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PROCESSO DE ESTAMPAGEM
É o processo de fabricação de peças,
Através do corte ou deformação de
Chapas, em uma operação de prensagem
A frio.
PROCESSO DE ESTAMPAGEM
Principais características:
Alta produção
Reduzido custo por peça
Bom acabamento
Melhoria da resistência Mecânica
Boa Repetibilidade
Custo elevado do Ferramental
PROCESSO DE ESTAMPAGEM
Principais operações:
Embutimento
Corte
Operação de Corte
Punção
Matriz
Deformação eInício do corte
Corte
Corte porcizalhamento
RupturaPor tração
Operação de CorteFolga entre punção e matriz
SKef 015,001,0
Para chapas com espessura até 3 mm:
Para chapas com espessura maior que 3 mm:
SKef 005,0
Ks = Tensão de ruptura ao cisalhamento
f/2
chapa
Punção
Matriz
e
Operação de Corte
Matriz
Guia
Extrator
Colunas guias
Porta punção
Punção
Ferramenta de Corte
Operação de Corte
Sc KleF
Perímetro de corte: l
Espessura: e
Cálculo da Força de Corte
Ks = Tensão de ruptura ao cisalhamento
Operação de Corte
Metal
Aço, 0,1%C
Aço, 0,2%.
Aço, 0,3%.
Aço, 0,4%
Aço, 0,6%
Aço, 0,8%
Aço, inoxidável
Alumínio 99 e 99,5
Prata e Monel (liga de níquel)
Bronze
Cobre
Estanho
Zinco
Chumbo
Ks (Kgf/mm2)
recozido
24
30
36
45
55
70
50
7 a 9
28 a 36
33 a 40
18 a 22
03
12
02
Ks (Kgf/mm2)
encruado
32
40
48
56
72
90
56
13 a 16
45 a 56
40 a 60
25 a 30
04
20
03
Operação de Corte
Sujeitador de molas
As molas de um sujeitador podem exigir de 5 a 12% da força de corte, para serem comprimidas
Operação de Corte
Redução da força de corte
Tc1 = Fc1 x e Tc2 = Fc2 x (e+c)
e + c > e
Tc1 = Tc2
Fc1 > Fc2
Operação de Corte
Estudo do aproveitamento de chapas
2 e
2 e
e
Operação de Corte
Mudanças de desenho podem melhorar
Significativamente o aproveitamento da tira
Operação de Corte
Uma tira pode ser usada para a obtenção
de várias peças diferentes
CONTROLE DO AVANÇO
Operação de Dobramento
Prensa Dobradeira
Operação de Dobramento
Operação de Dobramento
A
A’
A
A’
L N
Espessura da chapa (e) Posição em relação ao lado interno da dobra
até 2 mm
acima de 2 mm até 4 mm
acima de 4 mm
Operação de Dobramento
e.21
e.73
e.31
Posição da Linha Neutra
Operação de Dobramento
Deformação durante o dobramento
A
A’
Operação de Dobramento
Retorno elástico (Spring Back)
FORÇA DE DOBRAMENTO
W = módulo de resistência à flexão
f = tensão de resistência à flexão
Para chapas:
be
Fazendo (1) = (2)
Vem: Fd b.e. f=
2
1,5.a
Fd
Fd/2 Fd/2
Mf max.
a
( )
( )2σ×W=M
14
a×F=
2
a×
2
F=M
ff
DDmax.f
2
6
e×b=W
“V”
FORÇA DE DOBRAMENTO
W = módulo de resistência à flexão
f = tensão de resistência à flexão
Para chapas:
be
Fazendo (1) = (2)
Vem: Fd b.e. f=
2
6a
( )
( )2σ×W=M
1a×F=M
ff
Dmax.f
2
6
e×b=W
“L”
a
Operação de Embutimento
Operação de Embutimento
Operação de Embutimento
Operação de Embutimento
Operação de Embutimento
Operação de Embutimento
Desenvolvimento de peças embutidas circulares
SD Sp=
Operação de Embutimento
Força de embutimento para peças circulares
m.=Fe Sπ.d.e.K
d/D m
0,55 1,00
0,575 0,93
0,60 0,86
0,65 0,72
0,70 0,60
0,75 0,50
0,80 0,40
Valores de m para aços
Para repuxo profundo
M<1
Operação de Embutimento
Embutimento Progressivo
Material K1 K2
Aço para repuxo 0,60 a 0,65 0,80
Aço para repuxo profundo 0,55 a 0,60 0,75 a 0,80
Aço inoxidável 0,50 a 0,55 0,80 a 0,85
Alumínio 0,53 a 0,60 0,80
Cobre 0,55 a 0,60 0,85
Latão 0,50 a 0,55 0,75 a 0,80
Zinco 0,65 a 0,70 0,85 a 0,90
Operação de EmbutimentoPeças não circulares
Regra: Partes retas são desenvolvidas como se fossem
dobradas e partes curvas como se fossem segmentos de
círculos.
LINHA DE PRENSAS
Prensas para Estampagem
O princípio de acumulação de
energia que está presente quando
se levanta a massa de um martelo
pode também ser aplicado às
prensas mecânicas. Neste caso a
energia é armazenada em um
volante e, ao contrário do martelo
onde toda energia acumulada é
gasta de uma só vez, na prensa ela
deve ser despendida apenas em
parte.
Prensas Mecânicas
Prensas para Estampagem
Uma redução de velocidade do
volante da ordem de 15% para
operação contínua e de 25% para
uma única pancada, é estimada
como a máxima permitida, sem que
o motor elétrico que toca o volante
seja afetado.
Prensas Mecânicas
Alimentação por Esteira
Características:•Esteiras fora da matriz com velocidade constante. •Sensor registra a presença de matéria-prima na entrada do estampo que se abre. •Matéria-prima cai na zona de prensagem e a prensa é acionada e faz-se a conformação. •A peça conformada é soprada por jatos de ar comprimido para depósito. Comentários: A matriz pode ser aberta pelo operador, que pode
colocar a mão sob a zona de prensagem. Para segurança total, é necessária a instalação de cortinas de luz que interrompam a máquina em presença das mãos.
Características:•Um dispositivo inclinado que se posiciona acima da zona de prensagem. •A matéria-prima é colocada no dispositivo pelo operador, que, depois que a posiciona, aciona a máquina. •Por força da gravidade, a peça escorrega pelo dispositivo até a zona de prensagem; ar comprimido expulsa a peça conformada para uma caixa de produtos acabados, que fica ao lado da prensa. Comentários: Não oferece segurança total, pois o operador
pode abrir a matriz e colocar as mãos na zona de prensagem.
Alimentação por Gravidade
Alimentação por Gaveta
Características:•Dispositivo em forma de gaveta que leva a matéria-prima para a zona de prensagem. •O operador coloca a matéria-prima num dispositivo fora da matriz e empurra o dispositivo com a matéria-prima para a zona de prensagem para ser conformada. Comentários: Pode ser usada em qualquer tipo de prensa.
Impede que o operador coloque as mãos na zona de prensagem.
Características:•Um dispositivo circular como uma roda metálica com várias cavidades. •Nas cavidades, é colocada a matéria prima. •O operador gira a roda e pisa no pedal da prensa para a conformação. Comentários: Não oferece segurança total porque a matriz pode
ser aberta pelo operador.
Alimentação por Bandeja Rotativa
Alimentação por Mão Mecânica
Características:•Pode ser robotizada, fazendo movimentos de colocação e de retirada de matéria-prima e produto acabado. •Pode ser complementada por cortina de luz, pois, se o operador colocar a mão em zona de prensagem, a prensa pára. Comentários: Pinça magnética não é mão mecânica. Pinça
magnética é um paliativo que não oferece a proteção necessária ao operador e deve ser evitada.
Enclausuramento da Ferramenta
Características:O estampo é fechado e só permite a entrada do material, mas não da mão do operador. A proteção para enclausuramento do estampo deve ser:•forte e robusta e não pode ser facilmente removível; •fabricada em chapa, tela de aço ou policarbonato. Comentários:
•Pode ser utilizado em qualquer tipo de prensa. •Deve ser previsto quando se projeta o estampo da prensa. •Para alguns tipos de peça, sua utilização não é possível. •Oferece segurança total.
Prensas para Estampagem
A Força máxima de projeto definida para uma
determinada prensa é um valor compatível com os
esforços que pode suportar sua estrutura e as peças
móveis que fazem a transmissão de forças. Forças
acima desta começam por comprometer a rigidez
estrutural causando desgastes prematuros e perda de
precisão das ferramentas e finalizam pelo aparecimento
de fissuras e quebra de peças da prensa.
Prensas Mecânicas
Prensas para Estampagem
Prensas Mecânicas: Tipos
Manivela Excêntrica Joelho
Prensas ExcêntricasParâmetros de funcionamento
Volante
Excêntrico
Punção
Matriz
Chapa
w
w’
α
r
w-rα cos =
w
w ≅ w’
Prensas ExcêntricasParâmetros de funcionamento
Volante
Excêntrico
Punção
Matriz
Chapa
w
w’
α
wP
P.r.senα=P.a=M
Prensas para Estampagem
Prensas Mecânicas de Parafuso
Nesse tipo de prensa, em contraste com as
excêntricas, o total da energia do volante é
usado em uma determinada operação.
A magnitude da força exercida é função da
distância sobre a qual ela é aplicada.
Grandes forças podem ser exercidas quando
as distâncias a serem percorridas são
pequenas.
Prensas Hidráulicas
Em prensas hidráulicas é feito uso do
princípio da pressão hidrostática ou seja:
Quando a pressão p age sobre uma
superfície de área A, obtém -se a força P,
tal que: P = pxA
As pressões empregadas nestas prensas
podem alcançar até 300 Kgf/cm².
Prensas Hidráulicas
A força exercida no cabeçote da prensa
depende do trabalho a ser executado, a
pressão p irá aumentando conforme a
solicitação de maior carga.
Diferentemente das prensas mecânicas a
força não depende da distância (w) a ser
percorrida pelo cabeçote. Por outro lado
não há como exceder a força máxima
permissível, devendo a mesma ser
suficiente para a execução da operação
ou esta não se completará.