apostila estamparia - farroupilha

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ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL DE FARROUPILHA ETFAR/UCS CURSO TÉCNICO DE FERRAMENTARIA DISCIPLINA: MATRIZES DE CORTE PROFESSOR: EDUARDO THOMAZI Matrizes de corte, dobra e embutimento Farroupilha, março de 2009.

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ESCOLA DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL DE FARROUPILHA

ETFAR/UCS

CURSO TÉCNICO DE FERRAMENTARIA

DISCIPLINA: MATRIZES DE CORTE

PROFESSOR: EDUARDO THOMAZI

Matrizes de corte,

dobra e embutimento

Farroupilha, março de 2009.

Matrizes de corte, dobra e embutimento Prof. Eduardo Thomazi

Índice

Capítulo 1 – Introdução a Conformação Mecânica .............................................. 6

Conceitos básicos.............................................................................................. 6

Processos de conformação a quente, a morno e a frio ...................................... 6

Principais processos de conformação ............................................................... 7

Principais propriedades em conformação mecânica....................................... 12

Capítulo 2 – Análise e caracterização de chapas ................................................ 20

Propriedades mecânicas das chapas metálicas ............................................... 21

Índice de anisotropia....................................................................................... 23

Curvas Limites de Conformação – CLC ........................................................ 25

Testes tecnológicos......................................................................................... 26

Ensaio Swift................................................................................................ 27

Ensaio Erichsen .......................................................................................... 27

Ensaio “Bulge-Test” ................................................................................... 28

Ensaio dos cinco punções ........................................................................... 28

Capítulo 3 – Máquinas para conformação mecânica a frio ................................ 30

Prensas ............................................................................................................ 30

Prensas Hidráulicas..................................................................................... 30

Prensas Excêntricas .................................................................................... 32

Prensa de joelho ou rótula........................................................................... 33

Prensas Pneumáticas................................................................................... 34

Prensas de Fricção ...................................................................................... 35

Prensa Dobradeira....................................................................................... 36

Prensas de corte ou Guilhotinas.................................................................. 37

Capítulo 4 – Generalidades nas matrizes de corte .............................................. 38

Generalidades ................................................................................................. 38

Estampos de corte ........................................................................................... 40

Processo de corte ........................................................................................ 40

Capítulo 5 – Componentes das matrizes de corte ............................................... 42

Montagem da matriz na prensa....................................................................... 42

Matriz.............................................................................................................. 46

Punção............................................................................................................. 47

Dureza de punções e matrizes......................................................................... 49

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Espigas............................................................................................................ 49

Bases Normalizadas........................................................................................ 50

Molas .............................................................................................................. 51

Mola Helicoidal .......................................................................................... 52

Mola Prato .................................................................................................. 52

Mola Polimérica.......................................................................................... 53

Capítulo 6 - Folga de corte ................................................................................. 56

Dimensionamento: .......................................................................................... 56

Cálculos: ......................................................................................................... 56

Exemplo:..................................................................................................... 57

Aspectos da peça............................................................................................. 57

Capítulo 7 – Disposição de peças na tira ............................................................ 60

Utilização do material..................................................................................... 60

Separação entre as peças................................................................................. 61

Quantidade de peças por tira........................................................................... 62

Sistemas de avanço da tira .............................................................................. 63

Sistema de avanço por tope: ....................................................................... 63

Sistema com faca de avanço: ...................................................................... 64

Capítulo 8 – Esforço de corte ............................................................................. 66

Cálculo do esforço de corte ............................................................................ 66

Exemplo de cálculo......................................................................................... 67

Dimensionamento da prensa........................................................................... 68

Minimização do esforço de corte.................................................................... 68

Exercícios: ...................................................................................................... 69

Capítulo 9 – Generalidades das dobras............................................................... 70

Dobra com aresta viva .................................................................................... 71

Dobra com aresta arredondada ....................................................................... 71

Dobra em dobradeiras..................................................................................... 72

Dobra em ferramentas com utilização de prensa............................................ 73

Métodos de dobra ....................................................................................... 73

Tensões no processo de dobramento .............................................................. 75

Efeito elástico da dobra .................................................................................. 76

Capítulo 10 – Desenvolvimento de peças dobradas ........................................... 77

Linha Neutra ................................................................................................... 77

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Exercícios: ...................................................................................................... 79

Capítulo 11 – Esforço de dobra .......................................................................... 81

Dobra em “V” ................................................................................................. 81

Dobra em “L” ................................................................................................. 82

Dobra em “U” ................................................................................................. 82

Força do Prensa-chapa e dos extratores.......................................................... 83

Capítulo 12 – Embutimento................................................................................ 84

Generalidades ................................................................................................. 84

Princípio de embutimento............................................................................... 85

Embutidor Simples ..................................................................................... 85

Embutidor com prensa-chapa ..................................................................... 86

Raio de embutimento...................................................................................... 87

Folga para embutimento ................................................................................. 88

Lubrificação para embutimento...................................................................... 89

Defeitos em peças embutidas.......................................................................... 89

Capítulo 13 – Desenvolvimento de peças embutidas ......................................... 92

Desenvolvimento de peças cilíndricas............................................................ 92

Cálculo do diâmetro do disco de partida .................................................... 92

Cálculo do número de passagens.................................................................... 93

Desenvolvimento de peças não cilíndricas ..................................................... 94

Bibliografia ......................................................................................................... 95

Anexo A ............................................................................................... 96

Anexo B.............................................................................................. 100

Anexo C.............................................................................................. 102

Anexo D ............................................................................................. 107

Anexo E .............................................................................................. 111

Anexo F............................................................................................... 112

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Anexo G ............................................................................................. 124

Anexo H ............................................................................................. 129

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Capítulo 1 – Introdução a Conformação Mecânica

Conceitos básicos

Os processos de conformação mecânica são os elos finais de uma corrente que se

inicia na extração do minério da crosta terrestre. São através destes processos que se

obtém muitos produtos prontos empregados no dia-a-dia em equipamentos e máquinas

de um modo geral. [1]

Mais recentemente, devido ao desenvolvimento de novos equipamentos, a

produção de componentes por conformação mecânica possibilitou uma enorme

diminuição dos custos de produção este fato contribui para a alta competitividade de

muitos produtos de origem metálica. [1]

Os processos de fabricação por conformação são importantes para atingir

determinadas propriedades mecânicas, muitas delas somente alcançáveis através destes

processos.

Processos de conformação a quente, a morno e a frio

Os processos de conformação são comumente classificados em operações de

trabalho a quente, trabalho a morno e trabalho a frio. O trabalho a quente é definido

como a deformação sob condições de temperatura e a taxa de deformação tais que

processos de recuperação e recristalização ocorrem simultaneamente com a deformação.

De outra forma, o trabalho a frio é a deformação realizada sob condições em que os

processos de recuperação e recristalização não são efetivos. No trabalho a morno ocorre

recuperação, mas não se formam novos grãos (não há recristalização).

No trabalho a quente, devido à intensa vibração térmica, o encruamento e a

estrutura distorcida dos grãos produzida pela deformação são rapidamente eliminados

pela formação de novos grãos livres de deformação, como resultado da recristalização.

No trabalho a frio, como o encruamento não é aliviado, a tensão aumenta com a

deformação. Assim a deformação total que é possível de se obter sem causar fratura é

menor no trabalho a frio do que no trabalho a quente e a morno. Exceto quando se

realizam tratamentos térmicos de recozimento para aliviar os efeitos do encruamento.

No trabalho a morno ocorre uma recuperação parcial da ductilidade do material e a

tensão de conformação situa-se numa faixa intermediária entre o trabalho a frio e a

quente.

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Costuma-se definir, para fins práticos, as faixas de temperaturas do trabalho a

quente, a morno e a frio baseadas na temperatura homóloga, que permite a normalização

do comportamento do metal, como mostrado na figura 1.1. Em um metal puro, que não

sofre transformação de fase no estado sólido, os pontos de referência em termos de

temperatura são: o zero absoluto e o ponto de fusão (Tf). Estes pontos, traduzidos em

graus Kelvin, estabelecem os extremos da escala homóloga de temperaturas.[2]

Figura 1.1 – Representação das faixas de temperaturas para trabalho a frio (TF),

a morno (TM) e a quente (TQ). [2]

É importante compreender que a distinção básica entre TQ e TF é portanto,

função da temperatura em que se dá a recristalização efetiva do material. Assim, embora

para muitas ligas comerciais a temperatura do TQ seja realmente elevada em relação à

ambiente, para metais como chumbo (Pb) e estanho(Sn), que se recristalizam

rapidamente à temperatura ambiente após grandes deformações, a conformação à

temperatura ambiente é TQ. Por outro lado, a conformação a 1100ºC é TF para o

tungstênio, cuja temperatura de recristalização é superior a esta, embora seja TQ para o

aço.[2]

Como exemplo pode-se citar o aço que tem ponto de fusão aproximadamente em

1530ºC. Fazendo as devidas conversões encontra-se a temperatura para trabalho a frio

até 349,74ºC, a temperatura para trabalho a morno de 349,74 até 765ºC e para trabalho a

quente acima de 765ºC.

Principais processos de conformação

Os processos de conformação mecânica alteram a geometria do material através

de forças aplicadas por ferramentas adequadas que podem variar desde pequenas

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matrizes até grandes cilindros, como os empregados na laminação. Em função da

temperatura e do material utilizado para a conformação mecânica pode ser classificada

como trabalho a frio, a morno e a quente. Cada um destes trabalhos fornecerá

características especiais ao material e à peça obtida. Estas características serão função

da matéria prima utilizada como composição química e estrutura metalúrgica (natureza,

tamanho, forma e distribuição das fases presentes) e das condições impostas pelo

processo tais como o tipo e o grau de deformação, a velocidade de deformação e a

temperatura em que o material é deformado.[2]

O número dos diferentes processos de conformação mecânica, desenvolvidos

para aplicações específicas, atinge atualmente algumas centenas. É possível classificá-

los num pequeno número de categorias, com base em critérios tais como: o tipo de

esforço que provoca a deformação do material, a variação relativa da espessura da peça,

o regime da operação de conformação, o propósito da deformação.[2]

Basicamente, os processos de conformação mecânica podem ser classificados em:

Forjamento:

Conformação por esforços compressivos tendendo a fazer o material assumir o

contorno da ferramenta conformadora, chamada matriz ou estampo.[2] A figura 1.2

mostra uma peça que foi forjada seqüencialmente e após rebarbada.

Figura 1.2 – Exemplo de uma peça forjada [4]

Laminação:

Conjunto de processos em que se faz o material passar através da abertura entre

cilindros que giram, modificando-lhe (em geral reduzindo) a seção transversal; os

produtos podem ser placas, chapas, barras de diferentes seções, trilhos, perfis diversos,

anéis e tubos.[2]

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A figura 1.3 demonstra vários tipo de laminadores conforme os arranjos dos

cilindros: ( a) - laminador duo; ( b) - laminador duo reversível; (c) - laminador trio; (d) -

laminador quádruo, (e) - laminador Sendzimir e ( f ) - laminador universal.

Figura 1.3 – Tipos de laminadores [2]

Trefilação:

Redução da seção transversal de uma barra, fio ou tubo, “puxando-se” a peça

através de uma ferramenta (fieira, ou trefila) com forma de canal convergente. Na figura

1.4 é possível ver exemplos de laminadores de tubos.

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Figura 1.4 – Laminadores de tubos [2]

A fieira é o dispositivo básico da trefilação e componente de todos os

equipamentos trefiladores. A geometria da fieira é dividida em quatro zonas: entrada,

redução, calibração e saída. A figura 1.5 mostra um exemplo de fieira.

Figura 1.5 – Geometria de uma fieira indicando as zonas de conformação.[2]

Os materiais utilizados nas fieiras dependem das exigências do processo

(dimensões, esforços) e do material a ser trefilado. Os mais utilizados são:

• Carbonetos sinterizados (sobretudo WC) – widia,

• Metal duro,etc. (figura abaixo)

• Aços de alto C revestidos de Cr (cromagem dura)

• Aços especiais (Cr-Ni, Cr-Mo, Cr-W, etc.)

• Ferro fundido branco

• Cerâmicos (pós de óxidos metálicos sinterizados)

• Diamante (p/ fios finos ou de ligas duras)

A figura 1.6 apresenta os detalhes construtivos de uma fieira.

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Figura 1.6 – Detalhe construtivo de uma fieira [2]

Extrusão:

É um processo de deformação de materiais metálicos no estado plástico. O bloco

de metal é levado em um recipiente onde ele é forçado a sair através de uma abertura,

chamada matriz, pela pressão de um êmbolo.

Os primeiros experimentos baseados neste princípio deformavam chumbo.

Atualmente, conforma-se, através de extrusão, tubos e perfis complexos, tanto em aço

como em metais leves. A figura 1.7 mostra um exemplo de uma extrusão direta.

Figura 1.7 – Extrusão direta [2]

Conformação de chapas:

Compreende as operações de embutimento, estiramento, corte e dobramento.[2]

A figura 1.8 apresenta alguns processos de conformação com chapas metálicas.

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Figura 1.8 – Exemplos de conformação de chapas [2]

Principais propriedades em conformação mecânica

Tensão:

Um corpo qualquer em repouso ou não, quando submetido a um carregamento

externo (várias forças atuando), tem sua forma modificada. Estas forças, como

mostradas na figura 1.9a, podem provocar deformações elásticas ou plásticas

(permanentes). Independente da quantidade de forças atuando, sempre é possível

decompô-las em um sistema cartesiano, como mostra a figura 1.9b.[1]

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Figura 1.9 – demonstração das forças em conformação mecânica [1]

Deformação:

Na atuação de forças ou momentos ocorre deformação em um corpo metálico.

Estas deformações podem ser puramente elásticas ou elástico-plásticas. A deformação

elástica é reversível e praticamente proporcional à tensão aplicada. A figura 1.10 mostra

o estado de deformação para vários estados de tensões. Um carregamento externo

provoca tensões internas localizadas. Estas tensões localizadas provocam por sua vez

deformações localizadas. Na figura 1.10a corresponde ao estado uniaxial das tensões,

1.10b corresponde ao estado biaxial das tensões (plano) e estado triaxial das

deformações (caso particular: estado plano de deformação) e 1.10c corresponde ao

estado triaxial das tensões e triaxial de deformação (caso particular: estado plano de

deformação).[1]

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Figura 1.10 – Tensões aplicadas em conformação mecânica [1]

Deformação plástica:

Para a maioria dos materiais metálicos, o regime elástico persiste apenas até

deformações de aproximadamente 0,005. À medida que o material é deformado além

deste ponto, a tensão não é mais proporcional a deformação, ocorrendo uma deformação

permanete e não recuperável, ou deformação plástica. A figura 1.11a mostra um gráfico

esquemático do comportamento tensão-deformação em tração até a região plástica para

um metal típico. A transição do comportamento elástico para o plástico é uma transição

gradual para a maioria dos metais.

Figura 1.11 – Deformação plástica [3]

Alguns aços e outros materiais exibem um comportamento tensão-deformação

em tração semelhante ao mostrado na figura 1.11b. A transição elastoplástica é muito

bem definida, e ocorre de uma forma abrupta, no que é por fenômeno do pico de

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escoamento descontínuo. Na tensão limite de escoamento superior, a deformação

plástica tem seu início, com uma diminuição real na tensão.[3]

Limite de Resistência à Tração:

Após o escoamento, a tensão necessária para continuar a deformação plástica em

metais aumenta até um valor máximo, ponto M na Figura 1.12 e então diminui até a

fratura eventual, ponto F. O limite de resistência à tração (LRT) é a tensão no ponto

máximo na curva de tensão-deformação de engenharia (Figura 1.12). [3]

Figura 1.12 – Estágios de um ensaio de tração [3]

Ductibilidade:

A ductilidade é uma outra importante propriedade mecânica. Ela representa uma

medida do grau de deformação plástica que foi suportado na fratura. Um material que

experimenta uma deformação plástica muito pequena ou mesmo nenhuma deformação

plástica quando da sua fratura é denominado frágil ("brittle"). Os comportamentos de

tensão de tração-deformação para materiais tanto dúcteis quanto frágeis são

esquematicamente ilustrados na figura 1.13.

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Figura 1.13 – Gráfico comparando um material dúctil com um material frágil [3]

A figura 1.14 a e b mostram uma alteração na estrutura do grão de um material

policristalino como resultado de uma deformação plástica. A figura 1.14a mostra que

antes da deformação os grãos são axiais e que na figura 1.14b a deformação produziu

grãos alongados.[3]

Figura 1.14 – Material antes e depois de sofrer deformação plástica [3]

Lei da constância de volume:

Como na conformação plástica de metais as deformações impostas nos

processos são grandes, pode-se considerar que o volume permanece constante durante a

conformação. Quando um corpo (conforme figura 1.15) que tem volume inicial

A0.B0.C0 sofre deformações através, por exemplo, de um processo de forjamento e

considerando que seu volume não altera, pode-se dizer que: A0.B0.C0 = A1.B1.C1. [1]

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Figura 1.15 – Constância do volume [1]

A soma algébrica das três dimensões principais é igual a zero. Esta afirmação

caracteriza a Lei da Constância de Volume, o que é muito importante em considerações

nos processos de conformação de corpos maciços.

Limite máximo de deformação:

Uma conformação somente é possível até uma determinada grandeza de

deformação. Quando, por exemplo, em um ensaio de tração é ultrapassada uma

determinada deformação ocorrendo a ruptura, então se diz que a deformação atingiu seu

limite máximo.

Teorias de ruptura, que podem predizer a grandeza máxima de deformação,

ainda que possibilitam determinar com exatidão um estado de tensão crítico, não foram

desenvolvidas ainda a tal ponto de mostrar resultados quantitativos. Desta forma

costuma-se utilizar valores qualitativos obtidos de trabalhos práticos. O limite máximo

de deformação para um determinado material é influenciado principalmente por três

grandezas:

- pelo estado das tensões;

- pela temperatura;

- pela velocidade de deformação;

Tensões de tração provocam mais rupturas do que tensões de compressão.

Assim, o limite máximo de deformação aumenta quando ocorre compressão, como

mostra a figura 1.16.

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Figura 1.16 – Limite máximo de deformação [1]

Com o aumento da temperatura aumenta o limite de deformação máxima,

principalmente devido ao fato de ocorrer recristalização. Com o aumento da velocidade

de deformação aumenta a tendência do material à ruptura frágil, ou seja, diminui o

limite máximo máximo de deformação.

A figura 1.17 mostra vários tipos de ruptura, caracterizando a influência de

material no limite de deformação. A ruptura dúctil apresenta grande deformação

plástica, o que não ocorre com a ruptura frágil. Na figura 1.17a tem-se uma ruptura

frágil, na figura 1.17b uma ruptura por cisalhamento puro e na figura 1.17c uma ruptura

mista. [1]

Figura 1.17 – Rupturas em ensaios de tração[1]

Tensão de escoamento:

A conformabilidade de um metal depende dos cristais, que ao serem solicitados

indicam um escorregamento após o carregamento ter atingido um determinado valor

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limite. Esse valor limite pode, por exemplo, ser o limite de escoamento quando se

realiza um ensaio de tração.

Num diagrama convencional de tensão (ı) x deformação relativa (İ) se observa

duas zonas características (figura 1.18): a zona elástica (de 0 até S) e a zona plástica (de

S até B).

Para a conformação mecânica, a zona mais importante é aquela que vai do limite

de escoamento(ıE) até o limite máximo (ıB). Nesta zona o material encontra-se no

estado plástico. No limite de escoamento inicia a deformação plástica e no limite

máximo o escorregamento dos cristais chegou a tal ponto que não há mais união entre

eles e o material se aproxima da ruptura (neste ponto inicia o estrangulamento no ensaio

de tração). [1]

Figura 1.18 – Diagrama convencional de um ensaio tensão x deformação [1]

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Capítulo 2 – Análise e caracterização de chapas

Muitos testes e formas de análise são realizadas atualmente para caracterizar

propriedades que possam auxiliar o projetista ou operador de prensa para que a

produção ocorra com o mínimo possível de defeitos e de forma otimizada. Não existe

um único tipo de ensaio que forneça todas as informações necessárias, de um modo

geral, empregam-se vários tipos de ensaios.

Os principais tipos de ensaios para a caracterização da estampabilidade de

chapas são:

- O ensaio de tração que resulta na curva tensão (ı) versus deformação (İ) e

indica as propriedades mecânicas (tensão de escoamento, tensão máxima, tensão

de ruptura, módulo de elasticidade, ductibilidade, etc...).

- A curva de escoamento que fornece a informação sobre o modo de encruamento

do material. A curva de escoamento também pode ser construída a partir de um

ensaio simples de uma chapa.

- O índice de anisotropia que caracteriza a influência das propriedades

relacionadas com os efeitos das direções de conformação do processo de

laminação de chapas.

- As curvas limites de conformação (CLC) que demonstram os limites máximos

de deformações relacionadas com as três principais direções de deformação.

- Os testes tecnológicos que procuram explicar os efeitos da combinação dos

testes acima citados. [5]

A figura 2.1 mostra alguns exemplos de gráficos utilizados para chapas

metálicas.

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Figura 2.1 – Exemplos de gráficos utilizados na conformação de chapas

Propriedades mecânicas das chapas metálicas

O mais comum e tradicional dos testes para definir algumas propriedades

mecânicas é o ensaio de tração, através do ensaio de um corpo de prova em forma de

chapas é possível obter:

- Módulo de elasticidade (E);

- Limite de escoamento (ı0,2 ou ıe);

- Limite de ruptura (Lrupt);

- Alongamento (į);

Conforme as normas ABNT 6152 (ou DIN EM 10002), o ensaio de tração

consiste em fixar um corpo de prova nas garras de uma máquina de ensaios mecânicos,

garantindo um estado uniaxial de tensão. O corpo de prova é tracionado com velocidade

constante até a ruptura registrando-se a Força F(N) e o comprimento instantâneo l1

(mm). A figura 2.3 mostra dimensões típicas de corpos de prova de chapa para ensaio

de tração.

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Figura 2.2 – Ensaio de tração em chapas metálicas

Figura 2.3 – Corpo de prova para ensaio de tração em chapas metálicas

A figura 2.4 mostra resultados do diagrama convencional tensão x deformação

relativa (ıxİ) para duas ligas de aço. As curvas apresentadas mostram os parâmetros

mais significativos para a área de conformação de chapas: a tensão de escoamento, a

tensão máxima e o alongamento total no momento da força máxima.

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Figura 2.4 – Comparação do gráfico tensão x deformação em dois tipos de aços

Índice de anisotropia

Durante os processos de conformação de chapas, grãos cristalinos

individuais são alongados na direção da maior deformação de tração. O

alongamento é conseqüência do processo de escorregamento do material durante a

deformação. Nos materiais policristalinos os grãos tendem a girar para alguma

orientação limite devido a um confinamento mútuo entre grãos. Este mecanismo faz

com que os planos atômicos e direções cristalinas dos materiais com orientação

aleatória (materiais isotrópicos) adquiram uma textura (orientação preferencial). Os

materiais conformados se tornam anisotrópicos.

A distribuição de orientações tem, portanto um ou mais máximos. Se estes máximos

são bem definidos são chamados de orientações preferenciais, que irão ocasionar

variações das propriedades mecânicas com a direção, ou seja, anisotropia. Um modo

de avaliar o grau de anisotropia das chapas quando deformadas plasticamente é

através do coeficiente de anisotropia.[2]

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Figura 2.5 – Consequência da laminação na estrutura de grãos (Adaptada de

CIMM)

Uma das conseqüências é o fenômeno no processo de orelhamento nos processos

de estampagem profunda.[5]

Figura 2.6 – Efeito causado pela anisotropia de chapas[5]

A figura 2.7 mostra a direção dos corpos de prova para o ensaio de tração em

chapas metálicas.

Figura 2.7 – Direção de retirada dos corpos de prova para o ensaio de tração[5]

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Vários fatores de influência podem levar a diferentes valores de índice de

anisotropia. A figura 2.8 mostra os principais parâmetros de influência para o aço

laminado a frio DIN St 14, que devem ser controlados na fase de fabricação da chapa.

Figura 2.8 – Fatores de influência da anisotropia em um aço laminado a frio[5]

Curvas Limites de Conformação – CLC

No processo de estampagem, vários parâmetros são necessários para otimizar o

processo. As curvas limites de conformação (CLC) fornecem informações de como a

combinação das principais deformações que ocorrerão no processo de fabricação e

poderão dar origem a uma peça com defeito ou não. Examinar a CLC é uma das

análises importantes a serem executadas para se ter mais certeza do sucesso do projeto e

execução de um determinado componente.[5]

A figura 2.9 mostra como é feita a obtenção de uma curva limite de conformação

como a mostrada na figura 2.10.

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Figura 2.9 – Peça com gravação para medição dos pontos de deformação[6]

Figura 2.10 – Exemplo de curva limite de conformação (CLC)[6]

Testes tecnológicos

Os ensaios tecnológicos servem para avaliar ou estimar a capacidade de

conformação de materiais metálicos na etapa de produção. Tanto podem ser utilizados

para determinar uma CLC como para validá-la. Através de ensaios tecnológicos

descritos a seguir simulam-se experimentalmente as deformações de embutimento

profundo, tração, deformação plana e estiramento.[5]

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Ensaio Swift

Este ensaio mecânico simula embutimento profundo, pois há tensão trativa no

sentido radial e compressiva no sentido circunferencial do corpo de prova, ambas iguais

em módulo. Basicamente o conjunto de ferramenta utilizado para o ensaio Swift é

composto por punção cilíndrico, prensa-chapas e matriz.[5]

Figura 2.11 – Demonstração de um ensaio Swift[5]

Ensaio Erichsen

É um ensaio que serve para determinar a ductibilidade de chapas. Neste ensaio

ocorrem deformações trativas bidimensionais e se houver condições de lubrificação

controladas ocorre deformação biaxial.[5]

Figura 2.12 – Demonstração de um ensaio Erichsen[5]

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Ensaio “Bulge-Test”

O ensaio sob pressão hidráulica ou “Bulge-Test” é largamente utilizado para fins

de pesquisa permitindo realizar grandes deformações de estiramento antes do material

romper, isto se dá principalmente por ser este ensaio exclusivamente sem atrito.[5]

Figura 2.13 – Demonstração de um ensaio “Bulge-Test”[6]

Os ensaios Swift, Erichsen e Bulge-teste provocam deformações que atingem a

zona plástica do material, mas não são utilizados individualmente para avaliar seu

comportamento mecânico. Eles seguem um modo único de deformação, enquanto se

sabe que os materiais durante um processo real de conformação estão sujeitos a

combinações diversas de deformação.[5]

Ensaio dos cinco punções

Um ensaio que é utilizado para simular experimentalmente as deformações num

processo de estampagem é o dito com múltiplos punções (figura 2.14). Da esquerda

para a direita: punção cilíndrico, elíptico, hemisférico, elipse profunda e elipse extra

profunda. Utilizam-se estes punções para determinar a capacidade do material de

suportar deformações de embutimento profundo (cilíndrico) até estiramento

(hemisférico) variando o formato do punção. As deformações medidas em corpos de

prova ensaiados com este método podem ser utilizadas para determinar a curva limite de

conformação e/ou valida-la.[5]

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Figura 2.14 – Demonstração dos punções utilizados no ensaio dos cinco

punções[5]

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Capítulo 3 – Máquinas para conformação mecânica a frio

Na indústria de estamparia são utilizados diversos tipos de máquinas, entre elas

aparecem máquinas como: prensas, guilhotinas, calandras, dobradeiras. As prensas

podem ser divididas em hidráulicas, excêntricas, prensa de joelho ou rótula, pneumática,

fricção e ainda existem dobradeiras, Prensas rápidas de corte e guilhotinas mecânicas.

Prensas

Prensa é um equipamento utilizado para conformar, dobrar, moldar, furar,

cunhar e vazar peças. As operações variam pelos tipos de operações necessárias para

formar o modelo (produto). Dependem também da capacidade de aplicação de força e

velocidade da máquina. No mercado, encontram-se prensas com capacidade de carga de

poucos quilos até prensas de mais de 50.000 toneladas de força.

A seguir serão apresentados os principais tipos de prensas e outros equipamentos

para conformação mecânica a frio, citando as características e aplicações de cada um.

Prensas Hidráulicas

Estas prensas se diferenciam das demais pelo comando do cabeçote, que pode

ser de uma ou várias colunas e a armação destas prensas é de ferro fundido ou de chapas

de aço soldadas. O cabeçote recebe o movimento de um pistão que se desloca pela ação

de um fluído, dentro de um cilindro, ou seja, o acionamento se faz através de uma pistão

ou cilindro hidráulico. Estas prensas possuem uma bomba de óleo que transmitem o

óleo através de canalizações e o se faz através acionamento das válvulas de comando.

As vantagens das prensas hidráulicas são: a força e pressão uniforme,

independente da posição e do curso, devido à facilidade existente para se regular a

pressão do óleo, o que permite utilizar somente a força necessária e que esta seja

controlada. A figura 3.1 apresenta uma prensa hidráulica.

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Figura 3.1 – Prensa Hidráulica

Funcionamento

As prensas hidráulicas têm seu funcionamento baseado no princípio de Pascal.

Onde a pressão exercida em um ponto qualquer de um líquido estático é a mesma em

todas as direções exercendo forças iguais em áreas iguais. Quando se aplica uma força

de 10 Kgf em uma área de 1cm², obtemos como resultado uma pressão interna de 10

Kgf/cm² agindo em toda a parede do recipiente com a mesma intensidade. Este

princípio, descoberto e enunciado por Pascal, levou a construção da primeira prensa

hidráulica no início da Revolução Industrial.

Aplicações

A prensa hidráulica tem como característica realizar operações onde há a

necessidade do emprego de grande força. Não tem grande velocidade na operação, por

isso é muito precisa em seu movimento e largamente utilizada em operações de

embutimento grande e profundo. É uma prensa com força ajustável e constante em

qualquer ponto do curso.

Dentre suas aplicações pode-se citar serviços gerais de reparo e manutenção,

compactar, estampar, repuxar (embutir), cortar, rebarbar, forjar, testes de resistência

mecânica, colocação e extração de rolamentos, eixos, engrenagens, buchas, dobrar, etc.

A prensa hidráulica tem um sistema de almofada, com regulagem de força, que

faz o repuxo ter mais qualidade do que em outras, a almofada também tem a função de

extrair a peça da matriz.

Este tipo de prensa é projetado para a operação com chapas aplanadas ou em

bobinas, possibilitam nesse caso, operação em automático.

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Prensas Excêntricas

São máquinas utilizadas na conformação e corte de materiais diversos, onde o

movimento do martelo (punção) é proveniente de um sistema mecânico (o movimento

rotativo é transformado em linear através de bielas ou manivelas). As prensas

excêntricas são classificadas em: mecânicas de engate por chaveta ou acoplamento e

mecânica com freio e embreagem. Os dois modelos apresentam máquinas com o corpo

em forma de “C” ou corpo em forma de “H”. A figura 3.2 apresenta estes tipos de

prensas excêntricas.

Figura 3.2 – Prensa excêntrica tipo “C” (esq.) e tipo “H” (dir.)

Funcionamento

Existem três tipos de operação para as prensas excêntricas:

Manual ou Ajuste: utilizado para regular a prensa durante uma troca de

ferramenta.

Intermitente (bimanual ou pedal): neste modo de operação a máquina trabalha

apenas um golpe por acionamento que pode ser operado através de bimanual (apenas

comprimindo os botões do comando simultaneamente) ou através de pedal (pneumático

ou elétrico). Como forma de garantir a segurança do operador em nenhum dos casos, se

os acionadores ficarem pressionados, a máquina executará mais do que um golpe.

Contínuo: A máquina parte pelo bimanual ou pedal, (o que estiver conectado) e

interrompe o golpeamento apenas com a emergência o pressionando novamente o

acionador.

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Aplicações:

São utilizadas nas estamparias em operações de corte e conformação e, em

alguns casos, repuxos moderados.

Prensa de joelho ou rótula

É uma prensa pouco conhecida e pouco utilizada. Tem sua estrutura e alguns

componentes semelhantes as demais apresentadas, o que a diferencia é a forma do

acionamento do martelo.

Sua principal utilização é para realizar corte por impacto em uma matriz.

Funcionamento

Seu funcionamento é semelhante ao de uma prensa excêntrica, o que a diferencia

é o modo de acionamento do martelo que está acoplado a um eixo, semelhante ao

movimento de um pistão em um veículo. Este eixo é fixo em um volante que entra em

movimento quando acionada a máquina, realizando o movimento de descida do martelo

igual ao de um joelho. A rótula é formada por duas bielas articuladas entre si. A

extremidade da biela superior se apóia na armação. A extremidade da biela inferior

transmite o movimento ao cabeçote. Esta rótula é acionada por uma terceira biela de

comando montada horizontalmente. Esta última recebe o movimento da árvore de

comando, situada atrás da prensa.

Ao girar a árvore, a biela de comando empurra a rótula. A biela superior, fixada

à armação somente pode girar sobre o ponto de união com a armação; a biela inferior

somente pode se deslocar no eixo do cabeçote. Empurrando o seu ponto de articulação

(rótula), a biela de comando se obriga a se endireitar e, no fim do percurso, se

encontram no prolongamento uma da outra. A figura 3.3 ilustra o acionamento do

martelo de uma prensa de joelho e a figura 3.4 ilustra uma prensa de Joelho.

Figura 3.3 – Esquema de acionamento do martelo de uma prensa do tipo Joelho

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Figura 3.4 – Prensa Joelho ou Rótula

Prensas Pneumáticas

As prensas pneumáticas também têm seu funcionamento baseado no princípio de

Pascal (vasos comunicantes), tal como as prensas hidráulicas. Mas com características

diferentes.

A prensa pneumática trabalha com ar comprimido para impulsionar o cilindro, e

em um circuito pneumático aberto, diferente da hidráulica.

As prensas pneumáticas são prensas que podem trabalhar em velocidade rápida

ou lenta; porém não desenvolvem bastante força devido ao fato de que com o ar

comprimido não se consegue alta pressão e baixas velocidades estáveis.

Para desenvolver grande força, os pistões teriam que ter seu diâmetro

exageradamente grande.

É utilizada para gravação, dispositivos, ferramenta de corte, dobra etc.

Funcionamento

Após a compressão do ar pelo sistema de compressores e distribuição pela rede,

um conjunto de componentes faz com que o ar comprimido chegue até a válvula

direcional da máquina. Quando essa válvula é acionada libera a passagem de ar

comprimido para o cilindro fazendo assim a movimentação do pistão.

Aplicações

Nas prensas pneumáticas pelo fato de trabalhar com ar comprimido, não se tem

um controle preciso sobre o movimento do cilindro ganhando alta velocidade na

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operação, por isso é utilizada para realizar operações onde não há necessidade de

empregar grande força, e precisão no movimento. São prensas de bancada comandadas

por pedal pneumático ou bimanuais, destinadas a aplicação de botões, ilhoses e rebites,

gravação, dispositivos, ferramenta de corte, dobra, e para prensar pequenos objetos e

atividades onde não requer grande força. A figura 3.5 ilustra este tipo de prensas.

Figura 3.5 – Prensa pneumática

Prensas de Fricção

Prensa com curso e energia variável. Também são conhecidas como prensas do

tipo parafuso. Sua energia máxima é obtida no final do curso descente.

São utilizadas, de modo geral, em operações de cunhagem e forjamento as

quentes. A figura 3.6 ilustra uma prensa a fricção com seus componentes.

Figura 3.6 – Componentes de uma prensa a Fricção

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Funcionamento

Ao acionar a prensa, pressiona-se um dos discos de encontro ao volante e este

transmite o movimento de descida do cabeçote, para efetuar a operação.

Logo o primeiro disco se afasta e pressiona o outro para dar-lhe o movimento de

subida. Esses movimentos são controlados por topes reguláveis, porem, o curso máximo

é determinado pela resistência do material a trabalhar, que freia o movimento. A figura

3.7 apresenta uma prensa a fricção.

Figura 3.7 – Prensa a Fricção

Prensa Dobradeira

Os tipos mais comuns de prensa dobradeira possuem acionamento hidráulico

através de cilindros e acionamento mecânico através de freio / embreagem ou engate

por chaveta. Seu princípio de funcionamento é o mesmo das prensas mecânicas ou

hidráulicas. São utilizadas para dobrar chapas de acordo com a matriz que está sendo

empregada que normalmente são estreitas e longas. A figura 3.8 apresenta uma

dobradeira com seus componentes.

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Figura 3.8 – Dobradeira

Prensas de corte ou Guilhotinas

Funcionamento

Seu princípio de funcionamento é semelhante ao da prensa excêntrica

diferenciando-se apenas pelo movimento vertical que é feito pelo suporte das lâminas de

corte na parte superior contra uma mesa fixa onde são apoiadas as chapas. A figura 3.9

ilustra uma guilhotina utilizada para o corte de chapas.

Figura 3.9 – Guilhotina

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Capítulo 4 – Generalidades nas matrizes de corte

Generalidades

A finalidade fundamental de toda e qualquer industria é produzir artigos bons e

baratos. Este problema se resolve com a produção em série, utilizando máquinas e

ferramentas especiais capazes de produzir um elevado número de peças mantendo o

padrão desejado.

Um setor importante na produção seriada é a estampagem de chapas. Este

processo consiste em um conjunto de operações mecânicas que transformam chapas

metálicas planas em objetos com forma geométrica própria e determinada, ou seja, no

produto, como por exemplo: talheres, canecas, arruela, calotas, ilhoses, carrocerias de

automóveis e caminhões, botões, carenagens de máquinas, caixas de comando, etc...

Fig. 4.1 – Exemplos de peças feitas por matrizes de corte, dobra e embutimento

As máquinas utilizadas na estampagem são prensas de vários tamanhos e tipos.

As peças a produzir, variam das mais simples e rudimentares às mais complexas e

aperfeiçoadas.

As operações fundamentais de estampagem são: corte, dobra, repuxo.

As operações de corte e dobra são geralmente feitas a frio, enquanto a de repuxo

é feita a frio ou a quente, conforme o caso. As operações a frio ou a quente dependem

da espessura e do tipo do material da chapa assim como da complexidade e tamanho da

peça desejada. Recorre-se ao processo a quente quando é necessário aumentar a

plasticidade do material.

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Peças complexas, em chapa de aço duro ou meio duro com espessura superior a

6,35mm (1/4”) devem ser estampadas a quente.

Poucos são os casos em que o ciclo de estampagem reduz a uma operação

fundamental de corte, dobra ou repuxo.

Em geral temos estas operações associadas, como por exemplo:

• Corte e dobra

• Corte, dobra e repuxo

• Corte e repuxo

Em muitos casos, as operações fundamentais são complementadas por outros

processos como:

• Pré-formar

• Formar

• Recalcar

• Repassar

• Calibrar

A determinação do ciclo de operações para a estampagem de uma determinada

peça depende de vários fatores:

• Formato, tamanho, qualidade e quantidade de peças.

• Qualidade, espessura e estado do material da chapa.

• Prensas, equipamento e recursos da oficina.

O número de operações necessárias para o ciclo de trabalho, está diretamente

ligado à complexidade da peça e suas dimensões.

Uma arruela se obtém com uma simples operação de corte, mas uma caneca,

muito profunda, somente pode ser obtida por corte do disco e várias fases de repuxo.

A qualidade do material da chapa influi na determinação do ciclo de operações.

Um material macio, plástico, se deformará mais facilmente que um material duro que é

elástico. Enquanto um disco de material mole permite um repuxo bastante profundo em

cada operação, um outro igual ao primeiro, mas de material duro permite apenas um

repuxo leve.

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Estampos de corte

É uma ferramenta de corte, de grande precisão, acionada por prensas destinando-

se a produzir, a partir de chapas, peças dos mais variados formatos.

O estampo de corte é constituído basicamente de duas partes, superior e inferior.

Na parte superior situa-se o punção e na inferior a matriz, conforme mostrado na

figura 4.2.

Figura 4.2 – Componentes de um sistema para corte [7]

O punção pressiona a chapa contra a matriz produzindo o corte de uma peça

(produto). Para melhorar o funcionamento do estampo de corte, outras parte são

adicionadas ao conjunto para melhorar a precisão e fazer um melhor aproveitamento de

material (chapa).

Processo de corte

Entende-se por corte, em ferramentaria, a separação total ou parcial de um

material sem formação de cavacos. Alguns exemplos são mostrados na 4.3.

Figura 4.3 – Exemplo de corte total e parcial [7]

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O processo de corte ocorre conforme os passos abaixo:

a. O punção, ao descer, pressiona a tira contra a matriz e empurra a parte a

cortar dentro da cavidade da mesma, produzindo deformação na

superfície da tira a cortar, iniciando-se as linhas de ruptura como é

mostrado na figura 4.4.

b. Para que o produto obtido não apresente rebarbas, é necessário que a

folga entre o punção e a matriz seja adequada como é mostrado na figura

4.5.

c. A pressão que o punção continua exercendo, provoca a separação das

peças como é mostrado na figura 4.6.

TIRA

MATRIZ

PUNÇÃO

GRETAS

Figura 4.4 – Processo de corte – 1ª fase

TIRA

MATRIZ

PUNÇÃO

Figura 4.5 – Processo de corte – 2ª fase

TIRA

MATRIZ

PUNÇÃO

RUGOSO

BRILHANTE

Figura 4.6 – Processo de corte – 3ª fase – Separação total

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Capítulo 5 – Componentes das matrizes de corte

Montagem da matriz na prensa

A parte superior da matriz de corte é montada e fixada no cabeçote móvel da

prensa através da espiga [7]. A parte inferior da matriz é montada e fixada sobre a mesa

da prensa com auxilio de grampos de fixação, como pode ser observado na figura 5.1.

Fig. 5.1 – Montagem de uma matriz de corte em prensa excêntrica

A tabela 5.1 apresenta todos os componentes existentes na matriz de corte das

figuras 5.1 e 5.2. Esta matriz de corte faz um corte simples e único sem outras

operações.

Tabela 5.1 – Montagem de uma matriz de corte em prensa excêntrica

ITEM DENOMINAÇÃO MATERIAL FUNÇÃO

1

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2

3

4

5

6

7

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8

9

10

11

12

13

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Figura 5.2 – Matriz para o corte de um perfil único

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Matriz

A matriz é um dos elementos fundamentais em matrizes de corte. Na matriz está

usinado o formato negativo da peça a ser produzida. A matriz, normalmente, é fixada

rigidamente sobre a base inferior com parafusos ou alojada na placa porta-matriz,

sempre de modo a formar um conjunto bem sólido.

A qualidade do produto está diretamente ligada a matriz ser confeccionada em

material de ótima qualidade e com acabamento finíssimo.

As características das matrizes são:

1) Ter ângulo de saída para facilitar a saída do material cortado;

2) Determinar a folga entre punção e matriz que é responsável pelo perfeito

corte da peça desejada;

Na figura 5.3 é mostrado um exemplo de saída de cavaco utilizado em matrizes

de corte [8].

Figura 5.3 – Ângulo de saída para matriz de corte

Nas figuras 5.4, 5.5 e 5.6 são mostrados exemplos de matrizes com corte

inclinado, postiçadas e compostas.

Fig. 5.4 – Exemplo de matriz com corte inclinado.

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Quando a matriz de corte tem dimensões muito grandes é interessante para fins

de economia de material postiçar apenas as regiões que se necessita cortar ou furar,

como é mostrado na figura 5.5. Da mesma forma, em matrizes que cortam detalhes

grandes é muitissímo interessante dividir a matriz ou os punções em vários segmentos,

evitando peças de comprimento grande que possam sofrer alterações ou deformações

em função do tratamento térmico, como é mostrado na figura 5.6.

Fig. 5.5 – Exemplo de matriz postiçadas

Fig. 5.6 – Exemplo de matriz compostas

Punção

O punção é um dos elementos fundamentais em matrizes de corte, eles

transformam a chapa plana no produto desejado, conformando-os de uma vez ou em

várias etapas. Em geral, os punções são confeccionados em aço ferramenta, aço rápido

ou metalduro.

Os tipos de punções mais utilizados são os mostrados na figura 5.7.

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Figura 5.7 – Tipos mais utilizados de punções de corte

Os punções são fixados na placa porta-punções e apoiados na parte de trás da

cabeça pela placa de choque ou por segmentos de material endurecido para evitar que o

punção deforme a placa base superior diminuindo a altura efetiva do punção. A figura

5.8 mostra vários exemplos de fixação de punções.

Figura 5.8 – Exemplo de fixações utilizadas em punções de corte

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Dureza de punções e matrizes

A tabela 5.2 apresenta uma tabela com componentes de matrizes de corte com

durezas sugeridas de acordo com sua função.

Tabela 5.2 – Tabela de durezas para componentes de matrizes de corte

PEÇAS DUREZA

ROCKWELL C

CORTE

FACA DE AVANÇO 60 – 62

DOBRA

REPUXO OU EMBUTIMENTO 56 – 58

CORTE E DOBRA PU

ÕE

S

CORTE E REPUXO 58 - 60

PLACAS-MATRIZES 60 – 62

PLACAS-MATRIZES COM PARTES FRÁGEIS 58 – 60

CENTRADORES E PILOTOS 58 - 60

PINOS-GUIA

TOPES 56 - 58

COLUNAS 52 - 54

BUCHAS 54 - 56

PLACAS DE CHOQUE 54 - 56

LEVANTADORES DE TIRA

EXTRATORES 56 - 58

Espigas

A espiga é responsável por fixar a parte superior da ferramenta no martelo ou

cabeçote móvel da prensa. Normalmente é confeccionada em aço com baixo teor de

carbono, como por exemplo, ABNT 1020 ou ABNT 1045. A figura 5.9 mostra alguns

exemplos de formatos de espiga.

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Figura 5.9 – Exemplo de formatos de espigas utilizadas em matrizes de corte

Bases Normalizadas

Existem diversos fabricantes de bases para estampo pré-fabricadas, ou seja,

pode-se comprar um conjunto com a placa base inferior e a placa base superior guiadas

por colunas e buchas normais ou utilizando colar de esferas. A figura 5.10 mostra

exemplos de base e componentes padronizados que podem ser adquiridos prontos e que

são amplamente utilizados no projeto e desenvolvimento de matrizes de corte, dobra e

embutimento.

Fig. 5.10 – Bases e componentes para estampos

As bases podem ser compradas com dimensões contidas nos catálogos dos

fabricantes ou solicitadas sob medida para aplicações de grande porte. Outro detalhe

interessante é que pode ser escolhido entre o acabamento lateral das bases fresado ou

oxicortado. Na figura 5.11 são mostrados exemplos de bases para estampo.

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Figura 5.11 – Bases para estampos (fonte: MDL –DANLY em www.mdl-danly.com.br)

Catálogos com componentes para estampo, bases de estampo e punções e

matrizes padrão podem ser encontrados nos websites dos fabricantes:

Polimold – www.polimold.com.br

Danly – www.mdl-danly.com.br

Tres-s – www.tres-s.com.br

Tecnoserv – www.tecnoserv-moldes.ind.br

DME – www.dme.net

HASCO – www.hasco.com

No anexo E existem alguns exemplos de normalizados para matrizes de

estampo.

Molas

As molas utilizadas em matrizes podem ser helicoidais, de polímero

(plastiprene) ou de arruelas elásticas. Na figura 5.12 são mostrados alguns tipos de

molas utilizados em matrizes.

Figura 5.12 – Exemplo de molas utilizadas em matrizes

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Mola Helicoidal

Este tipo de mola é o mais empregado em matrizes por ter uma grande variedade

de comprimentos e diâmetros oferecidos no mercado e também por possibilitar trablhar

com compressões que variam de 1 até 100mm ou mais.

Para determinação da mola são utilizados os valores de compressão e as

dimensões de diâmetro e comprimento determinados nos catalogos dos fabricantes. A

figura 5.13 mostra uma parte do catalogo do fabricante Polimold

(www.polimold.com.br). O catalogo completo é apresentado no anexo D.

Figura 5.13 – Exemplo do catalogo de molas da Polimold

Mola Prato

Estas molas são formadas por pilhas de arruelas montadas com concavidade

alternadamente opostas. A grande vantagem deste tipo de molas é poder variar a rigidez,

a flexibilidade e a capacidade de carga, bastando para isso variar o número de arruelas

ou mudar sua disposição. A figura 5.14 mostra um exemplo de associação que pode ser

feitos por molas prato.

Figura 5.14 – Exemplo de molas prato

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Mola Polimérica

As molas poliméricas da marca Plastiprene (www.plastiprene.com.br) são

classificadas por cor, onde os tarugos com cor vermelha são da classe F que destina-se a

serviços de repuxo com utilização como prensa-chapa e com necessidade de um curso

maior e com ciclo de operação mais lento, já os tarugos da cor verde são da classe EF e

destinam-se para uso em curso menor e com ciclos de operação mais rápidos.

As tabelas 5.3 e 5.4 apresentam os valores de curso e força de repulsão para as

duas classes de molas poliméricas e as figuras 5.15 e 5.16 suas respectivas montagens.

Figura 5.15 – Montagem da mola tipo F

Tabela 5.3 – Tabela de valores para molas poliméricas da classe F

MOLAS PLASTIPRENE – TIPO F

Altura da mola em mm

30 35 40 45 50 60 80 100 110 130

Diâmetro

da mola

Força

máxima

em kg Força em kg para 1 mm de compressão

20 200 22 19

25 315 35 30 26 23

30 450 50 43 37 33 30

35 615 68 58 51 45 41 34

40 800 89 77 67 59 53 44

45 1020 113 97 85 75 68 56 42

50 1260 140 120 105 93 84 70 52

55 1525 145 127 113 101 84 63 50

60 1815 151 134 121 101 75 60

65 2130 177 158 142 118 88 71 64

70 2475 183 165 137 103 82 75 63

75 2835 189 157 118 94 86 72

80 3225 215 179 134 107 97 82

90 4085 227 170 136 123 104

100 5040 210 168 152 129

110 6090 254 203 184 156

120 7270 303 242 220 186

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130 8540 284 258 219

140 9900 330 300 254

150 11370 379 344 291

Curso Máximo em

mm 9 10,5 12 13,6 16 18 24 31 35 39

Figura 5.16 – Montagem da mola tipo F

Tabela 5.4 – Tabela de valores para molas poliméricas da classe EF

MOLAS PLASTIPRENE – TIPO EF

Altura da mola em mm

30 35 40 45 50 60 80 100 110 130

Diâmetro

da mola

Força

máxima

em kg Força em kg para 1 mm de compressão

20 214 35 30

25 335 55 47 41 37

30 483 80 69 60 53 48

35 657 109 93 82 73 65 54

40 859 143 122 107 95 85 71

45 1087 181 155 135 120 108 90 67

50 1342 223 191 167 149 134 111 83

55 1624 232 203 180 162 135 101 81

60 1932 241 214 193 161 120 86 87

65 2268 283 252 226 189 141 113 103

70 2631 292 263 219 164 131 119 101

75 3020 335 302 251 188 151 137 116

80 3436 343 286 214 171 156 132

90 4349 362 271 217 197 167

100 5369 335 268 244 206

110 6496 406 324 295 249

120 7731 483 386 351 297

130 9074 567 453 412 349

140 10524 526 478 404

150 12081 604 549 464

Curso Máximo em

mm 6 7 8 9 10 12 16 20 22 26

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A figura 5.17 mostra exemplos de montagens utilizando molas plastiprene e as

deflexões que acontecem no momento da compressão.

Figura 5.17 – Montagens utilizando molas da marca Plastiprene (fonte: www.plastiprene.com.br)

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Capítulo 6 - Folga de corte

A folga que deve existir entre o punção e a matriz, para que a ação do corte ela

correta, traz como conseqüência à conservação do corte da matriz e a qualidade da peça,

como é mostrado na figura 6.1.

Figura 6.1 – Componentes de uma matriz de corte

Dimensionamento:

Necessitando obter contornos externos, a matriz leva a medida nominal da peça

e a folga fica no punção. No caso de contorno interno, o punção leva a medida e a folga

se acrescenta à matriz.

Cálculos:

Para determinar as medidas correspondentes ao punção e a matriz, pode-se

aplicar as formulas seguintes:

Para aço macio e latão: 20

eF =

Para aço semi-duro: 16

eF =

Para aço duro: 14

eF = , onde:

“F” é a folga de corte em mm.

“e” é a espessura da chapa a cortar em mm.

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Exemplo:

Determinar as medidas do punção e da matriz para constituir peças de aço semi-

duro.

Para aço semi-duro temos: mme

F 06,016

1

16===

Então temos:

Para o contorno externo: 16 88,1512,016)06,0(216)(2 =−=−=− F

Para o contorno interno: 6 12,612,06)06,0(26)(2 =+=+=+ F

Perceba que no caso do contorno externo a folga é dada no punção e a matriz

fica com a dimensão nominal. No caso do contorno interno, a folga é dada na matriz e o

punção fica com a medida nominal.

Aspectos da peça

As bordas do produto cortado em estampos, apresentam duas partes distintas

uma lisa (brilhante) e outra rugosa.

Este fenômeno ocorre em função da folga entre punção e matriz, sendo que a

parte lisa é cortada e a parte rugosa é rompida.

Suas medidas veriam de acordo com a espessura e o tipo de material a ser

cortado. Baseado neste princípio pode-se controlar a folga entre punção e matriz

examinando a borda dos produtos estampados durante os ensaios.

Para materiais não ferrosos, dúcteis e com pouca resistência à tração a parte rugosa

tem 1/3 da espessura da chapa, como é mostrado na figura 6.2.

RUGOSO

BRILHANTE

Figura 6.2 – Aspecto da peça cortada em materiais macios

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Em materiais ferrosos que não oferecem grande resistência à tração a parte rugosa

tem a metade da espessura da chapa, como é mostrado na figura 6.3.

RUGOSO

BRILHANTE

Figura 6.3 – Aspecto da peça cortada em materiais de média dureza

Para materiais ferrosos que oferecem maior resistência à tração, a parte rugosa tem

2/3 da espessura da chapa, como é mostrado na figura 6.4.

RUGOSO

BRILHANTE

Figura 6.4 – Aspecto da peça cortada em materiais duros

Existem outros materiais que se adaptam a qualquer dos três casos citados, como

sejam: folha de flanges, aço silicioso, aço inoxidável, matérias isolantes e plásticos.

Para se obter um bom corte através de um estampo, o punção e a matriz devem

ter entre si uma folga adequada. Esta folga obedece a uma determina porcentagem

relacionada com a espessura e natureza do material.

Como regra geral, ela será tanto quanto menor quanto mais fina for a espessura

da chapa a ser cortada.

Dessa folga depende o tempo de vida do estampo e a qualidade do produto.

O desgaste da matriz e do punção será muito menor, quando a folga for bem

determinada e bem dividida, como mostra a figura 6.5.

Figura 6.5 – Aplicação correta da folga entre punção e matriz

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A folga insuficiente pode ocasionar:

1. Maior esforço sobre a matriz, trincamento da mesma, quebra do punção e

rebarbas nos contornos do produto e do retalho.

2. Maior desgaste do punção e da matriz, resultando pequena durabilidade

do estampo.

Figura 6.6 – Problemas causados no punção e matriz por aplicação de folga insuficiente

A folga excessiva pode ocasionar:

1. Deformação e conicidade no bordo do produto.

2. Rebarbas nos contornos do produto e do retalho.

Figura 6.7 – Problemas causados no punção e matriz por aplicação de folga excessiva

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Capítulo 7 – Disposição de peças na tira

Utilização do material

Na fase inicial do projeto de uma matriz de corte decide-se como as peças serão

cortadas, como será à disposição das peças nas tiras ou como será a seqüência de

operações, no caso de peças com mais de uma operação.

A partir dessa distribuição pode-se obter uma grande economia quando

trabalhamos com grandes séries de peças. Devido a este fator quanto melhor for o

estudo da tira, melhor serão os aspectos financeiros, pois demandará menos material

consumido. Um fator de grande importância a ser levado em conta é o sentido de

laminação da chapa, principalmente quando esta sofrerá posteriormente uma operação

de dobra ou embutimento.

De uma forma simples podemos dizer que para uma boa disposição das peças é

necessário avaliar os seguintes itens:

- Economia de material;

- Forma e dimensões da peça;

- Sentido do laminado em peças que serão posteriormente dobradas ou

embutidas.

A figura 7.1 apresenta exemplos de disposições com diversos produtos.

Figura 7.1 – Exemplos de disposição de peças

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Separação entre as peças

Na figura 7.2 observamos os elementos comuns a qualquer disposição de peças

na tira.

Figura 7.2 – Variáveis na disposição de peças

Onde:

A = Espaçamento entre as peças;

B = Espaçamento do final da peça até a lateral da tira;

P = Passo entre as operações.

A partir destas informações pode-se utilizar como regra para os valores de

espaçamento na tira as seguintes expressões:

eB

eA

.5,1==

, onde:

“e” é a espessura da chapa a cortar

Observe estas variáveis dispostas na figura 7.3 com seus respectivos valores:

Figura 7.3 – Exemplo de dimensionamento de uma tira de material

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Quantidade de peças por tira

As chapas laminadas a frio de baixo teor de carbono são disponibilizadas em

bobinas, chapas, blanks ou slitters, tendo como principais classes de fornecimento

(fonte: www.metalcorte.com.br ):

Qualidade Comercial: para aplicações que requerem operações simples de dobra,

estampagem ou cortes.

Qualidade Estampagem:

• EM - peças não expostas de estampagem média.

• EP - Peças de estampagem profunda não exposta.

• EEP - Peças de difícil estampagem e/ou expostas.

Qualidade Vítrea:

• EEV - Estampagem extra profunda, para esmaltagem vítrea.

• QCV - Qualidade comum para esmaltagem vítrea.

Como o abastecimento da matriz pode ser por material cortado em tiras ou

bobinas, pode-se calcular a quantidade de peças produzidas a partir de uma disposição

realizada.

Quando se divide, através do corte em guilhotina uma chapa de 2 metros x 1

metro em tiras de 19mm x 1m, obtêm-se 105 tiras.

Considerando o passo de 17mm como a quantidade de material necessária para

cortar uma única peça, tem-se uma produção de 58 peças por tira e 6090 peças por

chapa.

Se o abastecimento é feito através de uma bobina com largura de 19mm e

comprimento de 500m obtêm-se 24910 peças.

Veja na figura 7.4 os dois tipos de alimentação para matrizes de corte. Na

imagem da esquerda com chapas e na imagem da direita com bobinas.

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Figura 7.4 – Exemplo de chapas e bobinas

Sistemas de avanço da tira

Existe a necessidade de desenvolver mecanismos no molde para que a tira ou

bobina avance exatamente o passo da tira. A precisão deste sistema determina a precisão

entre as operações seqüenciais da matriz.

Os sistemas mais comuns são os seguintes:

Sistema de avanço por tope:

Os topes têm a função de posicionar a tira no sentido de seu avanço,

promovendo entre uma prensagem e outra o avanço relativo ao passo da tira. A sua

posição no estampo depende do formato do produto e do sistema de corte.

Este é o tipo mais utilizado nas matrizes de corte. São construídos de aço

temperado com formato e dimensões de acordo com a necessidade do trabalho. Os topes

são fixados na parte inferior da matriz, podendo muitas vezes, no caso de peças longas

estar posicionado fora da matriz.

Na figura 7.5 observa-se o funcionamento de um modelo de tope, onde

inicialmente a chapa apóia frontalmente no tope e após o movimento de corte da prensa

a chapa é deslocada para cima e somado com o esforço de mover a chapa para frente,

está será avançada até para a próxima etapa.

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Figura 7.5 – Funcionamento do sistema de avanço por tope

A aplicação deste tipo de avanço em matrizes com duas ou mais operações tem a

desvantagem da perda da primeira peça. Para que isso não aconteça existe a necessidade

de se utilizar um tope auxiliar para a primeira peça, como é mostrado na figura 7.6.

Figura 7.6 – Tope auxiliar para primeira peça

Sistema com faca de avanço:

Este tipo de avanço é empregado em peças que tenham diversas operações

(estágios) e é composto com a inclusão de um punção auxiliar que tem a largura de

corte igual ao passo da tira. Desta forma a cada golpe da prensa o extremo indicado por

“m” da guia avançará exatamente um passo e, além disso, a largura da chapa ficará

perfeitamente ajustada com a dimensão “B” como é mostrado na figura 7.7.

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Figura 7.7 – Sistema com faca de avanço

Com o passar do tempo pode acontecer o desgaste das quinas da faca de avanço,

causando um efeito que é apresentado na figura 7.8. Este tipo de desgaste acaba

prejudicando o avanço da tira, impedindo que a mesma avance.

Figura 7.8 – Tira cortada com desgaste na faca de avanço

Para evitar este tipo de problema existe a possibilidade de alterar o formato da

faca de avanço para que o encosto se dê numa face que não corre o risco de ficar com

rebarabas. Um bom exemplo é o mostrado na figura 7.9.

Figura 7.9 – Sugestão de formato da faca de avanço para evitar os problemas com o desgaste

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Capítulo 8 – Esforço de corte

O esforço de corte é diretamente proporcional ao perímetro ao cortar e a

espessura da chapa e também é mais elevado quanto maior é a resistência ao

cizalhamento do material, já que a operação de corte nada mais é do que uma operação

de cizalha.

Cálculo do esforço de corte

Fórmula para cálculo do esforço de corte:

epRE CC ..= , onde:

EC = Esforço de corte em kg;

RC = Resistência ao Cizalhamento em kg/mm2;

p = Perímetro em mm;

e = Espessura da chapa em mm.

A tabela 8.1 mostra os valores de resistência ao cizalhamento para materiais

diversos materiais em kg/mm2.

Tabela 8.1 – Tabela com valores de resistência ao cizalhamento

Recozido Normal

0,1% C 25 32

0,2% C 32 40

0,3% C 36 48

0,4% C 45 56

0,6% C 56 72

0,8% C 72 90

1,0% C 80 105

Inoxidável 52 60

LA

MIN

AD

OS

Silício 45 56

Aluminio 7 a 9 13 a 16

Alpaca (Cu – Ni – Zn) 28 a 36 45 a 46

Amianto em folha 3,15

Prata 23,5

Bronze fosforoso 32 a 40 40 a 60

1 Folha de 0,25mm de espessura 16

5 Folhas de 0,25mm de espessura 4,5

10 Folhas de 0,25mm de espessura 2,3

PA

PE

L

20 Folhas de 0,25mm de espessura 1,4

Papelão de espessura variável 2 a 3,5

Cartão duro 7

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Cartão baquelitizado (Resinado) 10 a 13

Celulóide 4 a 6

Couro 0,6 a 0,8

Duralumínio 22 38

Fibra dura 19

Borracha 0,6 a 0,8

Compensado de madeira 1 a 2

Mica de 0,5mm de espessura 8

Mica de 2mm de espessura 5

Latão 22 a 30 35 a 40

Chumbo 2 a 3

Cobre 18 a 22 25 a 30

Resina artificial pura 2,5 a 3

Estanho 3 a 4

Zinco 12 20

Baquelite 2,5 a 3

Tecido baquelitizado 9 a 12

Baquelite com entretela 9

Exemplo de cálculo

Veja o produto abaixo:

Perímetro do perfil externo:

mmp

p

externo

externo

64

16161616

=+++=

Perímetro do perfil interno:

mmp

rp

erno

erno

85,18

3.14159,3.2..2

int

int

=

== π

Perímetro total:

mmp

ppp ernoexterno

85,82

85,1864int

=+=+=

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Resistência ao cizalhamento

Na tabela 8.1 encontramos o valor da resistência ao cizalhamento para o

ABNT1020 de 40kg/mm2.

Então temos:

tonE

kgepRE

C

CC

314,3

33141.85,82.40..

=

===

Dimensionamento da prensa

Para dimensionar a prensa adequada a utilizar uma matriz de corte é sempre

interessante acrescentar um fator de segurança de 10 a 20% do esforço de corte.

No caso do exemplo acima onde o esforço de corte é de 3,3 toneladas,

acrescenta-se uma margem entre 10 e 20% do esforço de corte para o coeficiente de

segurança. Então:

tonE

tonE

C

C

63,3

%103,3

=

+=

Neste caso uma prensa acima de quatro toneladas seria suficiente.

Minimização do esforço de corte

Se o valor do esforço de corte ultrapassar a carga permitida para as prensas

existentes no parque fabril da empresa, existem alternativas para minimizar o esforço de

corte, porém o valor a reduzir no esforço talvez não seja tão grande. Exemplos de

alívios para minimizar o esforço de corte são mostrados na figura 8.1

Figura 8.1 – Exemplos de como minimizar o esforço de corte

Esta forma de construção não é recomendada para chapas de pouca espessura,

pois as peças a obter sofrem deformações.

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Exercícios:

Calcular o esforço de corte para os produtos abaixo:

a)

b)

c)

d)

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Capítulo 9 – Generalidades das dobras

O dobrado e o curvado são operações que consistem em conformar uma peça

sem alterar a espessura da chapa evitando todo e qualquer alongamento e estiramento.

Às vezes a conformação é obtida por etapas para que não aconteça o estiramento da

espessura da chapa [12].

O processo de dobra tem por objetivo dobrar uma chapa previamente cortada por

ferramenta ou guilhotina, sendo que a dobra pode ser executada de diversas maneiras e

também em várias posições e ângulos. Neste processo três fatores são importantes para

um produto de boa qualidade:

a) Espessura da chapa: quanto mais espessa for a espessura da chapa,

maior deverá ser a tolerância dimensional do produto;

b) Raio de curvatura da dobra: quanto menor for o raio interno, maior

vai ser o estiramento da chapa. Para O obter uma dobra de boa

qualidade o indicado é que o raio interno tenha de 1 a 2 vezes a

espessura para materiais macios e 3 a 4 vezes para materiais duros;

c) Material utilizado: quanto mais duro for o material a ser dobrado

maior será o retorno elástico (springback), ou seja, materiais macios

como ABNT 1008, ABNT 1010 e ABNT 1020 têm maior facilidade

de dobramento e melhor estabilidade dimensional [17].

O processo de dobramento é um processo relativamente simples e há muitos

anos aplicados na indústria. Os esclarecimentos tecnológicos com fundamentação

científica deste processo são relativamente recentes. Durante o processo de dobramento

ocorrem muitas vezes fenômenos indesejados como a variação da secção ou a alteração

da espessura do componente em questão. A conformação por dobramento é semelhante

a outros processos de conformação e considera que o material apresenta propriedades de

deformabilidade [5].

Os elementos dobrados ou curvados têm amplas aplicações nas construções

mecânicas. Em alguns casos perfis laminados são substituídos por chapas dobradas.

Alguns exemplos de peças dobradas e curvadas são apresentadas na figura 9.1 [14].

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Figura 9.1 – Peças dobradas e curvadas [14]

Dobra com aresta viva

Quando se obtêm uma peça dobrada a partir de uma ferramenta com a aresta de

dobra com canto vivo ocorre um estiramento na chapa que pode alcançar valores de até

50% da espessura, como pode ser observado na figura 9.2 [12].

Figura 9.2 – Dobra com aresta de canto vivo [12]

Dobra com aresta arredondada

Quando a peça é dobrada com um raio interno a diminuição da espessura nuca

ultrapassa 20% da espessura e se o raio interno for maior que cinco vezes a espessura a

diminuição da espessura não ultrapassa 5% da espessura. Isto indica um deslocamento

molecular muito menor que no caso da dobra com aresta de canto vivo, como pode ser

observado na figura 9.3 [12].

Figura 9.3 – Dobra com aresta de canto arredondado [12]

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Dobra em dobradeiras

As dobras podem ser feitas em prensas ou dobradeiras, com aplicações e

ferramentas distintas. Em dobradeiras existe a grande vantagem de poder manter uma

ferramenta comum para vários tipos de peças que tenham o mesmo perfil de dobra.

Inclusive, a engenharia de produto deve por obrigação padronizar os raios de dobra para

existir o menor número possível de ferramentas, com isso diminuísse o tempo de

preparação e o custo para confeccionar uma nova ferramenta. A figura 9.4 mostra a

montagem de uma ferramenta de dobra em uma dobradeira.

A figura 9.5a mostra uma peça dobrada em três etapas e a figura 9.5b mostra três

etapas de um outro produto sendo executadas seqüencialmente na mesma dobradeira.

Em dobradeiras também podemos executar as operações que se chamam de

enrolar, como é mostrado na figura 9.6.

Figura 9.4 – Montagem de ferramenta de dobra em uma dobradeira [14]

Figura 9.5 – Funcionamento das ferramentas em dobradeiras [14]

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Figura 9.6 – Ferramentas para enrolar [14]

Dobra em ferramentas com utilização de prensa

Alguns tipos de dobra podem ser confeccionados em ferramentas utilizadas em

prensa excêntrica ou até mesmo prensa hidráulica. A principal vantagem para esta

utilização está nos casos em que a peça é cortada, furada e dobrada na mesma

ferramenta, ou seja, em casos que a dobra está combinada com as operações de corte na

mesma matriz.

Métodos de dobra

Existem três formas básicas de dobra utilizados em ferramentas de dobra, cada

um com características e aplicações diferentes.

Dobrador de ação central ou dobrador em “V” é empregado em casos de perfis

largos ou quanto à confecção da peça exige uma segunda operação. Na figura 9.7 é

mostrado um exemplo deste tipo de dobrador.

Figura 9.7 – Dobrador em “V” [12]

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Dobrador de ação lateral ou dobrador em “L” é utilizado em casos que se

necessite de uma dobra perfeita, devido ao pequeno braço de alavanca em que o punção

atua. Este é o sistema mais empregado em matrizes combinadas, podendo ser dobradas

peças nos dois lados formando desta forma um dobrador “U”. A figura 9.8 mostra um

exemplo deste tipo de dobrador.

Figura 9.8 – Dobrador em “L” [12]

Dobrador de ação frontal é utilizado preferentemente na dobra de perfis

dobrados e curvos, mas na operação de enrolar que este tipo de punção tem função

especial. A figura 9.9 mostra de forma esquemática o funcionamento deste tipo de

dobrador e a figura 9.10 o sistema de ferramenta para enrolar que segue o mesmo

princípio.

Figura 9.9 – Dobrador de ação frontal [12]

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Figura 9.10 – Ferramenta para enrolar [12]

Tensões no processo de dobramento

Num dobramento simples (como mostrado na figura 9.11a), observa-se, na

região onde ocorre a deformação plástica, uma zona onde atuam tensões de tração, uma

linha de transição e uma outra zona onde as tensões são de compressão. Dividindo-se as

regiões de dobramento em camadas pode-se observar que as externas afinam-se devido

às tensões de tração. Na região central, as camadas são comprimidas e suas dimensões

aumentam na largura (figura 9.11b).

Figura 9.11 – Dobramento simples [5]

A distribuição de deformações e tensões no dobramento com cantos lisos não é

simétrica em relação ao centro da peça. As tensões de tração na periferia (região

externa) são maiores que as tensões de compressão na parte interna (figura 9.12). Nos

cálculos, de um modo geral, considera-se uma simetria em relação à linha neutra (linha

de transição entre as tensões de tração e as tensões de compressão) [5].

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Figura 9.12 – Tensões de dobramento [5]

Efeito elástico da dobra

Devido à elasticidade do material, depois da operação de dobra, a peça obtida

tende a readquirir a sua forma primitiva, como é mostrado na figura 9.13. Isto acontece

por causa da deformação elástica remanescente que precede a deformação plástica

permanente.

Figura 9.13 – Retorno elástico em peças dobradas e curvadas [12]

Na execução da ferramenta leva-se em conta este fenômeno a aplica-se ângulos

diferentes na matriz para que exista uma compensação, de maneira que após a dobra

executada, a peça tenha o ângulo desejado. Não existe cálculo para determinar a

diminuição dos raios e ângulos, isto é feito por tentativa, provas e experiências [9].

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Capítulo 10 – Desenvolvimento de peças dobradas

Quando projetamos uma matriz com corte e dobra combinada existem operações

de corte que podem ficar posicionadas em áreas dobradas, então, necessitamos calcular

o desenvolvimento da peça para que seja possível posicionar estes detalhes em uma

vista planificada do produto. Outra necessidade deste tipo de cálculo está relacionado

com a determinação da largura da tira da chapa.

Linha Neutra

A determinação do desenvolvimento efetua-se somando os comprimentos planos

com as partes curvadas desenvolvidas através do cálculo da linha neutra destes

elementos.

A figura 10.1 mostra uma peça dobrada que foi separada em elementos para

facilitar o cálculo do comprimento do produto desenvolvido ou planificado.

Figura 10.1 – Produto dobrado separado em elementos

Para os elementos retos o cálculo é uma simples soma de todas as partes, pois a

linha neutra localiza-se exatamente no centro da espessura.

Para os elementos curvos a linha neutra posiciona-se entre a face interna e o

centro da espessura da tira de acordo com a dimensão do raio interno. Este efeito ocorre

devido ao estiramento do material na região da dobra. A figura 10.2 mostra de forma

esquemática a linha neutra.

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Figura 10.2 – Linha Neutra

O coeficiente da linha neutra é calculado através da seguinte fórmula:

e

rLN = , onde:

“LN” é o coeficiente da linha neutra;

“r” é o raio interno da dobra;

“e” é a espessura da chapa.

Para cada valor do coeficiente encontrado no cálculo acima existe uma

porcentagem da espessura da chapa equivalente. A tabela 10.1 apresenta esta conversão.

Tabela 10.1 – Tabela com valores de equivalência da linha neutra

LN 0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 2 3 4 5

Espessura da chapa

30% 34% 37% 40% 41% 42% 44% 46% 50%

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Exercícios:

Calcular o desenvolvimento das dobras e desenhar a peça planificada para os

produtos abaixo:

a)

b)

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c)

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Capítulo 11 – Esforço de dobra

Para se dobrar uma determinada chapa metálica é obrigatório que se tenha uma

força superior à pressão que a mesma resiste, por isso torna-se inevitável os cálculos,

mesmo que seja para obter um valor aproximado.

Para desenvolvermos a pressão de dobra se deve conhecer os seguintes itens:

• Espessura da chapa;

• Resistência à compressão do material;

• Sistema de dobramento.

A espessura da chapa normalmente é especificada pela engenharia de produto,

pois é baseada no objetivo e função da peça, assim como o material que em tabelas é

possível verificar a resistência do material.

Para cada tipo de sistema de dobra existe um formulário adequado conforme

será mostrado nas figuras a seguir:

Dobra em “V”

Sendo que a abertura do “V” e o seu arredondamento seguem as proporções da

figura 11.1, então se tem a seguinte equação:

8

.. ebKF

c

d = , onde:

Fd= Força de dobra;

Kc= Resistência ao cizalhamento do material em kg/mm2;

b= Comprimento da dobra em mm;

e= Espessura da chapa em mm.

Figura 11.1 – Força de dobra para sistema em “V” [12]

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Dobra em “L”

Para a dobra em “L” sendo que o raio de dobra é igual a duas vezes a espessura,

temos:

2

.. ebKF

c

d = , onde:

Fd= Força de dobra;

Kc= Resistência ao cizalhamento do material em kg/mm2;

b= Comprimento da dobra em mm;

e= Espessura da chapa em mm.

Figura 11.2 – Força de dobra para sistema em “L” [12][14]

Dobra em “U”

Para a dobra em “U” sendo que o raio de dobra é igual a duas vezes a espessura,

temos:

ebKF cd ..= , onde:

Fd= Força de dobra;

Kc= Resistência ao cizalhamento do material em kg/mm2;

b= Comprimento da dobra em mm;

e= Espessura da chapa em mm.

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Figura 11.3 – Força de dobra para sistema em “U” [12][14]

As fórmulas acima são válidas supondo-se que o raio interno será no minimo

igual à espessura, para raios maiores a força de dobra diminui [12].

Força do Prensa-chapa e dos extratores

A força do prensa-chapa para dobrar é de 20% da força de dobra [14].

A força para extração da peça é de 10% da força de dobra [14].

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Capítulo 12 – Embutimento

Os estampos de embutir são aqueles que tem por finalidade transformar chapas

planas de metal laminado em peças ocas de formas: cilíndricas, elípticas, cônicas,

quadradas, retangulares, etc...

O embutimento é empregado na fabricação de peças das linhas de automóveis,

eletrodomésticos, eletrônica, cutelaria, botões, entre outros.

Generalidades

O termo embutimento ou repuxo é indicado quanto se transforma uma chapa

plana previamente cortada, em uma peça oca, procedendo gradualmente com um ou

mais estágios.

Na figura 12.1 mostra-se um estampo de repuxo simples, capaz de realizar a

operação de embutir. Como se observa na figura, trata-se de obter um recipiente

cilíndrico a partir de um disco plano, que deverá ser previamente cortado em uma

matriz de corte. Existem casos, como nas matrizes progressivas, onde o disco é cortado

em um passo anterior ao embutimento.

Figura 12.1 – Estampo de embutir para uma peça cilíndrica

No processo de embutimento existe um grande deslocamento molecular do

material. Quando se analisa o embutimento percebe-se que o fundo permanece sem

sofrer alterações, porém a altura denominada por H foi deformada de uma forma

trapezoidal para uma forma retangular indicada em A, conforme é mostrado na figura

12.2. Entende-se, portanto, que um embutimento de forma cilíndrica sofre forças radiais

de tração e tangenciais de compressão.

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Figura 12.2 – Deslocamento molecular em peças embutidas

Princípio de embutimento

Os elementos que indicam a forma e o procedimento para o projeto de estampos

de embutimento são chamados de embutidores. Existem muitos tipos de construção para

embutidores, porém a grande parte varia de dois tipos: o embutidor simples e o

embutidor com prensa-chapa.

Embutidor Simples

Este tipo consta basicamente de um punção e uma matriz, onde é deduzida a

espessura da chapa e utilizada em embutimentos pouco profundos.

Figura 12.3 – Embutidor simples

O princípio de operação obriga o disco de uma chapa metálica a penetrar na

matriz, mediante pressão do punção, obtendo assim a peça desejada. Este tipo de

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embutimento, normalmente, é realizado em prensas hidraúlicas, porém em alguns casos

se pode utilizar em prensas excêntricas e mecânicas.

Como desvantagem, este tipo de embutidor apresenta um enrugamento na borda

superior da peça devido à deformação mecânica ocorrer de forma livre, como é

mostrado na figura 12.3.

Embutidor com prensa-chapa

Para eliminar o inconveniente do processo com embutidor simples, utiliza-se

uma placa pressionada através de mola contra o disco, para que a deformação ocorra de

forma mais controlada. Este tipo de embutir tem a característica de embutir de forma

mais gradual, gerando uma borda mais homogênea e plana.

Como desvantagem, observa-se que o excesso de pressão no prensa-chapa causa

o rompimento na borda superior ou do fundo da peça embutida e a falta de pressão faz

com que ocorra o enrugamento na borda da peça.

Figura 12.4 – Embutidor com prensa-chapa

A figura 12.5 apresenta os dois tipos de embutidores e as peças geradas em cada

um. Algumas literaturas tratam o prensa-chapa por sujeitador.

Figura 12.5 – Embutidor simples (A) e com prensa-chapa (B)

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Raio de embutimento

Raio de embutimento é o arredondamento que se faz nas arestas da parte ativa

do punção e da matriz, para evitar trincas e rupturas no material no momento do

embutimento.

Raio da matriz (rm):

O raio da matriz (rm) pode ser dimensionado para uma primeira operação de

embutimento pode ser obtido pela fórmula abaixo:

( )sdDrm 101 6,0 −= , onde:

rm1: Raio da matriz da 1ª operação;

D0: Diâmetro do disco de partida;

d1: Diâmetro da primeira operação;

s: espessura da chapa.

Para as operações subseqüentes utiliza-se a equação abaixo:

( )sddrm 212 8,0 −= , onde:

rm2: Raio da matriz para operações subseqüentes a 1ª operação;

d1: Diâmetro da operação anterior;

d2: Diâmetro da operação seguinte;

s: espessura da chapa.

Figura 12.6 – Raio de embutimento

Raio do punção (rp):

O raio do punção (rp1), preferivelmente, deve ter entre 5 e 6 vezes a espessura da

chapa do produto. Esta função pode ser descrita conforme a fórmula abaixo:

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srp 6...51 = , onde:

rp1: Raio do punção;

s: espessura da chapa.

Para as demais operações o raio do punção pode ser mantido o mesmo.

É importante considerar alguns fatores quando aplicar estes valores de raios:

• Os valores podem ser diminuídos para embutimentos pouco profundos;

• Não convém aumentar o raio, porque se sobrecarregam os valores

indicados e poderiam gerar deformações no material;

• Arredondar as bordas dos punções para evitar esforços desnecessários na

chapa. O raio a utilizar é derivado do projeto do produto, mas não deve

ser menor do que duas vezes a espessura da chapa.

Folga para embutimento

A folga entre punção e matriz para embutimento é sempre a espessura da chapa

mais um percentual correspondente à folga de corte. Em algumas literaturas é comum

encontrar a folga com a espessura mais 10%, mas como o excesso de folga pode causar

defeitos sérios no embutimento, é aconselhável começar com uma folga menor e

aumentar caso a peça esteja sendo muito laminada ou apresente defeitos por folga

insuficiente. A figura 12.7 mostra de forma esquemática a folga entre punção e matriz

para embutimento.

Figura 12.7 – Folga para embutimento

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Lubrificação para embutimento

A aplicação de substâncias oleosas na operação de embutir serve para diminuir a

resistência ao deslizamento, reduzir os esforços desnecessários e evitar o desgaste

prematuro do estampo. Existem vários tipos de lubrificantes, mas nos dias atuais como a

questão ambiental deve ser levada muita a sério, sugere-se sempre utilizar lubrificantes

que não agridam, de forma alguma, o meio ambiente.

O lubrificante a empregar depende do material a embutir e do tipo de

embutimento, no entanto pode-se utilizar como regra:

• Utilizar produtos preparados para este fim e com qualidade comprovada.

• Deve-se utilizar o lubrificante conforme especificado pelo fabricante,

embora em alguns casos, a experiência possa sugerir pequenas variações.

Recomenda-se a utilização dos lubrificantes conforme descrito na tabela 12.1.

Tabela 12.1 – Lubrificantes para embutimento

Material a embutir Lubrificante recomendado Aço Gordura (vegetal ou animal)

Óleo de rícino (em casos especiais) Alumínio e suas ligas Querosene

Óleo de coco Vaselina

Zinco, chumbo, estanho. Óleo mineral denso Bronze, latão, cobre Óleo solúvel

Óleo mineral denso

Os óleos já utilizados não devem ser descartados em esgoto comum. Deve-se

consultar o fabricante ou fornecedor para que seja adotado o procedimento correto de

descarte.

Defeitos em peças embutidas

Na tabela 12.2 são apresentadas falhas que ocorrem comumente em peças

embutidas, suas causas e possíveís soluções.

Tabela 12.2 – Defeitos em peças embutidas

Defeito Causa Solução O fundo da peça rompe sem qualquer parte embutida.

A ferramenta trabalha cortando devido: • Pequeno raio de

embutimento; • Folga insuficiente entre

punção e matriz; • Excessiva velocidade de

embutimento; • Elevada pressão do prensa-

chapa.

• Aumentar o raio de embutimento;

• Aumentar a folga entre punção e matriz;

• Reduzir a velocidade de embutimento;

• Reduzir a pressão do prensa-chapa.

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O processo de embutimento se inicia, mas o fundo rompe.

• Chapa mal centrada (fora de centro);

• Chapa de espessura irregular;• Velocidade de embutimento

alta; • Chapa com qualidade não

adequada ao trabalho; • Punção fora de centro.

• Corrigir a centragem da chapa;

• Utilizar chapa com tolerância mais justa;

• Reduzir a velocidade de embutimento;

• Substituir o tipo de chapa; • Centralizar o punção (Se a

chapa é de espessura fina, aconselha-se a utilizar um estampo com colunas).

Ocorrência de um rasgo ou fissura transversal.

• Engrossamento do grão da chapa, existindo uma parte fraca devido à falta de homogeneidade;

• Corpo estranho na chapa; • Desgaste exagerado do

arredondamento da matriz;

• Escolher cuidadosamente as chapas;

• Corrigir o arredondamento.

O canto da peça embutida está com fissuras em toda a sua extensão.

• Folga excessiva entre punção e matriz;

• Raio de embutimento exagerado;

• Prensa-chapa com pressão insuficiente;

• Reduzir a folga entre punção e matriz;

• Reduzir o raio de embutimento;

• Aumentar a pressão do prensa-chapa;

• Verificar se o lubrificante está de acordo com o trabalho;

A borda da peça embutida é irregular com grandes pontas ou diversas pontas irregulares.

• Tipo de lubrificante inadequado;

• Chapas com recozimento defeituoso na laminação final;

• Espessura irregular da chapa;

• Utilizar outro lubrificante; • Substituir a chapa;

Formação de bolhas e abaulamento no fundo da peça.

• Evacuação de ar defeituosa; • Desgaste excessivo do

arredondamento de embutimento;

• Qualidade inadequada do lubricante;

• Melhorar saída de ar; • Corrigir raio de

embutimento; • Substituir lubrificante;

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A peça embutida tem a borda ondulada apresentando rasgo horizontal embaixo da borda.

• Prensa-chapa com pressão insuficiente;

• Folga insuficiente entre punção e matriz;

• Raio de embutimento exagerado;

• Aumentar a pressão do prensa-chapa;

• Aumentar a folga entre punção e matriz;

• Reduzir o raio de embutimento;

Peça de forma não cilíndrica apresentando rasgo no centro da face, rasgo vertical no canto ou princípio de rasgo perto de um canto.

• Chapa mal posicionada; • Chapa de espessura irregular;• Qualidade do lubrificante

inadequado; • Desgaste do punção edos

arredondamentos dos cantos; • Folga insuficiente entre

punção e matriz;

• Centrar a chapa; • Substituir a chapa por tipo de

espessura mais regular; • Utilizar outra qualidade de

lubrificante; • Corrigir desgastes do

punção; • Corrigir folgas entre punção

e matriz;

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Capítulo 13 – Desenvolvimento de peças embutidas

Após a escolha do tipo de embutir torna-se necessário determinado o diâmetro

do disco de partida (para o embutimento de peças cilíndricas) ou o perfil e dimensões do

blank (para o embutimento de peças não cilíndricas).

Esta tarefa é a mais importante no momento de iniciar o projeto de uma matriz

de embutimento, pois depende dela a máxima economia de material. Às vezes torna-se

necessário realizar ensaios com ferramentas protótipo para determinar o perfil inicial da

chapa.

Desenvolvimento de peças cilíndricas

Existem diversas formas para calcular o diâmetro do disco de partida, mas serão

utilizadas as equações existentes no Anexo G que já apresentam cálculos práticos e

diretos para obtenção do valor do diâmetro do disco.

Cálculo do diâmetro do disco de partida

A figura 13.1 mostra a peça que se deseja obter:

Figura 13.1 – Produto que se deseja obter

Para este tipo de perfil utiliza-se a fórmula abaixo retirada do anexo F:

( )rhddD 57,042 ++= , onde:

D = Diâmetro do disco de partida;

d = Diâmetro interno do produto;

h = Altura máxima do produto;

r = Raio interno do produto.

Aplicando a fórmula ao produto tem-se:

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( )

081,45

36,2032

)64,8(124961

)2.57,05,7(31.431

57,04

2

2

===

=+=

=++=

=++=

D

D

D

D

rhddD

Cálculo do número de passagens

Para obter um embutido de boa qualidade, a altura h, não deve ultrapassar a

metade do diâmetro d da peça. Quando h superar a metade de d, então se deve calcular o

número de passagens para obter o número de operações necessárias para realizar este

embutimento. A figura 13.2 mostra o equacionamento utilizado para calcular o número

de passagens.

Figura 13.2 – Fórmulas para calcular o número de passagens

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O cálculo do número de passagens evita: alongamento excessivo que causa

encruamento no material reduzindo a resistência mecânica da peça. Dependendo da

ductibilidade da chapa e do lubrificante consegue-se obter peças que o diâmetro d é

igual à altura h, mas para evitar riscos de errar todo o projeto de uma matriz deve-se

fazer ensaios para confirmar se é possível.

Desenvolvimento de peças não cilíndricas

A determinação do desenvolvimento da peça embutida através de cálculos nem

sempre é possível. Quando isto acontece, recorre-se ao método experimental utilizando

uma chapa quadriculada de 5 em 5mm. Depois de embutidas algumas peças, se fazem

uma análise e corrigi-se o que for necessário. A figura 13.3 mostra um exemplo de

desenvolvimento feito através deste método experimental.

Figura 13.3 – Método experimental para determinação do desenvolvimento

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Bibliografia

[1] SCHAEFFER, Lirio. Conformação Mecânica. Imprensa Livre Editora:

Porto Alegre, 2004 – 167pgs.

[2] Centro de Informação Metal-mecânica – www.cimm.com.br - Acesso em

out/2008.

[3] CALLISTER, William D. Ciência e engenharia de materiais: uma

introdução. 5.ed. Rio de Janeiro: LTC, c2002. 589 p. ISBN 8521612885

[4] BILLIGMANN, J., FELDMANN, H.D., Estampado y prensado a máquina.

2. Ed. Barcelona: Editora Reverté, 1979. 545p.

[5] SCHAEFFER, Lirio – Conformação de chapas metálicas. Porto Alegre:

Imprensa Livre, 2004, 200p.

[6] RITCHER, Arno – Palestra sobre matrizes de corte, dobra e repuxo.

Porto Alegre, UFRGS, 2008

[7] PROVENZA, F. Estampos vol. 1. Edição 1993, São Paulo: Pro-Tec, 1993.

[8] PROVENZA, F. Estampos vol. 2. Edição 1993, São Paulo: Pro-Tec, 1993.

[9] PROVENZA, F. Estampos vol. 3. Edição 1993, São Paulo: Pro-Tec, 1993.

[10] MECÂNICA GERAL, Matriz de corte. 1a. Ed., Porto Alegre: CFP SENAI

Henrique d’Ávila Bertaso, 1980.

[11] MECÂNICA GERAL, Matriz de dobrar e embutir. 1a. Ed., Porto Alegre:

CFP SENAI Henrique d’Ávila Bertaso, 1980.

[12] YOSHIDA, A. Ferramenteiro (corte-dobra-repuxo). 1a. Ed., São Paulo:

L. Oren, 1979. 223 p.

[13] BRITO, Osmar de. Técnicas e aplicações dos estampos de corte. São

Paulo: Hemus, 1981. 201p.

[14] BRITO, Osmar de. Estampos de Formar. 2a. Ed., São Paulo: Hemus,

2005. 220 p.

[15] POLACK, A. V. Manual prático da estampagem. 1a. Ed., São Paulo:

Hemus, 2005. 215 p.

[16] ROSSI, Mario. Estampado en frío de la chapa. Barcelona: Editora

Cientifico Médica, 1971. 712 p.

[17] CRUZ, Sergio. Ferramentas de corte, dobra e repuxo. São Paulo: Editora

Hemus, 2008. 227p.

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Anexo A

Exemplos de matrizes com guia fixo

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Anexo B

Exemplos de matrizes com prensa-chapa

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Anexo C

Tabelas de parafusos, roscas e fixações

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Introdução ao Projeto de

Ferramentaria

FERRAMENTARIATÉCNICO EM

Data

Escala:

Denominação:

PROFESSOR:

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Anexo D

Catálogo de molas padronizadas

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Anexo E

Componentes e bases de estampo padronizados

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Anexo F

Exemplos de distribuição de peças na tira

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EXEMPLOS DE DESENVOLVIMENTOS DE TIRAS PARA PRODUTOS PRODUZIDOS ATRAVÉS DE CHAPAS METÁLICAS (Fonte: CRUZ, Sergio da. Ferramentas

de corte, dobra e repuxo. São Paulo: Ed. Hemus, 237pags.)

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Anexo G

Diâmetro dos discos para embutimento em peças

cilíndricas

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Anexo H

Exemplos de matrizes de corte, dobra, embutimento e

progressivas (fontes: ASCAMM e Pro-tec)

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