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UNIDADE

Tecnologia, Inovação eEducação para a Indústria

Processos de Estampagem

Prof: Dr. Engº Charles Chemale YurgelContato: chemale@fieb.org.br

Processos de Estampagem

Tópicos relevantes na estampagem

•Ensaios para avaliação da estampabilidade;•Materiais utilizados na indústria;•Principais fatores para a estampagem;•Ferramentas para estampagem;•Corte, dobra e repuxo.

Peças EstampadasExemplos de peças estampadas

Peças EstampadasExemplos de peças estampadas

Tensões

Conceitos Iniciais

Conceitos IniciaisTensões

Conceitos IniciaisDeformações

Conceitos IniciaisDeformações

Def

orm

ação

j 1

Deformação j2

Estampagemprofunda

Tração “Planestrain”

Estiramentobiaxial

Conceitos Iniciais

Conceitos IniciaisCurvas Tensão-Deformação

• resultado diretamente no mesmo processo

• sim ou não• muito extenso• tempo longo• interrupção da produção • sem sistemática • sem quantificação certa dos

diferentes materiais• nova peça - novos testes

Ensaios Práticos

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaios para Avaliação da EstampabilidadePropriedades desejadas

Através do Ensaio de Tração, 2 índices fundamentais para a estampagem são

encontrados:

“n” = Índice de Encruamento

“r” = Índice de Anisotropia

Ensaio de Tração

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio de Tração

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

baF v

*)(

com:

s: tensão,F: força,j:deformação real,a: largura do punção e b: largura do corpo de

prova.

Ensaio de Compressão

Ensaio Nakajima

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio Nakajima - Ferramental

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio Nakajima – Prática

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio Nakajima – Prática

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio Nakajima – Prática

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio Nakajima – Prática

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio Nakajima – Corpo de Prova

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ruptura

Corpos de Prova – antes do ensaio Após o ensaio

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

• Swift - Teste: – Razão Limite de

Estampagem;– Estimar a

Estampabilidade

1dD

Ensaio Swift

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

1

12,1max

1 meedF

pdDFc 21

2

4

edp m

2001

40012

Ensaio Swift – equações básicas

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Definido peloensaio Swifit

Definido noprojeto

Area a ser deformada

Tensão máxima

Fator de “ajuste”

diâmetro do punção

Ø33

Ø20

Ø27Ø55

R0.75

R0.75

R0.75

s0

Punção

Prensa Chapas

Chapa

Matriz

Ensaio Erichsen

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

05

10152025

0 5 10 15

Deslocamento [mm]

Forç

a [k

N]

amostra 46 amostra 47 amostra 48

01

23

45

0 5 10 15 20

Deslocamento [mm]

Forc

a [k

N]

Aço EEP

F = 22,4kN F = 22,9kN F = 23,3kN

IE=9,44 IE=10,32 IE=11,13

Alumínio 1050-O

Força máxima = 4,34kN

IE=12,69

Ensaio Erichsen - Prática

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio Bulg Test

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio 5 Punções

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaio 5 Punções

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Determinação do Coeficiente de Atrito

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

2

1lnFF

RLFF

P

22

21

Determinação do Coeficiente de Atrito

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Aços Carbono:•Baixo Custo

•Ampla gama de características

•Fácil soldabilidade

•Elevada resistência mecânica

Materiais Utilizados na Indústria

Aços Inoxidáveis:•Alta maleabilidade

•Elevada resistência à corrosão

•Aparência superficial invejável

•Elevada resistência mecânica

Alumínio:•Resistência à corrosão valorizada

•Baixo peso

•Ligas com elevada resistência mecânica

•Elevado SpringBack

Principais Fatores para a Estampagem

•Coeficiente de Ecruamento “n”•Coeficiente de Anisotropia “r”•Atrito e Lubrificação•Retorno Elástico

Principais Fatores para a Estampagem

Coeficiente de Encruamento “n”

estiramento

Principais Fatores para a Estampagem

Retorno Elástico

Ferramentas para Estampagem•Corte•Dobra•Conformação•Estampos Progressivos•Sistemas Transfer•Estampagem por Trefilação

Ferramentas para Estampagem (corte)

Ferramenta para o cortecompleto de chapas paraum motor elétrico.

O produto sai pronto em umsó golpe da prensa.

Ferramenta progressiva para o corte de chapas para o rotor e estator de um motor elétrico.

A ferramenta tem quatro estações.Em cada golpe sai uma chapa de

rotor e uma chapa de estator.

A fabricação das chapas do rotor e estator a partir de uma fita

garante a máxima produtividade e o máximo aproveitamento da chapa.

Ferramentas para Estampagem (corte)

epkAkFC

Para fins de escolha de uma prensa é necessário saber a forçamáxima que vai ocorrer durante o processo de corte.Esta força depende do material (resistência máxima e espessura)e do perímetro da peça:

FC força de corte máximaA área cortadap perímetro da peçae espessura da chapak resistência contra cortesm resistência máxima da

chapamk 8,0

Ferramentas para Estampagem (corte)

Exemplo:

Cálculo da força necessária para cortar um disco com diâmetro de 113 mm. O material é uma chapa de latão com 2 mm de espessurae uma resistência contra o corte de 380 N/mm2.

27102113 mmedA

kNAkFC 270380710

A força máxima é de 27 ton.

Seria aconselhável usar uma prensa de 40 ton.

Ferramentas para Estampagem (corte)

O processo de dobra é o processo mais simples que é usado paraproduzir peças tridimensionais a partir de chapas.

Ele é usado para a produção de peças, mas também para a produçãode perfis, tubos, cilindros e cones.

Os processos de dobra são classificados através do movimento daferramenta.

Dobra em ferramentascom movimento linear.

Dobra em matriz.

Peças Produzidas por Dobramento

Peças Produzidas por Processos de DobraMáquinas e Ferramentas para os Processos de DobraProjeto de Peças e Ferramentas

- Menores Raios Internos- Retorno Elástico- Projeto do Desenrolamento de Peças

Dobra em ferramentascom movimento circular.

Processos usados na fabricação de pequenos lotes:Artesanal / Funilaria.

Dobradeira de mesa oscilante.

Calandra:Os dois cilindros inferiores sãoacionados, o cilindro superioré ajustável e pressiona a chapa.

Peças Produzidas por Dobramento

Dobra em ferramentascom movimento circular.

Produção de perfisa partir de tiras dechapas.

Peças Produzidas por Dobramento

Diferentes tipos de perfis em forma de U, C e de trilhos.

Diferentes tipos de perfis em forma de L (cantoneiras) e Z.

Peças Produzidas por Dobramento

Ferramentas para EstampagemDobra

Ferramentas para EstampagemDobra

Equipamentopara a fabricaçãoDe perfis a partirde tiras de chapa.

Seqüência das operações.

Peças Produzidas por Dobramento

Ferramentas para EstampagemConformação

Ferramentas para EstampagemEstampos Progressivos

Ferramentas para EstampagemSistema Transfer