Tecnologia de Estampagem, Notas de estudo de Administração Empresarial

Baixe Tecnologia de Estampagem e outras Notas de estudo em PDF para Administração Empresarial, somente na Docsity! GOVERNO DE Centro PauLA SOUZA ÃO PAULO Fatec Sorocaba TECNOLOGIA DE ESTAMPAGEM Professor: Eng. Msc. Ivar Benazzi Jr. Elpidio Gilson Caversan Apoio: Monitora: Denise A. Queiroz Lima DM 0206007-01 Revisão Março 2010 www.fatec.org GOVERNO DE Centro Pauta Souza PAULO TECNOLOGIA DE ESTAMPAGEM - ÍNDICE 1- INTRODUÇÃO 1.1- Operações de corte pág 04 1.2- Operações de deformação pág 06 1.3- Generalidades dos Metais. pág 07 A - Operações no Trabalho dos Metais em Chap: B - Os Metais em Chapas C - Fabricação dos Metais Laminados. D - Características dos Metais em Chap: E - Características das Chapas.. F- Verificações das Chapas 2- OPERAÇÕES DE CORTE 2.1- Corte com tesoura guilhotina A - Força de corte em tesoura guilhotina. B - Fases do corte em tesoura guilhotina. € - Tesoura guilhotina com facas paralelas D - Tesoura guilhotina com facas inclinad E - Condição máxima de inclinação das faca: F- Geometria de corte das facas...... G - Folga entre as facas da guilhotina. 2.2- Puncionamento.. A - Força de corte no puncionamento. B - Folga entre punção e matriz. C - Estudo de Lay-out da tira (Baixa Produção) - Utilização racional do material - Estampo com disposição normal (Vertical) - Estampo com disposição normal (Horizontal) - Estampo com disposição e inversão de corte. - Estampo de peças circulares... D — Estudo de Lay-out de fita (Alta Produção) - Utilização racional do material... - Estampo com disposição normal (Vertical) - Estampo com disposição e inversão de corte. - Estampo de peças circulares... E - Determinação do posicionamento da espiga - Método analítico.................. - Método do baricentro do perímetro - Espiga de Fixação ne F- Construção e execução dos estampos de corte - Simples de corte - Aberto com guia para o punção - Fechado com guia p/ o punção e p/a chapa. - Aberto com colunas de guias ....... - Aberto com extrator flutuante guiado por colunas - Aberto com extrat. flut. e porta-punção guiado por colunas. - Progressivi G- Estampos progré os de corte H- Elementos construtivos dos estampos de corte - Limitadores de avanç - Placas de choque - Punções - Porta-punção . - Régua de Guia da Fita. - Apoio datira . - Placa Guia - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - 2 GOVERNO DE Centro Pauta Souza NEESÃO PAULO 9 Puncionamento — É a obtenção de figuras geométricas por meio de punção e matriz através de impacto. Loj o Recorte — É a operação de corte realizada pela segunda vez. Repuixo - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -5- GOVERNO DE Centro Pauta Souza PAULO Transpasse — É a operação de corte associada à operação de deformação (enrijecimento em chapas muito finas). Exemplos: fuselagem de aviões, painéis de automóveis, brinquedos, eletrodomésticos, etc. 1.2 - Operações de deformação Dobramento Repuxo Extrusão Cunhagem Forjamento à frio Dobramento - É a mudança de direção da orientação do material. Repuxo - Obtenção de peças ocas a partir de chapas ou placas planas devido à penetração do material na matriz forçada pelo punção (Ex. lataria de automóvel, copo de filtro de óleo, etc). — leo, | Blanque a ser | sepuzado - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -6- GOVERNO DE Centro Pauta Souza PAULO Extrusão - Deformação do material devido a esforços de compressão (Ex. vasos de pressão, cápsula de bala de revolver, tubo aerossol, extintores). Utilização de vanguarda — caixilharia, tubos sem costura, tubos de pasta de dente, cápsculas de armamentos, etc. Material à ser extrudado AN O I Í Cunhagem - Obtenção de figuras em alto ou baixo relevo através de amassamento do material (ex. moedas, medalhas, etc ) Material escoado pela extrusão Forjamento à frio — obtenção de formatos que alteram drasticamente a geografia do blanque, Ex: cabeças de parafusos , esferas (processo inicial), calibragem (operação de redução de espessura do material após repuxo),etc. 1.3 - Generalidades dos Metais O trabalho dos metais em chapas é o conjunto de operações a que se submete a chapa para transformá-la em um objeto de forma determinada. A extensão deste método de trabalho é devida: Capacidade de Produção Baixo preço de Custo Intercambiabilidade Leveza e Solidez das Peças Obtidas As possibilidades deste sistema de trabalho foram melhoradas e aumentadas devido: À melhora das qualidades: a) do material a ser trabalhado; b) dos materiais utilizados para fabricar as ferramentas; c) ao estabelecimento de dados e normas técnicas cada vez mais precis: Na origem deste método estava baseado na prática adquirida e no empirismo. As ferramentas eram fabricadas nas oficinas sem intervenção de qualquer assistência técnica. Atualmente a maioria das oficinas possui um escritório técnico (engenharia) para estudos de ferramentaria. Indústrias inteiras nasceram do mencionado processo de trabalho. As aplicações deste método de fabricação de peças encontram-se nos setores mais variados, desde brinquedos até material de transporte entre muitos outros. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -7- GOVERNO DE Centro Pauta Souza PAULO E - Características das Chapas Para efetuar as distintas operações a que está sujeito o metal e, principalmente o repuxo, é necessário que este seja homogêneo, maleável, dúctil, com grão suficientemente fino e com um bom acabamento superficial. As chapas caracterizam-se por: a) sua resistência à ruptura (expressa em kgf/mm?); b) seu limite de elasticidade (expresso em kgtimm?); c) seu alongamento em %; d) sua dureza superficial (Brinel-Rockwell, etc.); e) sua profundidade de embutido (Ericksen-Guilery). F - Verificações das Chapas Ao receber o material pedido, é preciso ter certeza de que o mesmo obedece às prescrições exigid: As chapas devem ser verificadas conforme dentro dos limites de tolerância especificadas no pedido e normas. Essas verificações serão efetuadas nas: a) dimensões - comprimento; - largura; - espessura. cas mecânicas ão das Qualidades Mecânicas: - Ensaio de Tração; - Ensaio de Dureza; - Dureza Rockwell; - Dureza Shore. c) qualidades tecnológicas - Ensaio de Dobra; - Ensaio de Embutição; - Máquina Ericksen; - Máquina Guillery. Eventualmente poderão ser realizados ensaios químicos (ensaio macrográfico e ensaio micrográfico). Estas verificações são feitas geralmente tomando de um lote de chapas algumas delas para que sejam verificadas. Se as chapas forem perfeitas, o lote pode ser aceito. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -10- GOVERNO DE Centro Pauta Souza PAULO ENSAIO DE TRAÇÃO Corpo de prova L rr Ra Eb a V Dna 35 150 E 35 120 ' ' 1 220 > ENSAIO BRINELL ENSAIO ROCKWELL C 3000 kg Es . Cone de diamante ET 19 IS AN ENSAIO SHORE ENSAIO ERICKSEN ENSAIO GUILLERY KWI e Corpo de prova | Corpo de prova k E | | ] | ' É | lo o I j 17 Corpo de prova após o ensaio | Corpo de prova após o ensaio E E p= j s 8 g a jd Pp: profundidade Ericksen, d': diâmetro máximo | | ' 7 ) profundidade máxima t ; obtido sem ruptura É obtida sem ruptura E - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -- GOVERNO DE Centro Pauta Souza NEESÃO PAULO 2 - OPERAÇÕES DE CORTE 2.1- Corte com tesoura guilhotina Embreagem mm | == e = H ] — [ Lamina Superior Movel volante EH II — f =— H Biela — | EH FEFFFIFIEHA En] stop E PIZIZID ITA Chapas 77727 7777 H [XIX É tintor [] H Folga A . na f Correia LI r Lamina Inferior Fixa Acionamento por pedal A - Força de corte em tesoura guilhotina. Fe = Acx Teis Onde Fe = Força de Corte Teis = Tensão de cisalhamento do material (kgf/mm?) Ac = Área de corte (secção resistiva de corte) = le l= comprimento de corte ( mm) € = espessura de corte (mm) - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -12- GOVERNO DE Cexrro Paura Souza NESSÃO PAULO Fc =Acx tis Onde: Fc = Força de Corte tcis = Tensão de cisalhamento do material (kgf/mm?) Ac = Área de corte (secção resistiva de corte) = 1..e 1 = comprimento de corte (mm) e = espessura de corte (mm) Exercício: Determinar qual é a força de corte (Fc) necessária para cortar uma chapa em uma guilhotina de facas paralelas. 1=30em e=3mm Teis = 30kgf/mm? D - Tesoura guilhotina com faca inclinada. Neste equipamento observa-se nas tiras muito finas um fenômeno conhecido como efeito “hélice” em que a chapa tende a se enrolar. Esta construção necessita um curso um pouco maior devido ao desalinhamento sendo isto uma limitação. -e =tgà (1) x Ac= -e (3) 2tg.h Ac= ex(2) 2 Fc = Ac. tTcis (4) 21g.h - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -15- GOVERNO DE Crmro Pauta Souza NRESÃO PAULO Onde: Ac = Área de corte e = Espessura da chapa À = Inclinação da faca em graus Fc = Força d corte Tcis = Tensão de cisalhamento da chapa Exercício: Determinar qual é a força de corte (Fc) necessária para cortar uma chapa em kgf com uma guilhotina de facas inclinadas. 1=30em e=3mm A=8º Tcis = 30 kgf/ mm? E - Condição de máxima inclinação das facas. Fati 2Fat>Ft (1) P=FN.cosh (2) Obs : Valores típicos de À = de 8º a 10º Ft=FN .senh (3) Fat=P.| (4) “de (1) e (4) 2Fat=2P.u “2Pu>R 2u 2tgi o 2FN.cosh.u > FN.senh 2cosh. | >senh - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -16- GOVERNO DE Centro Pauta Souza PAULO Onde: Fat=Força de Atrito Fn = Força Normal Ft = Componente Horizontal da Força Normal Fc = Força d corte U = Coeficiente de atrito Exercícios: 1- Determinar qual é a máxima inclinação das facas para a mesma chapa do caso anterior, porém, considerando faca inclinada, onde: U=0,15 (aço/alumínio). 2 - Uma indústria deseja comprar uma tesoura guilhotina para cortar chapas de aço, cobre e alumínio. Determinar a capacidade da tesoura e o ângulo de inclinação das facas, sabendo-se que as espessuras máximas das chapas são: Aço — 1º Teis = 30 kgf / mm? E =0,2 (aço / aço) Cobre — 1 1/2” Teis = 20 kgf / mm? H=0,1I (aço / cobre) Alumínio - 2” Tcis = 17 kgf/mm? HL=0,15 (aço / Al) Cálculo da inclinação da faca Aço Cobre Alumínio Cálculo da força de corte Aço Cobre Alumínio - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -7- GOVERNO DE Centro Pauta Souza PAULO Regra de corte : Peça recortada - Matriz com () nominal (mínimo) Furo estampado - Punção com nominal (máximo) Exercício: Determinar as dimensões dos punções e matrizes para estampagem da arruela abaixo. Calcular a força de corte e esquematizar o ferramental. Material : Aço SAE 1020 Tceis = 28 kgf/mm? Dia. 60 Dia. 30 | 2,5 Resolução: Para o furo estampado: D Matriz ) Punção (Nominal) Para o diâmetro externo recortado: (D Matriz (Nominal) ( Punção Calculo da Força de Corte: Esquematizar o Ferramental: - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -20- GOVERNO DE Centro Pauta Souza PAULO € - Estudo de Lay out das peças na tira para Baixa produção (pequenos lotes) ( Cálculo de espaçamento entre peça e bordas) N/ S= 0,4e + 0,8 mm B<70mm;e>0,5 S=2-2e B<70mm;e<0,5 S= 1,5 (0,4e + 0,8 mm) B>70mm;e>0,5 S=15(2-2e) B>70mm;e<0,5 - Utilização racional do material A disposição das peças na tira deve levar em conta: * Economia do material. * Forma e as dimensões do material a empregar. * Sentido de laminação, especialmente para as peças que devem ser dobradas. A economia do material é o aspecto mais importante, que justifica os cálculos para assegurar uma utilização racional do material. A determinação do intervalo ou espaço a deixar entre as duas peças e nos cantos da chapa varia conforme as dimensões da peça e espessura do material. Adota-se geralmente: Porcentagem de utilização da chapa % Utilização= Ap.n x 100 Ac Onde : Ap = Superfície total da peça em mm?. n = número de peças por chapa. Ac = Superfície total da chapa em mm?. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -21- GOVERNO DE Centro Pauta Souza NEESÃO PAULO 4 Peças retangulares 10 So 10 Exemplo: Determinar as diferentes disposições sobre a tira possíveis para cortar a peça acima. Utilize chapa de aço padronizada de 2000x1000x1. Calcular: * Passo (ou avanço).Largura da tira. * Número de peças /tira. * Número de tiras /chapa. * Número de peças / chapa. . % de Utilização da Chapa - Estampo com disposição normal (linha de centro em 90º com a borda) Ls IE TO] a e=1MM Cálculo de S : (S) Cálculo do Passo: (a) Cálculo da largura da tira: (B) - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -D2- GOVERNO DE Centro Pauta Souza NEESÃO PAULO - Estampo com disposição e inversão de corte a om w 1 12,5 Cálculo de S : (S) Cálculo do Passo: (a) Cálculo da largura da tira: (B) Tiras de 2 metros comprimento (1) Tiras de 1 metro de comprimento (2) Número de tiras de 2 metros de comprimento por chapa: (ntc,) Número de peças por tira: (npt>) Número de peças por tira: (npti) Número de peças por chapa: (npc») Número de peças por chapa: (npc,) % de Utilização: (YU) % de Utilização: (%U.) Número de tiras de 1 metro de comprimento por chapa: (ntc>) - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -25- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO - Peças Circulares Estampos com 1 carreira de corte B= largura da tira a= avanço n = número de peças B=D+2S “ a+D+sS d+s [1/2484 L-cot2s> 9/2+S Estampos com 2 carreiras de corte ( Zig-zag) B= (D+S).sen60º+D+2S a+D+sS n= [E-(D+S).sen30º +D+2S)].2+2 D+S - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -27- GOVERNO DE Centro Pauta Souza NEESÃO PAULO Estampos com 3 carreiras de corte (Zig-Zag Duplo) B= (2D+28).sen60º +D+2S A+D+S n= ( [1(D+28)13) +2 , D+S Exemplo: a Determinar o número de peças circulares com diâmetro de 80 mm que se pode obter de uma chapa 2000x 1000x1 mm considerando: Estampo com 1 carreira Estampo com 2 carreiras Estampo com 3 carreiras Resolução: S= 1,5(0,4e+0,8) mm S= 1,5.0,4+0,8 = s+1,8º mm a=D+S a=80+1,8 a=81,8 mm Cálculo de B para 1 carreira B=D+2s B=80+2.1,8 B= 83,6 mm Cálculo de B para 2 carreiras B=(D +s).sen60º+D+2S B=(80+1,80)sen 60º+80+2.1,8 B= 154,5 mm Cálculo de B para 3 carreiras B= (2D+2S)sen60+D+2S .80+2.1,80)sen60º+80+2.1,80 B=225,28 mm - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -28- GOVERNO DE Centro Pauta Souza NEESÃO PAULO Porcentagem de utilização da Fita % Utilização= Ap.n x 100 Af Onde : Ap = Superfície total da peça em mm?. n = número de peças no passo. Af = Superfície total da fita em mm?. Peças retangulares + 10 50 10 Exemplos: Determinar as diferentes disposições sobre a fita possíveis para cortar a peça acima. Calcular: 1- Passo (ou avanço). 2- Largura da Fita. 3- Área da Peça 4- Área do Passo. 5- % de Utilização da Chapa. - Estampo com disposição normal (linha de centro em 90º com a borda) IL TI a e = 1 MM - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -31- GOVERNO DE Centro Pauta Souza NEESÃO PAULO Cálculo de S : (S) S=0,4.E+0,8 porque B<70mm;e>0,5mm S=0,4.1+0,8 S=1,2 Cálculo do Passo: (1) Passo =35 + 1,2 Passo = 36,2 Cálculo da largura da fita: (2B) L=1,2+450+1,2 L=524 Área da peça: 750 mm? Área do Passo: 36,2 * 52,4 = 1896,88 mm? Porcentagem de utilização da Fita % Utilização = 750.1 x 100 = 39,5% 1896,88 - Estampo com disposição e inversão de corte a Cálculo de S : (S) S=0,4.E+0,8 porque B<70mm;e>0,5mm S=0,4.1+0,8 S=1,2 Cálculo do Passo: (1) Passo = 35 + 10+2x1,2 Passo = 47,4 Cálculo da largura da fita: (2B) L=1,2+450+1,2 L=524 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -32- GOVERNO DE Covo PauraSora RESÃO PAULO Área da peça: 750 mm? Área do Passo: 47,4 * 52,4 = 2483,76 mm? Porcentagem de utilização da Fita % Utilização= 750.2 x 100 = 60,4% 2483,76 Lay-out Otimizado para esta peça Cálculo de S : (S) S=0,4.E+0,8 porque B<70mm;e>0,5mm S=0,4.1+0,8 S=1,2 Cálculo do Passo: (1) Pa: 35+1,2 36,2 Cálculo da largura da fita: (2B) L=1,2+450+1,2+10+1,2 L=63,6 mm Área da peça: 750 mm? Área do Passo: 36,2 * 63,6 = 2303,32 mm? Porcentagem de utilização da Fita % Utilização= 750.2 x 100 = 65,1% 2303,32 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -33- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Cálculo para 2 carreiras L=(D + s).sen60º+D+2S L=(80+1,80)sen 60+80+2.1,8 L= 154,5 mm Área do Passo: 81,8 * 154,5 = 12638,10 % Utilização= 5026,54*2 x 100 = 79,54% 12638,10 Cálculo de L para 3 carreiras L= (2D+2S)sen60º+D+2S L=(2.80+2.1,80)sen60º+80+2.1,80 L= 225,28 mm Área do Passo: 81,8 * 225,28 = 18427,90 % Utilização= 5026,54*3 x 100 = 81,83% 18427,90 E - Determinação do posicionamento da espiga — Método Analítico Xg = PLxI+P2.x2+P3. x3+P4.x4 (PI+P2+P3+P4) Equilíbrio através do momento onde Pt = Pi de 1a 4 XG = LPixi donde se deduz que XPi XG = LLixi onde Li = .d (perímetro) DLi - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -36- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO I=perimetro =d.pi di 10 di d2 12 d2 d3 14 xl 10 1 d3 x2 [30 y 3 150 2 yl 50 y y3 2 130 y3 10 x1 x2 x3 XG = PLXI+P2.X2+P3.X3 PI+P2+P3 Pl=Lle.Teis P2 = L2.e.Tcis P3 = I3.e.Tcis XG=e. Teis. (LL XI+L2.X2+13.X3) ETcis(LI+L2+L3) XG=LLiXi Li YG= BLiyi LLi Ponto 1 2 3 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -37- GOVERNO DE Centro Paura Sotza SASÃO PAULO — Método do Baricentro do Perímetro XG = LE LiXi LLi YG = E LiYi LLi Exemplo : 50 80 45 110 Não é válido calcular o CG em relação à área para figuras irregulares. Nestes casos calculamos o CG em relação ao perímetro que é onde haverá corte. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -38- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO XG= = XG= YG= DLivi= LlLi YG= Espiga de Fixação A fixação da parte móvel do estampo no martelo da prensa é feita aplicando-se um pino roscado, o qual denominar-se 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 constituída com um aço comum como, por exemplo, SAE 1010 ou 1020, exceto em casos especiais, nunca receberá tratamento térmico. Esta 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, vamos desenvolvê-la considerando o diâmetro do núcleo da rosca como o mais crítico. Força de Extração = Perímetro «x espessura da peça x coficiente adotado (2,5 03) - , Força de extração + peso da parte superior Area do núcleo da rosca = — — - - x5 Tensão à tração material da espiga 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 adotaremos com sendo 2,5 a 3 para determinarmos a área do núcleo da rosca. Depois que calcularmos a área do núcleo da rosca, podemos encontrar o diâmetro do mesmo com a fórmula a seguir: Obs: Alguns tipos de Ferramentas progressivas, de vários estágios e, ou de grande parte são fixadas ao cabeçote superior através de grampos mecânicos (com parafusos)ou hidráulicas = . 4 x área do núcleo Diâmetro do núcleo darosca= |[————— T - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -41- GOVERNO DE Centro Paura Sotza SASÃO PAULO D ag = a + « TH Escolha da Espiga D d h H ox45º | b | cx45º | F | J 20 [Mióx1,5 [40] 5& 2 17 L5 eJio es |MisxL5 [50] 70 É 4a LS eio a se |MeexLa|56| eo 4 Er L5 elle 35 |MesxL5|60] 6 4 er L5 o | E 38 M30x2 [65] 95 > se ê a Ji ao M3óxe [70] 190 > Se 2 sli so Mexe [75] 108 e 4i e sSjiz uU 63 Haexs [80] 140 8 a 3 ais o és Haexs [100] 150 8 so 3 ais Obs.: Este é um modelo de espiga para estampos de pequeno e médio porte. Dificilmente iremos calcular um diâmetro de núcleo que coincida com uma rosca normalizada, por este motivo, podemos aumentá-lo até encontrar um diâmetro de rosca imediatamente superior. F - Construção e execução dos estampos de corte - Estampo simples de corte Para corte sem muita precisão Precisão de corte + 0.2 mm - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -42- GOVERNO DE Centro Paura Sotza SASÃO PAULO - Estampo aberto com guia para o punção En | A cm - Estampo fechado com guias para o punção e apoio para a fita = E piso - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -43- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Na figura acima tem-se o caso de aproveitamento dos dois punções laterais marcadores de passo, como cortadores do retalho lateral, e um terceiro de forma, para separação das peças, e corte do retalho que se forma entre elas. No exemplo da figura abaixo tem-se o aproveitamento dos punções marcadores de passo como cortadores de retalho lateral. Para o destacamento das peças utilizou-se um jogo de facas paralelas. Neste caso não houve formação de retalhos entre as peças. Como dissemos anteriormente, nem sempre se utiliza sistematicamente corte de retalho. É o caso de se rebobinar a lâmina cortada. Este método de alimentação com material bobinado subentende que se deseje alta produção, e que o material e a sua espessura conferem a lâmina uma certa flexibilidade que permita o desenrolamento da bobina e o bobinamento do retalho obtido com certa facilidade. Neste caso, geralmente, as peças produzidas são de pequena dimensão. A alta produção nos obrigaria a colocar um alimentador automático na prensa. A bobina, a fim de se tornar plana, nos obrigaria a utilizar uma estreitadora de chapas. O esquema de conjunto seria então indicado pela figura abaixo (esquema de um conjunto utilizado em alta produção). Quando a espessura, a largura e o material da lâmina, forem tais que um bobinamento se torne incomodo, pa se a utilizar, ainda que com produção elevada, um sistema de tiras obtidas numa tesoura guilhotina. CIEATI, " — | chopa SRTA 1 SIR BS o VBA re ( É (72.474 ES f US; et Corte utilizando uma faca para destacar a peça no final da segiiência Obs.: Não há retalho rebobinável. 1º passo — corte do retalho lateral e marcação do passo. corte do furo interno 2.º passo — corte do rasgo para completar a forma do furo interno. 4º passo — separação das peças. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -46- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO l al, TZ Pad “Seo MD] 1 DO a CO 6) EA (De (4) Esquema de um processo utilizado em alta produção A — bobina de material enrolado D — estampo B — endireitadora de chapa E — bobina de retalho C — alimentador automático (empurrando a fita) C1= Alimentador automatico após a ferramenta (puxando a fita) Obs: É usado apenas um alimentador . A opção CI é utilizada quando a fita é extremamente fina ou quando se deseja manter a integridade da fita de retalho para uso posterior. Apenas neste caso é utilizado o bobinador “E”.Caso não seja usado o retalho podemos “pica-lo” através de uma pequena guilhotina, para facilitar o descarte como sucata. 2º Botido peça pronta Chapa ) é Za = = , = 3 q E SJ à — t 1 Ap = h LE + ar ea Retulho 1º Passo — corte dos furos internos 2º Passo — corte do contorno 3º Passo — separação do retalho vantagem — controle direcional desvantagem - usinagem E) õ Sal mv— AA ZA AA Ê ú p — aa " ea | L À N Peça he ee Retalho (Pode fazer a peça em dois estágios) 1º Passo — corte dos furos internos 2º Passo — execução do recorte externo 3º Passo — corte do contorno e separação do retalho - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -47- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO No segundo caso a solução mais indicada seria cortar o retalho em secções curtas. O terceiro caso impossibilita alternativa a não ser armazenar as pontas e sobras em containeres Vem desta maneira que os estampos deverão ser providos, em alguns casos de elementos que possibilitam o corte da lâmina em pequenos retalhos, com finalidade de facilitar o transporte e o armazenamento. Tais elementos recebem uma construção típica conforme o tipo de peça com que esteja lidando. H - Elementos construtivos dos estampos de corte. Limitadores de avanço Para melhorar a produção é necessário que a prensa seja alimentada com continuidade e a chapa colocada em disposição correta. Para isto, existem dispositivos simples e complexos,com funcionamento manual ou automático. Eles limitam o avanço da fita a cada golpe da prensa. Limitadores de Avanços Manuais: Limitadores de pino fixo (pino stop) A - Pino stop, o qual determina o avanço. Limitadores de pino móvel Placa guia (transparente) Sentido de entrada da chapa e Pino acionado manualmente Mutriz Chapa encosta Apertar pertar o nesta face do pino pino p/ 1º op. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -48- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Balancim ou encosto oscilante Avanços Automáticos São dispositivos mecânicos ou pneumáticos que funcionam com movimentos sincronizados com as prensas utilizadas para estampar. — Placas de choque pisca dis choque pinca de choque AS Placa de Choque Inteiriça Placa de Choque Segmentada Para impedir que a punção penetre no cabeçote, coloc entre a cabeça do punção e o cabeçote do estampo, uma placa de aço temperado com espessura máxima de 5 mm a 8mm. Outra função é a distribuição da pressão da punção. O Material é normalmente utilizado o aço SAE 1045 e levando um tratamento térmico não obrigatório de HRC 45-48, não havendo necessidade de maior dureza para não torná-la quebradiça. Podemos usar também uma única placa com o mesmo dimensionamento (largura e comprimento) do porta punção, por haver um menor tempo de usinabilidade e/ou por motivos de punções com geometrias mais complexas, para isso chamamos de placa de choque inteiriça. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -S1- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Dimensionamento: A placa de choque será empregada sempre que a pressão específica em qualquer punção for superioraP=4 kgfimm?. Recomenda-se analisar o menor punção. Cálculo de Pe (pressão específica): Pe =Fc Acp Onde: Fc= Força que atua no punção (Kgf) Pe = Pressão específica dimensionada para a placa = 4 kgf/mm? Acp= Área da cabeça do punção (mm?) - Punções Tipos e forma de fixação: E Zz Quanto a aresta de corte: O tipo mais utilizado é o retificado em esquadro (1); é o mais barato e sempre usado para corte de chapas com e < 2mm. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -52- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Os punções de O relativamente grande são comumente feitos côncavos ou com fio de corte inclinado (2,3,4,5). O tipo 6 é usado para trabalhos muitos grosseiros ou em forjaria, para corte a quente. Os punções tipo faca (7,8,9) são usados para materiais não metálicos ou fracos, e trabalham sem matriz, usando como base uma placa de borracha ou madeira topo. Verificações dos punções Verificação 1: Resistência à compressão Em geral se o diâmetro da punção for bem superior à espessura da chapa, não há necessidade de se fazer a verificação da resistência de compressão. Para diâmetros próximos a espessura da chapa pode-se utilizar a seguinte regra prática: Para materiais com or < 40 Kgf/ mm2 - dmin=e Para materiais com or > 40 Kgf/mm2 - dmin=1,5e Verificação 2: Flambagem L —- Comprimento livre máximo Onde: E — Módulo de elasticidade (aço 21000 kgf/mm?) J — Menor momento de inércia da seção Fc — Força de corte (kgf) Comprimento dos punções (usual) 50 a 80 mm Alguns Valores de J Jmin = nd” 64 a Jmin = “a 12 h Jmin = b.h? 12 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -53- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO A=at2mm p/ e=45aômm e = espessura da chapa a= largura da tira Dimensionamento da régua em relação ao comprimento Espessura da régua (mm) Comprimento da régua (mm) 8 até 200 10 até 300 12 até 400 Caso esta régua seja temperada e acima de 400 mm de comprimento, é conveniente dividi-la em segmentos para evitar empenamentos durante tratamento térmico. Apoio da tira É uma simples placa fabricada em material comum SAE 1010, fixada com parafuso não sendo necessário colocar pinos. Quanto a usinagem, pode ser feita somente do lado em que a tira do produto seja apoiada. Geralmente tem largura igual ao somatório entre os elementos, régua guia e a largura do produto. A espessura em geral é igual a 8 mm. O comprimento é determinado pelas réguas de guia. Em estampos cujo produto tem espessura fina aplicamos um tipo de apoio formando um túnel, que seria o apoio normal, e uma placa montada na parte superior, dando o intervalo nesta montagem de 2 espessuras mínimas do produto. Placa Guia A placa de guia geralmente é confeccionada de aço SAE 1020 não havendo necessidade de tratamento térmico. Sua espessura deve-se relacionar com o comprimento do punção sendo que, em geral, aplicamos: h= Elm A distância da placa guia á matriz, ou seja, o intervalo (i), depende da espessura da peça e da régua guia como antes já foi observado. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -56- GOVERNO DE Centro Paura Sotza ALsão PAULO Quando cortamos uma peça e não a retalhamos, com o decorrer das operações de corte o retalho tende a enrolar, e para evitar isso venha a interferir no andamento do retalho, aliviamos conforme o indicado. O guia do punção pode ser simplificado utilizando enxertos, quando se tem punções com perfil complexo ou quando se deseja reduzir a área que irá tocar a peça, deixando a parte mais trabalhosa em usinagem para o enxerto. A placa guia normalmente é fixa com o conjunto inferior do estampo e tem a utilidade também de extrair o punção de dentro do furo cortado na operação. Temos também placas iguais á placa guia, somente que são móveis e as denominaremos de sujeitadores prensa-chapas ou ainda de extratores móveis, sendo que escolhemos a denominação conforme a função do elemento. PLACA GUIA PASSAGEM LIVRE PICHAPA | T Re N i | S ; L | RÉGUA BE MATRIZ BASE INFERIOR 1 | Lo | | [] Molas Para se calcular as molas, devemos conhecer a força de extração. Esta força é aquela que tem o objetivo de extrair o punção de dentro do furo cortado, pois, quando furamos uma determinada peça o furo pode prender o punção. Para o entendimento, a extração é determinada com os pontos em que se dará interferência na extração. Então consideremos a força de extração (Fe): O do furo Fe=3a5S%daFcquando-——— = 10 e O do furo Fe =10a20%daFcquando ——— < 10 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -57- GOVERNO DE Centro Paura Sotza SASÃO PAULO Para cálculo do curso de trabalho desta, devemos considerar a “Fe” no ponto exato, onde temos o ponto máximo de penetração do punção na matriz “c” que, geralmente, deixamos com Imm. Também encontramos o ponto máximo de penetração do punção no extrator “b” que também costumamos deixar 1 mm e finalizando temos o ponto onde a força de extração atinge o máximo “a”, neste ponto, as molas devem ter força maior ou igual à força de extração. Portanto, o curso de trabalho “f” das molas será a soma dos respectivos pontos, sendo que no lugar de “a” acrescentamos a espessura da chapa, assim: f=b+c+e A mola ainda deve ser pressionada de 0,5 a 1 mm para que já inicie com uma pré- compressão. Os cálculos devem ser verificados rigorosamente se as molas atingem o curso de trabalho “f” mais a pré-compressão, assim como devem ser observados com o mesmo rigor, se no ponto “a” tiverem força suficiente para extrair a peça. Para determinarmos a capacidade da prensa devemos somar a “Fc” a todas as cargas das molas quando estão totalmente comprimidas e, no final desta somatória, acrescentamos um coeficiente de segurança de 10 a 30%, dependendo da máquina. Por outro lado, podemos adquirir as molas no mercado, pois os fabricantes normalmente nos informam todas as referências, tais como do arame, () da mola, carga que pode suportar, curso, etc., tendo disponível no mercado uma enorme série para ser escolhida de acordo com a situação. Para efeito de conhecimento, temos a seguir as formulas para os cálculos das molas. a r — isa Dus a 4 Mola Quadrada Mola Redonda Mola Retangular p= pm a p— tab. vala? 3.742 16.r o 6. r iz.m.n.P.rê — 64 n.P.rê f= 24. mn. P.orê f= 6. af f= G.d* G.a.b.(a2+b?) q Onde: - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -58- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Cálculo da espessura da parede entre furos D 3-6 6-12 12-20 X 6 10 13 F (ton) 10 15 20 30 50 90 120 E (mm) 16 16 22 28 34 40 46 C (mm) 9-10 12-13 14-15 17-18 21-23 29-30 34-35 C' (mm) 11-12 14-15 17-18 21-22 26-27 36-37 41-42 2a3.em OBS: Para matrizes inteiriças Y (mm) ou encaixadas podemos Z(mm) a .e (e = espessura da chapa em mm) tomar 0,8. em Para os valores de q, vide tabela abaixo: Valores de a: pie 0,2-0,5 0,8-1 1,2-1,5 1,8-2,5 28-35 16 4-10 25-3 17-2 1,2-1,5 0,8-1 30 4-18 3-4 2-8 1,5-1,8 14-1,5 60 6-15 4-5 3-3,5 22-2,6 1,8-2 100 8-20 5-6 4-4,2 3-3,5 2-25 150 10-25 6-7 4,5-5 32-4 28-3 200 15-30 7-8 5-6 38-5 35-4 300 15-35 7,5-9 5,5-6,5 5-6,2 4-4,6 onde: p= perímetro de corte (mm); e = espessura da chapa (mm) Materiais para punções e matrizes Características: Elevada resistência mecânica Dureza elevada após tratamento térmico. Resistência ao desgaste. Resistência ao choque. Boa temperatura e usinabilidade. Indeformabilidade durante o tratamento térmico. Sm EIN — Recomendação de materiais para punção e matriz Tratamento térmico Para o tratamento térmico dos punções e matrizes deve-se consultar o catálogo do fabricante. A dureza dos punções deve ser a princípio na faixa de 56 a 62 HRC após o revenimento. Recomendações de projetos para punção e matriz Para que não haja problemas de concentração de tensões durante e depois do tratamento térmico deve-se seguir as seguintes recomendações : Evitar cantos vivos ou raios de arredondamento muito pequenos. Evitar variações bruscas de secções. Evitar massas com distribuição heterogêneas. Evitar furos cegos, roscas e pinos. Evitar proximidade de furos ocasionando paredes finas. AR - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -61- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO 3 - OPERAÇÕES DE DEFORMAÇÃO 3.1 - Dobra Para operações de dobra em “V” não é recomendada a utilização de prensas excêntricas, pois a força final de dobramento se torna incontrolável e muito perigosa para a máquina. A operação de dobra em “V” pode ser considerada em dois estágios: O primeiro corresponde ao dobramento de uma viga sobre dois apoios devido a flexão e o segundo corresponde a força de compressão suportada pela matriz e que garante a eficiência da dobra. Estágio ]; Flexão Estágio 2: Compressão A - Cálculo da força de dobramento. Onde: P = força de dobramento. la = abertura da matriz. Ib = comprimento da dobra. € = espessura da chapa. Gd = tensão de dobra. €) = módulo de resistência. O=y=bes/2=b.e y e/2 6 sendo: - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -62- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Substituindo temos: Devido a dificuldade de se obter o valor correto de Gd, costuma-se trabalhar com Or (tensão de ruptura). Nota: Segundo Schuler e Cincinati; 6d =2.Or, isto é, a tensão de dobra é o dobro da tensão de ruptura à tração, porém para dobras a 90º com la /e < 10 não se aplica esta definição. I- Caso Se a ferramenta é como a figura do caso 2 (compressão), a força de dobra é dada por: P=2.Ib.e2.2.6r Or = tensão de ruptura (kgf/mm?) 3 la e = espessura da chapa (mm) la = abertura da matriz (mm) lb = comprimento da dobra(mm) I- Exemplo Qual é a força necessária para dobrar em ângulo reto uma tira de Im de comprimento, espessura de 3mm, Gr = 40 kgf/mm? e a abertura "V" = S0mm. Dados: Ib = 1000mm la= 50mm Or = 40 kgf/mm? Gd=2.6r=2.40=80 kgf/mm? Resolução: P=2.Ib.e.2.6r = 3 la P=2.1000.32.2 .40 = 9600 kgf 3 50 Abertura da matriz da dobra A força necessária para efetuar dobras em ângulos retos, em presas depende de: a- espessura e natureza do material b-raio de curvatura e largura do “V” de apoio. A força de dobra é inversamente proporcional ao raio de curvatura e a largura de abertura do V”. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -63- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO É =k(1+0.5€) — 0.5€ = 0.85(5+0.5 x 2)- 0.5 x 2=4,1 mm q =ka. = 0.85 x 90=76,5º = 76º 30º Observações: Na dobra de perfis em “U”,os punções são executados com fundo levemente côncavo, para compensar a ação elástica do material que tende a abrir o ângulo da dobra. Devido a impossibilidade de previsões exatas dos punções e matrizes das ferramentas de dobra serão temperados somente depois de acertados os ângulos e os raios de curvatura. O acerto é feito por tentativas, isto é, estampando algumas peças com a ferramenta ainda não temperada e retificada. Nas ferramentas em “V”, a ação elástica do material é vencida, quebrando o “nervo” do material com uma pancada a fundo na zona de deformação do material. O punção será rebaixado conforme o desenho. | ndo | | | | | SN Nas ferramentas em “V”, além do artifício citado, podemos recorrer à diminuição de a. ou de r. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -66- GOVERNO DE Centro Paura Sotza SASÃO PAULO D - Cálculo do comprimento desenvolvido. A camada de material que na dobra não sofre deformações de recalque ou de estiramento é chamada de Linha Neutra (L.N.). Lina Neutra No dobramento, devido aos materiais se deformarem mais a tração do que a compressão, a Linha Neutra em geral não coincide com o centro (de gravidade geométrica) da secção da peç: Em geral quando a relação r/e for maior que 4 a L.N. coincide com a linha dos centros de gravidade da secção. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -67- Centro Paura Sotza GOVERNO DE 2 PAULO L=a+b+m(r+e xK) B. 180º Valores de K (Função da Relação r/e) rle >0,5 > 0,65 >1 15 >2,4 >4 K 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 EXERCÍCIOS: 1- Calcule o comprimento total desenvolvido (Lt), da peça abaixo: - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -68- joo R16 Ri5 GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Força de dobramento com utilização de pisadores ou sujeitadores |P Força do pisador ou sujeitador = 25% da força para dobramento. EXERCÍCIO: 1 - Calcular a força necessária para dobrar em 'u", | m de chapa de aço com Or = 40kgf/mm? e espessura € = 3mm+/-0,1; em ferramentas de dobrar tipo matriz e punção. a) Calcular sem planificação de fundo. b) Calcular com planificação no fundo. c) Calcular com prensa-chapa - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -7- GOVERNO DE Cexrro Pauta Sotza PAULO Tensão de Dobra 0d=20 e= Espessura da chapa Gr = Tensão de ruptura a tração. IT. Caso Se a ferramenta é como a figura abaixo Exemplo: Para dobrar uma cantoneira de aço com Gr = 40Kgf/mm?, Im de comprimento e 3mm de espessura, é necessária a fora de: Fd= 1 .Gd.eb== 1 .2.40.3. 1000 = 1000 =40.000Kg 6 6 Força de dobra para de aço com Or = 40Kgf/mm? Gd = 20r 80 Kgf/mm? Fd=Od be =80 be =13,33be 6 6 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -72- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Exemplo Para dobrar uma tira de aço com Or= 40Kgf/mm? B=50mm, e = 4,5mm é preciso uma força Fd = 3000 Kg. II- Caso Para dobras bilaterais o cálculo é análogo ao caso I isto é: Fd=2. 1 ..0d.e.b 6 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -73- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO "Compressão e | Compressão Na operação de repuxo praticamente a espessura da peça se mantém igual a do Blanque. A - Cálculo do Diâmetro do BLANQUE Peças com formas de corpos de revolução, o blanque pode ser calculado de duas formas: pelo processo de igualdade das áreas ou pelo método do baricentro do perímetro. Exemplo: Calcular o diâmetro do blanque para a peça da página abaixo: Processo pela igualdade das áreas. SO Sb has edp Loo Ou seja Sbianque = E Seírculo + Seilindro T.D=m.di.h+m.d'? 4 4 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -76- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO T.D=47.di.h+m.d? 4 4 D=4di.hi+d? O D="adichi+d? O D="4.100.50+ 1002 D="30000 D D=173,205mm ou ainda: S=T.di.hi+m.d?2D S=7.100.50+7 .1002 4 4 S = 15707,96 + 7853,98 S=23561,94 como S= xD? 4 então temos: T.D=23561,94 OD n.D2= 4.23561,94 4 D=4.2356194 O D?=30000 x D = 30000 = 173,205mm - Método do Baricentro do Perímetro (Processo Analítico) Calculo pelo centro de gravidade das figuras: 37 Ê co o [A zeceengecara BIDO | cLe2> T.D=27.Ri.L1+27.R2.12 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -77- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO 4 T.D2=4.27 (Ri.Li+R2.12) D=8(ERi.Li) D= V8(CRi.Li) O D= 8(50.50+25.50) D= v30000 ==>D = 173,205mm Este processo é o mais utilizado pois pode utilizar a fórmula D = N8 (E Ri. Li), para qualquer que seja o repuxo que quisermos determinar o diâmetro do blanque. A sequência do calculo é: 1º- Dividir o repuxo em figuras regulares como cilindros, discos, anéis, etc. 2º- Determinar o C.G de cada figura e a distância destes até o centro da peça (Ri) 3º- Determinar o comprimento desenvolvido de cada parte na seção mostrada (Li) 4º- Aplicar a fórmula: R=27.R.mxbEli B - Repuxo em vários estágios Peças com grandes profundidades de repuxo devem ser repuxados em várias operações: O número das operações depende da profundidade de repuxo e das características de estampabilidade do material da chapa. Coeficiente de repuxo - O coeficiente de repuxo fornece a menor relação entre o diâmetro do punção e o diâmetro do blanque (ainda peça intermediária) em função do material da chapa. m< di (m = coeficiente para 1º operação) D m< dn (m:= coeficiente para demais operações) dn-1 Material m mi Aço para repuxo 0,60 — 0,65 0,80 Aço para repuxo profundo 0,55 — 0,60 0,75 — 0,80 Aço para carroceria 0,52 - 0,58 0,75 — 0,80 Aço Inoxidável 0,50 — 0,55 0,80 0,85 Cobre 0,55 — 0,60 0,85 Latão 0,50 — 0,55 0,75 —- 0,80 Alumínio Mole 0,53 — 0,60 0,8 Duralumínio 0,55 — 0,60 0,9 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -78- GOVERNO DE Crxrro Paura Sotza PAULO Exemplo 2: mo r z Material — Latão 0,5m 0,8m1 a en 1 7 1- Determinar o blanque. (dois processos) 2- Calcular o número de operações e como são feitas. Obs: Deixar 5% de sobremetal no blanque para usinagem posterior da altura.(arredondar % para o nº inteiro mais próximo para mais ou para menos) Resolução: 1- Cálculo do blanque Sl=z.dl.hl 3 Sl=7.52.48 =7841,41 S2=27.2+MT.r.d onde d=50-(2.2)=46 2 S2=21.32+72.3.46 =56,54+681 = 737,54 2 S3=7.& 5 S3=7.4602=1661,85 - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -81- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO 4 4 Speça = 7841,41 + 737,54 + 1661,85 = 10240,85 Sblanque = Speça m.D2=10240,85 c3.D2=4.10240,85 B; = 40963,4 [o 13039,05 4 z D=114,/8mm Pelo processo analítico: CG (raio) = 0,635 .3 = 1,9 mm Perímetro = 27.1/4=27.3=47] mm D=V8(ERi. Li) am : Fa Lag E D= 8 (26.48+24,9.4,71+11,5.23) D=114,18 mm Da= 1,05. 114,18 = 120mm di >120.0,5 = 60mm d2 > 120.0,8 = 48mm D d2=50mm Exercício: 1- Determinar o diâmetro do blanque. 2- Determinar o número e como serão as operações. 2100 Ir Material - Aço + ê Inoxidável E 0,55m Ea 0,85mi & jr rara aq - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -82- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO 3.3 Etapas do Repuxo 1- Análise do Produto 2- Desenvolvimento do Blanque 3- Número de Estágios necessários 4- Força de Repuxo 5- Sujeitadores 6- Extratores 7- Punções e Matrizes / Folga 8- Componentes do Primeiro Repuxo 9- Componentes dos demais Repuxos / Localizadores 10- Guias Flutuantes A - ANÁLISE DO PRODUTO r o desenho do Produto com relação à: Dimensões, proporção com a e: - Tolerân: Definem a precis - Geometria: Permite uma previsão do processo interno da ferramenta e definição do número de estágios necessários. sura, posição geométrica. B- DIÂMETRO DO DISCO Uma das maneiras mais precisas de se calcular o diâmetro do Disco de Blanque, para peças de repuxo cilindrico, é o método do volume. Temos abaixo algumas formulas mais usuais para o cálculo manual: Figura 1 D=VdP+4d [h+0,37(R+9] - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -83- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO E - SUJEITADORES O sujeitador é utilizado principalmente no primeiro estágio do repuxo, para manter uma pressão específica sobre o blanque, evitando assim o enrugamento da chapa do blanque a ser repuxado durante a operação. O enrugamento ocorrerá se a pressão de sujeição não for suficiente para manter a chapa apoiada na matriz. Por outro lado se a pressão for excessiva ocorrerá o estiramento do material, pois a chapa terá dificuldade para “Escorregar” para dentro da matriz. Evidentemente a superfície do sujeitador que entra em contato com a chapa deverá ser devidamente polida e o material tratado termicamente para este fim. Cálculo da força de sujeição: P=F/A => Fyj=P.A Onde: Fsj = Força de sujeição P = Pressão específica = 0,1 a 0,2 Kgf/mm? A = Área de contato entre o sujeitador e o blanque. Obs.: Para ferramentas de baixa precisão ou aplicação grosseira usa-se de maneira genérica: Fsj=0,3.Fr onde: Fr = Força de repuxo F - EXTRATORES Os extratores têm a função de retirar o produto de dentro das matrizes e/ou dos punções. Genericamente usa-se: Fex=0,1.F onde: F = Força da operação (corte, repuxo, etc.) G - FOLGA ENTRE PUNÇÕES E MATRIZES A folga necessária entre punção e matriz para repuxo deve levar em conta a espessura da chapa a ser repuxada, mas tem uma pequena variação para chapas finas, até aproximadamente 1,5mm e as de maior espessura: p/ chapas finas: Fpm=e p/ chapas grossas Fpm=e+t+ 20% tol máx. onde: Fpm = Folga entre punção e matriz e = Espessura da chapa a ser repuxada t= Tolerância da espessura da chapa 20% tol máx. = 20% da tolerância máxima da chapa Exemplo: Para uma chapa com espessura de Smm com tol. +0,2: Fpm=5 + 0,2+ 0,04 =5,24mm - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -86- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO H —- COMPONENTES DO PRIMEIRO REPUXO Lista de componentes essenciais para o primeiro repuxo. Em ferramentas progressivas podem ser necessários outros componentes adicionais. - Punção - Matriz - Localizador (para o blanque) - Sujeitador - Extrator Inferior (Matriz) - Extrator Superior (Punção) - Porta — Punção - Porta — Matriz - Base superior e inferior e colunas, buchas de guia, etc., se ferramenta individual I- COMPONENTES DOS DEMAIS ESTÁGIOS DE REPUXO A lista é muito semelhante à anterior, com pequenas diferenças citadas abaixo: - O localizador para o blanque e o sujeitador serão substituídos por um Posicionador, que terá a função de penetrar na peça já repuxada na operação anterior para posicioná-la com precisão em relação à matriz. Uma deficiência neste posicionamento pode ocasionar um repuxo descentralizado em relação ao anterior causando imediatamente uma variação na altura e na espessura da peça, devido ao escoamento irregular do material para dentro da matriz. Este item será estudado posteriormente em detalhes, pois além desta função, também tem a finalidade de extrair a peça do punção após o repuxo. J- GUIAS FLUTUANTES As guias flutuantes são um recurso muito usado em ferramentas progressivas que envolvem repuxo, pois se a fita não for elevada após a operação de repuxo, não há como transportá-la para o próximo estágio. Em todos os itens aqui estudados estamos considerando um sistema convencional de repuxo, Existem máquinas especiais, do tipo “Transfer”, por exemplo, que são desenvolvidas especialmente para repuxar peça e trabalha em alguns casos com “Repuxo Invertido”, ou seja, as matrizes estão na parte superior do estampo e os punções na parte inferior. Nestas máquinas o transporte das peças para o próximo estágio são feitos por um sistema de transporte exclusivo; daí o nome “Transfer”. K - Escolha da Prensa — Força Total Como fator de segurança recomenda-se acrescentar 20% à Força total da operação, para escolha da máquina necessária, que é dada por: Ft= (Fr +Fsj +Fex)*1,2 onde: Ft = Força total da operação (ou do estágio) Fr = Força para Repuxo Fsj = Força para Sujeição Fex = Força de Extração 1,2 = Fator de segurança - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -87- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO A força de repuxo pode oscilar devido a variações no sistema de lubrificação das chapas, polimento dos punções e matrizes, variações de dureza e propriedades mecânicas da chapa ao longo da bobina, Temperatura da máquina, etc. Os métodos mais comuns de lubrificação de fitas para repuxo são: - Óleos minerais ou vegetais - Graxas - Sabão Também é comum em produções seriadas a aplicação de uma camada de fosfato na face da fita que entrará em contato com a matriz. Esta camada associada à lubrificação reduz bastante o atrito, facilitando o repuxo. Os repuxos realizados com deficiência de lubrificação alem de causar um acréscimo da força necessária para a operação, acarreta também um fenômeno chamado “Estiramento”, que é a redução da espessura da chapa, de maneira irregular. Este estiramento deforma o material aumentando a altura da peça ou reduzindo a quantidade de material que deveria escoar para dentro da matriz, comprometendo desta forma a geometria final do produto. Além disso, causa uma fragilidade estrutural no material, podendo causar trincas e até, em casos mais drásticos, a ruptura do fundo da peça, pois o estiramento normalmente se torna mais acentuado na região dos raios. 4- FERRAMENTAS DIVERSAS Esta denominação necessita de certa lógica para evitar confusões. Se a ferramenta efetua várias operações, poderá ser útil mencionar cada uma delas, indicando eventualmente a ordem na qual irão ser efetuadas. 4.1- Classificações das Ferramentas Podem ser classificadas as ferramentas, inicialmente, pelas operações que efetuam; temos assim: a) Ferramentas de corte; b) Ferramentas para deformação; c) Ferramentas de embutir ou repuxar; Em outros casos as ferramentas podem combinar várias operações, temos assim: d) Ferramentas combinadas. Classificação: a) Ferramentas de corte Estas ferramentas podem ser classificadas pelo tipo de trabalho: - ferramenta de corte simples; - ferramenta de corte progressivo; - ferramenta de corte total. Pelas formas da ferramenta: - ferramenta de corte; aberta (para corte simples); - ferramenta de corte coberta ou com placa-guia (para corte simples ou progressivo); - ferramenta de corte com colunas (para corte simples, progressivo ou total); - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -88- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO 1 ] +, di || Buchas Guias e Mola nn O O - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -91- Colunas GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO 5- EQUIPAMENTOS 5.1 - Prensas No trabalho dos metais em chapas, as máquinas usadas são denominadas “PRENSAS”. A classificação destas máquinas é feita observando o funcionamento e os movimentos. Em 1º lugar se distinguem: 1- s de dupla ação, ou seja, com dois movimentos; 3- Prensas de tripla ação. Citaremos somente a de simples ação. Neste tipo de prensa é possível diferenciar: 1 — pela sua função: a) prensas para cortar e embutir; b) prensas para dobrar e puncionar c) prensas de forja. 2 — pelo seu comando: a) prensa de balancim manual; Trabalho de corte, dobra, embutição ou estampagem que não precisam grandes esforços. b) prensa de fricção; Trabalho de forja, estampagem e dobra. c) prensa de excêntricos; (mais usual) Trabalho de corte, dobra, embutição ou estampagem de diversos esforços. d) prensa de virabrequim; Trabalho de corte, dobra, embutição ou estampagem, mas que constitui um virabrequim. e) prensa de rótula. Trabalho de corte, dobra, embutição ou estampagem, com diferente acionamento do cabeçote. A - Características das Prensas Para definir uma prensa devem ser indicada: - tipo; - força máxima em toneladas e trabalho; - percursos; - distância entre mesa e cabeçote; do motor; características que se seguem: Ademais, o fabricante deve definir sempre as dimensões das fundações previstas para instalação da máquina. Prensas Mecânicas: Para prensas de pequena e média potência, pode ser executado em ferro fundido, aço fundido ou em chapas de aço soldadas. Esta armação aberta por três lados, permite a passagem lateral da fita. Possuem mancais na parte superior, guias verticais e uma mesa para fixação das ferramentas. Os principais tipos são: balancim, fricção, excêntrica, virabrequim, rótula. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -92- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Prensas Hidráulicas: estas se diferenciam somente das precedentes pelo comando do cabeçote. São de uma ou várias colunas e a armação é de ferro fundido ou de chapas de aço soldadas. A vantagem destas prensas reside na facilidade existente para se regular a pressão do óleo, o que permite utilizar somente a força necessária e que esta seja controlada. B - Escolha da Prensa Conveniente Para se escolher uma prensa para uma determinada operação, devemos conhecer as características das prensas de que dispõe. Para um trabalho a se realizar devem ser determinados: 1 - a força (em toneladas) necessária; 2-0 trabalho (em quilogrâmetros) necessário; 3 - as dimensões da ferramenta; 4-o percurso necessário; 5 - o modo pelo qual se deve trabalhar (golpe a golpe ou em continuação). Estas especificações vão tomar a escolha mais fácil. A primeira permite que se determine a força exigida da prensa. A segunda fixa a escolha entre uma prensa de comando direto ou com aparelhos. A terceira permite assegurar a possibilidade de montagem das ferramentas. Para a escolha de uma prensa, deve-se evidentemente ter em conta o tipo de trabalho a ser executado. Os trabalhos de corte podem ser realizados em todos os tipos de prensas de simples efeito. As dobras deverão ser efetuadas em prensas excêntricas, prensas de fricção, ou em prensas especiais para dobrar. A escolha é mais delicada para trabalhos de embutição. As prensas de duplo efeito, com mesa móvel, deverão ser utilizadas para trabalhos embutição cilíndrica profunda em chapas finas. As prensas hidráulicas permitem grandes pressões a grandes profundidades. As prensas de simples efeito, providas de almofada pneumática, podem ser utilizadas como prensas de embutir. Estas prensas permitem exercer grandes pressões de deformação e maior produção. € - Dispositivos de Proteção o máquinas perigosas para as mãos dos operadores, por esta razão são empregados diversos disp s para que se aumente a segurança, no trabalho. Uma das mais simples é que se obrigue a utilizar as duas mãos para o comando, o que evita que o operário deixe uma das mãos debaixo do cabeçote (bi-manual). Nas grandes prensas, manejadas por vários operadores, dispositivos elétricos no comando obrigam-lhes a utilizar as mãos na manobra. Algumas prensas têm uma pantalha protetora, a qual deve ser descida, a fim de acionar a máquina. Este movimento força o operário a retirar as mãos da zona perigosa. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -93- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Dobradeira Amada FBD 3 — 8025NT Dobrando uma chapa Peça Dobrada Este modelo é um marco no sistema de dobramento automático completamente diferente em conceito de qualquer sistema convencional. Possui programação simplificada e permite o sistema de conferência no perfil da parte fabricada como também qualquer interface. Também podem ser executadas modificações de usuário para o programa antes de processar. O sistema é projetado para prover dobramento para cima e para baixo de 180 a 45 graus. Ele processa produtos novos sem perda de tempo pela organização de operações. Considerando que não requer nenhum óleo hidráulico, o este mantém um ambiente de trabalho limpo. Com automatização Integrada, é desenvolvido para aumentar produtividade idealmente enquanto reduzindo custos em uma variedade de loja que processa métodos. O sistema também pode ser ampliado e pode ser integrado com outro equipamento do mesmo fabricante. 5.7 - Automação em Prensas Desbobinador À Endireitador Prensa ] Sistema de Automação projetada por Stampco-Setrema Neste sistema de automação acima, consiste três equipamentos: - Desbobinador - Endireitador - Prensa Hidráulica (descrito no item 3.1) A - Desbobinador para Fitas Destinados ao processamento de materiais em rolos / bobinas. Podem ser fornecido com mandril único ou duplo, eixo com ponta lisa para carretéis ou base giratória para desenrolamento direto de “pallets”. - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -96- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO Desbobinador c/Mandril Único Desbobinador c/ Mandril Duplo Características técnicas * Expansão do diâmetro manualmente acionada * Suportes laterais para sustentação e guiamento do material * Freio de inércia para controle do desbobinamento (modelo sem motorização) * Acionamento por motorredutor (modelo com acionamento) * Velocidade variável por inversor de freguência * Seletor para reversão do sentido de rotação * Sensor eletrônico para controle de laço - “looping” (modelo com acionamento) Acessórios opcionais * Braço pneumático com rolo pressor * Freio de inércia de atuação pneumática * Controlador de laço por ultrasom ou sensores fotoelétricos * Expansão hidráulica do mandril * Carro transportador / elevador de bobinas * Telas de proteção conforme PPRPS * Rolos cônicos para guiamento lateral do material B - Endireitadores para Fitas São destinados ao processamento de materiais contínuos em fitas. Podem ser fornecidos em conjunto com desbobinadores em gabinete único (montagem compacta). Endireitadora c/ Abertura Manual Endireitadora c/ Abertura Hidráulica Características técnicas * Rolos puxadores para tracionamento do material * Regulagem da pressão dos rolos tracionadores por molas * Número de rolos endireitadores: (05) cinco ou (07) sete * Ajuste individual da posição dos rolos endireitadores superiores - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -97- GOVERNO DE Centro Paura Sotza PAULO * Comando por inversor de fregiiência * Sensor eletrônico para controle do laço (“looping”) * Seletor no painel para modo de operação “Automática / Manual” * Guia fita na entrada / cesto de rolos na saída do material Acessórios opcionais * Abertura manual ou hidráulica do cabeçote endireitador (introdução da ponta) * Controlador de laço por ultrasom ou sensores fotoelétricos * Abertura pneumática para os rolos tracionadores * Mesa articulada para introdução da ponta da bobina * Rolo pré-endireitador para preparação - Fatec - So - Tecnologia de estampagem - -98-