O que é:
❖ Processo de transformação mecânica que consiste em
conformar uma chapa à forma de uma matriz, pela aplicação
de esforços transmitidos através de um punção.
❖ Na operação ocorrem: alongamento e contração das
dimensões de todos os elementos de volume, em três
dimensões. A chapa , originalmente plana, adquire uma nova
forma geométrica
Classificação dos processos
❖ A Estampagem de chapas metálicas finas pode
ser
classificada
através
do
tipo
de
operação
empregada . Assim pode-se ter :
• corte
• dobramento
• estampagem profunda (ou "repuxo")
Obs: Assim como nem todo material pode ser laminado, nem
todo material pode passar pelas operações de estampagem.
As chapas metálicas de uso mais comum na estampagem
são as feitas com as ligas de aço de baixo carbono, os aço
inoxidáveis,
as
ligas
alumínio-manganês
e
alumínio-magnésio,
que
tem
um
dos
melhores
índices
de
estampabilidade entre os materiais metálicos.
Métodos de Conformação - Máquinas e Ferramentas
❖ Máquinas: A maior parte da produção seriada de partes
conformadas a partir de chapas finas é realizada em prensas
mecânicas ou hidráulicas.
Ferramental Acessório
❖ As ferramentas básicas utilizadas em uma prensa de
conformação de peças metálicas são o punção e a matriz.
❖ O punção, normalmente o elemento móvel, é a ferramenta
convexa que se acopla com a matriz côncava.
Além da do tipo de material, outros itens definirão a qualidade do
processo
de
estampagem:
a
composição
química,
as
propriedades mecânicas e as especificações dimensionais.
A composição química: a segregação de elementos químicos,
por exemplo, que pode estar presente no lingote que deu origem à
chapa, causa o comportamento irregular do material durante a
estampagem.
As propriedades mecânicas, como dureza e resistência à tração,
são importantíssimas na estampagem. Elas são determinadas por
meio de ensaios mecânicos que nada mais são do que testes
feitos com equipamentos especiais.
As
especificações
das
dimensões
ajudam
no
melhor
aproveitamento possível do material, quando é necessário cortá-lo
para a fabricação da peça.
Estampabilidade dos Metais
Estampabilidade é a capacidade que a chapa metálica tem de adquirir
à forma de uma matriz, pelo processo de estampagem sem se romper ou apresentar qualquer outro tipo de defeito de superfície ou de forma.
A capacidade de embutir está ligada diretamente à textura cristalina do material e esta à composição química, à estrutura da placa e às condições de processamento termomecânico (laminação a quente e a frio).
A avaliação da estampabilidade de uma chapa metálica depende de muitos testes, tais como: ensaios simulativos (tipo Erichsen, Olsen, Fukui, etc.), ensaios de tração (obtendo-se o limite de escoamento e de resistência, o alongamento total até a fratura, o coeficiente de encruamento), ensaios de dureza, medida da rugosidade do material, metalografia, etc.
Corte de Chapas
Características
❖ Destina-se à obtenção de formas geométricas, a partir de
chapas submetidas à ação de pressão exercida por um punção
ou cunha de corte contra o material e a matriz.
❖ Quando o punção ou a lâmina inicia a penetração na chapa,
o esforço de compressão converte-se em esforço cisalhante
(esforço cortante) provocando a separação brusca de uma
porção da chapa.
❖ No processo, a chapa é deformada plasticamente e levada
até a ruptura nas superfícies em contato com as lâminas
Etapas do corte:
1- Aparecimento de deformações plásticas em ambos os lados da chapa
2- Com o aumento da pressão, o material começa a trincar
3- As trincas se unem e separam a peça da chapa
Características
Corte de Chapas
A aresta de corte apresenta em geral três regiões: uma rugosa (correspondente à superfície da trinca da fratura), uma lisa (formada pelo atrito da peça com as paredes da matriz) e uma região arredondada (formada pela deformação plástica inicial).
Corte de Chapas
Características
❖ A qualidade das arestas cortadas não é a mesma das
usinadas, entretanto quando as lâminas são mantidas
afiadas e ajustadas é possível obter arestas aceitáveis para
uma grande faixa de aplicações.
❖ A qualidade das bordas cortadas geralmente melhora
com a redução da espessura da chapa.
- Dependendo do tipo de corte, são definidos diversos grupos de operações da prensa, conforme listagem abaixo:
Tipos de Corte
❖ A operação de corte é usada para preparar o material para posterior estampagem ("blank"). A parte desejada é cortada (removida) da chapa original.
❖ A fabricação de furos em prensa (piercing ou punching) caracteriza uma operação de corte em que o metal removido é descartado.
❖ A fabricação de entalhes (notching) nas bordas de uma chapa pode ser feita em prensa através do puncionamento destas regiões.
❖A rebarbação (trimming) é uma operação que consiste em aparar o material em excesso (rebarbas) da borda de uma peça conformada. A remoção de rebarbas de forjamento em matriz fechada é uma operação deste tipo.
❖ A figura mostra os esforços atuantes e a forma adquirida por uma tira submetida a dobramento
A fibra neutra não é tracionada nem comprimida
A determinação de sua posição e do seu raio é importante no desenvolvimento linear da peça
Retorno elástico - Efeito mola
❖ A operação de dobramento exige que se considere a recuperação elástica do material (efeito mola), para que se tenham as dimensões exatas na peça dobrada.
❖ A recuperação elástica da peça será tanto maior quanto maior for o limite de escoamento, menor o módulo de elasticidade e maior a deformação plástica. Estabelecidos estes parâmetros, a deformação aumenta com a razão entre as dimensões laterais da chapa e sua espessura.
❖ O efeito mola ocorre em todos os processos de conformação, mas no dobramento é mais facilmente detectado e estudado.
Estampagem Profunda ou Embutimento
Características
❖ É o processo utilizado para fazer com que uma chapa plana (“blank”) adquira a forma de uma matriz (fêmea), imposta pela ação de um punção (macho). O processo é empregado na fabricação de peças de uso diário (pára-lamas, portas de carros; banheiras, rodas, etc.).
❖ A operação de embutimento consiste em transformar uma chapa plana de espessura “t” num corpo côncavo.
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Embutimento
❖ No embutimento a espessura da chapa varia:
- No centro do fundo é igual a espessura
- próximos aos bordos do fundo, a espessura é menor do que a do blank - a espessura da paredes laterais aumentam a partir do bordo do fundo e pode chegar a 1,25 da espessura do disco.
❖ Para melhorar o rendimento do processo, é importante
que se tenha boa lubrificação. Com isto reduzem-se os
esforços de conformação e o desgaste do ferramental.
❖ Os óleos indicados normalmente são para extrema
pressão, devendo garantir boa proteção contra a corrosão
da chapa, ser de fácil desengraxe e não levar à oxidação do
material (devido às reações de subprodutos dos gases
formados no aquecimento do metal).
Conformação progressiva
❖ Frequentemente, matrizes e punções são projetados
para permitir que os estágios sucessivos de conformação
de uma peça sejam efetuados na mesma matriz, a cada
golpe da prensa. Este procedimento é conhecido como
conformação progressiva.
❖ Um exemplo é a matriz para recorte e perfuração de
arruelas planas.
Ferramental para conformação progressiva
❖ A tira metálica é alimentada, deslizando até a primeira posição de corte. O furo da arruela é puncionado . Segue-se um segundo deslizamento, após o que a arruela é recortada. Durante o corte da arruela o punção executa o furo central da próxima peça.
