ESTAMPAGEM

ESTAMPAGEM

Estampagem se refere a um conjunto de operações executadas na matéria-prima bruta, de forma que geralmente se obtém, ao final do processo, um produto acabado em termos de forma e dimensões.

• Processos para conformação de superfícies

Deformações localizadas

Chapas e folhas

de acordo com o processo e o produto• Esforços: Flexão, Compressão, Cisalhamento,

Estiramento

Produtos: peças isoladas

• Normalmente realizado a frio• A quente, somente para chapas espessas

MATÉRIA PRIMA• Laminados a frio delgados de aços, ligas de

alumínio e Ligas de cobre

ESTAMPAGEM PROFUNDA• Copos e

caixas

ESTAMPAGEM PROFUNDA• Outros processos por estampagem

ESTAMPAGEM PROFUNDA

• Em vários estágios, dependentes do coeficiente limite de embutimento

• Material de partida na forma de discos

• Para peças pequenas: processos contínuos, com estampos progressivos

CONFORMAÇÃO EM GERAL• Em vários estágios de acordo com a complexidade da geometria• Material de partida: tiras, esboço

ESTAMPAGEM PROFUNDA• Estampos progressivos

EXEMPLO DO PROCESSO DE ESTAMPAGEM DE LATAS DE DUAS PEÇAS

PEÇAS REPRESENTANDO OS ESTÁGIOS DO PROCESSO

EMBUTIMENTO DA PRIMEIRA LATA

REPRESENTAÇÃO DOS ESTÁGIOS DE EMBUTIMENTO E ESTIRAMENTO

DETALHE DA EXTREMIDADE DO PUNÇÃO DE EMBUTIMENTO/ESTIRAMENTO

MECÂNICA DA ESTAMPAGEM PROFUNDAELEMENTOS CONSTRUTIVOS:

• Punção• matriz• sujeitador• extrator

SUJEITADOR:• Evita o enrugamento da aba e do copo• Pressões de sujeição entre 5 e 10 kgf/cm2

ESFORÇOS PREDOMINANTES NAS REGIÕES DO COPO• De acordo com a região e a fase do processo,

os esforços podem ser de compressão, tração ou flexão• Nível dos esforços e afinamento da espessura dependem do atrito entre chapa e ferramentas

FORÇA DE CORTE

DIMENSIONAMENTO DOS PUNÇÕES DE CORTE

• Para evitar flambagem:

A tensão de trabalho do punção não deve ultrapassar a tensão admissível σc do material com que é confeccionado. Logo:

DETERMINAÇÃO DA LINHA NEUTRA EM PEÇAS DOBRADAS

1. A linha neutra será na metade da espessura da chapa quando esta for até 1mm;

2. Para espessura acima de 1mm, a linha neutra será 1/3 da espessura.

DESENVOLVIMENTO DE PEÇAS DOBRADASa) determinar a linha neutra x, somar com o

raio e calcular o seu desenvolvimento;b) determinar todas as partes retas da peça;c) somar as partes retas com o raio desenvolvido.

ESFORÇO DE DOBRA

1 Caso:

onde, σD é a tensão de dobra, ”e” é a espessura da chapa, l é abertura do V e “b” é a largura da peça.

A tensão de dobra é o dobro da tensão de ruptura do material, ou seja, σD =2σr,porém para dobras a 90o com l/e ≤ 10 a tensão de dobra é tabelada.

O valor de l pode ser calculado pelo gráfico.

ESFORÇO DE DOBRA

2 Caso:

3 Caso:

DIMENSIONAMENTO DA FERRAMENTA DE DOBRA

onde σf é a tensão de trabalho à flexão do material da matriz (valor tabelado).

DESENVOLVIMENTO DE PEÇAS EMBUTIDASChapas finas

Repuxo cilíndrico: Peças complexas:

DESENVOLVIMENTO DE PEÇAS EMBUTIDASChapas grosas

CÁLCULO DO NÚMERO DE ESTÁGIOS PARA EMBUTIMENTO DE PEÇAS CILÍNDRICAS

Considerações:n – número de estágios (embutimentos);m – relação entre a altura (h) e o diâmetro (d) da peça embutida;E – coeficiente cujo valor é 0,5 para peças pequenas e 0,3 para peças grandes.Logo:m = h/dn = m/E

DETERMINAÇÃO DO DIÂMETRO DE CADA OPERAÇÃO

d1 – diâmetro da primeira operação; d1 = KDd2 – diâmetro da primeira operação; d2 = K’d1d3 – diâmetro da primeira operação; d3 = K’d2dn – diâmetro da primeira operação; dn = K’dn-1onde K e k’ são constantes que dependem do material (tabelado).

EQUIPAMENTOS DE ESTAMPAGEM• Movimento alternativo: prensas

• Movimento contínuo: laminadores, calandras

PRENSA TRANSFER PARA ESTAMPAGEM

MATRIZ DE ESTAMPAGEM

MATRIZ DE ESTAMPAGEM

SEQUÊNCIA DE CHAPAS ESTAMPADAS

FERRAMENTAS DE ESTAMPAGEM• Elementos construtivos

• Faca de avanço• “Top” de passo de avanço• Punções e matrizes de corte e embutimento• Extratores e sujeitadores

TIRA OBTIDA EM ESTAMPO PROGRESSIVO

ESQUEMA DE UM ESTAMPO PROGRESSIVO

ESQUEMA DE UM ESTAMPO PROGRESSIVO

FACA DE AVANÇO

ESQUEMA DE TIRA OBTIDA EM ESTAMPO PROGRESSIVO

REPUXO

• Processo importante para obtenção de peças de grandes dimensões ou de lotes reduzidos

• Equipamentos rotativos (tornos), ferramenta de conformação móvel (bastão) e ferramenta de conformação fixa (matriz única ou desmontável)

DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE REPUXO DE CHAPAS

MATRIZ DISCO PRODUTO

BASTÃO

• Seqüência de processamento:corte, curvamento, lubrificação, hidroconformação, monitoramento dos furos, lavagem, expedição

HIDROCONFORMAÇÃO (“HYDROFORMING”)

• Processo importante para obtenção de peças tubulares com geometrias complexas, com aumento de resistência mecânica e diminuição das operações de soldagem

• Deformação da peça causada pela aumento da pressão interna e pela compressão axial pela ação de ferramentas horizontais• Matéria-prima: tubos e perfis tubulares

EXEMPLOS DE PEÇAS HIDROCONFORMADAS

ETAPAS DO PROCESSO DE HIDROCONFORMAÇÃO Punção de

contra-pressãoTubo

Matrizes com relevo

Punção de selagem

Produto em “T”

Fechamento da prensa

Preenchimento com o fluido

Movimento dos cilindros horizontais e controle da pressão

Fechamento da prensa

EXEMPLOS DE MATÉRIAS-PRIMAS PARA HIDROCONFORMAÇÃO

DEFEITOS DOS PRODUTOS ESTAMPADOS

Os principais defeitos encontrados em peças embutidas originam-se basicamente de defeitos preexistentes na chapa, de defeitos no projeto e construção da ferramenta e de defeitos na conservação das ferramentas.

Os principais defeitos em peças embutidas, as causas e as recomendações para sua prevenção são as seguintes: pregas, furos alongados, estrias, diferenças de espessuras nas laterais da peça, e rompimento do fundo da peça.