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Processos de fabricao 2 Conformao mecnica
ETAMPAGEM PROFUNDA
Na estampagem profunda, a chapa metlica sofre alongamento em ao menos uma direo, e compresso em outra direo. Geralmente, um compensa o outro e no h mudana na espessura da chapa. Assim como no dobramento, a estampagem profunda tambm realizada com o auxlio de estampos formados por um puno, uma matriz e um sujeitador (prensa chapa) presos a prensas mecnicas ou hidrulicas.
ETAMPAGEM PROFUNDA (continuao) A chapa, j cortada nas dimenses determinadas, presa entre a matriz e o sujeitador, que mantm sobre ela uma presso constante durante o embutimento. Isso evita que ocorra o enrugamento da superfcie da pea.
Quando o puno acionado, o mesmo desce e fora a chapa para baixo, atravs da matriz. Nessa operao, tambm necessrio um controle sobre a folga entre o puno e a matriz.
ESTAMPAGEM PROFUNDA (continuao)
Quando a profundidade do embutimento grande, ou seja, tem a altura maior que o dimetro da pea, e so necessrias vrias operaes sucessivas para obt-la, tem-se a reestampagem. Isso pode ser feito com o mesmo puno, ou com punes diferentes quando o perfil da pea necessite ser alterado numa segunda ou terceira estampagem.
No processo de estampagem a ferramenta deve ter uma superfcie lisa e bem acabada para minimizar o atrito entre matriz-chapapuno e, desse modo, diminuir o esforo de compresso e o desgaste da ferramenta.
Para diminuir o atrito pode-se usar tambm um lubrificante. Os produtos estampados apresentam defeitos caractersticos estritamente ligados s vrias etapas do processo de fabricao. O quadro a seguir relaciona esses defeitos com a respectiva etapa dentro do processo e indica a maneira de evit-los.
Tabela: Causas e correes dos defeitos no processo de estampagem em chapas
Etapa do processo Chapa Defeito Pregas, ou gretas, transversais no corpo da pea. Causa Correo Usar chapas com controle de qualidade de mais rigoroso. Limpar cuidadosamente os locais de armazenamento das chapas. Exigir produtos laminados com tolerncia dimensionais estreitas.
Incluses na chapa. Trepadura de laminao. Poros finos ou corpos estranhos duros (como gros de areia) que penetram na chapa no momento da estampagem. Aba de largura irregular, formao de gretas entre as regies de diferentes espessuras.
Furos alongados ou gretas.
Diferenas de espessura na chapa.
Tabela: Causas e correes dos defeitos no processo de estampagem em chapas (continuao)
Etapa do processo Projeto ou construo da matriz
Desprendimento do fundo.
O puno de embutir atua como puno de corte, o raio de curvatura muito pequeno no puno e na aresta embutida. O fundo embutido unido ao resto da pea apenas por um lado; a relao de embutimento grande demais para a chapa empregada. Variao de espessura na chapa ou folga muito estreita entre puno e matriz. Em peas retangulares, o estreitamento da folga devido formao de uma pasta de xidos.
Arredondar melhor as arestas no puno de embutir e na matriz. Introduzir mais uma etapa de embutimento ou escolher uma chapa de maior capacidade de embutimento. Revisar espessura da chapa. Alargar o orifcio de embutimento. Em peas retangulares, limpar sempre as arestas das ferramentas
Projeto ou construo da matriz Projeto ou ferramentaria
Ruptura no fundo.
Trincas no fundo depois que o corpo est quase todo pronto(mais frequentemente em peas retangulares).
Etapa do processo Projeto ou ferramentaria
Formado abauladocorpo arqueado para fora e arqueamento do canto superior do recipiente.
Folga muito larga de embutimento.
Aumentar a presso de sujeio. Trocar a matriz ou o puno. Fazer tratamento de superfcie para endurecer as arestas da matriz. Melhorar o processo de decapagem. Melhorar as condies de lubrificao
Conservao, ferramentaria
Estrias de embutimento.
Desgaste da ferramenta e chapa oxidada.
Pregas e trincas na aba.
Folga de embutimento muito larga, ou arredondamento muito grande das arestas de embutimento.
Trocar a matriz.
Etapa do processo Conservao, Conservao, ferramentaria. ferramentaria. Defeito Causa Correo
Ampolas no fundo. s vezes abaulamento no fundo.
M aerao.
Melhorar a sada do ar, distribuindo melhor o lubrificante.
Revelos de um s lado nas rupturas do fundo.
Posio excntrica o puno em relao matriz de embutimento.
Soltar a sujeio da ferramenta e centrar a matriz corretamente com relao ao puno.
Conservao, ferramentaria.
Formao de pregas na aba.
Presso de sujeio insuficiente.
Aumentar a presso do sujeitador.
Processo de fabricao por trabalho mecnico:
Dimensionamento da utilizao da chapa.
As especificaes das dimenses ajudam no melhor aproveitamento possvel do material, quando necessrio cort-lo para fabricao da pea. Uma chapa fora dos padres de dimenso impede seu bom aproveitamento em termos de distribuio e quantidade das peas a serem cortadas. O ideal obter a menor quantidade possvel de sobras e retalhos que no podem ser aproveitados. Esse aproveitamento ideal envolve tambm o estudo da distribuio das peas na chapa.
CORTE POR PUNCIONAMENTO FOLGA ENTRE O PUNO E A MATRIZ Segundo Oehler, a folga ideal para corte por puncionamento pode ser obtida atravs das seguintes frmulas empricas: Para chapas de at 3 mm de espessura:
f 0,01 e 0,015 Ks
Para chapas com mais de 3 mm de espessura:
f 0,005 e Ks
onde: e = espessura da chapa e Ks = tenso de ruptura ao cisalhamento do material
Fora necessria para o corte
A fora de corte obtida multiplicando-se a rea da seo a ser cortada pela tenso de ruptura ao cisalhamento do material.
Como a rea da seo a ser cortada igual espessura da chapa multiplicada pelo permetro de corte, podemos dizer que:
Fc = e.L.Ks Fc = Fora de corte (Kgf) e = espessura da chapa (mm) L = permetro de corte (mm) Ks = tenso de ruptura ao cisalhamento (Kgf/mm)
Fora de sujeio Algumas vezes a tira a ser cortada fica presa atravs de um sujeitador ou prensa- chapa ligado ao mecanismo do puno e acionado pela presso dada por molas. Podemos considerar que, para condies mdias de folga e afiao das ferramentas, o esforo de sujeio varia de 5 a 12% do esforo de corte e na prtica, quando no se conhece o valor exato, utiliza-se 10%. Assim, nesse caso, a fora total de corte ser igual a 1,1. Fc
Reduo da fora de corte Muitas vezes interessante procurar-se diminuir o esforo de corte, com o intuito de minimizar a necessidade de grandes prensas. Isto pode ser feito atravs de um ngulo no puno ou na matriz, de maneira a diminuir a rea de resistncia ao corte. A reduo do esforo de corte pode ser demonstrada conforme segue:
O trabalho requerido para cortar uma chapa de metal pode ser calculado pela frmula bsica: Trabalho = Fora x distncia em que a forca atua. No puno de face reta, distncia percorrida pelo puno para executar o corte ser igual espessura da chapa (e). Portanto: Tc1 = Fc1 x e
No caso do puno de face angular, a distncia percorrida pelo puno para executar o corte completo ser igual a (e + c), conforme desenho Assim: Tc2 = Fc2 x (e + c) Como o trabalho para executar o mesmo corte no varia, (Tc1 = Tc2) e como a distncia percorrida pelo puno com face angular maior, para manter-se a igualdade, a fora de corte, neste caso, necessariamente, ter que ser menor. Tc1 = Fc1 x e Tc1 = Tc2 Tc2 = Fc2 x (e + c) (e + c) > e
Portanto: Fc2 < Fc1 O ngulo de inclinao dado na face do puno no deve ultrapassar a 18 graus.
Processos de fabricao 2 Conformao mecnicaA seguir o valor de Ks para alguns metais. Na falta do valor exato Ks pode ser tomado como sendo 0,8 da tenso de ruptura trao do material.
Metal. Ao, 0,1%C Ao, 0,2%. Ao, 0,3%. Ao, 0,4% Ao, 0,6% Ao, 0,8% Ao, inoxidvel Alumnio 99 e 99,5 Prata e Monel (liga de nquel) Bronze Cobre Estanho Zinco Chumbo Ks (Kgf/mm) recozido 24 30 36 45 55 70 50 9 36 40 22 03 12 02 Ks (Kgf/mm) encruado 32 40 48 56 72 90 56 16 56 60 30 04 20 03 16
Processos de fabricao 2 Conformao mecnicaExerccios de aplicao a) Deseja-se construir um estampo para cortar, discos de 30 mm de dimetro, em chapa de ao carbono recozido, com 0,1% C e 2 mm de espessura. Calcular a folga entre o puno e a matriz do estampo. b) Deseja-se cortar, os mesmos discos, porm em chapa de zinco recozido de mesma espessura. Pergunta: Segundo a teoria de utilizao, correto o uso do mesmo estampo citado na questo anterior? Justifique por meio de clculos, a sua resposta.
c) Deseja-se cortar,simultaneamente,os dez discos citados no item a com puno de face reta. Calcular o valor da fora total de corte. 17
ATPS- ATIVIDADES PRTICAS SUPERVISIONADAS VER ORIENTAES EM ARQUIVO ELETRNICO ENVIADO POR E-MAIL. ETAPA 1 E 2