Aula 08 - Ensaio de Embutimento

8/3/2019 Aula 08 - Ensaio de Embutimento

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Prof. Brenno Ferreira de Souza Engenheiro Metalrgico

Introduo

na estamparia que o ensaio deembutimento encontra sua principalaplicao. E voc sabe por qu?

fcil encontrar resposta a esta pergunta:basta observar alguns objetos de uso dirio,como uma panela, a lataria dos automveis e

outras tantas peas produzidas a partir dechapas metlicas, por processos deestampagem.

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Introduo

A estampagem o processo de converter finaschapas metlicas em peas ou produtos, semfratura ou concentrao de microtrincas.

As chapas utilizadas neste processo devem serbastante dcteis.

Nesta aula, voc ficar sabendo como feito oensaio de embutimento em chapas, para avaliar

sua adequao operao de estampagem. E conhecer os dois principais mtodos de ensaio

de embutimento.

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Ductilidade de Chapas

A operao deestampagem envolvedois tipos dedeformaes: o estiramento, que o

afinamento da chapa, e a estampagem

propriamente dita, que

consiste noarrastamento da chapapara dentro dacavidade da matriz pormeio de um puno.

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Na operao deestampagem, achapa fica presa

por um sujeitadorque serve comoguia para o

arrastamento.

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A ductilidade a caracterstica bsica para que oproduto possa ser estampado. E j estudamos diversos ensaios que podem avaliar

esta caracterstica - trao, compresso, dobramento,etc.

Ento, por que fazer um ensaio especfico para avaliar aductilidade?

Existe uma razo para isso: uma chapa pode apresentardiversas pequenas heterogeneidades, que no

afetariam o resultado de ductilidade obtido no ensaiode trao. Mas, ao ser deformada a frio, a chapa pode apresentar

pequenas trincas em conseqncia dessasheterogeneidades.

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Alm de trincas, uma pea estampada podeapresentar diversos outros problemas, comoenrugamento, distoro, textura superficial

rugosa, fazendo lembrar uma casca de laranjaetc.

A ocorrncia destes problemas est relacionadacom a matria - prima utilizada.

Nenhum dos ensaios que estudamosanteriormente fornece todas as informaessobre a chapa, necessrias para que se possaprever estes problemas.

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O Ensaio de Embutimento

Para evitar surpresas indesejveis, como sdescobrir que a chapa inadequada ao processode estampagem aps a produo da pea, foidesenvolvido o ensaio de embutimento.

Este ensaio reproduz, em condies controladas,a estampagem de uma cavidade previamenteestabelecida.

Os ensaios de embutimento permitem deformaro material quase nas mesmas condies obtidasna operao de produo propriamente dita, sque de maneira controlada, para minimizar avariao nos resultados.

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Existem ensaios padronizados para avaliar acapacidade de estampagem de chapas.

Os mais usados so os ensaios de embutimento

Erichsen e Olsen, que voc vai estudardetalhadamente depois de adquirir uma visogeral sobre a realizao dos ensaios deembutimento.

Esses ensaios so qualitativos e, por essa razo,os resultados obtidos constituem apenas umaindicao do comportamento que o materialapresentar durante o processo de fabricao.

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O Equipamento

Os ensaios de embutimento sorealizados por meio dedispositivos acoplados a umequipamento que transmite

fora. Podem ser feitos na j

conhecida mquina universalde ensaios, adaptada com os

dispositivos prprios, ou numamquina especfica para esteensaio, como a mostrada aolado:

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A chapa a ser ensaiada presa entre uma matriz e um anelde fixao, que tem por finalidade impedir que o materialdeslize para dentro da matriz.

Depois que a chapa fixada, um puno aplica uma cargaque fora a chapa a se abaular at que a ruptura acontea.

Um relgio medidor de curso, graduado em dcimos demilmetro, fornece a medida da penetrao do puno nachapa.

O resultado do ensaio a medida da profundidade do copo

formado pelo puno no momento da ruptura. Alm disso, o exame da superfcie externa da chapa

permite verificar se ela perfeita ou se ficou rugosa devido granulao, por ter sido usado um material inadequado.

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O Ensaio Erichsen

No caso do ensaio de embutimento Erichsen opuno tem cabea esfrica de 20mm de dimetro ea carga aplicada no anel de fixao que prende achapa de cerca de 1.000 kgf.

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O Ensaio Erichsen

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O Ensaio Erichsen

O atrito entre o puno e a chapa poderia afetar oresultado do ensaio.

Por isso, o puno deve ser lubrificado com graxagrafitada, de composio determinada em norma

tcnica, para que o nvel de lubrificao seja sempre omesmo. O momento em que ocorre a ruptura pode ser

acompanhado a olho nu ou pelo estalo caractersticode ruptura.

Se a mquina for dotada de um dinammetro quemea a fora aplicada, pode-se determinar o final doensaio pela queda brusca da carga que ocorre nomomento da ruptura.

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O Ensaio Erichsen

A altura h do copo o ndice Erichsen deembutimento.

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O Ensaio Erichsen

Existem diversas especificaes de chapas paraconformao a frio, que estabelecem um valor mnimo parao ndice Erichsen, de acordo com a espessura da chapa oude acordo com o tipo de estampagem para o qual a chapafoi produzida (mdia, profunda ou extraprofunda).

A NBR 5915: Chapas finas a frio de ao-carbono paraestampagem, utiliza o ndice de embutimento Erichsen comuma das propriedades para especificar o grau deestampagem das chapas: EM, para estampagem moderada; EP, para estampagem profunda; EEP, para estampagem extraprofunda; EEP-PC, para estampagem extraprofunda em peas crticas; EEP-IF, para estampagem extraprofunda com ao IF (Interstital

Free).

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O Ensaio Erichsen

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Tabela 3 - Embutimento Erichsen

modificado - Valores mnimos de alturado embutimento (mm) conforme o grau

de estampagem (NBR 5915)



O Ensaio Erichsen

ABNT NBR 5902:1980

Determinao do ndice de embutimento emchapas de ao pelo mtodo Erichsen modificado

Objetivo : Esta Norma prescreve o modo peloqual deve ser realizado o ensaio de embutimentopelo mtodo de Erichsen modificado, em chapasde ao com espessura nominal de 0,3 mm a 5,0

mm, com a finalidade de avaliar adeformabilidade de materiais destinados aoperaes de conformao.

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O Ensaio Olsen

Outro ensaio de embutimento bastante utilizado oensaio Olsen.

Ele se diferencia do ensaio Erichsen pelo fato de utilizarum puno esfrico de 22,2mm de dimetro e peloscorpos de prova, que so discos de 76mm de dimetro.

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O Ensaio Olsen

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O Ensaio Olsen

Olsen verificou que duas chapas supostamentesemelhantes, pois deram a mesma medida de copoquando ensaiadas, precisavam de cargas diferentespara serem deformadas:

Uma delas necessitava do dobro de carga aplicado outra, para fornecer o mesmo resultado dedeformao.

Por isso, Olsen determinou a necessidade de medir ovalor da carga no instante da trinca.

Isso importante porque numa operao deestampagem deve-se dar preferncia chapa que sedeforma sob a ao de menor carga, de modo a nosobrecarregar e danificar o equipamento deprensagem.

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Exerccios

1. O ensaio de embutimento serve para avaliar:

a) ( ) a ductilidade de uma barra;

b) ( ) a ductilidade de uma chapa;

c) ( ) a dureza de uma chapa;

d) ( ) a resistncia de uma chapa.

2. O ensaio de embutimento aplicado no processo de:

a) ( ) fundio;

b) ( ) forjaria;

c) ( ) estamparia;

d) ( ) usinagem.

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Exerccios

3. No ensaio Erichsen, o nico resultado numrico obtido :

a) ( ) a profundidade do copo;b) ( ) o limite de escoamento;c) ( ) a carga de ruptura;d) ( ) dimetro do copo.

4. De acordo com o ensaio Olsen, entre duas chapas que dem amesma medida de copo, ser melhor para estampar aquela queapresentar:

a) ( ) mais alta carga de ruptura;b) ( ) menor ductilidade;c) ( ) maior ductilidade;d) ( ) menor carga de ruptura.

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Exerccios

5. A principal diferena entre os ensaios Erichsen e Olsen que:

a) ( ) O Erichsen leva em conta a carga de ruptura e o Olsen, no;b) ( ) O Erichsen no leva em conta a carga de ruptura e o Olsen,

sim;c) ( ) O Erichsen usa um puno esfrico e o Olsen, no;

d) ( ) O Erichsen usa um anel de fixao e o Olsen, no.

6. A norma brasileira que padroniza o ensaio de embutimentoErichsen ........................

7. A norma brasileira que utiliza o ndice de embutimentoErichsen como propriedade para a especificao de ao paraestampagem ..........................

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P f B F i d S E h i M t l i

OBRIGADO!

Niquelndia, 2011

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