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UNIDADE

Tecnologia, Inovação eEducação para a Indústria

Processos de Estampagem

Prof: Dr. Engº Charles Chemale YurgelContato: [email protected]

Processos de Estampagem

Tópicos relevantes na estampagem

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

Peças EstampadasExemplos de peças estampadas

Tensões

Conceitos Iniciais

Conceitos IniciaisTensões

Conceitos IniciaisDeformações

Def

orm

ação

j 1

Deformação j2

Estampagemprofunda

Tração “Planestrain”

Estiramentobiaxial

Conceitos Iniciais

Conceitos IniciaisCurvas Tensão-Deformação

• resultado diretamente no mesmo processo

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

diferentes materiais• nova peça - novos testes

Ensaios Práticos

Ensaios para Avaliação da Estampabilidade

Ensaios para Avaliação da EstampabilidadePropriedades desejadas

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

encontrados:

“n” = Índice de Encruamento

“r” = Índice de Anisotropia

Ensaio de Tração


Ensaio de Tração


baF v

*)(

com:

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

prova.

Ensaio de Compressão

Ensaio Nakajima


Ensaio Nakajima - Ferramental


Ensaio Nakajima – Prática


Ensaio Nakajima – Corpo de Prova


Ruptura

Corpos de Prova – antes do ensaio Após o ensaio


• Swift - Teste: – Razão Limite de

Estampagem;– Estimar a

Estampabilidade

1dD

Ensaio Swift


1

12,1max

1 meedF

pdDFc 21

2

4

edp m

2001

40012

Ensaio Swift – equações básicas


Definido peloensaio Swifit

Definido noprojeto

Area a ser deformada

Tensão máxima

Fator de “ajuste”

diâmetro do punção

Ø33

Ø20

Ø27Ø55

R0.75

R0.75

R0.75

s0

Punção

Prensa Chapas

Chapa

Matriz

Ensaio Erichsen


05

10152025

0 5 10 15

Deslocamento [mm]

Forç

a [k

N]

amostra 46 amostra 47 amostra 48

01

23

45

0 5 10 15 20

Deslocamento [mm]

Forc

a [k

N]

Aço EEP

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

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

Alumínio 1050-O

Força máxima = 4,34kN

IE=12,69

Ensaio Erichsen - Prática


Ensaio Bulg Test


Ensaio 5 Punções


Determinação do Coeficiente de Atrito


2

1lnFF

RLFF

P

22

21

Determinação do Coeficiente de Atrito


Aços Carbono:•Baixo Custo

•Ampla gama de características

•Fácil soldabilidade

•Elevada resistência mecânica

Materiais Utilizados na Indústria

Aços Inoxidáveis:•Alta maleabilidade

•Elevada resistência à corrosão

•Aparência superficial invejável

•Elevada resistência mecânica

Alumínio:•Resistência à corrosão valorizada

•Baixo peso

•Ligas com elevada resistência mecânica

•Elevado SpringBack

Principais Fatores para a Estampagem

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


Coeficiente de Encruamento “n”

estiramento


Retorno Elástico

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

Ferramentas para Estampagem (corte)

Ferramenta para o cortecompleto de chapas paraum motor elétrico.

O produto sai pronto em umsó golpe da prensa.

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

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

rotor e uma chapa de estator.

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

garante a máxima produtividade e o máximo aproveitamento da chapa.


epkAkFC

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

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

chapamk 8,0


Exemplo:

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

27102113 mmedA

kNAkFC 270380710

A força máxima é de 27 ton.

Seria aconselhável usar uma prensa de 40 ton.


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

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

Os processos de dobra são classificados através do movimento daferramenta.

Dobra em ferramentascom movimento linear.

Dobra em matriz.

Peças Produzidas por Dobramento

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

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

Dobra em ferramentascom movimento circular.

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

Dobradeira de mesa oscilante.

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


Dobra em ferramentascom movimento circular.

Produção de perfisa partir de tiras dechapas.


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

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


Ferramentas para EstampagemDobra

Equipamentopara a fabricaçãoDe perfis a partirde tiras de chapa.

Seqüência das operações.


Ferramentas para EstampagemConformação

Ferramentas para EstampagemEstampos Progressivos

Ferramentas para EstampagemSistema Transfer

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