Slides Projeto de Ferramentas Em Conformação de Chapas
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Prof. Paulo Marcondes, PhD.
DEMEC / UFPR
Projeto de Ferramentas
para Conformação de Chapas
CORTE
NOMENCLATURA
NOMENCLATURA
PROJETO DE FERRAMENTAS
Visualização geral (idéia do conjunto)
• tira, punções e matrizes
COMPONENTES
A eficiência de uma ferramenta depende:
1°- De um bom projeto;
2°- Da escolha criteriosa dos materiais empregados na sua confecção.
3°- Do grau de acabamento e dos tratamentos dados aos seus elementos.
O projeto das etapas e formas de ligação entre as formas produzidas nas etapas da estampagem progressiva são extremamente importantes.
COMPONENTES
COMPONENTES
Estudo de caso
Luva do chumbador parabolt
EXEMPLO PROJETO DE FERRAMENTAS
Estudo do componente
PROJETO DE
FERRAMENTAS
• Estudo das operações (tira) Etapa recortes e puncionamentos
PROJETO DE FERRAMENTAS
• Estudo das operações (tira)
Etapa dobramento
PROJETO DE FERRAMENTAS
VISUALIZAÇÃO DO DETALHAMENTO
DAS OPERAÇÕES
e outros estudos de distribuição da peça da tira
Levantamento de possíveis problemas
PROJETO DE FERRAMENTAS
Exemplo de
projeto final
da tira
PROJETO DE
FERRAMENTAS
Projeto de Ferramentas
Projeto da matriz de estampagem para a peça em estudo.
Peça escolhida
Comportamento da tira na
matriz
Comportamento da tira na
matriz
Comportamento da tira na
matriz
Comportamento da tira na
matriz
Comportamento da tira na
matriz
Comportamento da tira na
matriz
Comportamento da tira na
matriz
Projeto da matriz de estampagem para a peça em estudo.
DUREZA PARA PUNÇÕES E MATRIZES
A dureza dos punções e das matrizes depende dos
esforços a que estarão submetidos.
Maiores os esforços, menor a dureza.
Corte Dobra
DUREZA PARA PUNÇÕES E MATRIZES
Embutimento Cunhagem
TECNICA DE
PROJETO
Base inferior e
Base superior
TECNICA DE PROJETO
TECNICA DE PROJETO
TECNICA DE PROJETO
TECNICA DE PROJETO
F) C/2 OU 4 PINOS Série M/R
Área Livre
s1 s2 d1 d2 r m
b = 80-150
30 25 20 25 39 61
b=151-250
40 30 25 32 45 71
b = 251-400
45 40 32 40 54 84
A espessura s1deverá ser igual ou maior que o diâmetro do pino guia.
TECNICA DE PROJETO
COLUNAS DE GUIA
As COLUNAS DE GUIA com ou sem buchas, garantem o alinhamento da base e do cabeçote.
Podem ser de aço com alto teor de C (Aço 1040/50) temperadas e retificadas, ou Aço 1010/20, cementadas, temperadas e retificadas.
Em certos casos, as colunas de guia são substituídas por outros artifícios que também garantem o alinhamento entre as bases inferior e superior.
TECNICA DE PROJETO
As colunas devem ser:
no mínimo duas
possuir comprimento suficiente para impedir a separação do cabeçote da base durante o funcionamento
diâmetro bastante grande para dar rigidez ao conjunto e
encaixe na base ≥ 1 ,5
TECNICA DE PROJETO
As BUCHAS representam um aperfeiçoamento das ferramentas; são confeccionadas com material mais mole que as colunas: Aço 1010 cementado, temperado e retificado, ou bronze.
As buchas deslizam sobre as colunas por meio de gaiola de esferas.
Para evitar montagem errada das
ferramentas, costuma-se escolher
as duas colunas com ø diferentes.
BUCHAS
Material: Aço temperado 1020,
cementado e retificado.
BUCHAS DESMONTÁVEIS
PARAFUSOS E PINOS DE FIXAÇÃO
Os PARAFUSOS E PINOS DE FIXAÇÃO servem para unir os vários
elementos entre si e às respectivas bases.
Os PINOS além de servirem como elementos de referência e
posicionamento, agüentam grande parte dos esforços provenientes dos
impactos operacionais.
Os PARAFUSOS absorvem apenas uma pequena parte destes esforços.
Os PINOS devem ser superdimensionados, feitos de aço 1010/20,
cementados e retificados e, nos casos de grande responsabilidade, devem
ser feitos de aço prata.
Em geral se escolhe os pinos e os parafusos com o mesmo diâmetro.
TECNICA DE PROJETO
PINOS DE GUIA
São fabricados em aço cementado com dureza 60 / 64 RC, retificados e montados à pressão.
PINOS CILÍNDRICOS
Série Métrica
Material: Aço 1010 cementado
– 1050 –VN 50 – Aço Prata.
Tipos de pinos de fixação
PINOS DE FIXAÇÃO
O ar localizado nos furos cegos, comprimido pelos pinos,
impedem uma montagem correta;
este inconveniente se resolve abrindo furos de respiro
ou plainando os pinos ao longo da geratriz.
PINOS DE FIXAÇÃO
Os pinos, afim de evitar trincas ou ruptura das matrizes, dever o ser
posicionados corretamente.
É aconselhável usar pinos cilíndricos para fixação da matriz à base afim de evitar que, com a afiação da matriz, aconteça o problema ilustrado na figura.
PARAFUSOS COM SEXTAVADO INTERNO
Tipo Allen (cap screw)
Material: Aço liga
temperado 36 – 43 RC
ESPIGA
A espiga fixa o cabeçote ao cilindro da prensa.
feita em aço 1040 ou em aço 1020 cementado mas com a rosca ao natural.
As suas dimensões variam com o tipo de prensa.
A colocação da espiga é feita como mostram as figuras.
O simples rosqueamento sem trava, é deficiente.
LOCALIZAÇÃO DA ESPIGA E DO EXTRATOR
A espiga deve localizar-se no centro das forças e não necessariamente no
centro da ferramenta.
Se isso não acontecer surgirá de um lado da espiga uma força maior que
do outro lado e ocasionará uma inclinação no punção motivada pela
folga das guias do cabeçote da prensa.
Esta inclinação tornará irregular a folga entre o punção e a matriz e a
peça apresentará rebarbas além de um desgaste da matriz no lado mais
justo.
Em piores condições pode ocasionar até a quebra da matriz ou do
punção.
A determinação do baricentro pode ser feita dividindo-se a peça em
várias figuras.
CÁLCULO DA LOCALIZAÇÃO DA ESPIGA
1-2-3 = Baricentro das áreas
de corte
X-Y = eixos arbitrários
Xe = abscissa do baricentro
da espiga
Ye = ordenada do baricentro
da espiga
S = símbolo de área
EXPRESSÃO GERAL:
=
notas:
1) na expressão em vez de “S” (área),
pode-se usar o valor de “P” (perímetro)
ou de Fc (força de corte)
2) para encontrar-se os baricentros 1-2-3
(quando em figuras mais complexas)
pode-se usar a mesma expressão geral;
depois de se dividir as áreas de corte em
figuras mais simples.
PUNÇÕES
Os punções e a matriz constituem os elementos fundamentais de uma ferramenta;
eles transformam a chapa plana em produtos desejados, conformando-os de uma vez ou em várias etapas.
Os punções e as matrizes so chamados também de machos e fêmeas
O diâmetro mínimo do punção é
determinado pela espessura da chapa:
PLACA DE CHOQUE
Para impedir que o punção penetre no cabeçote, coloca-se entre a
cabeça do punção e o cabeçote da ferramenta, uma placa de aço
temperado com espessura máxima de 5 mm.
A placa de choque é dimensionada para a pressão específica de:
p = 4 kg/mm²
Onde F é a força que atua no punção.
ALIMENTADORES E DISPOSITIVOS
DE AVANÇO
Para melhorar a produção, é necessário que a prensa seja alimentada com continuidade e a chapa colocada em posição correta.
Para isto, existem dispositivos simples ou complexos, com funcionamento manual ou automático.
Eles regulam o avanço da fita a cada golpe da prensa.
1° - PINO de encosto, STOP ou TOPE.
2° - FACA de avanço.
Usada para chapas
com e ≤ 2m
3° - ENCOSTO frontal ou lateral.
ALIMENTADORES E DISPOSITIVOS DE
AVANÇO
4° - Encosto inicial e dispositivo
para ferramentas progressivas.
CENTRADORES OU PINOS PILOTOS
Os pinos pilotos aumentam a precisão do produto, pois garantem a tira em posição centrada durante o corte.
Os pinos pilotos podem penetrar em furos ou rasgos da própria peça ou em furos praticados propositadamente fora da peça para esse fim.
CENTRADORES OU PINOS PILOTOS
FACAS DE
AVANÇO
A faca de avanço corta
da tira um retalho
lateral, igual ao
passo, e proporciona
um avanço exato.
As saliências das facas cortam reentrâncias na tira, que permitem encosto perfeito, eliminando os defeitos que se verificam com facas lisas.
FACAS DE AVANÇO
A faca de avanço é usada para e ≤ 2 mm e p ≤ 100 mm.
As ferramentas de corte progressivo com facas de avanço,
dependendo do número de etapas, proporcionam ao produto
precisão de ± 0,08 a 0,15 mm.
Há casos em que as facas de avanço contribuem para a formação do produto.
FACAS DE AVANÇO
FERRAMENTAS DE CORTE
As ferramentas de corte guiado, com pino de encosto ou trinco, simples ou progressiva de uma etapa e centradores, conferem ao produto ma precisão de ± 0,08mm.
FERRAMENTAS DE CORTE
As ferramentas abertas permitem trabalhar chapas de diversas espessuras, proporcionando produto com precisão de ± 0,2mm.
GUIAS PARA
CHAPA (TIRA)
A tira de
material deve
ser conduzida
para dentro da
ferramenta.
MOLAS
De acordo com os diferentes tipos de ferramentas, podemos utilizar as seguintes molas:
Molas helicoidais
Molas prato
Molas de borracha e molas de plastiprene
MOLAS HELICOIDAIS
São constituídas de várias espiras de fio de aço enrolado sobre um
cilindro, com a secção circular ou retangular.
Quando uma carga axial P é aplicada, a mola sofre, dependendo do sentido, uma deformação que tende a alongá-la ou a encurtá-la.
Esta deformação recebe o nome de flecha f.
Tais molas são chamadas respectivamente de tracionada e comprimida, apesar das espiras estarem em ambos os casos solicitadas à torção.
MOLAS HELICOIDAIS
A resistência e a flecha de um conjunto de mola podem ser alteradas, mudando a sua disposição:
série ou paralelo.
No caso de serem MONTADAS EM SÉRIE, podemos aumentar a flecha aumentando o número de molas ou o número de espiras.
Nestas condições, a carga máxima
que o conjunto pode suportar é a
correspondente à mola mais fraca.
Convém observar que uma mola é constituída de várias espiras
colocadas em série e que seu número não influi na capacidade de carga.
MOLAS HELICOIDAIS
No caso das molas serem MONTADAS EM PARALELO, podemos aumentar a capacidade de carga aumentando o número de molas.
A flecha máxima por espira do conjunto é a correspondente à mola mais fraca.
MOLAS EQUIVALENTES
Há casos em que é necessário substituir molas helicoidais de secção circular por retangular e vice-versa.
A equivalente (flechas de tensões iguais) é regulada pelas expressões:
A tabela abaixo fornece os valores dos coeficientes A e B em função de k = b/e.
EXERCÍCIO
Projetar uma mola de secção retangular equivalente a uma mola de
secção circular que tenha as seguintes características:
d = 13mm r = 40mm nc = 5 espiras dado: b = 2e
MOLAS HELICOIDAIS
A ESCOLHA DAS MOLAS
MOLAS HELICOIDAIS
Ganchos para as molas tradicionais:
Apoios para as molas comprimidas:
MOLAS
HELICOIDAIS
Aços usados para
a fabricação das molas.
MOLAS PARA FERRAMENTAS
As molas empregadas em ferramentas podem servir para a fixação da chapa (sujeitador) ou para movimentação do extrator.
Sua localização deve ser tal que o centro das forças da mola coincida com o centro de gravidade da superfície pressionada.
a) Força no sujeitador:
A força de sujeição é da ordem de 10% da força de corte, 20% da força de dobra e 30% da força de embutimento.
b) Força no extrator:
A força de extração deve ser de 10% da força de estampagem F.
Quando o extrator tem dispositivo de regulagem é conveniente dimensionar a mola com um coeficiente de segurança igual a 3,
isto é,
Fex = 0,3F
MOLAS PARA FERRAMENTAS
GRÁFICOS E TABELAS
GRÁFICOS E TABELAS
MOLAS MÚLTIPLAS
Quando a carga é muito grande e o espaço é reduzido, empregam-se
molas múltiplas concêntricas.
Todas as molas devem apresentar a mesma flecha.
MOLAS PRATO
Estas molas são formadas por uma pilha de arruelas, denominadas de BELLEVILLE ou SCHNORR, montadas com as concavidades alternadamente opostas.
A grande vantagem destas molas é a possibilidade de variar a rigidez, a flexibilidade e a capacidade de carga, bastando para isto variar o número de arruelas ou mudar sua disposição (série ou paralelo, 2 a 2, 3 a 3, etc.)
MOLAS PRATO
Quando montadas em série valem as seguintes relações:
As dimensões são expressas em mm e as forças em kg.
Tabela para
seleção.
MOLAS
PRATO
MOLAS DE PLASTIPRENE
Estas molas, apresentadas sob forma de tarugos de uretano sólido, estão substituindo com vantagens, as molas de aço convencionais usadas em ferramentaria.
Seu bom funcionamento deve-se à resistência aos óleos, à flexibilidade e à extraordinária capacidade de suportar cargas.
Vantagens:
Não quebram de imprevisto;
Possuem longa durabilidade;
Desenvolvem altas pressões mesmo com pequeno curso;
São de fácil montagem nas ferramentas;
Ocupam menos espaço (alojamento mais simples);
Diminuem o custo de manutenção;
Reduzem paradas na produção e
Prolongam a vida das ferramentas devido à possibilidade de distribuição regular.
Além disso, são facilmente usinadas (torneadas, furadas e serradas) para as medidas desejadas, permitindo ao construtor de ferramentas ter sempre disponível a medida exata para cada caso específico.
MOLAS DE PLASTIPRENE
Quando montadas em série valem as seguintes relações:
E quando montadas em paralelo valem as seguintes relações:
MOLAS DE PLASTIPRENE
Quando a compressão é máxima, o abaulamento é da ordem de
20% do diâmetro.
Tabela para a seleção das molas de plastiprene
Carga e flecha para cada dimensão dos tarugos.
SEPARAÇÃO DO PRODUTO E SOBRA LATERAL
Para ligas de cobre e análogos dobrar os valores do diagrama,
especialmente no caso de chapas finas.
Seja qual for a disposição, para se ter um bom produto e um
bom funcionamento, é necessário que a separação entre uma peça e outra, assim como a largura da sobra lateral, obedeça à condição:
Isto é necessário para que a sobra da tira seja rígida.
Diagrama para a
largura mínima
de retalho de aço
SEPARAÇÃO DO PRODUTO E SOBRA LATERAL
* Para e > 3mm
Para cortiças e afins:
CÁLCULO DE UTILIZAÇÃO E RETALHOS
Boa economia de material se obtém usando tiras mais estreitas possíveis e passos de avanços mínimos.
Porcentagem de retalhos:
Porcentagem de utilização do material:
S = superfície da peça [mm²]
M = L x p = material bruto por peça [mm²]
R = M – L = retalho por peça [mm²]
EXERCÍCIO
Estudar a tira para a obtenção da peça da figura.
(o sentido de laminação da chapa não influi)
Chapa de aço SAE 1010 à frio.
Dimensão da chapa: 1x 2m.
Espessura da chapa: e = 1,06mm
Pelo diagrama temos: t ≈ x ≈ 1mm
Adotaremos:
EXERCÍCIO
Disposição reta longitudinal:
Passo: 50 + 1 = 51mm larg. da tira: 35 + 2x1,5 = 38mm
Número de tiras por chapa: 1000/38 = 26
Número de peças por tira: 2000/51 = 39
Número de peças por chapa: 39 x 26 = 1014
EXERCÍCIO
Disposição reta transversal:
Passo: 335 + 1 = 36mm ; largura da tira: 50 + 3 = 53mm.
Número de tiras por chapa: 2000/53 = 37,
Número de peças por tira: 1000/36 = 27
Número de peças por chapa: 37 x 27 = 999
EXERCÍCIO
Disposição inclinada:
AB = 10 +1 =11mm
BC = 12,5 +10 + 1 = 23,5mm
tang. α = BC/AB = 23,5/11 = 2,13636
CICLO DE
OPERAÇÕES
Disposição progressiva de furos e cortes.
Produto pode ser obtido progressivamente após uma certa série de operações simples ou combinadas.
FORÇA DE CORTE
Para levar em conta os atritos
e a variação da espessura da
chapa, aconselha-se aumentar
o valor de Fc de 10 a 20%.
Em geral os catálogos de
materiais fornecem apenas a
tensão de ruptura à tração .
Quando τc for desconhecido,
usa-se:
τc = (75 a 80%)
VALORES DE τc (kgf/mm²)
VALORES DE τc (kgf/mm²)
O corte de chapa por meio de punção e matriz até
espessuras de 2 a 3mm não apresentam inconvenientes;
o corte é perfeito, limpo e sem rebarbas.
Com chapas grossas não acontece o mesmo;
o punção pratica o cisalhamento de ½ a 1/3 da
espessura e depois arranca o restante do material
deixando paredes ásperas e com rebarbas.
EXEMPLO
Determinar a força de cisalhamento para obter uma peça de aço inoxidável
como laminado (cru) de chapa de 2mm de espessura, conforme a figura
O esforço pode ser diminuído fazendo o punção ou a matriz com corte
inclinado (biselado ou côncavo)
Com punção reto, a energia de corte é dada por:
A mesma energia é gasta também com corte biselado ou côncavo.
FORÇA DE CORTE
FORÇA DE CORTE
A diferença é que enquanto a força de corte do punção reto
atua durante o percurso e no caso do punção inclinado ou
côncavo, atuará durante o percurso e + i.
Temos, portanto:
Maior inclinação do fio de corte, menor a força
O fio inclinado facilita o corte, alivia os punções e silencia a operação, mas curva as peças.
Para evitar uma excessiva deformação das peças cortadas, é aconselhável que:
i ≤ 2e para chapas finas i ≤ e para chapas médias
Os punções com fio de corte inclinado diminuem a força de corte em até 60%,
porém curvam as peças cortadas (em alguns casos pode ser vantajoso).
FORÇA DE CORTE
EXEMPLO
Calcular a força no exercício anterior supondo que o punção tenha fio de corte inclinado de 1mm.
Outro artifício que também diminui o esforço de corte consiste em escalonar os punções de forma a entrarem em ação por etapa.
Deverão atuar primeiro os esforços menores, pois prensas excêntricas fornecem esforços maiores nas proximidades do término do curso.
FORÇA DE CORTE
É importantíssimo que o escalonamento seja feito de forma a não desequilibrar a ferramenta.
Para isso é necessário que os centros de pressão (baricentros) das várias etapas coincidam ou quase.
Primeiro deixar atuar os punções 2-3 e depois 1-4.
TIPOS DE PUNÇÃO DE CORTE
O tipo mais usado é o retificado em esquadro (1); é o mais barato e sempre usado para corte de chapas com e < 2mm.
Os punções de ø relativamente grande, são comumente feitos côncavos ou com fio de corte inclinado (2, 3, 4, 5).
TIPOS DE PUNÇÃO DE CORTE
Quando a secção do punção é complicada, recomenda-se fazer o punção composto por segmentos.
Isto facilita a execução e em caso de quebra, é só substituir a parte danificada.
A fixação dos segmentos entre si e na placa porta-punção deverá ser bem rígida e seus encaixes bem executados.
TIPOS DE PUNÇÃO DE CORTE
Para aumentar a velocidade de corte,
manter as tolerâncias e diminuir o
numero de afiações,
recorre-se a matrizes e machos
enxertados com metal duro
(pastilhas de Widia).
Nas ferramentas progressivas é
muito usado o punção com pino
piloto (tipo bala).
O pino piloto permite
posicionar corretamente a tira
de chapa.
FIXAÇÃO DOS PUNÇÕES
DIMENSIONAMENTO DOS PUNÇÕES
DIMENSIONAMENTO DOS PUNÇÕES
O punção é comprimido axialmente.
É necessário, portanto, que seja dimensionado de
modo a resistir aos esforços de compressão.
1º - A tensão de trabalho do punção não deve
ultrapassar a tensão admissível do material com
que é confeccionado.
DIMENSIONAMENTO DOS PUNÇÕES
2º - Sendo o punção um elemento esbelto e carregado axialmente pode
flambar.
Para evitar a flambagem, limita-se o comprimento do punção ao
valor dado pela expressão de Euler:
Observe-se que os punções guiados
podem ter maior comprimento real
que os punções simples.
≤
Eaço = 21500 kgf/mm2
mm4
viga bi-apoiada
viga engastada apoiada
Formulário para cálculo de Jmin – área – raio de inércia
mínimo – momento de inércia mínimo
Formulário para cálculo de Jmin – área – raio de inércia
mínimo – momento de inércia mínimo
Formulário para cálculo de Jmin – área – raio de inércia
mínimo – momento de inércia mínimo
DIMENSIONAMENTO DOS PUNÇÕES
Para λ ≥ 100 (punções muito esbeltos) o fenômeno de flambagem não
deverá preocupar tanto, pois este se verificaria depois da ruptura por
esmagamento.
Nestes casos o punção deverá ser dimensionado apenas à
compressão simples (caso 1).
Para se contornar os fenômenos de
flambagem é conveniente que os
punções sejam feitos com rebaixos
ou embuchados, deixando exposta a
parte fina o mínimo indispensável.
Evita-se o esmagamento do punção
fazendo: d ≥ e
e = espessura da chapa.
TIPOS DE PUNÇÃO DE CORTE
Para evitar o fenômeno de flambagem dos punções delgados, aumenta-se a sua robustez por meio de embuchamento.
EXEMPLO
Determinar o comprimento de um
punção de secção retangular
6 x 3 mm destinado a furar
chapa de alpaca.
Dados: e = 2,5mm
τc = 35 kg/mm²
Se o punção for livre numa extremidade e engastado na outra(1º caso), o
seu comprimento real poderá ser:
mm
Se for guiado o punção poderá ter:
mm
O comprimento teórico que o punção poderá atingir sem correr riscos de
flambagem é:
Se o punção for livre numa extremidade e engastado na outra (1º caso), o
seu comprimento real poderá ser:
Se for guiado o punção poderá ter:
≤
≤
EXEMPLO
MATRIZES
Matriz e punções constituem os elementos fundamentais das ferramentas.
Na matriz está recortado o formato negativo da peça a ser produzida.
A matriz é fixada rigidamente sobre a base inferior com parafusos,
porta-matriz ou outro meio, sempre de modo a formar um conjunto bem
sólido.
A matriz deverá ser confeccionada com material de ótima qualidade
e com excelente acabamento.
As características principais das matrizes de corte são:
- O ÂNGULO DE SAÍDA que facilita a saída do material cortado.
- A FOLGA entre o punção e a matriz que é responsável pelo perfeito corte
da peça desejada.
Para facilitar a saída das peças cortadas, é necessário que as matrizes
vazadas contenham paredes inclinadas mínimas de 0,5º de cada lado.
As matrizes de REPASSO não apresentam conicidade nos furos; as
paredes deverão ser perfeitamente cilíndricas, por uma profundidade de
pelo menos 25mm.
Por questões de economia e facilidade de trabalho geralmente limita-
se o paralelismo das paredes dos furos de repasso a apenas 5 - 8mm.
ÂNGULO DE SAÍDA NAS MATRIZES DE CORTE
MATRIZES COM ÂNGULOS DE SAÍDA
As matrizes de corte, sem extrator, deverão ser vazadas com conicidade de 0,5 a 10o, para a saída das peças cortadas.
Isto apesar de ser mais econômico acarreta complicações.
Á medida que a matriz passa a ser afiada, à parte vazada fica maior, aumentando conseqüentemente as medidas das peças e a folga entre o punção e a matriz.
A afiação retira em média uma camada de 0,3 a 0,5 mm.
Para se contornar os inconvenientes do ângulo de saída, a matriz é confeccionada com as mínimas dimensões toleráveis da peça.
O limite superior da tolerância da peça será atingido depois de um certo número de afiações.
MAJORAÇÃO DO PRODUTO PELAS AFIAÇÕES
DAS MATRIZES
Usando matriz com extrator, não teremos ângulo de saída e, portanto o problema se limita a estabelecer apenas a folga em função do tipo e espessura do material.
A conicidade das matrizes representa um inconveniente
apenas nas ferramentas de corte; nas de furar a afiação da ferramenta não altera as dimensões dos furos, pois estes dependem dos punções.
TIPOS DE MATRIZES DE CORTE
Matrizes de corte inclinado
Matrizes compostas
PUNÇÕES E MATRIZES DE SEGMENTOS
Para cortes de grandes dimensões usam-se punções e matrizes de
segmentos.
Os segmentos deverão apresentar:
- quase todos o mesmo comprimento
- para evitar a distorção de têmpera, não deverão ultrapassar o
comprimento de 300mm
- para evitar quebra durante o funcionamento da ferramenta não
deverão apresentar pontas agudas.
Cada segmento deverá ser fixado no suporte com pelo menos 2 pinos e
2 parafusos.
PUNÇÕES E MATRIZES DE SEGMENTOS
FIXAÇÃO DAS MATRIZES
A matriz deve ser montada no
“porta-matriz”.
As razões que levam ao uso do
porta-matriz são:
- economia de aços especiais
- possibilidade de regular o
alinhamento com punção
- troca rápida da matriz, seja para
substituição ou para afiação da
mesma.
ESPESSURA DA MATRIZ
A força proveniente do
punção se distribui ao
longo dos gumes de
corte da matriz de forma
que se esta não tiver
espessura suficiente,
acabará estourando.
VALORES DE α
Em que: p = perímetro de corte em [mm]
e = espessura da chapa em [mm]
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ
Punção e matriz podem cortar ou furar, isto é, podem produzir furos (puncionamentos) ou peças (recortes).
Ao descer, o punção comprime a chapa contra a matriz forçando-a para dentro.
Aparecem deformações elásticas
seguidas de deformações
plásticas em ambos os
lados da chapa e
Logo após aparecem as
trincas de ruptura que
ao se unirem, separam o
recorte da chapa.
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ
Pata obtermos cortes de bom aspecto e sem rebarbas, é necessário que as trincas, que se iniciam nos fios de corte, se encontrem.
Isto acontece se existir uma certa folga entre punção e matriz
Esta folga varia em função do material e da espessura da chapa.
Terminada a operação de corte, as deformações elásticas desaparecem, isto é, as partes contraídas voltam ao normal.
As dimensões do punção e da matriz deverão ser convenientemente aumentadas ou diminuídas da folga.
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ
Para a exatidão das dimensões dos punções e das matrizes, devem ser consideradas também as tolerâncias do próprio produto.
Para isto:
• as matrizes de corte terão as dimensões correspondentes ao
limite inferior da tolerância das peças.
• os punções de furação terão as dimensões correspondentes ao
limite superior da tolerância das peças.
Se as tolerâncias do produto não forem estabelecidas, ou indicadas,
• as matrizes de corte serão diminuídas de 0,1 mm;
• os punções de furar serão aumentados de 0,1 mm.
As tolerâncias do produto dependem da função a que se destina. Quanto mais apertada for a tolerância do produto, tanto mais cara será a ferramenta.
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ
As dimensões exatas dos punções e das matrizes serão determinadas considerando:
1°) — tolerância do produto;
2°) — folga de corte;
3°) — tolerância de acabamento do próprio punção e matriz.
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ
CORTE: se a peça tiver reentrâncias, a matriz nas partes reentrantes funcionará como punção de furação,
as reentrâncias do verdadeiro punção devem ter as
dimensões acrescidas da folga.
As medidas das partes reentrantes terão tolerâncias superiores
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ
FURAÇÃO: se o furo tiver reentrâncias, o punção nas partes reentrantes funcionará como matriz de corte.
as reentrâncias da verdadeira matriz terão as dimensões diminuídas da folga.
As medidas das partes reentrantes terão tolerâncias inferiores
CLASSIFICAÇÃO
DOS MATERIAIS
EM FUNÇÃO DA
FOLGA E DA
RESISTÊNCIA
AO CORTE
VALORES DAS FOLGAS ENTRE PUNÇÕES E
MATRIZES
A folga varia em função do material e da espessura da chapa.
Para peças pequenas e finas, praticamente, não há folga, porém para chapas grossas a folga é apreciável.
Em geral:
f = e/20 para aço doce, latão e similares
f = e/16 para aço médio
f = e/14 para aço duro
A folga é maior para chapas de aço duro.
e = espessura da chapa f = folga (em ambos os lados)
FOLGA EM FUNÇÃO DA RESISTÊNCIA AO CORTE
FOLGA EM FUNÇÃO DE τc E DA QUALIDADE DE TRABALHO
VALORES DAS FOLGAS ENTRE PUNÇÕES E
MATRIZES
IT 01 ------ IT 16 (18 Qualidades) Eixos Furos IT 01 - 3 IT 01 – 4 Calibradores IT 4 - 11 IT 5 – 11 Associação de peças IT 12 - 16 IT 12 – 16 Peças isoladas (Grosseiras)
Furo Eixo H 7 m6 Campo (28 campos) Qualidade (Ajuste) (Tolerância)
AJUSTES RECOMEDADOS ABNT/ISO NBR 6158
... ...
...
... G H X ZA
A
T ...
B C
D
furo
a b
c d
... h g
..
. ...
... ...
eixo
t x za
As letras convencionam o afastamento do campo de tolerância da linha zero
...
O sistema ISO define 28 campos de tolerâncias, identificados por letras
(minúsculas para eixos e maiúsculas para furos).
Letras usadas:
a, b, c, cd, d, e, ef, f, fg, g, h, j, ja, k, m, n, p, r, s, t, u, v, x, y, z, za, zb, zc.
a - g folga h deslizante j - n incerta p - zc interferência
EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO PARA RECORTAR
EXEMPLO DE DIMENSIONAMENTO PARA FURAR
EXERCÍCIO
Determine as dimensões dos punções e da matriz de corte para a obtenção da
peça abaixo (aplique os valores das tolerâncias e da folga).
Dados:
Material: chapa de alumínio duro
espessura de 2 mm
Puncionar = punção no máximo da tolerância da peça
Recortar = matriz no mínimo da tolerância da peça
SOLUÇÃO DIMENS. FOLGA
Campo e qualidade
de trabalho: h5/H6
Folga total:
3% x2mm=0,060mm
(60µm)
EXERCÍCIO
Determine as dimensões dos punções e da matriz de corte para a obtenção da
peça abaixo (aplique os valores das tolerâncias e da folga).
Dados:
Material: chapa de alumínio duro
espessura de 2 mm
Metrologia de superfície envolve a medição e avaliação da
geometria e da textura da superfície (acabamento).
O acabamento superficial é importante para a funcionalidade
de partes mecânicas, especialmente em casos de partes
acopladas, superfícies deslizantes, nas quais exige-se atrito
reduzido, ou submetidas a carregamentos elevados ou cíclicos
(possibilitando falhas por fadiga).
A rugosidade é também um erro percebido na superfície das
peças, mas de caráter microgeométrico. Consiste em
irregularidades formadas por pequenos vales e picos, que
podem ser avaliadas a partir de aparelhos eletrônicos sensíveis
a estas variações (rugosímetros).
RUGOSIDADE
Classe de
rugosidade
Desvio médio
aritmético (Ra)
N12 50
N11 25
N10 12,5
N9 6,3
N8 3,2
N7 1,6
N6 0,8
N5 0,4
N4 0,2
N3 0,1
N2 0,05
N1 0,025
A representação da
rugosidade no desenho atualmente
não segue o antigo triângulo
invertido. Existem 12 classes de
rugosidade segundo a norma, em
substituição às quatro antigas
representações. A norma NBR
8404/1984 (Estado de Superfícies
em Desenhos Técnicos) apresenta
o valor equivalente de Ra para
cada classe de rugosidade.
RUGOSIDADE
Símbolo básico
Quando a remoção de material é exigida
Quando a remoção de material não é permitida
Se for necessário indicar características especiais do
estado da superfície a
a1
a2
a - valor da rugosidade
a1 e a2 - valores dos limites máximo e mínimo da
rugosidade
RUGOSIDADE
5 Valor de sobremetal para usinagem
a
e d
b
c(f)
a - valor da rugosidade Ra em m ou classe der rugosidade de N1 a N12
b - método de fabricação, tratamento ou revestimento
c - comprimento da amostra em mm
d - direção das estrias
e - sobre metal para usinagem, em mm
f - outros parâmetros de rugosidade (entre parênteses)
RUGOSIDADE
RUGOSIDADE
RUGOSIDADE
Outra questão importante refere-se à associação da rugosidade à tolerância
dimensional. Pequenas tolerâncias dimensionais exigem valores pequenos de
rugosidade.
Rt deve ser em torno de
1/3 -1/2 da tolerância.
RUGOSIDADE
RUGOSIDADE
Prof. Paulo Marcondes, PhD.
DEMEC / UFPR
Projeto de Ferramentas
para Conformação de Chapas
DOBRAMENTO
ABERTURA DA MATRIZ DA DOBRA
A força necessária para efetuar dobras em ângulo reto, em
prensas, depende de:
a – espessura e tipo do material
b – raio de curvatura e largura do V de apoio.
FORÇA DE DOBRA
CASO I
CASO II
A peça a ser dobrada se considera como uma viga engastada em
balanço
CASO III
Se o extrator for acionado por
molas a força de dobra deverá
ser aumentada de 0,1 Fd.
As bordas da matriz deverão
ser arredondadas para
permitirem o livre
escorregamento da chapa.
Isto proporciona um melhor
produto com menor esforço.
Calcular a força para dobrar em ângulo reto (90o) uma tira de
1m, com espessura e = 3mm, σr = 40kg/mm² e com abertura
do V de 50mm.
Fd =
EXERCÍCIO DOBRAMENTO – Caso I
EXERCÍCIO DOBRAMENTO – Caso II
Calcular a força para dobrar uma cantoneira de aço com σr = 40
kg/mm², 1m de comprimento e 3mm de espessura.
Fd =
EXERCÍCIO DOBRAMENTO – Caso III
Calcular a força necessária para dobrar em “U”, 1m de chapa de
aço com σr = 40kg/mm² e espessura e = 3mm. em ferramenta com
extarator de mola.
Fd (força de dobra) =
Fe (força do extrator) =
Ft (força total) =
As partes mais solicitadas são: h e h1
A força de dobra origina sobre as
paredes laterais da matriz a força F1,
que se torna máxima quando a
dobra alcança 45°.
DIMENSIONAMENTO DA MATRIZ DE DOBRA
No projeto da ferramenta é necessário dimensionar
convenientemente os elementos destinados a suportar grandes
esforços (em particular a matriz).
Analogamente,
considerando a parte
inferior da base como viga
engastada, carregada
uniformemente com a força
total Ft, teremos:
A força Fd atua com intensidade dividida (metade de cada lado).
Teremos portanto:
EXERCÍCIO DIMENSIONAMENTO
MATRIZ DE DOBRAMENTO
Dimensionar a base da ferramenta (h1 e h)
para a dobra a peça na figura, sendo:
SPRINGBACK (RETORNO ELÁSTICO,
MOLEJO DE RETORNO)
Springback é definido como a recuperação elástica do
material após descarregar as ferramentas.
Springback resulta em uma mudança dimensional na
peça curvada.
DOBRAMENTO EM MATRIZ TIPO V
RETORNO ELÁSTICO (V BENDING)
A dobra em matriz dupla (Double die bending) pode ser vista
como duas operações de deslizamento (wiping operation) que
agem na chapa uma após a outra.
A dobra em matriz dupla pode aumentar o
endurecimento por deformação reduzindo o springback.
DOBRAMENTO EM FERRAMENTA DUPLA
(DOUBLE DIE BENDING)
Dobramento giratório (Rotary bending) é o processo de
dobramento usando um balancim ao invéz de um punção.
As vantagens são:
a) Não necessita de blankholder
b) Há uma compensação do springback pelo sobredobramento
c) Requer uma força menor
d) Pode dobrar com mais de 90 graus
DOBRAMENTO GIRATÓRIO
(ROTARY BENDING)
DOBRAMENTO GIRATÓRIO
(ROTARY BENDING)
Prof. Paulo Marcondes, PhD.
DEMEC / UFPR
Projeto de Ferramentas
para Conformação de Chapas
EMBUTIMENTO
FERRAMENTAS DE EMBUTIMENTO
Embutimento é a operação de conformação que, em um ou mais estágios, transforma uma chapa plana em corpo côncavo.
O sujeitador mantém a
superfície da chapa
tensionada para impedir a
formação de rugas.
DESENVOLVIMENTO DAS PEÇAS
EMBUTIDAS
PEÇAS DE ROTAÇÃO
Um problema de fundamental importância no estudo do embutimento é a determinação do formato e das dimensões da chapa recortada.
Os cálculos para essa determinação são sempre aproximados, e baseiam-se na equivalência das superfícies (no caso de chapas finas) ou na igualdade dos volumes (no caso de chapas grossas).
O acabamento do produto se obtém com uma operação de refile.
Para embutimento cilíndrico, de chapas finas, pela equivalência das
superfícies, teremos:
DIÂMETROS DOS DISCOS DE EMBUTIMENTO
SUPERFÍCIES DE ALGUNS ELEMENTOS
SUPERFÍCIES DE ALGUNS ELEMENTOS
Exemplo
Podemos decompor a figura em:
DETERMINAÇÃO EXPERIMENTAL DO
DESENVOLVIMENTO
A determinação analítica do desenvolvimento da peça embutida não é sempre possível.
Quando isto acontece, recorre-se ao artifício da chapa quadriculada.
Para termos uma visualização bastante exata de como recortar a chapa para um bom produto com poucos retalhos, traça-se um reticulado de 5 mm ou mais, sobre umas chapas recortadas intuitivamente, conforma-se e analizam-se os resultados fazendo-se as devidas correções.
NÚMERO DE OPERAÇÕES PARA O EMBUTIMENTO DE UMA PEÇA
REPUXO CILÍNDRICO
A profundidade do embutimento em relação ao diâmetro é de fundamental importância para a determinação do número de operações necessárias para a conformação de uma peça.
Para se evitar alongamentos excessivos, rasgos e endurecimentos excessivos que levariam à rejeição do produto, é necessário embutir o material gradativamente até à conformação final.
A partir do diâmetro D do disco, com um 1o embutimento, temos um diâmetro d1:
d1 = k D com um 2o embutimento passaremos a:
d2 = k’ d1 com um 3o embutimento , passaremos a:
d3 = k’ d2 e assim por diante até chegarmos a um diâmetro:
dx ≤ d em que d= diâmetro da peça desejada.
COEFICIENTES DE REPUXO
Exemplo
Exemplo
Determinar o diâmetro do disco e o número de operações necessarias para obtermos um recipiente cilindrico de chapa de aço.
Diâmetro do disco:
Com disco inicial de D = 140mm, temos:
Para obtermos o recipiente desejado serão necessárias duas operações
1ª operação:
d1 = k D = 0,6 * 140 = 84mm
A partir de teremos:
Nesta 1ª operação:
2ª operação:
A altura de 56,38mm obtida é maior que os 56,00 mm de projeto.
Será necessário refilar a borda.
EMBUTIMENTO CÔNICO
A forma cônica é obtida com uma última operação de conformação que segue uma série de embutimentos cilíndricos escalonados.
Para não sobrecarregar o material, a redução dos diâmetros no embutimento escalonado deverá ser menor do que no embutimento cilíndrico puro.
Em geral :
A altura das diferentes
partes cilíndricas da peça repuxada em cascata, pode ser obtida graficamente, ou ser calculada com:
ci = altura do chanfro, obtida graficamente após determinação de di.
EMBUTIMENTO CÔNICO
A profundidade de embutimento em uma etapa qualquer é calculada pela expressão, expressa no formulário geral, para o
caso de repuxo cilíndrico com fundo de cantos chanfrados:
Deve-se considerar todos os chanfros e as partes retas que ficarão inalteradas
Exemplo:
A altura do repuxo para o 2º estagio é:
Obs.: Nos cálculos não se leva em conta os raios de concordância.
PREVISÃO DO Nº.
DE ESTÁGIOS DE
EMBUTIMENTO
EMBUTIMENTO PRISMÁTICO
O número de operações para embutimento de peças de secção retangular, depende, do formato, da espessura da chapa, das características do material e do arredondamento dos cantos.
A profundidade de embutimento por etapa é:
h ≈ 6r
Em que r é o raio de arredondamento dos cantos verticais.
EMBUTIMENTO PRISMÁTICO
Em geral, na 1ª operação: Peças prismáticas embutidas com cantos vivos, podem ser
obtidas através várias operações, completadas por uma de conformação final de calibragem.
A profundidade do embutimento é determianda pela
redução dos diâmetros do recorte (blank). Razão crítica dos Diâmetros (β) = disco / copo
O formato elíptico inicial favorece a formação de secção retangular.
ARREDONDAMENTO DA MATRIZ E DO
PUNÇÃO
O arredondamento da orla de entrada da matriz é de fundamental importância.
Se o arredondamento for pequeno, a chapa, é fortemente solicitada na quina de entrada, se estica além do necessário até romper,
Se o arredondamento for muito amplo, haverá formação de rugas.
Parta a 1ª operação:
ARREDONDAMENTO DA MATRIZ E DO
PUNÇÃO
FUROS DE SAÍDA DE AR
Na operação de embutimento a chapa adere ao punção, aprisionando certa quantidade de ar que, dificulta a finalização da operação.
Na extração do punção, pode haver a formação de vácuo que dificulta a separação.
Estes inconvenientes se eliminam, com os furos de saída ou entrada de ar.
O ar comprimido deixaria o fundo abaulado.
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ NO
EMBUTIMENTO
A folga entre punção e matriz das ferramentas de embutimento deverá permitir o escoamento uniforme da chapa sem formação de rugas ou diminuição da espessura.
Teoricamente a folga deverá ser igual à espessura. Isto é válido para as chapas finas.
Para as chapas grossas a folga deverá ser igual à espessura
máxima da chapa (+ 5% por lado), aumentada de 20% da tolerância máxima de laminação.
Exemplo: chapa de aço de 2 mm com tolerância de fabricação de ± 0,1.
folga = 2,1 + 0,20 * 0,1 = 2,12 mm Se a folga entre o punção e a matriz for pequena a chapa rasgará. Se a folga for grande haverá rugas ou descentralização da peça.
FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ NO
EMBUTIMENTO
FORÇA DE EMBUTIMENTO
Um elemento de superfície S, durante a operação de embutimento, é submetido a tensões radiais de tração (σt) e a tensões circunferenciais de compressão (σc) .
Para haver embutimento é necessário que σt ultrapasse a tensão de escoamento, mas não a tensão de ruptura do material da chapa pois, neste caso, a chapa rasgaria.
O valor que σt alcança aumenta com a relação D/d (β).
Controla-se o valor de σt realizando-se o embutimento em várias etapas, isto é, mantendo a relação D/d baixa.
Para peças cilíndricas, a força de embutimento é dada por:
Para o cálculo da força de embutimento para peças não cilíndricas, usar a expressão acima substituindo πd pelo valor do perímetro da seção da peça.
FORÇA DE EMBUTIMENTO
É máxima para D = Do e nula para D = d
A força de embutimento é
máxima no início, diminui gradativamente durante a operação, e se anula no fim da operação (se a peça repuxada for sem flanges).
O contrário acontece com as forças de atrito: no início são nulas, mas no fim da operação, devido à pressão elástica que a peça embutida exerce contra as paredes da matriz, atinge o valor máximo.
FORÇA DE EMBUTIMENTO
A força de embutimento, sem considerar as perdas por atrito nem os esforços
da dobra, varia logaritmicamente durante a operação de embutimento.
EXTRATORES E SUJEITADORES ou PRENSAS-
CHAPAS
Os punções tendem a arrastar a chapa na qual penetram, provocando às
vezes, a sua própria ruptura.
Este inconveniente se elimina por meio dos extratores ou
separadores que, na maioria dos casos, funcionam também como
prensa-chapa ou sujeitadores.
EXTRATORES E SUJEITADORES ou PRENSAS-
CHAPAS
Os extratores podem ser acionados por barras, alavancas, molas
(helicoidais, prato, borracha, etc.) ou ar comprimido, e podem ser
aplicados aos punções ou às matrizes.
FORÇA DE EXTRAÇÃO
A força de extração Fex deve ser 10% da força de estampagem F.
PRESSÃO DO SUJEITADOR
Os sujeitadores deverão ser dimensionados de forma a exercer a pressão
especifica de:
0,1 - 0,2 kg/mm² p/ chapas de aço
0,08 - 0,1 kg/mm² p/ chapas de Al
FORÇA DO SUJEITADOR
Em primeira aproximação podemos dizer que:
A escolha da pressão do sujeitador é de fundamental importância, pois
uma pressão excessiva acabaria rasgando a chapa, enquanto uma pressão insuficiente favoreceria a formação de rugas.
A pressão específica varia com o material e com a espessura da chapa.
Quanto menor a espessura da chapa, maior deverá ser a pressão.
Escolha da prensa:
Devemos selecionar a prensa com uma margem de segurança de ±10 a 20%.
No caso de prensas de duplo efeito, a escolha deverá ser feita em função da força
de embutimento e força de sujeição separadamente.
O cordão esticador deve proporcionar uma retenção regular e suficiente da chapa (sulcos e/ou saliências que funcionam como esticadores).
CORDÕES ESTICADORES (Drawbead)
EMBUTIMENTO POR INVERSÃO
O embutimento por inversão, inverso ou negativo, é um processo de embutimento profundo que, vira pelo avesso a peça de transição em cada estágio, visando modificar o fluxo das linhas que o material adquiriu na operação precedente.
Desta forma, as fibras da chapa que em uma operação foram solicitadas por tração, na operação seguinte, serão solicitadas por compressão, evitando-se o aumento de tensão que levaria à ruptura.
EMBUTIMENTO COM ESPESSURA VARIÁVEL —
TREFILAÇÃO
A trefilação de copo consiste na redução da espessura das paredes cilíndricas de uma cápsula previamente embutida, por meio de sucessivas passagens através de matrizes com dimensões menores do que o diâmetro extremo da cápsula.
• A redução máxima para os aços de boa qualidade é de 35%. • Para que o produto fique com o material bem homogêneo é aconselhável reduzir a espessura das paredes com mais operações. • A lubrificação é extremamente importante no processo e proporciona uma fácil extração da peça do punção.
EMBUTIMENTO COM ESPESSURA VARIÁVEL —
TREFILAÇÃO
DIÃMETRO DO DISCO D
Para evitar rugas é necessário que e > (0,04 a 0,05) D.
EMBUTIMENTO COM ESPESSURA VARIÁVEL —
TREFILAÇÃO
NÚMERO DE ESTÁGIOS
1° estágio: Para evitar rugas
d1 = k D em que k = 0,75 a 0,85
2° estágio: Se d1 não for bastante próximo do diâmetro interno da peça desejada,
recorre-se à um 2° estágio sem trefilar (reembutimento)
3° estágio: A redução da espessura da parede por estágio, deverá ser inferior a 25 a 35%.
É aconselhável diminuir esta porcentagem, estágio por estágio e recozer as peças, se possível.
O diâmetro do punção diminuirá de 0,2mm por estágio.
FORÇA DE TREFILAÇÃO
A força de trefilação é dada por:
FORÇA DE TREFILAÇÃO
Para que o fundo não se separe das paredes laterais, é
necessário que:
É necessário reduzir ao mínimo o atrito entre o cartucho e as paredes da matriz, lubrificando abundantemente as superfícies em contato com polimento do furo da matriz.
EMBUTIMENTO POR EXTRUSÃO
Extrusão é sinônimo de expulsar.
O processo é expulsar da matriz, por meio de um punção, um material plástico ali colocado.
EMBUTIMENTO POR EXTRUSÃO
O Pb, Sn, Al, Cu, Ni e suas ligas são ótimos materiais para extrusão.
Condição fundamental para se obter a extrusão é que a força seja aplicada rapidamente.
A espessura mínima alcançável é e = 0,1mm.
A secção dos cartuchos pode ser
também quadrada, retangular,
sextavada, elíptica, etc.
DETERMINAÇÃO DO DISCO DE EXTRUSÃO
Pela igualdade de volumes teremos:
FORÇA DE EXTRUSÃO
FORÇA DE EXTRUSÃO
Para cada material Rd não tem valor constante.
Varia com a intensidade da deformação, com a velocidade da deformação e com a temperatura alcançada pelo metal durante a deformação.
SEQUÊNCIA PARA A EXECUÇÃO DE PROJETOS
DE FERRAMENTAS DE ESTAMPAGEM
a) Dimensionar o produto com as especificações técnicas necessárias
(material, espessura, tolerâncias, eventual acabamento posterior);
b) Estudar o arranjo do produto na fita e do dispositivo de avanço,
definindo a esquematização do funcionamento do estampo (recortar,
puncionar, seccionar, etc.)
se necessário recortar em cartolina protótipos do produto;
c) Dimensionar a fita (quando necessário considerar a disposição de
avanço);
d) Calcular o rendimento global e o rendimento específico para 1m2 de
chapa.
Obs: Os itens c) e d) devem ser demonstrados para os dois melhores
arranjos do produto, destacando o considerado melhor;
SEQUÊNCIA PARA A EXECUÇÃO DE PROJETOS
DE FERRAMENTAS DE ESTAMPAGEM
e) Calcular a força de corte (kgf) e a capacidade da prensa (toneladas);
f) Calcular a folga de corte (prever o arredondamento quando necessário);
g) Determinar as dimensões do punção e da matriz para a confecção do (s) produto (s), levando em consideração:
1) tolerância do produto;
2) folga de corte;
3) tolerância de usinagem (confecção) para matrizes e punções;
SEQUÊNCIA PARA A EXECUÇÃO DE PROJETOS
DE FERRAMENTAS DE ESTAMPAGEM
Obs: esboçar em linhas gerais (esquemático com resultados dos
cálculos) os punções e matriz, quanto à forma e dimensões básicas;
contato.
h) Calcular a força de extração, definindo tipo e funcionamento do
extrator;
i) Dimensionar guias da fita;
j) Dimensionar demais elementos e
k) Calcular localização da espiga quando pertinente (Xe, Ye).
CRITÉRIOS DE COMPOSIÇÃO E APRESENTAÇÃO
DOS PROJETOS DE FERRAMENTAS
Basicamente os projetos serão compostos por:
1) Memorial técnico
Obs.: o memorial técnico deve registrar os cálculos e esquemas de idealização (projeto) da ferramenta, como segue:
- em folha sulfite A4 lisa com legenda;
- com escrita técnica;
- desenhos esquemáticos (CAD) e
- seqüência de cálculos (dimensionamentos mínimos).
- tabelas e/ou normas usadas;
- pesquisas de complementarão realizadas;
- cronograma do tempo gasto para a realização do projeto e
- estimativa do custo de fabricação.
CRITÉRIOS DE COMPOSIÇÃO E APRESENTAÇÃO
DOS PROJETOS DE FERRAMENTAS
2) Desenhos para fabricação (croqui e/ou desenho a CAD)
Obs.: os desenhos para a fabricação devem ser compostos de:
Desenho de conjunto:
- Deve ser representado com o número de vistas e detalhes necessários a
correta e rápida identificação das pecas componentes do estampo, bem como ao entendimento do seu funcionamento e montagem;
- Deve ser representado em folha normalizada de tamanho mínimo A2;
- Deve ser respeitada a disposição das informações sugeridas, bem como estar acompanhado das informações complementares (tabelas/ desenhos);
CRITÉRIOS DE COMPOSIÇÃO E APRESENTAÇÃO
DOS PROJETOS DE FERRAMENTAS
Desenhos dos componentes:
- Os componentes, matriz e punções, devem ser de preferência
desenhados na mesma folha, devendo esta ser de tamanho A3 e
- Os demais componentes ficam com distribuição segundo critérios do
projetista.
* o projeto deve ser preparado em pasta A devidamente identificada e as folhas dobradas conforme norma ABNT -NB8.
* deve ser respeitada as datas do cronograma.
CRITÉRIOS DE
COMPOSIÇÃO E
APRESENTAÇÃO
DOS PROJETOS DE
FERRAMENTAS
Referências bibliográficas
1) Apostila do Projeto de ferramentas de Conformação de Chapas.
2) Wilson, Franck et alli; "DIE DESIGN HANDBOOK", Ed. McGraw Hill and ASTME, New
York, 1965.
3) Provenza, Francesco;" ESTAMPOS" Vol I, II e III, Editora PRO-TEC, S,o Paulo, 1986.
4) Rossi, Mário;" ESTAMPADO EN FRIO DE LA CHAPA", Ed. Dossat, Madrid, 1979.
5) Oehler - Kaiser; "HERRAMIENTAS DE TROQUELAR, ESTAMPAR Y EMBUTIR", 3a.
Ediçào, Ed. Gustavo Gilli, Barcelona, 1981.
6) Lopes Navarro, Tomás; "TROQUELADO Y ESTAMPACIÓN", 2a. edição, Ed.Gustavo
Gilli, Barcelona, 1976.
7) Carlson, Richard; "METAL STAMPING DESIGN", Prentice Hall, New Jersey, 1961.
8) Makelt, Heinrich; MECHANICAL PRESSES", 1a. edição, Carl Hanser Verlag, Munich,
1968
9) Spur, Günther & Stoeferle, Theodore- “HANDBUCH DER FERTIGUNGSTECHNICK” Vol.
1, 2/1 e 2/2, Carl Hanser Verlag, München, 1988.
10) Lange, Kurt - “FORMING HANDBOOK”, Ed. Mcgraw Hill and SME, New York, 1993;
11) Autores Coletivos; "MANUAL SCHUELLER- PRENSAS Y SUS APLICACIONES"- Ed.
Louis schueller, Goppingen, 1968.
12) Agostinho, O. L.; Rodrigues, A. C. S. e Lirani, J. - "Tolerâncias, ajustes, desvios e análise de
dimensões", Edgar Blütcher Ed., São Paulo.
Paulo Victor Prestes Marcondes - Possui pós-doutorado pela
Universidade de Deakin, em Geelong, na Australia (2007) e Universidades
da California em San Diego (1996) e Pennsylvania (1996) nos EUA.
Obteve seu doutoramento em Engenharia Mecânica pela Universidade
Federal de Santa Catarina e Universidade de Birmingham na Inglaterra
(1995). Obteve o mestrado em Engenharia Mecânica (1991) e a graduação
em Engenharia Mecânica pela Universidade Federal de Santa Catarina
(1989). Atualmente é professor associado I da Universidade Federal do
Paraná atuando na graduação e pós-graduação (mestrado e doutorado) do
Departamento de Engenharia Mecânica. Tem experiência na área de
Engenharia de Materiais e Metalúrgica, com ênfase em Conformação
Mecânica, atuando principalmente nas áreas de conformação de chapas,
ferramentas de conformação (matrizes e moldes) e simulação
computacional.