Aula 14 - Estampagem

Processos de fabricao mecnica

Conformao de chapas: estampagem

Prof. Dr.-Ing. Carlos E. H. Ventura

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2Estampagem

Produo de peas na forma de copos, caixas, formas complexas curvadas e cncavas

A chapa posicionada sobre a cavidade de uma matriz e empurrada em direo abertura com um puno

A chapa fixada em sua posio pela ao de um prensa-chapas

3Estampagem

Prensa-chapas

Puno

Matriz

4Estampagem

Dobramento

Compresso e espessamento do flange

Endireita-mento

A chapa curvada sobre os raios e o permetro do esboo move-se em direo ao centro

5Estampagem

Dobramento


Endireita-mento

O metal que foi curvado sobre o raio da matriz endireitado, a fim de ser puxado atravs da folga e formar a parede cilndrica do copo.

6Estampagem

Dobramento


Endireita-mento

Para que o material no flange se mova, necessrio vencer o atrito entre a chapa e as superfcies do prensa-chapas e da matriz

No incio, predomina o atrito esttico e, uma vez iniciado o escoamento, o processo passa a ser controlado por atrito dinmico

7Estampagem

Dobramento


Endireita-mento

medida que o metal na borda do flange puxado em direo ao centro, seu permetro se torna menor compresso na direo circunferencial

Devido conservao do volume, a espessura do esboo aumenta com a reduo do permetro enrugamento

8Estampagem

Dobramento


Endireita-mento

Se a fora no prensa-chapas for muito baixa, ocorrer o enrugamento; se for muito alta, impedir que o metal escoe de forma adequada, resultando em estiramento e possvel rasgamento da chapa

9Estampagem

Enrugamento

E

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P

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Rasgamento

Enrugamento e rasgamento

Produto adequado

Fora no prensa-chapas

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Estampagem

Dobramento


Endireita-mento

O movimento progressivo do puno resulta em escoamento contnuo do metal. Assim, ocorre o afinamento da parede do copo

Em uma operao realizada com xito, at 25% de afinamento pode ocorrer na parede

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Anlise da estampagem

Razo limite de estampagem

Quanto maior essa razo, sem que ocorram defeitos no estampo, mais severa a operao

O valor limite para uma dada operao depende dos raios do puno e da matriz, condies de atrito, profundidade do estampo e caractersticas do metal (recomendado < 2)

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Reduo

Razo espessura-dimetro

(recomendado < 50%)

(recomendado > 1%)

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Nos casos em que os limites da razo de estampagem,reduo e razo espessura-dimetro so excedidos noprojeto de uma pea estampada, o esboo deve serconformado em dois ou mais estgios, s vezes comrecozimento entre os estgios

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Fora de estampagem

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Estimativa da fora mxima de estampagem

Estimativa da fora de aperto no prensa-chapas

0,7

De = dimetro do esbooDp = dimetro do punot = espessura do esboor = limite de resistncia trao0,7 = fator de correo para levar em conta os efeitos do atrito

0,015 2,2 2

(0 = tenso de escoamento do material; Rm = raio de arredondamento da matriz)

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Estados de tenso

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Estados de tenso

18


Estados de tenso

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Para a obteno das dimenses finais do estampo de forma cilndrica, necessrio o dimetro correto do esboo

Considerando que o volume do produto final o mesmo que o volume do esboo, ento o dimetro do esboo pode ser calculado a partir da regra de conservao do volume

Assume-se que ocorre um afinamento desprezvel da espessura na parede

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Variao da espessura das paredes do copo

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Defeitos de estampagem

Enrugamento no flange

Rugas que se formam radialmente no flange no estampado da pea devido a tenses compressivas

Enrugamento na parede

Rugas que aparecem quando um flange enrugado estampado em um copo

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Rasgamento

Trinca aberta na parede vertical, prximo ao fundo do copo, devido a elevadas tenses trativas que causam afinamento e fratura nessa regio

Orelhamento

Formao de irregularidades na borda superior, provocadas por anisotropia plstica da chapa

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Riscos nas superfcies

Riscos ou arranhes podero ocorrer se o puno e a matriz no forem lisos ou se a lubrificao for insuficiente

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Operaes realizadas com ferramental rgido

Estampagem com estiramento de parede

1. O flange comprimido pela ao do movimento radial do esboo em direo abertura da matriz

2. A regio prxima borda fica mais espessa

3. Se a espessura do esboo for maior que a folga entre puno e matriz, ela ser comprimida

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Estampagem com estiramento de parede s vezes conduzido em uma etapa posterior estampagem

Matriz

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Corte e estampagem para fabricao de ressaltos

Operao combinada de corte e dobramento, realizada em um nico estgio

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Operaes realizadas com ferramental elstico

Processo Guerin

Usa uma almofada espessa de borracha para conformar a chapa sobre um bloco de forma positiva

O processo limitado a formas relativamente rasas, pois as presses no so suficientes para evitar o enrugamento em peas profundas

Custo baixo

Produo em pequena escala

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Processo Guerin

Almofada de borracha

Bloco de moldar

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Hidroconformao

Emprega um diafragma de borracha pressionado com fluido hidrulico no lugar de uma almofada

O puno se movimento e conforma a pea

A presso uniforme fora o esboo a ter contato completo com o puno, evitando o enrugamento, aumentando o atrito e reduzindo as tenses de trao que causam rasgamento estampos mais profundos

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HidroconformaoVlvula de entrada

Cavidade

Diafragma de borracha

Prensa-chapas

Puno

Fluido hidrulico

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Ferramental

Fixao no pisto da prensa

Suporte do puno

Puno

Ejetor

Tira de metal

Matriz

Suporte da matriz

Base da prensa

Esboo

Batente

Pinos-guia

Bucha

Componentes de trabalho

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Ferramental


Suporte do puno

Puno

Ejetor

Tira de metal

Matriz

Suporte da matriz

Base da prensa

Esboo

Batente

Pinos-guia

Bucha

Asseguram o alinhamento entre puno e matriz

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Ferramental


Suporte do puno

Puno

Ejetor

Tira de metal

Matriz

Suporte da matriz

Base da prensa

Esboo

Batente

Pinos-guia

Bucha

Evita que a chapa fique presa ao puno quando este for removido

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Ferramental


Suporte do puno

Puno

Ejetor

Tira de metal

Matriz

Suporte da matriz

Base da prensa

Esboo

Batente

Pinos-guia

Bucha

Detm a chapa medida que ela avana entre os ciclos da prensa

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Ferramental

Matriz composta Executa duas operaes em uma nica posio, como p. ex.,

recorte e puncionamento (arruela)

Matriz combinada Realiza duas operaes em duas posies distintas na matriz,

como p. ex., recorte do lado esquerdo e direito de uma pea

Matriz para conformao progressiva Realiza duas ou mais operaes em duas ou mais posies a cada

percurso da prensa (a chapa avana para a prxima operao)

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Ferramental

Suporte do puno

Punes

Ejetor

Tira de metal

Matriz

Suporte da matriz

SemientalhePuncionamento quadrado

Puncionamento redondo

SeparaoPea acabada

Tira de metal

Layout de chapa

Matriz para conformao progressiva

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Prensas

Motor

Estrutura

Volante

mbolo

Porta-matriz

Fundao

Fora mecnica ou hidrulica

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Prensas

Estrutura em C

Fornece bom acesso matriz

Acesso pelas laterais para alimentao de tiras ou bobinas

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Prensas

Estrutura em montantes retos

Lados cheios

Maior resistncia e rigidez estrutural

Capacidade de carga elevada

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Sistemas de fora e acionamento

Prensa hidrulica Acionamento do martelo por pisto e cilindro Golpes longos Capacidade completa de carga por todo o curso Aplicada em estampagem profunda

Prensa mecnica Converso do movimento de rotao de um motor em movimento

linear do martelo (biela-manivela) Foras elevadas no fim do golpe Aplicada em operaes de recorte e puncionamento

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