda decorrente do
alongamento do metal durante a separação final das duas partes.
CISALHAMENTO, RECORTE E PUNCIONAMENTO
As três operações mais importantes em conformação de chapas que cortam o
metal pela ação de cisalhamento, já descrita, são: o cisalhamento, o recorte e o
puncionamento. O cisalhamento é uma operação de corte de chapas metálicas
ao longo de uma linha retilínea entre dois gumes de corte, como mostrado na
Figura (a). O cisalhamento é de modo comum usado para cortar chapas grandes
em seções menores para operações posteriores de conformação de chapas. É
realizado em uma máquina chamada guilhotina, ou tesoura de esquadriar. A
lâmina superior da guilhotina é usualmente inclinada, como mostrado na Figura
(b), para reduzir a força necessária ao corte.
O recorte envolve o corte de uma chapa metálica ao longo de um contorno fechado
em um único estágio para separar a peça do metal ao redor, como mostrado na
Figura (a). A parte que é removida é o produto desejado na operação e é chamada
esboço. O puncionamento é similar ao recorte, exceto que este produz um furo, e a
peça separada é apara, chamada geratriz. O pedaço de metal remanescente é a
peça desejada. A distinção entre as duas operações está ilustrada na Figura (b).
CISALHAMENTO, RECORTE E PUNCIONAMENTO
ANÁLISE DO CORTE DE CHAPAS METÁLICAS
Os parâmetros de processo no corte de chapas metálicas são: a folga entre o
punção e a matriz, a espessura do esboço de partida, o tipo de metal e sua
resistência mecânica, e o comprimento do corte. Vamos definir esses parâmetros
e algumas das relações entre eles. Folga A folga lf em uma operação de corte é a
distância entre o punção e a matriz, como mostrado na Figura (a). As folgas
típicas em convencionais trabalhos de prensas variam entre 4% e 8% da
espessura do metal t. A folga recomendada pode ser calculada pela seguinte
equação:
�� = �� ∗ t 
em que lf é a folga, mm; af é a tolerância da folga; e t é a espessura do 
esboço, mm.
A tolerância da folga é determinada de acordo com o tipo de metal. Por
conveniência, os metais são classificados em três grupos listados na Tabela
14.1, com a correspondente tolerância para cada grupo. Esses valores de folga
calculados podem ser aplicados nas operações convencionais de recorte e
puncionamento de furos para determinar os tamanhos apropriados do punção e
matriz.
ANÁLISE DO CORTE DE CHAPAS METÁLICAS
A abertura da matriz deve sempre ser maior que o tamanho do punção
(obviamente). Adicionar o valor de folga ao tamanho da matriz ou subtraí-lo do
tamanho do punção depende se a peça a ser cortada é um esboço

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