Disciplina: Projetos de Ferramentas

Aula 01 - 02 ___/___/___

Estampo

O estampo é a ferramenta usada nos processos de corte e de dobra, compõe-se de um conjunto de peças ou placas que, associado às prensas ou balancins, executa operações de corte e de dobra para produção de peças em série.

O corte é um processo de fabricação em que uma ferramenta, com duas cunhas de

corte, que se movem uma contra a outra, provoca a separação de um material por cisalhamento.

O cisalhamento é a deformação que um corpo sofre devido à ação de forças

cortantes opostas.

As cunhas de corte são também chamadas de faca ou punção e matriz. O punção

é pressionado contra o material e a matriz, de tal modo que para efetuar o corte é preciso aplicar certa força. A essa força se dá o nome de esforço de corte.

Um parâmetro importante de projeto de ferramenta é a folga entre punção e matriz, determinada em função da espessura e do material da chapa.

As matrizes determinam as dimensões das peças e os punções determinam as

dimensões dos furos.

A folga entre punções e matrizes no processo de corte pode ser obtida de acordo

com o gráfico. As matrizes de corte terão as dimensões correspondentes ao limite inferior da tolerância

das peças. Por outro lado, os punções de furação terão as dimensões correspondentes ao limite

superior da tolerância das peças. De modo geral, os estampos de corte são formados por cinco conjuntos de peças:

Conjunto superior;

Conjunto inferior;

Elementos normalizados;

Elementos de fixação;

Dispositivos de alimentação automática.

A força de corte depende diretamente do tipo de material, da espessura da chapa e do perímetro de corte. A espessura da chapa e o perímetro de corte são grandezas facilmente conhecidas. A influência do material na força de corte vem por meio de um valor tabelado chamado “Pressão Específica de Corte” (Kc), que é uma função da tensão de ruptura (SR). O valor de Kc foi determinado experimentalmente em

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Aula 03 - 04 ___/___/___

FORÇA DE CORTE (Fc).

Desta forma, o cálculo da força de corte Fc pode ser feito a partir da fórmula abaixo, que é

função da espessura da chapa, do perímetro de corte e da pressão específica de corte:

FC = PER. X ESP. x RESIST.

Onde: e = espessura da chapa em mm; p = perímetro de corte em mm kc = pressão específica de corte ( kgf / mm² )

Também de forma experimental, foram determinadas as expressões para o cálculo das:

FORÇA DE PRENSA – CHAPA (Fpc).

Força de prensa-chapa (Fpc), definida como sendo a força necessária para manter a

chapa presa sobre a matriz durante a operação.

FORÇA DE EXTRAÇÃO (Fex).

Força de extração (Fex ), como sendo a força necessária para retirar a chapa cortada ou furada do macho no retorno da prensa, cujos valores são obtidos por:

para (d/e) > 8

para 2 (d/e) 8

Usualmente =

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RAIO INTERNO MÍNIMO. Quanto menor o raio de dobramento, maiores são as tensões desenvolvidas na região

tracionada. Um excessivo tracionamento provocado por um pequeno raio de dobramento pode vir a romper as fibras externas da chapa dobrada. Define-se o raio interno mínimo de dobra, como o menor valor admissível para o raio para se evitar grande variação na espessura da chapa na região dobrada. Este valor é função do alongamento que o material sofre ao ser tracionado e da espessura da chapa que está sendo dobrada. Para a determinação do raio mínimo, costuma-se utilizar a relação:

onde R min = Raio mínimo

Al% = Alongamento % da chapa e = Espessura da chapa

Por exemplo, o raio de dobramento mínimo para uma chapa de 1,5 mm de aço inox 304 com alongamento garantido de 60% é de:

R min = (50 x 1,5) / 60 - 1,5 / 2 = 0,94 mm

COMPRIMENTO DESENVOLVIDO.

Perímetro.

A extensão da circunferência, ou seja, seu perímetro, pode ser calculada através da equação:

Perímetro = Diam . 3,14

Onde D é o diâmetro da circunferência, ou seja, D = 2 x R. Também temos que 3,14 é a constante pi.

De modo geral usaremos:

Perímetro = Diam . 3,14 . β° / 360° ou Perímetro = 2 . Raio . 3,14 . β° / 360°

Linha Neutra ou Linha Média.

Para obter uma chapa dobrada segundo um determinado perfil, é necessário cortar a chapa com tamanho certo. Para isto é necessário conhecer as dimensões da peça desenvolvida. Na conformação da dobra, todas as fibras do material padecem solicitações de compressão ou tração, sofrendo conseqüentemente alongamento ou encurtamento.

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As únicas fibras que permanecem inalteradas são as que estão localizadas no plano neutro, ou, tratando-se de elementos lineares, na linha neutra. As fibras ali localizadas não sofrem deformações, portanto o desenvolvimento desta linha nos fornecerá o comprimento exato da chapa ou da tira a ser cortada.

A Figura abaixo apresenta de forma esquemática a posição da linha neutra em uma peça dobrada.

A linha neutra não se encontra sempre na metade da espessura da chapa. Através de ensaios práticos, chegou-se a conclusão que:

A localização da linha neutra LLN será na metade (1/2) da espessura da chapa

quando for até 1 mm;

Para espessura acima de 1 mm a localização da linha neutra LLN será 1/3 da

espessura

1/5 da curvatura interna quando a dobra é obtida com ferramentas providas de

sujeitadores ou prensa-chapa.

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Exemplo. Calcular o comprimento desenvolvido da chapa utilizada para fabricar o perfil U.

Resolução:

Material: aço chapa 1020

Alongamento = 37,5% Espessura e = 3 mm Largura b = 20 mm

Comprimentos C = 40 m; Altura D = 20 mm

Raio mínimo (Rm): Rm = (50 x 3 / 37,5) - (3 / 2) = 2,5 mm Localização da Linha Neutra ( LLN): LLN = 1 x 3 / 3 = 1 mm Comprimento desenvolvido: b-a = 20 mm c-b = Raio neutro = Raio interno + LLN = 2,5 + 1 = Rn 3,5 mm b-c = 7 x 3,14 x 90 / 360 = 5,49 mm d-c = 40 mm e-d = c-b = 5,49 mm f-e = 20 mm Comprimento f-a = 20 + 5,49 + 40 + 5,49 + 20 = 90,98 mm A largura da chapa onde o perfil vai ser dobrado é b = 20 mm Neste caso, especifica-se uma chapa de 3,0 x 20 x 90,98 mm de aço chapa 1020 para fabricar o perfil da figura mostrada acima.

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Aula 05 - 06 ___/___/___

FORÇAS QUE ATUAM NA OPERAÇÃO DE DOBRA. As principais forças que atuam na operação de dobramento são:

Força de Dobramento (Fd);

Força de prensa-chapa (Fpc) e,

Força lateral (Flat)

Numa dobra simples em matriz, parte da chapa fica presa pelo prensa chapa e a outra

parte permanece livre, todo o conjunto funcionando como uma viga em balanço conforme figura a seguir. Dobra em L:

LLN = 1/5 . e

Fd =( 2 . σr . esp . larg ) . n° dobra

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Flat = _Fd_ 2 Fpc = 5,4 . e . p

Dobra em U:

A = 4,5 . e

Fd = ( 2 . σr . esp . larg ) . n° dobra

6

Flat = _Fd_ 2 Fpc = 1,20 . Fd

h1 = √ 1,5 . Fd . altura H = √ 0,75 . Fd . comp

larg . σf 6 larg . σf

Dobra em V:

V ferr. = 20 . e

Fd = 2_ . 2. σr . (esp)² . larg

3 Av

Flat = _Fd_ 2 Fpc = =1,20 . Fd

Dobrando a chapa:

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Aula 07 - 08 ___/___/___

PROJETO

Conforme estudos feitos em sala de aula, determine os projetos:

Tarefa 01

Tarefa 02

Tarefa 03

Tarefa 04

Trabalho Avaliativo:

Tarefa 05

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Tabelas Técnicas

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