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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
TECNOLOGIA EM FABRICAÇÃO MECÂNICA
GISLAINE NAIARA WLODARSKI
GUSTAVO HENRIQUE SEMKIW
PABLO WADSON BUENO DE GODOI
RAYSSA BUENO MULLER
PROJETOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA
PONTA GROSSA
2022
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Relatório de Projeto de Conformação Mecânica: Elaboração de Peças Usando Estampagem, Exercícios de Engenharia Metalúrgica
Relatório acadêmico sobre o processo de elaboração de peças mecânicas por meio de estampagem, incluindo a escolha de materiais, layouts de corte, dimensionamento de punções e matrizes, e cálculos de folga. Três layouts diferentes e os cálculos correspondentes.
Tipologia: Exercícios
2022
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UNIVERSIDADE TECNOLÓGICA FEDERAL DO PARANÁ
TECNOLOGIA EM FABRICAÇÃO MECÂNICA
GISLAINE NAIARA WLODARSKI
GUSTAVO HENRIQUE SEMKIW
PABLO WADSON BUENO DE GODOI
RAYSSA BUENO MULLER
PROJETOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA
PONTA GROSSA
Trabalho acadêmico apresentado como
requisito parcial à aprovação na
disciplina de Projetos de Conformação
Mecânica do curso de Tecnologia em
Fabricação Mecânica, da Universidade
Tecnológica Federal do Paraná.
Prof° Bruno Agostinho Hernandez
GISLAINE NAIARA WLODARSKI
GUSTAVO HENRIQUE SEMKIW
PABLO WADSON BUENO DE GODOI
RAYSSA BUENO MULLER
PROJETOS DE CONFORMAÇÃO MECÂNICA
PONTA GROSSA
- Figura 1 - Peça elaborada pelo software
- Figura 2 - Peça planificada
- Figura 3 - Áreas da peça
- Figura 4 - Layout
- Figura 5 - Layout
- Figura 6 - Layout
- Figura 7 - Referência dos furos e componentes da peça
- INTRODUÇÃO SUMARIO
- 1 PROJETO
- 1.1 PEÇA
- 1.2 PROCESSO DE FABRICAÇÃO
- 1.3 MATÉRIA-PRIMA.................................................................................
- 2 DESENVOLVIMENTO
- 2.1 LAYOUT DE CORTE
- 2.2 LAYOUT 1............................................................................................
- 2.3 LAYOUT 2..........................................................................................
- 2.4 LAYOUT 3..........................................................................................
- 3 DIMENSIONAMENTO DE PUNÇÕES E MATRIZES
- 3.1 FOLGA...............................................................................................
- 3.2 DIMENSIONAMENTO
- 3.2.1 MATRIZES
- 3.2.2 PUNÇÃO
- 3.2.3 CÁLCULOS DE PUNÇÕES E MATRIZES
INTRODUÇÃO
Este relatório acadêmico que tem como principal objetivo o aprendizado
da elaboração de um projeto de conformação mecânica.
Realizado por estudantes do curso de Tecnologia em Fabricação
Mecânica o presente relatório irá abordar os procedimentos necessários para
elaborar uma peça elaborada através dos processos de conformação mecânica,
essa peça será fabricada com uma chapa de aço carbono SAE 1020 de 1
milímetro de espessura. Dentre as etapas para elaboração desta peça, estão a
elaboração da peça em 3D para dimensionamento e sua visualização, dos
layouts para cortes da chapa, escolha do layout que que tenha uma maior
porcentagem de uso da chapa além dos processos que fazem parte do
desenvolvimento do projeto, como por exemplo, o corte da chapa, a elaboração
do punção e matriz e força de corte.
Figura 2 - Peça planificada
- Corte simples: para produzir uma peça de qualquer formato a partir de
uma chapa.
- Entalhe: cote de um entalhe em qualquer região do contorno da peça.
- Puncionamento: corte por impacto para obtenção de furos de pequenas
e médias dimensões utilizando punção e matriz.
Caracteriza-se este processo pelas etapas que ocorrem no momento em
que o punção entra em contato com a chapa:
- Esmagamento;
- Cisalhamento;
- Ruptura.
No método de dobramento é um processo de conformação que transforma
segmentos retos em segmentos curvos, esta operação faz com que ocorra uma
deformação por flexão.
1.3 MATÉRIA-PRIMA
Será usado uma chapa de aço carbono SAE 1020 medindo 2000
(comprimento) x 1000 (largura) x 1 (espessura), medidas em milímetros, que é
uma chapa aço carbono de fácil comercialização, comum, e de excelente custo
benefício, também possui excelente plasticidade e soldabilidade. Aceita muito
bem tratamentos térmicos.
Dentro de um processo de fabricação que envolve quantidade de peças
em grande escala, sendo uma peça que não sofrerá grande esforço ou cumprirá
uma função muito importante em um determinado equipamento e a mesma, não
terá um valor relativamente alto sobre o produto final o aço SAE 1020 é a melhor
opção.
Outro fator que se deve uma atenção ao receber o material pedido, é
preciso ter certeza de que o mesmo obedece às prescrições exigidas para o
processo de conformação que será submetido esta chapa. As chapas devem ser
verificadas conforme dentro dos limites de tolerância especificadas no pedido e
normas, que são elas: Dimensões, características mecânicas e qualidades
tecnológicas.
Figura 3 - Áreas da peça
2 DESENVOLVIMENTO
2.1 LAYOUT DE CORTE
Esta etapa é o planejamento do corte a ser realizado na chapa, sendo que
o principal objetivo é realizar o corte de um maior número de peças dentro de
uma chapa, afim de utiliza-la da melhor forma possível, este parâmetro
determinamos através da fórmula de porcentagem de utilização da chapa:
Segue:
%𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎çã𝑜 =
Onde:
𝐴𝑝: Área da superfície total da peça (𝑚𝑚
2
𝑛 : número de peças por chapa
𝐴𝑐 : Área da superfície total da chapa (𝑚𝑚
2
A distância das peças a serem estampadas em corte devem seguir alguns
valores tabelados afim de não ocorrer o rompimento da peça ou que uma peça
não influencie negativamente no corte da peça ao lado, estes “espaços” farão
com que o processo ocorra sem imprevistos.
Para facilitar o cálculo divide-se a chapa em tiras e dimensiona a
quantidade de peças que caberão nesta tira, logo depois calculamos a
quantidade de tiras por chapa e multiplicamos um pelo outro. Veremos estes
cálculos para três layouts diferentes:
Para calcularmos precisamos da área (figura 3) da peça, obtido pelo
software Solidworks:
Figura 5 - Layout 2
2.3 LAYOUT 2
Neste layout (figura 5 ), foi alojado as peças todas lado a lado deitadas.
Cálculo feito em tiras de uma peça de largura desta tira:
Usamos os valores de espaçamento entre peças de 1, 5 mm na direção vertical
e 1, 6 mm na direção horizontal para determinar os passos:
= 27 , 39 𝑝𝑒ç𝑎𝑠
𝑄𝑝𝑐 = 27 ∗ 10 = 270 𝑝𝑒ç𝑎𝑠
𝑃𝑎𝑠𝑠𝑜 = 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑒ç𝑎 +
%𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎çã𝑜 =
Figura 6 - Layout 3
2.4 LAYOUT 3
Neste layout (figura 6 ), foi alojado as peças lado a lado em pé e outras
giradas a 360°. Cálculo feito em tiras de duas peças de largura em cada tira:
Usamos os valores de espaçamento entre peças de 1,5 mm na direção vertical
e 1,6 mm na direção horizontal para determinar os passos:
Layout escolhido foi o Layout 1.
∗ 2 = 43 𝑝𝑒ç𝑎𝑠
𝑄𝑝𝑐 = 43 ∗ 6 = 258 𝑝𝑒ç𝑎𝑠
𝑃𝑎𝑠𝑠𝑜 = 𝑙𝑎𝑟𝑔𝑢𝑟𝑎 𝑑𝑎 𝑝𝑒ç𝑎 +
%𝑈𝑡𝑖𝑙𝑖𝑧𝑎çã𝑜 =
3.2.3 CÁLCULOS DE PUNÇÕES E MATRIZES
3.2.3.1 FUROS
1 - Punção:
Ø𝑃𝑢𝑛çã𝑜 = 8 + 0 , 1 = 8 , 1 𝑚𝑚
Matriz:
Ø𝑀𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 = 8 , 1 + 0 , 08 = 8 , 18 𝑚𝑚
2 - Punção:
Ø𝑃𝑢𝑛çã𝑜 = 16 + 0 , 1 = 16 , 1 𝑚𝑚
Matriz:
Ø𝑀𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 = 16 , 1 + 0 , 08 = 16 , 18 𝑚𝑚
3 - Punção:
Ø𝑃𝑢𝑛çã𝑜 = 10 + 0 , 1 = 10 , 1 𝑚𝑚
Matriz:
Ø𝑀𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 = 10 , 1 + 0 , 08 = 10 , 18 𝑚𝑚
3.2.3.2 CORTES
4 - Matriz:
Punção:
𝑃𝑢𝑛çã𝑜 = 69 , 9 − 0 , 08 = 69 , 82 𝑚𝑚
5 - Matriz:
Punção:
𝑃𝑢𝑛çã𝑜 = 89 , 67 − 0 , 08 = 89 , 59 𝑚𝑚
6 - Matriz:
Punção:
𝑃𝑢𝑛çã𝑜 = 29 , 9 − 0 , 08 = 29 , 82 𝑚𝑚
7 - Matriz:
Punção:
𝑃𝑢𝑛çã𝑜 = 36 , 54 − 0 , 08 = 36 , 46 𝑚𝑚
8 - Matriz:
Punção:
𝑃𝑢𝑛çã𝑜 = 26 , 66 − 0 , 08 = 26 , 58 𝑚𝑚