Manual de Processamento de Chapa de Aço: Corte e Punçãoamento, Manuais, Projetos, Pesquisas de Prototipagem e Ferramentas

Baixe Manual de Processamento de Chapa de Aço: Corte e Punçãoamento e outras Manuais, Projetos, Pesquisas em PDF para Prototipagem e Ferramentas, somente na Docsity!

PROJETO DE

DISPOSITIVOS E

FERRAMENTAS

CURSO PROCESSO DE PRODUÇÃO

3º SEMESTRE

Profº Panesi

AULA 1

CONFORMAÇÃO MECÂNICA POR ESTAMPAGEM

Estampagem é o processo de fabricação que transforma chapas metálicas planas em objetos com forma geométrica própria e definida. Os processos de estampagem se dividem em:

Corte

Corte e furo progressivo

Etapa 1: furo

Repuxo

Normalmente as operações de corte e dobra são feitas a frio e repuxo é feita a quente. O processo é realizado por meio de máquinas denominadas de prensas.

CHAPAS

As chapas são os materiais destinados a obterem o produto final a produzir. No mercado são encontradas de acordo com a tabela 1.

Tabela 1. Chapa de aço carbono

Durante o processo, o material é cortado de acordo com as medidas das peças a serem estampadas, a que se dá o nome de tira. Quando cortamos numa tira de material as formas de que necessitamos, a parte útil obtida recebe o nome de peça. O restante de material que sobra chama-se retalho , como na figura a seguir.

Conjunto Superior

O conjunto superior é a parte móvel do estampo. É fixada à máquina, realiza movimentos de “sobe-desce” e apresenta os seguintes componentes: espiga, placa superior, placa de choque, placa porta-punções , punções e faca de avanço.

Espiga é uma peça geralmente cilíndrica de aço 1020 a 1045 que, introduzida e presa no alojamento do cabeçote da prensa, sustenta o conjunto superior.

um projeto simples pode seguir as mesmas dimensões da matriz, observe a figura a seguir.

Os principais parâmetros a serem considerados nas operações de corte e furações por estampagem são:  Forças envolvidas na operação de corte  Aproveitamento máximo da chapa (layout de tira)  Folgas entre punção (macho) e matriz  Dimensionamento da matriz

FORÇA DE CORTE (FC)

A força de corte depende basicamente do material que se vai cortar, das dimensões do corte e da espessura da chapa e pode ser determinada através da seguinte expressão:

FC = Pe. e.  admcisal

Onde: Pe = perímetro de corte; e = espessura da chapa; admcisal = tensão admissível de cisalhamento do material da chapa(ver tab. 2)

A força de corte é o que define praticamente a capacidade da prensa a ser utilizada, nesse caso é recomendável acrescentar 15% a mais no valor da força de corte encontrada no cálculo. As capacidades em tonelagem das prensas excêntricas obedecem a um padrão de produção e as mais comuns são: 3-5-8- 12-18-25-30-40-50-60-80-100-120-160-200.

Tabela 2. Valores de tensão admissível a cisalhamento para aços carbono Aços com teores em%C

0,10 0,15 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 0,70 0,80 1,

admcisal (kg/mm^2 )

25 a 32

28 a 35

32 a 40

36 a 48

45 a 55

48 a 58

55 a 70

60 a 85

72 a 90

80 a 100

COMO DIMINUIR A FORÇA DE CORTE (FC)

Há algumas vantagens em diminuir a força de corte no momento da atuação dos punções como, por exemplo, a diminuição das dimensões de alguns componentes do estampo como também a seleção de uma prensa de capacidade menor. Um dos métodos mais utilizados é inclinar o fio de corte do punção em 1mm como indica a figura abaixo.

O cálculo nesse caso fica

Fcdiminuido = Fc

LAYOUT DE TIRA

O estudo econômico, também chamado de layout de tira, é o estudo que proporciona o aproveitamento máximo da chapa ou, em outras palavras, a obtenção da maior quantidade de peças em uma mesma chapa. Este estudo visa encontrar a melhor distribuição das peças na chapa bem como calcular as distâncias ótimas entre as várias peças. As distâncias mínimas necessárias para um corte eficiente e correto são apresentadas na tabela 3 e da Figura abaixo.

Tabela 3. Estudo da tira

Consideremos a peça com área S mostrada na Figura abaixo a ser produzida a partir de uma tira de comprimento L e largura LT

2ª disposição

Determinação da largura da tira LT: LT = Y + 2B + D

Determinação do passo P: P = X + Z + 2C

O número de peças n para cada situação será:

L corresponde ao comprimento da chapa original 2m x1m O rendimento  para cada situação é:

O passo P calculado nos exemplos anteriores serve para confeccionar a faca de avanço de largura D para estampos progressivos como indicado na figura do estampo superior. É o avanço que faz a tira de chapa se deslocar em cada golpe da prensa, isto é, em cada peça ou grupo de peças cortadas.

FOLGA ENTRE PUNÇÃO E MATRIZ

É de bom senso deixarmos uma certa folga entre o punção e a matriz para obtermos um produto de qualidade e melhor aproveitamento do material. Normalmente a peça cortada terá as dimensões da matriz e o furo deixado no

material tem as dimensões do punção e dependerá exclusivamente da espessura e tipo do material. De acordo com o tipo de material teremos as seguintes relações:

Para aço doce e latão: F = e/ Para aço meio duro: F = e/ Para aço duro: F = e/

Exemplo: Deseja-se cortar discos com diâmetro de 50mm com uma chapa com 3mm de espessura feita de aço meio duro. Qual seria o diâmetro do punção e matriz nesse caso?

Para aço meio duro: F = e/ F= 3/16 = 0, Diâmetro do punção: 50 – 0,18 = 49,82mm Diâmetro da matriz ficará com o nominal de 50mm

PLACA SUPERIOR

Placa superior é uma placa de aço 1020 a 1045 que tem por finalidade fixar a espiga e unir, por meio de parafusos, a placa de choque e a placa porta- punção.

Adotar como espessura mínima de 0,8 da espessura da matriz

PLACA DE CHOQUE

É uma placa de aço 1060 a 1070, temperada e retificada, que tem a função de receber choques produzidos pelas cabeças dos punções no momento em que eles furam ou cortam a chapa, evitando sua penetração na placa superior. A espessura da placa de choque não pode ser menor que cinco milímetros e varia conforme o material a ser cortado.

PLACA PORTA PUNÇÕES

É uma placa de aço 1020 a 1045 situada logo abaixo da placa de choque ou da placa superior. É fixada por parafusos e tem como função sustentar punções, cortadores, cunhas e pode ter as mesmas dimensões da matriz.

Adotar como espessura a mesma da placa superior

PUNÇÃO

Punção é uma peça de aço com elevado teor de carbono (aço rápido) temperada e revenida, que faz o corte quando é introduzido nas cavidades da placa-matriz, dando forma ao produto. A figura abaixo apresenta os diversos formatos de punções.