55430611-apostila-estampagem
TRANSCRIPT
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
FABRICAÇÃO MECÃNICA
ENGENHARIA DE CONTROLE E AUTOMAÇÃO
ESTAMPAGEM
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
PROCESSO DE ESTAMPAGEM
Por estampagem entende-se o processo de fabricação de peças, através do corte
ou deformação de chapas em operação de prensagem a frio. Emprega-se a estampagem
de chapas para fabricarem-se peças com paredes finas feitas de chapa ou fita de diversos
metais e ligas. As operações de estampagem podem ser resumidas em três básicas:
corte, dobramento e embutimento ou repuxo.
A estampagem da chapa pode ser simples, quando se executa uma só operação,
ou combinada. Com a ajuda da estampagem de chapas, fabricam-se peças de aço baixo
carbono, aços inoxidáveis, alumínio, cobre e de diferentes ligas não ferrosas. Devido às
suas características este processo de fabricação é apropriado, preferencialmente, para as
grandes séries de peças, obtendo-se grandes vantagens, tais como:
• Alta produção;
• Reduzido custo por peça;
• Acabamento bom, não necessitando processamento posterior;
• Maior resistência das peças devido à conformação, que causa o encruamento
no material
• Baixo custo de controle de qualidade devido à uniformidade da produção e a
facilidade para a detecção de desvios.
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
Como principal desvantagem deste processo, podemos destacar o alto custo do
ferramental, que só pode ser amortizado se a quantidade de peças a produzir for elevada.
Enquanto as estampagens em corte e dobramento são realizadas a frio, a profunda
pode eventualmente ser a quente, dependendo da necessidade. A estampagem da chapa pode
ser simples, quando se executa uma só operação, ou combinada. Com a ajuda da estampagem
de chapas, fabricam-se peças de aço baixo carbono, aços inoxidáveis, alumínio, cobre e de
diferentes ligas não ferrosas. Devido às suas características este processo de fabricação é
apropriado, preferencialmente, para as grandes séries de peças, obtendo-se grandes
vantagens, tais como: produção em série, custo baixo das peças, bom acabamento sem
necessidade de posterior processo de usinagem, peças com grande resistência e o custo baixo
do controle de qualidade devido à uniformidade da produção e a facilidade para a detecção de
desvios. Como principal desvantagem deste processo, podemos destacar o alto custo do
ferramental, que só pode ser amortizado se a quantidade de peças a produzir for elevada.
Corte: O processo de estampagem por corte é usado na obtenção de formas geométricas
em chapas por meio de uma ferramenta de corte, ou punção de corte, por intermédio de
uma prensa exercendo pressão na chapa apoiada numa matriz. No momento em que o
punção penetra na matriz converte o esforço de compressão em esforço de cisalhamento
ocasionando o corte [d de diâmetro do punção e s de espessura da chapa ]. Em chapas
de aço temperado a relação s/d tem como valor máximo 1,2 o que significa que a
espessura da chapa tem que ser menor ou igual ao diâmetro do punção. As figuras
geométricas obtidas pelo corte podem ser usadas posteriormente na estampagem
profunda.
O punção deve ter a secção conforme o contorno da peça desejada, do mesmo
modo, a cavidade da matriz. É de extrema importância identificar o valor da folga entre
o punção e a matriz, a qual depende da espessura da chapa a ser submetida e do tipo de
material, duro ou mole. Quanto menor a espessura da chapa e o diâmetro do punção,
menor a folga; e virce-e-versa. Usando a equação Q =p x e x c podemos descobrir o
esforço de corte. Sendo: Q: esforço de corte, ou cisalhamento; p: perímetro da figura; e:
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
espessura da chapa; c: resistência ao cisalhamento do material. Sendo c =0,75 de t. t:
resistência a tração do material. Ex.:Qual o esforço de cisalhamento num aço de 2mm
de espessura, a fim de se ter uma figura com 4 cm e com resistência a tensão de
60kg/mm ?Q =p x e x 0,75 x t Q =4 x 2 x 0,75 x 60 =360kg ou 0,36t.
Peças obtidas por corte: Peças de computador, componentes de celular, gabinetes de CPU,
componentes de televisões, componentes de cd player, dobradiças, modelos de aviões, réguas
milimetradas, componentes internos de vídeo-game e painel de fotos.
Dobramento e encurvamento: Nessas operações simples usam-se, para obtenção de
elementos relativamente curtos, são usadas matrizes montadas em prensas de estampagem.
No dobramento os raios de curvatura e a elasticidade do material são os fatores mais
importantes. Então se deve sempre evitar cantos vivos e fixar os raios de curvatura em 1 a 2
vezes a espessura em chapas moles, e de 3 a 4 vezes em chapas duras. É comum depois do
dobramento, devido à elasticidade do material, que as chapas tendem a voltar a sua forma
primitiva, sendo recomendado construir as matrizes com os ângulos mais acentuados e
realizar a operação várias vezes em uma ou mais matrizes.
O encurvamento segue os mesmos princípios e conceitos do dobramento. Peças
obtidas por dobramento Gabinetes de CPU, estojos, painel de fotos, gabinete de máquinas de
café.
Estampagem profunda: A Estampagem profunda é a estampagem de objetos ocos
derivados de chapas planas, geralmente, sem deformar a espessura e em uma ou mais fases.
Na estampagem profunda os elementos estarão recebendo forças radiais de tração e forças
tangenciais de compressão. O disco de embutir foi introduzido sobre peça de retenção ou
fixação G. O punção A é fixado no porta-punção B e o conjunto é fixado na parte móvel ou
cabeçote superior da prensa. Durante a deformação, o punção A, ao penetrar na matriz C,
molda o objeto. Durante a penetração o mancal D é comprimido e comprime ao mesmo
tempo a mola E. O mancal D impede a deformação irregular da chapa e o disco de retenção G
garante um embutimento sem rugosidade. No fim, o punção A retrocede e o mancal D, sobe a
ação da mola E, sobe e expulsa o objeto conformado.
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
As prensas de estampagem podem ser mecânicas ou hidráulicas. Nas prensas
mecânicas, a fonte de energia é um volante, sendo a energia aplicada por meios de manivelas,
engrenagens e excêntricos durante a aplicação do esforço. Nas hidráulicas, a energia para o
esforço é aplicada por meio de pressão hidrostática, fornecida por um pistão ou mais. Peças
obtidas por repuxo Copos, panelas de pressão, frigideiras, lixeiras, caixas de relógio,
instrumentos musicais, tanques de radiadores, cartuchos, forma para bolo e componentes de
carburador.
Cunhagem: Cunhagem é um processo de prensagem geralmente realizada a frio em
que as superfícies das peças são limitadas pelas matrizes de modo que o perfil e a impressão
sejam reproduzidos perfeitamente. Na cunhagem a primeira etapa é a operação preliminar de
forjamento e extrusão, visto que apenas uma pequena redistribuição do metal pode ser
obtida. Em seguida é realizada a cunhagem, em prensas ou martelos de forja, submetendo o
metal a uma deformação entre as duas partes da matriz fazendo ultrapassar o limite de
escoamento sob compressão do metal. Geralmente aumentando a carga acima do limite, de 3
a 5 vezes, para conseguir a deformação desejada. E, por fim, o corte das rebarbas restantes do
processo. Os metais usados na cunhagem incluem aços-carbono, aços-liga com 0,30% de
carbono, levando-se em conta que a capacidade de cunhagem decresce à medida que o teor
de carbono e de elementos liga aumentam. O processo de cunhagem aplica-se em objetos
decorativos como medalhas, moedas e outros, ou quando se deseja grande precisão
dimensional como na indústria automobilística.
Estampos: Os estampos compõem-se de um conjunto de peças ou placas que,
associado a prensas ou balancins, executa operações de corte e de dobra para produção de
peças em série. 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 baixo. O estampo de dobra é também
conhecido como dobrador. É formado de punção e matriz e, geralmente, guiado pelo cabeçote
da prensa ou placa-guia. O punção é uma peça de aço, temperada e revenida, cuja parte
inferior tem um perfil que corresponde à superfície interna da peça. Pode ser fixado
diretamente no cabeçote da prensa ou por meio da espiga. A matriz é de aço e sua parte
superior tem a forma da parte exterior da peça. Pode ser fixada diretamente sobre a mesa da
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
prensa. Geralmente, é sobre a matriz que se fixam as guias do material da peça, que são
elementos adaptados ao estampo para dar uma posição adequada de trabalho. Existem
estampos mistos cujas estruturas são o resultado da união dos estampos de corte e de dobra.
Os estampos mistos realizam as duas operações, tanto de corte como de dobra.
MAQUINÁRIO
Prensas Excêntricas de 3ton a 85ton;
Guilhotina Calvi 2000 x 1/8"/ Newton 2000 x 1/8";
Prensa DobradeiraNewton2000x2mm;
Viradeira Manual Imag 1000 x 2mm;
Conjuntos de Solda: MIG, TIG, Ponto e Acetileno;
Jato de Micro Esferas de Vidro;
Lixadeira de Cinta Acerbi;
Serra de Fita Acerbi/Mecânica/Circular 12";
Furadeira/Frezadora Kone KFF50/KFF30;
Furadeira de Coluna Fundoya F40;
Furadeira de Bancada;
Retífica Plana Brow Sharp;
Plaina Limadora Zocca 550mm/Marbo 300 mm;
Eletroerosão Engemaq EDM240;
Rosqueadeira Begra M6.
Retífica Plana Toss 600mm.
APLICAÇÕES
CLASSIFICAÇÃO APLICAÇÕES
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
Estamparia
Estamparia solta, leve ou pesada, graúda ou miúda, sem revestimentos
metálicos ou não metálicos, tais como zinco, chumbo, estanho, cobre,
esmaltados, provenientes de Indústria Automobilística, Auto Peças, Eletro
Doméstico ou similares. Inclui-se nesses tipos os rolos industriais obtidos
pela industrialização de aparas de chapas ou bobinas e sobras de
estampagem a quente e a frio.
A produção de peças metálicas de forma simples ou complexa para estamparia é
realizada em prensas automáticas das marcas Kaiser, Bruderer e Jundiaí de corte fino
em chapas e fitas de 0,05 até 1,50 milímetros de espessura para peças de aço inoxidável,
latão, cobre e alumínio.
As peças também são produzidas em máquinas de estamparia contínua do tipo
Bihler, com capacidade para arames de 0,20 até 4,00 milímetros de diâmetro e fitas de
0,10 até 2,00 milímetros.
Estamparia Bihler | Estamparia Convencional
Molas especiais
Fabricadas em máquinas especiais automáticas, as molas espirais ou caracol garantem
excelente repetibilidade de carga. Com ou sem tratamento intermediário, este tipo de mola
especial é produzido em fitas de aço em alto carbono temperado ou perfil chato em aço
patenteado de 0,10 até 4 milímetros de espessura e largura de 2 até 50 milímetros.
As molas espirais ou caracol têm aplicação em cintos de segurança de veículos,
fechaduras, mecanismos de acionamento automático, câmbio automático, portas de
correr e ferramentas elétricas.
Molas de torção
As molas de torção são fabricadas em máquinas de última geração por meio de
enrolamento a frio, com arame de 0,80 até 4,50 milímetros. Em linhas semi-
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
automáticas, podem ser produzidas com arames de 3,20 até 16 milímetros. A seção do
arame pode ter as formas circular, oval, retangular ou quadrada.
As molas de torção são aplicadas especialmente em pedais de comando de embreagem,
aceleradores, injetor de combustível, levantador de vidro, trava de capô e tampa de
bagageiro.
Além de servirem para a indústria automotiva, as molas de alta precisão também
são utilizadas por indústrias que operam nos setores elétrico, eletrônico, linha branca e
construção civil, na manutenção de máquinas, equipamentos ferroviários, naval
aeronáutico e em outros setores de construção especial.
Molas de tração
São fabricadas por máquinas automáticas por meio de enrolamento a frio, com
fio de arame de 0,10 até 4 milímetros de diâmetro. Em linha semi-automática as molas
de tração podem ser fabricadas com arame de 4 até 16 milímetros. Este tipo de mola é
produzido com olhais padronizados conforme DIN 2097.
As molas de tração são aplicadas especialmente em sistema de freio, tampa de
bagageiro, porta de lavadoras, porta de garagem, interruptores elétricos e utensílios
domésticos.
Molas de válvulas
Molas leves e resistentes de tamanho reduzido e geometria especial para atender
a demanda dos motores modernos e mais potentes, que operam com temperaturas
elevadas, o que exige componentes de maior durabilidade. As molas são produzidas
com arames em ligas de aço, como Cromo-Vanádio, Cromo-Silício, Cromo-Silício-
Vanádio e Cromo-Silício-Vanádio-Níquel.
Molas de compressão
[Digite texto]
Prof. Eng. Heiner Neri ENGENHARIA DE CONTOLE E AUTOMAÇÃO (MECATÔNICA)
EDIÇÃO 2011/01
São fabricadas por enrolamento a frio com arames de 0,08 até 14 milímetros de
diâmetro em máquinas automáticas. A seção do arame pode ter as formas circular,
ovais, trapezoidais ou quadradas, com faces brutas ou retificadas.
As molas de tração são utilizadas na linha automotiva de transmissão e freios, trens de
válvulas, nos sistemas de injeção dos motores, nas indústrias de autopeças, de material
elétrico e eletrônico, linha branca e construção civil.
Essas molas também são aplicadas na manutenção de máquinas, equipamentos
ferroviários, naval aeronáutico e em setores de construção especial.