Processo de Conformação Mecânica Apostila 08

Processo de

Conformação Mecânica

Apostila 08

Processo de

Conformação Mecânica

Citação

Processo de Conformação Mecânica – Prof. Eng. Carlos Pestana

Estampagem

Estampagemé um processo de conformação mecânica, geralmente a frio, que engloba um conjunto de operações de corte, dobra e repuxo.

Por meio dessas operações, a chapa plana é submetida a transformações que a fazem adquirir uma nova forma geométrica. Por causa da propriedade da plasticidade.

Operações de estampagem são:• corte• dobramento• estampagem profunda (ou "repuxo")

Materiais de uso mais comum na estampagem são:• Ligas de aço de baixo carbono• Aços inoxidáveis• Ligas alumínio-manganês• Ligas a alumínio-magnésio • Ligas de latão 70-30 (70% de cobre e 30% de zinco)• Possuem melhores índices de estampabilidade entre os materiais metálicos

Encruamento do MaterialTrabalho a Frio (%)

Qualidade da Estampagem

Avaliação da qualidade são: • A composição química• As propriedades mecânicas• As especificações dimensionais• Acabamento• Aparência da superfície.

A composição química deve ser controlada no processo de fabricação através da segregação de elementos químicos, que causa o comportamento irregular do material.

As propriedades mecânicas, como dureza e resistência à tração, juntamente com a composição química, são fornecidos nas especificações dos materiais, solicitado ao fabricantes das chapas e padronizados através de normas.

As especificações das dimensões para o aproveitamento no corte do material, reduzindo sobras e retalhos que não podem ser aproveitados.

Estampo - Nomenclatura

Seleção da Prensa

Operações são realizadas por:• Prensas mecânicas• Prensas hidráulicas• Dispositivos de alimentação

automática das chapas.

Seleção de uma prensa depende:• Formato• Tamanho• Quantidade de peças • Tipo de ferramental

• Prensas mecânicas são usadas no corte, dobramento e estampagem rasa• Prensas hidráulicas são mais usadas na estampagem profunda.

Seleção da Prensa

Prensas mecânicas são usadas no corte, dobramento e estampagem rasa

Quando o dispositivo de comando é acionado, um sistema mecânico movimenta um pino em forma de “L”, puxando uma mola que faz com que a chaveta rotativa seja acoplada à bucha de engate, transmitindo o movimento de rotação ao conjunto eixo/bucha excêntrica. Esse movimento é transformado em linear pela biela, que possibilita a descida e a subida do martelo (FIERGS, 2006).

Ferramentas de Estampagem

Estampos que se constituem de um punção (ou macho) e uma matriz.

Classificadas de acordo com o tipo de operação:• ferramentas para corte• ferramentas para dobramento• ferramentas para estampagem profunda

Punção é preso na parte superior que executa os movimentos de subida e descida.

Matriz é presa na parte inferior constituída por uma mesa fixa.

Ferramental deve ser:• Resistente ao desgaste• Resistente ao choque e à deformação• Ter usinabilidade e grande dureza.

Fio de corte da ferramenta é importante e seu desgaste, com o uso, provoca rebarbas e contornos pouco definidos das peças cortadas.

Corte de Chapa

Corte é a operação de cisalhamento deum material na qual uma ferramentaou punção de corte é forçada contrauma matriz por intermédio da pressãoexercida por uma prensa.

Punção desce, ocorre o cisalhamentodo material através da abertura damatriz.

Dica tecnológicaA espessura da chapa deve ser igual ou menor que o diâmetro do punção.

O corte está relacionada com a espessura, a dureza e o tipo de material da chapa.

Folga da Punção/Matriz:• Para o aço, de 5 a 8% da espessura da chapa • Para o latão, ela fica entre 4 e 8%• Para o cobre, entre 6 e 10%• Para o alumínio, em torno de 3% e para o duralumínio, entre 7 e 8%.

Estampo de Corte - Nomenclatura

Estampo - Nomenclatura

Estampagem

Tirar rebarbas é necessário para melhorar o acabamento, devido a superfície de aparência “rasgada” que sempre apresenta no corte.

Folga em Função da Espessura

Estampagem

Cortar papel, borracha e materiais não-metálicos com um punção de ângulo vivo.

Material fica apoiado sobre uma base sólida de madeira ou outro material próprio.

Dobramento e Curvamento

Dobramento é conformada com o auxílio de estampos de dobramento, onde o material é colocado entre o punção e a matriz.

Material sofre deformações:• Tração no lado externo, o metal se alonga e há

uma redução de espessura. • Compressão lado interno

Por causa da elasticidade do material, sempre há um pequeno retorno para um ângulo menor que o inicial, embora a chapa tenha sido dobrada no seu limite plástico.

Por causa disso, quando se constrói o estampo, deve considerar esse retorno e prever um ângulo levemente superior ao desejado.

Fases de Dobramentos

Uma ou várias fases:

Variados formatos com as seguintes operações:

Ferramenta de Dobra- Nomenclatura

Diferentes Tipos de Dobras

Prensa Viradeira

Diferentes Tipos de Dobras

Ferramenta e sua Fixação

Parâmetros de Dobramento e Estampo

Materiais das Ferramentas de Dobra

Assista o vídeo Dobramento:http://www.youtube.com/watch?v=F9Pj-VnYM34

As ferramentas para prensas dobradeiras são produzidas nos aços C45 (SAE 1045) ou 42CrMo4 (SAE 4140), exatamente os materiais utilizados por empresas da Europa e América do Norte.

Esses materiais proporcionam muito mais resistência à absorção de impactos e às pressões excessivas com possibilidade de recuperação e diminuição de riscos de acidentes.

Previamente à usinagem, as ferramentas passam por um processo de alívio de tensões, evitando assim, deformações originadas no trabalho do material.O Tratamento Térmico é opcional.

50 e 54 HRC é a dureza atingida pelas ferramentas temperadas.

Curvamento por Prensas

Cálculo do Desenvolvimento da Peça

Raio mínimo na dobra.A observação do raio mínimo na dobra interna é fundamental para a operação de dobramento.

De acordo com a característica e espessura do material, deve ser escolhido o raio para o punção e para a matriz.

Na falta de valores específicos (DIN 9635), podemos usar os seguintes valores:

Material Raio = (variação em relação ao encruamento) X espessuraAço r = (1 a 3)eCobre r = (0,8 a 1,2)eLatão r = (1 a 1,8)eZinco r = (1 a 2)eAlumínio r = (0,8 a 1)eLigas de Alumínio r = (0,9 a 3) e


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.).

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 peça.



L = 25 + (r’ + (e . K) / 2 ) ab / 180 + 20 + (r” + (e . K) / 2 ) cd / 180 + 30

r’ / e = 10 / 8 = 1,25 ► K = 0,7 |||| r” / e = 14 / 8 = 1,75 ► K = 0,8

L = 25 + (10 + (8 . 0,7) / 2 ) 45 / 180 + 20 + (14 + (8 . 0,8) / 2 ) 45 / 180 + 30

L = 25 + (10 + 2,8) 0,25 + 20 + (14 + 3,2) 0,25 + 30

L = 25 + 10,05 + 20 + 13,51 + 30 L = 98,56 mm


http://www.youtube.com/watch?v=F9Pj-VnYM34

Ferramenta de Repuxo - Nomenclatura

32

Calandragem de Chapa

Repuxamento

Aplicações:

Cilindros e Vasos de Pressão Sem Costura

Rebordeamento de Tampos

• ADINIZ, A.E.. Tecnologia da Usinagem dos Materiais, São Paulo: Editora ARTLIBER, 2001.

• CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia Mecânica. São Paulo: Ed., 1986.

• FERRAREZI, D. Usinagem dos metais, São Paulo: Edgar Blücher, 2000.

• MACHADO, A. Usinagem dos metais (U.F.U) Universidade Federal de Uberlândia, 1994.

• STOETERAU, R.L.. Fundamentos dos Processos de Usinagem. Escola Politécnica da Universidade de São Paulo. Apostila, 2008.

• STEMMER, Caspar Erich. Ferramentas de Corte I. 6.ed. Florianópolis: Editora da UFSC, 2005.

• BESKOW, A.B.. Processos de Usinagem I. Campos de Erechim, 2008.

• MARCONDES, F. C.. História do metal duro. Sandvik do Brasil. 1984.

• TSCHIPTSCHIN, A.P.. PMT-5783. Discordâncias, mecanismos de deformação plástica e mecanismos de endurecimento. Politécnica da USP – Ciências dos Materiais, São Paulo, 2014.

Referências Bibliográficas

35Processo de Conformação – Prof. Eng. Carlos Pestana

Obrigado!

Prof. Carlos César PESTANA

[email protected]

36

mailto:[email protected]

Processo de Conformação Mecânica Apostila 08

Documents