TCC Prensa de Ajuste

UNIVERSIDADE PAULISTA – UNIP
INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIA – ICET
ENGENHARIA MECÂNICA
Adriano Gonçalves de Oliveira
Emerson Fábio Akira Mori
Felipe Salgado
Heitor Jose Coutinho Teixeira
João Henrique Zanetti
José Paulo da Silva Barros
Marcelo Sanches Ribeiro
PRENSA DE AJUSTE
Sorocaba
2015

Adriano Gonçalves de Oliveira
Emerson Fábio Akira Mori
Felipe Salgado
Heitor Jose Coutinho Teixeira
João Henrique Zanetti
José Paulo da Silva Barros
Marcelo Sanches Ribeiro
PRENSA DE AJUSTE
Trabalho de conclusão de curso apresentado à
Universidade Paulista – UNIP como requisito para
a obtenção do título de graduação em Engenharia
Mecânica.
Orientador: Prof. Danilo Sinkiti Gastaldello
Sorocaba
2015

Adriano Gonçalves de Oliveira – B08617-3
Emerson Fábio Akira Mori – B143CC-4
Felipe Salgado – B160JF-1
Heitor Jose Coutinho Teixeira – T581JF-5
João Henrique Zanetti – B1391A-0
José Paulo da Silva Barros – A66IBF-0
Marcelo Sanches Ribeiro – A76027-0
PRENSA DE AJUSTE
Trabalho de conclusão de curso apresentado à Universidade Paulista – UNIP, como
requisito para a obtenção do título de graduação de Engenharia Mecânica.
Comissão Julgadora:
_____________________________/____/________
_____________________________/____/________
_____________________________/____/________
Sorocaba
2015

Dedicamos aos nossos familiares
que, com carinho e apoio, não
mediram esforços para que
chegássemos até esta etapa
importante de nossas vidas.

AGRADECIMENTO
Agradecemos a Deus por ter nos dado saúde e força para superar as dificuldades.
A esta universidade, e seu corpo docente, que nos auxiliaram e apoiaram durante a
jornada deste curso e neste trabalho de monografia, esclarecendo nossas dúvidas e
nos incentivando constantemente na busca do conhecimento e na prática de bons
hábitos para que pudéssemos nos tornar bons profissionais tanto na questão técnica
quanto ética.
Aos nossos familiares que nos encorajaram e nos apoiaram durante essa longa
jornada de ensino superior e na realização deste trabalho, e que nos incentivaram
constantemente, mesmo nos momentos em que estivemos ausentes nas
confraternizações para realização deste trabalho de monografia.
E a todos que de forma direta ou indireta fizeram parte de nossa formação, o nosso
muito obrigado.

RESUMO
Este trabalho tem como finalidade a construção de uma Prensa de Ajuste,
que auxiliará na manutenção de moldes de estampagem de grande porte, em que a
ideia inicial partiu do conhecimento de alguns dos integrantes do grupo quanto às
dificuldades encontradas na realização de reparos emergências, preventivos e na
realização de treinamento para novos funcionários. A prensa terá entre seus
objetivos o aumento da facilidade de trabalho do ferramenteiro na manutenção de
postiços e fazer com que o mesmo trabalhe de forma ergonomicamente confortável
na realização dessas atividades, além da diminuição do tempo de reparos
emergências na linha de produção, aumento da disponibilidade do equipamento
para produção entre outros. O tema abordado desencadeou uma série de
questionamentos sobre melhorias no processo de manutenção de ferramentas de
estampagem de uma das maiores montadoras de automóveis do mundo, a
TOYOTA DO BRASIL LTDA. (Planta localizada na cidade de Sorocaba-SP). Para
encontrar-se o melhor método de construção desse equipamento foi necessário
conhecer diferentes tipos de prensas e suas características, para que assim
pudéssemos realizar a escolha certa. Foi necessária também a realização de
diversos cálculos e testes relacionados a resistência dos materiais, onde utilizamos
alguns softwares empregados no ramo de engenharia mecânica para realização de
desenhos e ensaios de resistência mecânica. Demonstraremos neste estudo os
passos percorridos para a construção do protótipo, percalços encontrados durante a
atividade de construção, itens de segurança necessários na prensa de ajuste de
acordo com normas regulamentadoras, ensaios e resultados finais.
Palavras Chave: Prensa de Ajuste, moldes de estampagem de grande porte,
facilitar o trabalho do ferramenteiro e diminuição no tempo de reparo.

ABSTRACT
The aim of this study of build a spotting press which will assist in the
maintenance of large – sized printing forms, the initial idea came from the knowledge
some participants of this group already had about the difficulties encountered in
implementing emergency and preventive repairs , training new employees, this press
will also facilitate toolmakers’ work in the maintenance of dummies and make them
work in an ergonomic and confortable way during the execution of these activities,
reduce the time spent in emergency repair in production line, increase the
availability of the equipment for production, among others. The topic to be examined
raised a series of questions about improvements in the stamping tools maintenance
process of one of the biggest vehicle assemblers in the world, Toyota do Brasil
LTDA. (plant located in the city of Sorocaba in São Paulo state). To find the best
method of construction of this equipment it was necessary to get to know the
different kinds of presses and their characteristics, so we could make the right
choice. We also had to calculate and carry out test related to resistance of materials
where we used some software known in the mechanical engineering for drawings
and mechanical resistance tests. We will show the path taken to the obstacles and
difficulties during the construction, safety items required for spotting press, according
to regulatory norms, tests and final results.
Keywords: Spotting press, large-sized printing forms, facilitate toolmaker’s work,
reduce the time spent in repair.

LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Tensão de Cisalhamento...........................................................................35
Tabela 2: Classificação dos sistemas segundo a N.F.P.A. .......................................37
Tabela 3: Cilindros Comerciais (catálogo REXROTH). .............................................38
Tabela 4: Exemplos de Carga de Euler.....................................................................40
Tabela 5: Seleção de Bomba Hidráulica (REXROTH)...............................................47
Tabela 6: Velocidades Recomendadas.....................................................................49
Tabela 7: Limite de Escoamento Reynolds. ..............................................................52
Tabela 8: Características Técnicas do Aço ASTM A36.............................................61

LISTA DE SÍMBOLOS
𝐹𝑎 = força efetiva de avanço
𝐹𝑐 = força de corte
𝑃𝑡𝑏 = pressão de trabalho
𝑃𝑁 = pressão nominal
𝐷𝑝 = diâmetro do pistão
𝜆 = comprimento livre de flambagem
𝐸 = módulo de elasticidade do aço
𝑆 = coeficiente de segurança
𝐷ℎ = diâmetro da haste
𝐴𝑐 = área da coroa
𝐴𝑝 = área do pistão
𝑉𝑎 = velocidade de avanço
𝑉𝑟 = velocidade de retorno
𝑄𝑎 = vazão de avanço
𝑄𝑟 = vazão de retorno
𝑄𝑖𝑎 = vazão induzida de avanço
𝑄𝑖𝑟 = vazão induzida de retorno
𝑄𝐵 = vazão da bomba
𝑉𝑔 = volume de absorção (cilindrada)
𝑀𝑇 = momento de torção absorvido
𝑁 = potência absorvida
𝑛 = rotação
𝑄𝑒𝑓 = vazão efetiva da bomba
𝑑𝑡 = diâmetro interno tubulação
𝑑𝑒 = diâmetro externo tubulação
𝑅𝑒 = número de reynolds
𝑣 = velocidade do fluido para tubulação
𝜐 = viscosidade do fluido em Stokes
ρ = massa específica do fluido

LISTA DE ABREVIAÇÕES
MTTR – Mean Time To Repair
MTBF – Mean time "between" to fault
NR12 – Norma Regulamentadora 12
NR10 – Norma Regulamentadora 10
SAE – Society of Automotive Engineers
PPRPS – Programa de Prevenção de Riscos em Prensas e Equipamentos Similares
NBR– Norma Brasileira
N.F.P.A. – National Fluid Power Association.
ASTM – (American Society for Testing and Materials)

LISTA DE FIGURAS
Figura 1: Primeira Fase: Descida do Martelo............................................................14
Figura 2: Segunda Fase: Encontro do martelo com a matriz ....................................15
Figura 3: Terceira Fase: Cisalhamento da borda da peça pelo postiço ....................15
Figura 4: Protótipo Prensa de Ajuste ........................................................................16
Figura 5: Matriz (Estampo)........................................................................................16
Figura 6: Punção (Estampo). ....................................................................................17
Figura 7: Retalhador (Postiço). .................................................................................17
Figura 8: Reparo Emergencial. .................................................................................18
Figura 9: Reparo Emergência. ..................................................................................18
Figura 10: Fluxo de reparo na prensa proposta ........................................................20
Figura 11: Linha de Prensas. ....................................................................................23
Figura 12: Fluxo de Operação Atual .........................................................................25
Figura 13: Prensa de Ajuste, Ferramentaria (Reparos atualmente)..........................26
Figura 14: Processo de realização de reparo na prensa de ajuste. ..........................27
Figura 15: Tipos de Peças Produzidas .....................................................................30
Figura 16: Haste Para Fora.......................................................................................41
Figura 17: Pistão Explodido. .....................................................................................43
Figura 18: Bomba Hidráulica de Engrenagens..........................................................48
Figura 19: Diâmetro de Tubos Comerciais ERMETO. ..............................................51
Figura 20: Estrutura ..................................................................................................55
Figura 21: Base de Trabalho.....................................................................................55
Figura 22: Mesa de Trabalho. ...................................................................................56
Figura 23: Haste de Trabalho....................................................................................56
Figura 24: Fixação das Partes ..................................................................................57
Figura 25: Montagem da Unidade Hidráulica............................................................57
Figura 26: Fechamento com Chapas........................................................................58
Figura 27: Protótipo com as Grades de Segurança. .................................................59
Figura 28: Perfil U Gerdau ........................................................................................60
Figura 29: Apoios ao Solo.........................................................................................61
Figura 30: Força de Ação Atuante ............................................................................62
Figura 31: Força de Reação Atuante ........................................................................62

Figura 32: Deformação .............................................................................................63
Figura 33: Tensão de Escoamento ...........................................................................64
Figura 34: Ponto de Tensão Máxima de Escoamento ..............................................64
Figura 35: Equipamento de Segurança Bi manual....................................................66
Figura 36: Botão Acionador Bi Manual......................................................................67
Figura 37: Montagem da Estrutura............................................................................72
Figura 38: Bomba e Motor.........................................................................................73
Figura 39: Grade de Proteção...................................................................................74
Figura 40: Comando Bi-manual ................................................................................74
Figura 41: Montagem da estrutura............................................................................75
Figura 42: Protótipo Final..........................................................................................76
Figura 43: Comando Bi Manual.................................................................................78
Figura 44: Alinhamento dos Postiços........................................................................79
Figura 45: Corte Parcial da Chapa............................................................................80
Figura 46: Tendência natural da chapa sem o pisador (vista lateral)........................81
Figura 47: Tendência natural da chapa com o pisador (vista lateral)........................81
Figura 48: Tendência Natural da Chapa com Folga no Pisador (vista lateral) ..........81
Figura 49: Folga em somente um dos lados do Pisador (Vista frontal).....................82
Figura 50: Momento do Cisalhamento da Chapa......................................................82
Figura 51: Perfil da Chapa Cortada...........................................................................83
Figura 52: Posição para Identificar e Reparar Anormalidades..................................83

SUMÁRIO
LISTA DE SÍMBOLOS.................................................................................................9
SUMÁRIO..................................................................................................................13
1.INTRODUÇÃO .......................................................................................................13
1.1. Objetivo ....................................................................................................14
1.2. Proposta de Contramedida.......................................................................14
1.3. Pontos positivos e resultados estimados..................................................18
1.4. Funcionamento do protótipo.....................................................................19
1.4.1. Sequência de reparo na prensa de ajuste proposta...........................19
1.4.2.Inspeção Inicial do Equipamento.........................................................20
1.4.3.Posicionamento do ferramental...........................................................20
1.4.4.Ciclo de operação padrão da prensa ..................................................21
1.4.5.Operação para teste de cisalhamento.................................................21
1.4.6.Capacitação ........................................................................................21
1.4.7.Itens de série.......................................................................................21
1.4.8.Itens Opcionais....................................................................................22
2.CONCEITOS TEÓRICOS ......................................................................................23
2.1.Clarificação do Cenário .............................................................................23
2.2.Operações de Repuxo, Corte, Dobra ........................................................24
2.3.Cenário Atual.............................................................................................24
2.4.Realização do Reparo ...............................................................................26
2.4.1.Sequência de realização do reparo na prensa de ajuste atual............26
2.4.2. Dificuldades encontradas no processo de ajuste do postiço ..............29
2.5.Explanação das peças estampadas..........................................................30
2.6.Capacidade Produtiva do Processo ..........................................................30
2.7.Demanda de Manutenção Preventiva .......................................................31
2.8.Demanda de Manutenção Corretiva..........................................................31
3.ETAPAS DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA ...............................................34
3.1.Especificações do Produto ........................................................................34
3.1.1.Cálculo para Determinação da Força de Cisalhamento ......................36
3.2.Dimensionamento do Sistema Hidráulico..................................................36
3.2.1.Dimensionamento do Diâmetro do Pistão ...........................................36

3.2.2.Dimensionamento do Diâmetro da Haste............................................39
3.3.Determinar Velocidade e Vazões ..............................................................42
3.3.1.Dimensionamento da Área da Coroa (Embolo)...................................42
3.3.2.Dimensionamento da Área do Pistão..................................................42
3.3.3.Determinar Velocidade dos Atuadores................................................43
3.4.Dimensionamento da Bomba e Motor Elétrico ..........................................44
3.4.1.Vazão de Avanço e Retorno ...............................................................44
3.4.2.Vazão Induzida de Avanço e Retorno.................................................44
3.4.3.Determinação da Vazão da Bomba.....................................................45
3.4.4.Volume de Absorção (cilindrada) ........................................................46
3.4.5.Momento de Torção Absorvido ...........................................................46
3.4.6.Potência Absorvida .............................................................................46
3.5.Dimensionamento da Tubulação...............................................................48
3.5.1.Diâmetro Interno..................................................................................49
3.5.2.Verificação Escoamento......................................................................52
3.6.Dimensionamento do Reservatório ...........................................................53
3.6.1.Regra Prática de Dimensionamento....................................................53
4.METODOLOGIAS..................................................................................................54
4.1.Metodologia de Pesquisa ..........................................................................54
4.2.Metodologia de Construção.......................................................................54
4.2.1.Metodologia de Construção: Estrutura................................................59
4.2.2.Metodologia de Construção: Aplicação de Normas de Segurança .....65
4.3.Metodologia de Ensaios ............................................................................67
5.ANÁLISE DE MERCADO.......................................................................................69
5.1.Descrição do Projeto .................................................................................69
5.2.Descrição do Produto ................................................................................70
5.3.Descrição do Cliente .................................................................................71
6.MONTAGEM DO PROTÓTIPO..............................................................................72
6.1.Montagem da estrutura .............................................................................72
6.2.Montagem do Sistema Hidráulico..............................................................73
6.3.Itens de segurança ....................................................................................74
6.4.Confecção dos Postiços de Teste .............................................................75
6.5.Protótipo finalizado ....................................................................................76

7.RESULTADOS DOS ENSAIOS..............................................................................77
7.1.Teste do Motor ..........................................................................................77
7.2.Teste do Sistema Hidráulico......................................................................77
7.3.Teste do Sistema de Segurança ...............................................................77
7.4.Testes dos Postiços ..................................................................................78
7.5.Testes de Cisalhamento da Chapa ...........................................................79
8.CONCLUSÃO.........................................................................................................84
9.REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS .......................................................................86
ANEXO A – CRONOGRAMA DE ATIVIDADES........................................................88
APENDICE A – Estrutura Protótipo...........................................................................89
APENDICE B – Fechamento da Estrutura ................................................................90
APENDICE C – Reservatório Hidráulico ...................................................................91
APENDICE D – Mesa Superior e Inferior ..................................................................92
APENDICE E – Fixador do Pistão.............................................................................93
APENDICE F – Porca Camisa ..................................................................................94
APENDICE G – Fixador da Haste do Pistão .............................................................95
APENDICE H – Haste do Pistão 1 ............................................................................96
APENDICE I – Haste do Pistão 2..............................................................................97
APENDICE J – Haste do Pistão 3.............................................................................98

13
1. INTRODUÇÃO
Preliminarmente, abordou-se a construção de uma prensa de ajuste, tendo em
vista facilitar a execução de reparos emergenciais e preventivos realizados
manualmente pelo mantenedor de ferramentas de estampagem. Para que possamos
entender a função da prensa de ajuste, é necessário revelar a importância da
realização da manutenção de um molde em uma prensa de ajuste, como atualmente
é realizado o reparo de um molde ou de um postiço de uma ferramenta de
estampagem.
Em algumas montadoras existentes no Brasil, a realização de manutenções
preventivas e corretivas de estampos de grande porte é realizada, em sua grande
maioria, de forma manual, não se utilizando de equipamentos como máquinas CNC’s
(Comandos Numéricos Computadorizados), Eletro-erosão ou outras de alta
tecnologia. O trabalho de recondicionamento dos componentes depende
principalmente de equipamentos manuais e profissionais qualificados a estas
atividades. Na planta da TOYOTA de Sorocaba/SP, responsável pela produção do
ETIOS, não é diferente. A máquina responsável pelo auxílio nas manutenções dos
moldes e componentes é a prensa de ajuste e o responsável pelo reparo do
componente é o próprio mantenedor de ferramentas e seus equipamentos manuais
como lixadeiras, esmerilhadeiras manuais, pedras abrasivas entre outros utensílios.
A realização de manutenção em um molde ou postiço, se faz necessário em
uma prensa de ajuste, quando o componente danificado perde parte significativa de
seu perfil de referência, ou tem um perfil complexo. Quando ocorre esse tipo de
problema o mantenedor de ferramentas tem por obrigatoriedade que utilizar outro
componente (outra parte do conjunto) como referência para que se possa
recondicionar o objeto danificado. Uma das funções da prensa de ajuste é garantir o
posicionamento das duas partes durante a realização do reparo. É ela também a
responsável pela realização do teste do reparo antes do envio dos componentes para
a produção.

14
1.1. Objetivo
O Projeto de “Prensa de Ajuste” tem como objetivo facilitar o trabalho do setor
de ferramentaria na empresa multinacional e montadora Toyota. Ela irá reproduzir os
movimentos da prensa de ajuste utilizada atualmente. Um dos diferenciais da
manutenção realizada em nossa prensa de ajuste será o trabalho apenas com o
postiço danificado (peça de pequena dimensão presente no molde de estampagem)
ao invés de trabalhar com todo o molde para realizar o reparo em apenas uma
pequena parte do mesmo. Removeremos o componente danificado da ferramenta e
realizaremos o reparo no mesmo de forma isolada, o que diminuirá o tempo de
reparo e terá impacto direto nos índices do setor de estamparia, como o aumento da
disponibilidade do equipamento (tempo em que o equipamento esta apto para
produzir) e no índice de MTTR (Mean Time to Repair) da ferramentaria. A prensa
ainda trará benefícios em termos de segurança.
1.2. Proposta de Contramedida
Sumarizando as questões e demandas de manutenção preventiva e corretiva,
ficam evidentes que o nosso principal gargalo em termos de reparo são os moldes de
corte. Foram avaliados quais os principais componentes, dentro do molde, que
sofrem maior desgaste físico e percebeu-se que os postiços de cisalhamento são os
componentes com maior nível de incidência e necessidade de reparo.
Nas figuras abaixo apresentaremos o fenômeno de corte e os componentes
envolvidos nessa etapa.
Figura 1: Primeira Fase: Descida do Martelo
Fonte: Próprio Autor.

15
Figura 2: Segunda Fase: Encontro do martelo com a matriz
A figura 3 mostra o momento exato em que o postiço de corte ultrapassa a
matriz realizando o cisalhamento da chapa metálica separando o retalho do produto
(esse fenômeno se faz possível devido o movimento de descida do martelo da
prensa), e é nesse momento em que são gerados os desgastes das arestas de
corte, que caso não reparadas podem causar defeitos de qualidade nos produtos ou
até mesmo a quebra do componente devido o aumento do esforço para
cisalhamento da chapa metálica.
Para equilibrar a sobrecarga preventiva e corretiva entre os três tipos de
moldes, julgamos que seria necessário algum tipo de equipamento paralelo (Prensa
de ajuste), para realizar funções de reparo somente nos postiços de cisalhamento,
Postiço de
corte
Produto
RetalhoMatriz
Figura 3: Terceira Fase: Cisalhamento da borda da peça pelo postiço

16
enquanto a atual prensa de ajuste estivesse ocupada com outro tipo de preventiva e
corretiva.
Figura 4: Protótipo Prensa de Ajuste
Outro fator levado em consideração foi à acessibilidade aos postiços, que na
maioria dos casos, são de difícil acesso quando estão acoplados no molde. Perante
toda a contextualização do problema, chegamos à conclusão que seria mais do que
necessário uma prensa de ajuste específica para realização de reparos nos postiços.
Figura 5: Matriz (Estampo).

17
Figura 6: Punção (Estampo).
Fonte: Próprio Autor
Nas figuras 5 e 6 representadas anteriormente estão identificados alguns
postiços de difícil acesso no caso de necessidade de reparo na prensa utilizada
atualmente.
Figura 7: Retalhador (Postiço).
Na figura 7 temos um dos modelos de postiços presentes na ferramenta de
corte, esse postiço representado acima tem como objetivo separar as sobras de
materiais do produto final o qual é chamado de postiço retalhador, sendo um dos
componentes com maiores índices de reparos.

18
1.3. Pontos positivos e resultados estimados
 Fator Qualidade: facilidade em visualizar a área onde é realizado o reparo.
Devido a perfis complexos e a grande dimensão dos moldes, o operador
perde o contato visual em alguns momentos na execução do reparo
(movimento de fechamento do estampo na prensa de ajuste atual), e com
esse equipamento trabalharemos apenas com postiços a visualização da área
a ser reparada, realizada de forma prática e segura.
 Fator Segurança: otimização da ergonomia. O operador tende a trabalhar de
forma mais ereta, o que muitas vezes é difícil em estampos de grande porte
devido à acessibilidade de certas áreas.
Figura 8: Reparo Emergencial.
Figura 9: Reparo Emergência.

19
 Fator Produtividade 1: Tempo de reparo reduzido. A simplicidade dos
comandos de operação da prensa de ajuste e a facilidade em acessar o
postiço a ser reparado contribuem para a redução do MTTR.
 Fator Produtividade 2: Tempo de preparação para ajuste reduzido. Ao invés de
trabalhar com todo o estampo, essa prensa visa trabalhar apenas com o postiço,
componentes que por sua vez são de pequeno peso. Portanto não se faz
necessária a utilização de equipamentos como pontes rolantes, talhas ou
qualquer outro utensílio de transporte, otimizando o tempo de preparação.
 Fator Produtividade 3: Possibilidade de realizar reparos emergenciais de
postiços sem retirar o estampo da linha de produção.
 Fator Produtividade 4: devido à diminuição de tempo de reparos emergências
durante a produção, a produtividade do setor tende a aumentar, pois haverá um
aumento na disponibilidade do equipamento para operação devido aos reparos
serem executados de maneira mais ágil.
 Fator Volume: Ocupa pequeno espaço físico. Espaço físico reduzido em
comparação com a prensa utilizada atualmente.
 Prensa atual = 45m2
 Prensa a ser construída = 4m2
(estimado)
1.4. Funcionamento do protótipo
1.4.1. Sequência de reparo na prensa de ajuste proposta
A figura a seguir mostram os passos a serem percorridos para a realização do
reparo emergencial utilizando a prensa de ajuste proposta.

20
Figura 10: Fluxo de reparo na prensa proposta
Fonte: Próprio autor.
Com a realização do fluxo acima conseguiremos obter os resultados propostos
no item 1.3.
1.4.2. Inspeção Inicial do Equipamento
Para que este equipamento inicie as operações é necessário que o mesmo
seja conectado a uma rede elétrica trifásica, com tensão nominal de 220V ou 380V.
Antes do primeiro golpe, devemos verificar se a pressão no manômetro principal está
dentro do parâmetro especificado como padrão e também se não existe qualquer
vazamento de óleo. Para início deve-se verificar visualmente se não há nenhum
objeto impedindo o deslizamento do martelo dentro da caixa de prensagem.
O comando bi-manual possui três botões: Avanço do martelo, Retorno do
martelo e botão de STOP em caso de emergência.
1.4.3. Posicionamento do ferramental
A principal finalidade da confecção da prensa de ajuste é exatamente o ajuste
do ferramental que é nomeado postiço. O primeiro passo é abrir as grades de
segurança e posicionar o conjunto superior e inferior do postiço na mesa inferior da
prensa. Em modo manual de troca, acionamos o comando bi-manual até o martelo
atingir o ponto máximo inferior em 180º.
No ponto máximo inferior, fixamos o ferramental superior no martelo e o
ferramental inferior na mesa, utilizando quatro parafusos rosqueados em suas
respectivas porcas e arruelas.

21
Após certificar que todos os pontos estão devidamente fixados, elevamos o
martelo até o ponto máximo superior em 0º.
1.4.4. Ciclo de operação padrão da prensa
Assim que as condições de funcionamento estiverem dentro do padrão, sem o
posicionamento de qualquer chapa dentro do ferramental, em modo automático
acionamos o comando bi manual para executar um golpe completo ou um ciclo
completo.
1.4.5. Operação para teste de cisalhamento
Posicionamos a chapa de aço sobre o postiço inferior, dentro da área de corte.
Assim como na operação 2, em modo automático acionamos o comando bi manual
para executar um golpe completo ou um ciclo completo. Após o golpe, verificamos a
chapa na zona onde houve o cisalhamento pelos postiços. O ponto de atenção nessa
zona cisalhada é a presença de rebarbas. Havendo rebarbas fora do critério de
qualidade, devemos recuperar as lâminas dos postiços. Esse processo pode se
repetir inúmeras vezes até se concretizar o ajuste ou reparo do postiço.
1.4.6. Capacitação
O equipamento requer operadores treinados e qualificados, com conhecimento
das funções de operação, segurança e manutenção da máquina. Pessoas em
treinamento somente poderão operar a máquina com a supervisão permanente de
pessoal capacitado para esse fim.
1.4.7. Itens de série
 Cortina de luz.
 Bi manual.
 Reles de segurança.
 Botão de emergência monitorado.
 Calço de segurança.
 Proteções monitoradas por sensores de segurança.
 Válvula de contrabalanço.
 CLP – controlador lógico programável.

22
1.4.8. Itens Opcionais
 Ajuste de curso via régua transdutora.
 IHM (Display).
 Válvulas proporcionais de pressão e vazão.
 Micro CLP de segurança.
 Bloco hidráulico de segurança da Bosch Rexroth.
 Calço de segurança automático.

23
2. CONCEITOS TEÓRICOS
2.1. Clarificação do Cenário
A estampagem é um processo de conformação de chapas, que consiste em
um conjunto de operações por meio das quais uma chapa é submetida de modo a
adquirir uma nova forma geométrica. A chapa plana ("blank") adquire a forma de uma
matriz (fêmea), imposta pela ação de um punção (macho), com o auxílio de uma
prensa. O conjunto macho e fêmea no processo de conformação por estampagem
são chamados de estampos ou moldes, geralmente feitos de aços especiais ou ferro
fundido. Esse processo é empregado na fabricação de peças que encontramos em
nosso dia-a-dia, como: peças de geladeiras, fogões, automotivas como portas,
laterais, capô entre outros.
Uma linha de prensas composta é responsável pela produção do Toyota
ETIOS e é constituída basicamente como a ilustração mostrada abaixo:
Figura 11: Linha de Prensas.
Fonte: Próprio autor

24
No layout acima podemos observar nitidamente as três prensas existentes no
processo, em que a função das mesmas resume-se basicamente em:
 Prensa 1 é responsável pelo repuxo,
 Prensa 2 é responsável pelos cortes,
 Prensa 3 é responsável pelas etapas de dobra e calibração.
2.2. Operações de Repuxo, Corte, Dobra
2.2.1 Repuxo
Consiste em obter peças com formato côncavo ou convexo como recipientes,
panelas, canecas, entre outros. Golpes (movimento da prensa) são aplicados a fim
de ajustar e transformar uma chapa metálica exatamente no perfil existente no
estampo, que pode ser o de uma panela ou um copo por exemplo. Nesse processo a
ferramenta a ser utilizada, que tem o perfil do produto desejado, é denominada
estampo de repuxo.
2.2.2 Corte
Tem como finalidade fazer furos, separar e/ou cortar uma chapa, ou excessos
dos produtos. Para essa atividade usam-se moldes com formatos previamente
definidos em projeto. Esses moldes são chamados estampos de corte.
2.2.3 Dobra
Como o próprio nome diz, tem por finalidade obter uma ou mais dobras numa
chapa metálica plana ou previamente conformada pelos processos citados
anteriormente, onde utilizamos a ferramenta chamada estampo de dobra.
2.3 Cenário Atual
Na figura 12 representada abaixo podemos observar o fluxo de reparos
emergenciais executados pela ferramentaria.

25
Figura 12: Fluxo de Operação Atual
1 - Produção = Consiste no tempo efetivo que as prensas estão em
funcionamento para produção das peças estampadas.
2 - A retirada da ferramenta da linha de prensas se faz necessário
primeiramente porque atualmente não há um equipamento que dê condições de se
realizar o reparo em postiços isolados do molde, outro agravante é o tempo
desprendido para realizar o reparo do postiço dentro da linha de produção caso o
reparo seja efetuado da maneira que é realizado atualmente (postiço fixo no molde).
3 - Quando necessário realizar todo esse processo mostrado na figura 12 é
imprescindível considerar o tempo de troca dos estampos e a preparação dos
dispositivos de transporte de peças dentro da prensa entre outras etapas do
processo de troca de moldes oque pode acarretar em um maior tempo de parada de
linha.
4 - Devido a situação citada no item 2 o envio da ferramenta para o setor de
ferramentaria se torna indispensável para realização do reparo uma vez que não
temos as condições adequadas para realização do reparo na linha de prensas.
5 - O próximo passo após a retirada da ferramenta da linha de prensas e envio
para a ferramentaria é a realização do reparo na prensa de ajuste que pode demorar
de acordo com a gravidade do problema e as condições de acessibilidade (podemos
observar algumas condições criticas para se realizar o reparo nas figuras 8 e 9

26
mostradas anteriormente) que o molde oferece ao ferramenteiro no momento da
realização do reparo.
Figura 13: Prensa de Ajuste, Ferramentaria (Reparos atualmente).
6 - Por fim após a finalização do reparo o envio da ferramenta para a linha de
produção para que se possa dar continuidade na produção da mesma.
2.4 Realização do Reparo
2.4.1 Sequência de realização do reparo na prensa de ajuste atual
A realização do reparo preventivo ou emergência em uma aresta de corte em
uma prensa de ajuste é realizado da seguinte maneira:

27
Figura 14: Processo de realização de reparo na prensa de ajuste.

28
Sequência 1: Realização da solda no postiço danificado representado no
passo 0
Sequência 2: Com a solda do postiço realizada é a hora de iniciar a atividade
de ajuste de superfície do postiço seguindo o perfil do mesmo como representado no
passo 0.1.
Obs.: as atividades 0 e 0.1 não necessariamente precisam ser realizadas
dentro da prensa de ajuste, o postiço pode ser removido para a realização da
atividade em uma bancada ou em qualquer outro lugar que seja mais cômodo.
Sequência 3: Com o postiço montado na ferramenta realize os passos 2, 3 e 4
ate que a altura do punção fique a aproximadamente 2,00 mm próximo a região onde
se encontra a solda. Para isso utilize paquímetro para realizar a medição do fim da
marcação do punção até a superfície do postiço soldado.
Obs.: para evitar que o punção colida com a matriz danificando o corte que
ainda esta com a presença de solda, eleve o martelo da prensa de ajuste a uma
altura a mais ou menos 20,00 mm da altura de fechamento do molde. (Martelo da
prensa de ajuste: componente da prensa que é responsável por ditar a altura de
fechamento da prensa).
Sequencia 4: Realize o corte da massa de ajuste de forma paralela, afim de
eliminar o excesso de massa e deixar apenas a parte que será utilizada como
referência para o ajuste da solda conforme mostrado no passo 5.

29
Sequência 5: Realize o ajuste da solda conforme mostrado na figura 6.
Sequência 6: Realize os passos 5 e 6 até que a solda que esta sendo
ajustada fique paralela a massa que esta sendo utilizada para ajuste como mostrado
no passo 7.
Observação: após cada ajuste realizado é necessário acrescentar uma
quantidade suficiente de massa sobre a solda para que o punção ao descer toque na
mesma, e o martelo é abaixado gradativamente para que a referência da massa fique
mais próxima a solda, sempre realizando a medição para que as partes não se
colidam.
Sequência 7: Realize a remoção da massa de ajuste como mostrado no
passo 8.
Sequência 8: Com um corpo de prova que contenha a mesma espessura da
chapa do produto realize o teste de cisalhamento.
Obs.: Após o corte do corpo de prova é realizado analise do mesmo para
garantir que o reparo foi efetuado com sucesso, caso não seja é necessário realizar
todas as sequências anteriores novamente.
Sequência 9: O postiço esta pronto para voltar a produção como mostrado na
figura 10.
2.4.2 Dificuldades encontradas no processo de ajuste do postiço
O primeiro grande problema presente nessa atividade é que toda a operação
de ajuste da solda é realizada com o postiço fixo no molde onde o espaço para ajuste
da solda são reduzidos e muitas vezes de difícil acesso e visualização dos mesmos
como mostrado nas figuras 5, 6, 8 e 9 o que gera um tempo maior de reparo. Outro
problema encontrado é o tempo que o operador gasta para se locomover entre
entradas e saídas de dentro do molde e prensa de ajuste e tempo de operação do
equipamento (habilitar ao entrar e desabilitar ao sair os sistemas de segurança,
elevação do martelo até seu curso máximo toda vez ao entra na prensa de ajuste,
todo esse ciclo pode gerar um gasto de tempo de aproximadamente 40s cada vez
que o operador entra ou sai da prensa).

30
2.5 Explanação das peças estampadas
Na Planta da Toyota de Sorocaba, a linha de prensas produz 40 tipos de
peças que constituem a composição da carroceria do veículo. Dentre as quarenta,
podemos citar alguns tipos como:
Figura 15: Tipos de Peças Produzidas
2.6 Capacidade Produtiva do Processo
 Capacidade produtiva: 650 golpes/hora;
 Ciclo Time: 3,75 segundos a 7,50 segundos;
 Set up interno: 150 segundos;
 Set up externo: 22 minutos e 30 segundos.

31
2.7 Demanda de Manutenção Preventiva
A manutenção preventiva é indispensável para o molde de estamparia,
principalmente para evitar a geração de peças com defeitos do tipo: rebarba, risco,
caroço, amassado, limalha, vinco etc.
As peças com defeito, geradas durante a estamparia, exigem a demanda de
reparos e retrabalhos, equivalentes a desperdícios de tempo e de mão de obra. Isso
quando o defeito não é irreversível, resultando na geração de sucata.
Atualmente, o índice de reparo está em torno de 1,3% e o de sucata em 0,5%.
Pode-se dizer que o índice é baixo, devido ao comprometimento da ferramentaria em
manter a preventiva dos moldes controlada e a execução dentro do prazo.
O tempo previsto para realização da preventiva de todas as ferramentas são:
 Moldes do primeiro processo – Repuxo: 248 horas ou 15,5 dias;
 Moldes do segundo processo – Corte: 598 horas ou 37,375 dias;
 Moldes do terceiro processo – Dobra: 480 horas ou 30 dias.
A partir dos dados acima pode-se afirmar que a demanda de preventiva é
maior nos moldes do segundo processo. Isso se deve ao fato dos postiços de
cisalhamento, punção de furo, matriz e outras punções, estarem concentrados nos
moldes de corte.
2.8 Demanda de Manutenção Corretiva
A manutenção corretiva dos moldes é percebida a partir do momento em que
o inspetor de estampagem detecta anormalidades na peça estampada. Os defeitos
na peça são os mesmos citados no tópico anterior: rebarba, risco, caroço, amassado,
entre outros.
Através dos critérios de amostra limite de defeitos, o inspetor realiza o
julgamento de qualidade, aprovando ou reprovando a peça. Se a peça for reprovada
é necessário acionar o líder de produção e ferramentaria. Ambos têm o dever de
decidir se é possível produzir na condição atual, realizando reparos na peça, ou se é
realmente necessário interromper a produção para realizar um reparo no molde.

32
Na interrupção da produção existem duas possibilidades. A primeira é realizar
o reparo do molde dentro da linha. A segunda é realizar o reparo fora da linha, ou
seja, na ferramentaria. Entretanto, para decidir o que é mais viável para o processo,
devem-se avaliar as respectivas condições:
1) Se o tempo e o volume de estoque da peça em produção está assegurado;
2) Se o nível de retrabalho da peça está dentro da capacidade;
3) Se a preparação do próximo molde para produção já está concluída;
4) Se existe a possibilidade de acesso ao ponto gerador de defeito no molde,
dentro da prensa.
A partir dessas condições, os líderes da produção e ferramentaria
determinarão quais as decisões pertinentes e mais adequadas ao cenário. Se o
reparo for executado dentro da linha de prensa, será necessário avaliar a condição 4.
Dependendo do ponto a ser reparado no molde, é necessário levar em consideração
a acessibilidade das mãos do ferramenteiro. Se o reparo for executado fora da linha
de prensa, será necessário avaliar as condições 1 e 3. Dependendo do tempo e
volume de estoque disponível, não seria permitido interromper a produção e retirada
do molde da linha, pois poderia ocorrer falta de peças no estoque, gerando parada
de linha no processo posterior. Outro ponto que deve ser avaliado é se a preparação
do próximo molde já está concluída, pois caso não esteja, seria perdido 22 minutos e
30 segundos na linha, devido à demanda de preparação do próximo molde, que é
transportado do estoque até a mesa da linha de prensas.
Tratando-se de manutenção corretiva, fica óbvio que ações imediatas devem
ser tomadas para não prejudicar a produção, mas que também precisam ser efetivas
e eficazes na correção das anormalidades.
Dentro da demanda de manutenção corretiva temos particularidades entre os
processos de repuxo, dobra e corte. Os processos de repuxo e dobra não
apresentam alto índice de manutenção corretiva, pois não existe cisalhamento,
apenas escoamento e dobra da chapa de aço. Já nos processos de corte, os
desgastes são maiores devido à alta frequência com que ocorre o cisalhamento da
chapa, feito pelas facas.

33
Conforme os dados abaixo de eficiência do processo, podemos afirmar que o
processo de corte apresenta maior índice de reparo, comparando as chamadas para
realização de reparo durante um período de 3 meses:
 28 Moldes do primeiro processo – Repuxo: 11 chamadas para reparo (22%);
 28 Moldes do segundo processo – Corte: 25 chamadas para reparo (50%);
 28 Moldes do terceiro processo – Dobra: 14 chamadas para reparo (28%).
Praticamente 50% da demanda de reparo da linha de prensa estão
concentradas no molde de corte.

34
3 ETAPAS DE DIMENSIONAMENTO DO SISTEMA
Para iniciar os cálculos da prensa de ajuste, é importante entender a
necessidade exigida pelos componentes a serem reparados, e também conhecer a
força máxima de cisalhamento (corte) do produto. Sendo assim é possível determinar
a capacidade da nossa prensa em realizar o corte.
3.1 Especificações do Produto
% Carbono no Blank = 0,08%C (Adotado 0,1%C)
Aço Laminado, Recozido c = 32 kg/mm2
Espessura = 0,7mm (Adotado 1,0mm) p = 350 mm

35
Tabela 1: Tensão de Cisalhamento
Valores de Tc em Kg/mm² para cada material
Recozido Cru
Aço laminado
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
silício 45 56
Alumínio 7 ÷ 9 13 ÷ 16
Alpaca (Cu - Ni - Zn) 28 ÷ 36 45 ÷ 46
Amianto em folha 3,15
prata 23,5
Bronze fosforoso 32 ÷ 40 40 ÷ 60
Papel
1 folha de 0,25mm de espessura 16
5 folha de 0,25mm de espessura 4,5
Papelão de espessura variável 2,0 ÷ 3,5
Cartão duro 7
Cartão Bequelitizado (resinoso) 10 ÷ 13
Celulóide 4 ÷ 6
Couro 0,6 ÷ 0,8
Duralumínio 22 38
Fibra dura 19
Borracha 0,6 ÷ 0,8
Compensado de amdeira 1 ÷ 2
Mica de 0,5 mm de espessura 8
Mica de 2,0 mm de espessura 5
Latão 22 ÷ 30 35 ÷ 40
Chumbo 2 ÷ 3
Cobre 18 ÷ 22 25 ÷ 30
Resina Artificial 2,5 ÷ 3
Estanho 3 ÷ 4
Zinco 12 20
Baquelite 2,5 ÷ 3
Tecido baquelitizado 9 ÷ 12
baquelite com entretela 9
Fonte: PROVENZA,1976, p.12.02

36
3.1.1 Cálculo para Determinação da Força de Cisalhamento
Fc = Força de Corte (kg)
p = Perímetro da peça a ser cortada (mm)
e = Espessura da chapa a ser cortada (mm)
τc = Tensão resistente de cisalhamento (kg/mm2
)
𝐹𝑐 ≥ 𝑝. 𝑒. 𝜏𝑐 (1)
Fc ≥ 350.1.32
Fc ≥ 12.250 kg
De acordo com Provenza, 1976, p.12.01. Devido ao atrito e variação de
espessura do blank, o valor da Fc terá um acréscimo de 20%
12.250.20% = 14.700 kg.
Aproximadamente 15.000 kg ou 15 T
3.2 Dimensionamento do Sistema Hidráulico
Considerando a força efetiva (Fa) de 15T ou 15.000kgf, que o cilindro
hidráulico deve desenvolver a fim de realizar o trabalho para qual foi projetado,
seguem as etapas de dimensionamento para o sistema hidráulico, segundo Fialho.
3.2.1 Dimensionamento do Diâmetro do Pistão
 É a força efetiva do cilindro hidráulico definida pela seguinte equação.
Fa = Fc. g
Fa = 15000kgf. 9,81
m2
s
= 147150N
(2)
 Pressão de Trabalho Estimada e Perda de Carga Estimada

37
A pressão nominal PN é obtida em função do tipo de aplicação, conforme
tabela:
Tabela 2: Classificação dos sistemas segundo a N.F.P.A.
Pressão
Classificação
bar Psi
0 a 14 0 a 203.10 Sistemas de baixa pressão
14 a 35 203.10 a 507.76 Sistemas de média pressão
35 a 84 507.76 a 1218.68 Sistemas de média-alta pressão
84 a 210 1218.68 a 3046.62 Sistemas de alta pressão
Acima de 210 Acima de 3046.62 Sistemas de extra-alta pressão
Fonte: FIALHO, 2010, p. 30.
Prensas hidráulicas são sistemas de alta pressão e adotaremos o PN de
118bar. A partir da pressao 𝑃𝑁 obtêm-se a pressão de trabalho estimada Ptb, que é
dada pela pressão nominal menos uma perda de carga estimada de 15%. Teremos a
partir de Fialho 2010, p43.
Ptb = PN − 0,15. PN
Ptb = 118 − 0,15.118 = 100,3 bar
Ptb = 100,3 bar = 100,3. 105
PA
O 𝑃𝑁 é regulado pela válvula de descarga
(3)
 Diâmetro Comercial do Pistão
Conhecida a força de avanço Fa e a Pressão de Trabalho estimada Ptb,
determina-se o diâmetro comercial do pistão, dado por Fialho 2010, p43.:

38
Dp = √
4. Fa
π. Ptb
DP = √
4.147150N
π. 100,3. 105
= 0,1366𝑚 𝐷𝑝 = 136,6𝑚𝑚
(4)
Esse diâmetro calculado é uma referência a qual utilizaremos para consultar a
tabela do fabricante e definir qual cilindro possui o diâmetro de pistão no mínimo igual
ou ligeiramente maior que o calculado. O que se identifica pela seguinte relação:
Encontrada na tabela 2 de cilindros comerciais.
Dp Comercial ≥ Dp Calculada
Tabela 3: Cilindros Comerciais (catálogo REXROTH).
Dp dh Pressão de Trabalho - PTb (bar)
(mm) (mm) 50 75 100 125 150 175 210
40
18 225 160 120 95 75 60 45
25 535 415 340 290 250 220 190
50
22 275 195 150 120 95 80 60
36 965 760 635 555 490 445 390
63
28 380 280 220 180 150 130 105
45 1215 960 810 705 630 570 505
80
36 510 380 305 255 215 185 150
56 1485 1175 990 860 770 698 615
100
45 655 495 400 335 285 250 205
70 1905 1495 1265 1105 990 900 800
125
56 840 640 525 440 380 335 285
90 2550 2035 1730 1520 1365 1245 1115
150
70 1125 865 710 605 530 470 405
100 2570 2045 1725 1510 1355 1230 1095
180
90 1635 1280 1065 920 815 730 640
125 3425 2740 2325 2045 1840 1675 1500
200
90 1415 1095 905 770 675 600 520
140 3870 3095 2630 2310 2080 1895 1700
Comprimento máximo fornecido Lh = 3900mm
Lh> 3900, consultar fábrica.

39
Adota–se o 𝐷𝑝 ligeiramente maior, portanto:
Dp = 150mm
E comprimento da haste de L = 710 mm
 Pressão de Trabalho
Definido o diâmetro do pistão comercial, recalcularemos a pressão de
trabalho, que será regulada no sistema, dado por Fialho, 2010, p43.
Ptb =
Fa
π. Dp2/4
Ptb =
147150N
π. 0,1502/4
= 83,27 bar
(5)
3.2.2 Dimensionamento do Diâmetro da Haste
Para calcularmos o diâmetro da haste 𝑑ℎ, precisaremos:
𝜆= Comprimento livre de flambagem (cm) (Tabela 3: Carga de Euler).
𝐸= Módulo de elasticidade do aço (módulo Young) = 2,1x107
N/cm2
𝑆= Coeficiente de Segurança = 3,5

40
Tabela 4: Exemplos de Carga de Euler.
Cargas de Euler
CargadeEuler
Caso 1
Uma
extremidade
livre e a outra
fixa
Caso 2
(Caso básico).
As duas
extremidades
articuladas
Caso 3
Uma extremidade
articulada e a outra
fixa
Caso 4
As duas
extremidades
fixas
Representação
esquemática
Situaçãodemontagempara
CilindrosHidráulicos
Comprimento Livre de Flambagem
λ = 2.L λ = L λ = L.(0.5)0.5
λ = L/2
Notas
Guiar a carga com
cuidado porque há
possibilidade de
travamento
Inadequado,
provável
ocorrência de
travamento
Onde o 𝜆 em nossa pesquisa se enquadra no caso 4, indicado na tabela a
cima
𝜆 =
𝐿
2
L=710mm (vide tabela)
λ =
71
2
= 3,5cm

41
Segundo o critério de dimensionamento definido por Euler, estabelecemos o
diâmetro da haste do nosso pistão com a seguinte equação, dada por Fialho 2010,
p46.
𝐷ℎ = √
64. 𝑆. 𝜆2. 𝐹𝑎
𝜋3. 𝐸
4
Substituindo pelos valores encontrados temos:
𝐷ℎ = √
64.3,5. 352. 147150
𝜋3. 2,1. 107
= 2,806𝑐𝑚 = 28𝑚𝑚
4
(6)
Portanto, o diâmetro teórico mínimo da haste é 28mm.
Pela tabela 2 de cilindros comerciais, definimos que o diâmetro comercial (Dp)
de nosso pistão é 150mm, e o diâmetro da haste comercial (dh) é 70mm.
Adota-se o dh comercial de 70mm.
Figura 16: Haste Para Fora

42
3.3 Determinar Velocidade e Vazões
3.3.1 Dimensionamento da Área da Coroa (Embolo)
Segundo Fialho, 2010, p46
𝐴𝑐 = 𝜋.
(𝐷𝑝2
− 𝐷ℎ2)
4
𝐴𝑐 = 𝜋.
(15𝑐𝑚2
− 7𝑐𝑚2
)
4
= 𝐴𝑐 = 138,23𝑐𝑚2
(7)
3.3.2 Dimensionamento da Área do Pistão
Segundo Fialho, 2010, p50
𝐴𝑝 = 𝜋.
𝐷𝑝2
4
Ap = π.
15cm2
4
= 𝐴𝑝 = 176,71𝑐𝑚2
(8)

43
Figura 17: Pistão Explodido.
3.3.3 Determinar Velocidade dos Atuadores
Determina-se a velocidade dos atuadores, como o tempo em que os
deslocamentos de avanço e retorno devem ocorrer. As velocidades de avanço e
retorno segundo Fialho 2010, p50 são dadas por:
 Avanço, determinado em 50s:
Va =
Lh
∆ta
Va =
71cm
50s
= Va = 1,42
cm
s
(9)
 Retorno, determinado em 30s:
Vr =
Lh
∆tr
(10)

44
Vr =
71cm
30s
= Vr = 2,36
cm
s
3.4 Dimensionamento da Bomba e Motor Elétrico
O motor elétrico da prensa varia entre 900 e 1800rpm. Utilizaremos um motor
de 1750rpm, por ser facilmente encontrado no mercado. A bomba exige um roteiro de
cálculos para seu dimensionamento. Como mostramos a seguir, segundo Fialho,
2010, p50.
3.4.1 Vazão de Avanço e Retorno
 Avanço:
Qa = Va. Ap
Qa = 1,42
cm
s
. 176,71cm2
= Qa = 250,93
cm3
s
(11)
 Retorno:
Qr = Vr. Ac
Qr = 2,36
cm
s
. 138,23cm2
= Qr = 326,23
cm3
s
(12)
3.4.2 Vazão Induzida de Avanço e Retorno
Após o dimensionamento das vazões necessárias para o avanço e o retorno
dos atuadores, torna-se necessário fazer uma verificação quanto à possibilidade de
ocorrência de vazão induzida (Qi).
Segundo Fialho, 2010, p52. Quando é fornecida uma vazão qualquer para um
cilindro de duplo efeito, na tomada de saída do fluido haverá uma vazão que pode
ser maior ou menor que a vazão de entrada.

45
 Avanço:
𝑄𝑖𝑎 = 𝑉𝑎. 𝐴𝑐
𝑄𝑖𝑎 = 1,42
𝑐𝑚
𝑠
. 138,23𝑐𝑚2
= 𝑄𝑖𝑎 = 196,28
𝑐𝑚3
𝑠
Qia = 11,78
L
min
(13)
 Retorno
Qir = Vr. Ap (14)
Qir = 2,36
cm
s
. 176,71cm2
= Qir = 417,03
cm3
s
Qir = 25
L
min
3.4.3 Determinação da Vazão da Bomba
Vazão teórica da bomba hidráulica, segundo Fialho 2010, p57
Qir ≥ QB > 𝑄𝑖𝑎
25
𝐿
𝑚𝑖𝑛
≥ 𝑄𝐵 > 11,78
𝐿
𝑚𝑖𝑛
(15)

46
𝑄𝐵 = 25
𝐿
𝑚𝑖𝑛
Os cálculos abaixo nos auxiliaram a dimensionar a bomba pelos
catálogos dos fabricantes. Os dados foram obtidos através do cálculo do
tamanho nominal, segundo Fialho 2010, p58
3.4.4 Volume de Absorção (cilindrada)
Vg =
1000. QB
n. nv
𝑉𝑔 =
1000.25
𝑙
𝑚𝑖𝑛
1750𝑟𝑝𝑚. (0,92)
= 𝑉𝑔 = 15,52
𝑐𝑚3
𝑟𝑜𝑡
(16)
3.4.5 Momento de Torção Absorvido
MT =
QB. ∆P
100. nmh
MT =
25
𝑙
𝑚𝑖𝑛
. 100,3bar
100.087
= MT = 28,82Nm
(17)
3.4.6 Potência Absorvida
𝑁 =
𝑀𝑡. 𝑛
9549
𝑁 =
28,82𝑁𝑚. 1750𝑟𝑝𝑚
9549
= 𝑁 = 5,28𝑘𝑊
(18)

47
A escolha da bomba é feita pela tabela 4 de Seleção de Bomba Hidráulica,
com os parâmetros encontrados anteriormente.
Tabela 5: Seleção de Bomba Hidráulica (REXROTH).
Bomba de Engrenagens do Tipo G2
Capacidade de vazão e potência
Tamanho
Nominal
Vg (
cm3
rot
)
Vazão efetiva Qef e potência de acionamento necessário N,
com vazão n = 1750 rpm, v = 36 cSt (mm²/s) e t = 50°C
P(bar 10 50 100 150 175 200 210 250
2 2.5
Qef (l/min) 4.10 4.10 4.00 3.90 3.70 3.60 3.60 3.50
N (kW) 0.24 0.73 1.12 1.56 1.83 2.08 2.20 2.60
3 3.5
Qef (l/min) 5.80 5.80 5.60 5.40 5.30 5.20 5.10 4.70
N (kW) 0.40 0.80 1.57 2.18 2.55 2.92 3.06 3.65
4 4.5
Qef (l/min) 7.20 7.10 7.00 6.70 6.90 6.60 6.50 6.50
N (kW) 0.45 1.31 2.02 2.81 3.28 3.75 3.94 4.68
5 4.5
Qef (l/min) 9.00 8.90 8.80 8.70 8.60 8.50 8.40 8.30
N (kW) 0.40 1.33 2.28 3.43 4.00 4.60 4.80 5.73
8 5.5
Qef (l/min) 14.80 14.70 14.60 16.60 14.50 14.20 14.20 14.10
N (kW) 0.62 1.82 3.13 4.68 5.47 6.25 6.56 7.81
11 8.6
Qef (l/min) 19.50 19.40 19.20 19.20 19.10 18.90 18.90 18.70
N (kW) 0.75 1.86 3.73 5.60 6.53 7.46 7.83 9.32
16 11.3
Qef (l/min) 28.00 27.90 27.80 27.80 27.60 27.40 27.40 27.30
N (kW) 1.18 2.95 5.90 8.85 13.33 11.81 12.40 14.76
19 16.2
Qef (l/min) 32.70 32.70 32.60 32.60 32.50 32.20 32.20 -
N (kW) 1.38 3.46 6.93 10.40 12.12 13.88 14.58 -
22 19.3
Qef (l/min) 38.60 35.50 38.40 38.40 38.30 - - -
N (kW) 1.63 4.10 8.16 12.25 14.30 - - -
Fonte: FIALHO, 2010, p.60.
De acordo com a tabela 4, necessitamos de uma bomba do tipo G2 de
tamanho nominal 019, com as seguintes características:
Vg = 16,2
cm3
rot
P = 100bar
Qef = 32,6
l
min
N = 6,93kW

48
Figura 18: Bomba Hidráulica de Engrenagens
3.5 Dimensionamento da Tubulação
A tubulação de uma prensa hidráulica consiste em três tipos de tubulações,
sendo:
 Linha de Sucção
Tubulação pela qual o fluido é succionado do tanque. Compreende o
comprimento de tubulação que vai do filtro de sucção que fica submerso no tanque
até a entrada da bomba hidráulica.
 Linha de Pressão
Tubulação que é iniciada logo após a saída da bomba, alimentando o sistema
com as pressões necessárias ao funcionamento de seus componentes.
 Linha de Retorno
Tubulação pela qual o fluido é redirecionado ao tanque com a finalidade de ter
sua temperatura retornada ao normal, a partir da circulação entre chicanas existentes
no interior do tanque.

49
Para dimensionarmos cada uma dessas linhas, precisamos de um parâmetro
de velocidade necessária para cada tipo de tubulação, ilustrada pela tabela a seguir:
Tabela 6: Velocidades Recomendadas.
Tubulação
Pressão (bar)
Velocidade
(cm/s)
20 50 100 >200
Tubulação de Pressão 300 400 500 600
Tubulação de Retorno 300
Tubulação de Sucção 100
Fonte: FIALHO, 2010 p. 81.
3.5.1 Diâmetro Interno
Diâmetro interno da tubulação segundo Fialho 2010, p82
dt = √
Q
0,015. π. v
(19)
A partir do diâmetro interno calculado, encontra – se os parâmetros necessários para
determinar cada tipo de tubulação. Encontrados na tabela de Diâmetro de Tubos
Comerciais da Ermeto, a seguir.
dt = √
32,6
𝑙
𝑚𝑖𝑛
0,015. π. 500
𝑐𝑚
𝑠
= 𝑑𝑡 = 1,18𝑐𝑚
dt= 12mm
de= 15mm
Parede=1,5mm
Pressão Max: 200bar

50
dt = √
32,6
𝑙
𝑚𝑖𝑛
0,015. π. 300
𝑐𝑚
𝑠
= 𝑑𝑡 = 1,52𝑐𝑚
dt= 15mm
de= 18mm
Parede= 1,5mm
Pressão Max= 166 bar
 Linha Sucção
dt = √
32,6
𝑙
𝑚𝑖𝑛
0,015. π. 100
𝑐𝑚
𝑠
= 𝑑𝑡 = 2,60𝑐𝑚
dt= 26mm
de= 38mm
Parede= 6mm
Pressão Max= 315 bar
A figura a seguir ilustra de forma sucinta a tubulação da linha de pressão do sistema,
acoplada na traseira do pistão hidráulico.

51
Figura 19: Diâmetro de Tubos Comerciais ERMETO.
Fonte: Catálogo Ermeto.

52
3.5.2 Verificação Escoamento
Existem três tipos de escoamentos de tubulações, são eles: laminar,
turbulento e indeterminado. Somente o escoamento laminar nos interessa, pois
escoamentos turbulento e indeterminado indicam uma maior perda de carga no
sistema, comprometendo o funcionamento da prensa.
Verifica–se o escoamento de cada linha de tubulação para se ter certeza que
esse será laminar. Por exemplo, com esta fórmula fornecida por Osborne Reynolds,
citada por Fialho 2010,p 79. Comparando com a tabela de limite escoamento, temos:
𝑅𝑒 =
𝑣. 𝑑𝑡
𝜐
𝜐 = 𝑣𝑖𝑠𝑐𝑜𝑠𝑖𝑑𝑎𝑑𝑒 𝑑𝑜 𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑜 𝑒𝑚 𝑠𝑡𝑜𝑘𝑒𝑠 = 0,45
(20)
Tabela 7: Limite de Escoamento Reynolds.
Limites de Escoamento
Escoamento Laminar Re ≤ 2000
Escoamento Indeterminado 2000 < Re < 2300
Escoamento Turbulento Re ≥ 2300
Re =
500
cm
s
. 1,2cm
0,45
= Re = 1333,3
1333,33 ≤ 2000 𝑂𝐾 = 𝐿𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟

53
Re =
300
cm
s
. 1,5cm
0,45
= Re = 1000
1000 ≤ 2000 𝑂𝐾 = 𝐿𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟
 Linha de Sucção
𝑅𝑒 =
100
cm
s
. 2,6cm
0,45
= Re = 577,7
577,7 ≤ 2000 𝑂𝐾 = 𝐿𝑎𝑚𝑖𝑛𝑎𝑟
3.6 Dimensionamento do Reservatório
O dimensionamento do reservatório consiste em uma regra que diz que o
volume do reservatório será 3 vezes a vazão da bomba, citada por Fialho 2010,
p101.
3.6.1 Regra Prática de Dimensionamento
𝑉𝑜𝑙 𝑅𝑒𝑠 = 3. 𝑄𝐵 (21)
𝑉𝑜𝑙 𝑅𝑒𝑠 = 3.32,6 = 97,8
Portando o reservatório de óleo hidráulico terá um volume de 98L.

54
4 METODOLOGIAS
4.1 Metodologia de Pesquisa
Como procedimentos metodológicos de pesquisa para a realização desse
trabalho, foram observados alguns modelos de prensas existentes no mercado e
optou-se pelo tipo C, que se adapta da melhor forma aos objetivos desse projeto,
assim como atende a aplicação de equipamentos de segurança, conforme a NR12. A
partir desta avaliação pôde-se elaborar a configuração ideal, de acordo com os
requisitos necessários.
4.2 Metodologia de Construção
Para a confecção da prensa de ajuste tivemos que realizar algumas
atividades. Primeiramente, para a confecção da prensa precisamos do projeto
detalhado. Em seguida faremos a preparação do material, que precisa ser cortado de
forma inicial, medido e conferido.
Após ser feita a conferência dimensional, passaremos para a etapa de
montagem da estrutura que sustentará todos os componentes e aguentará todos os
esforços necessários. Esta estrutura será construída em vigas modelo “U 1° alma”,
que serão montadas da seguinte forma: primeiro serão montados os quadros
superiores e inferiores, juntamente com os quadros de apoio da base e cilindro
atuador. Após estarem devidamente alinhados em esquadro e soldados, serão
dispostos em um gabarito para que sejam montados os reforços estruturais, as
colunas e os travamentos, sendo estes montados de forma preliminar para que se
tenha como desmontar, caso seja necessário. Assim como os quadros, também é
necessário fazer a checagem dimensional, conferência de esquadro e alinhamento
da estrutura antes de ser executada a soldagem final da estrutura. Desta forma a
estrutura deve ficar conforme a próxima figura.

55
Figura 20: Estrutura
Na segunda etapa do projeto será executada a usinagem das bases (superior
e inferior), juntamente com a base de fixação do cilindro. Em paralelo a esta etapa
também serão feitas a usinagem do cilindro, guias do cilindro e mancais fixadores
das capas das guias.
Figura 21: Base de Trabalho

56
Figura 22: Mesa de Trabalho.
Figura 23: Haste de Trabalho.
Na terceira etapa será feita a fixação da base inferior e da base de fixação do
cilindro. Serão conferidas as dimensões e o posicionamento das bases e fixaremos o
pistão, a base superior na haste do pistão, e a fixação das guias, conforme projeto.

57
Figura 24: Fixação das Partes
Na quarta etapa será feita a montagem da unidade hidráulica e as devidas
ligações do sistema hidráulico, montagem dos sensores de fim de curso, e travas
mecânicas.
Figura 25: Montagem da Unidade Hidráulica.

58
Na quinta etapa serão montados os fechamentos da estrutura, as proteções
das guias e a grade de proteção conforme norma. Também nesta etapa serão
montados os sensores que travam a grade de proteção.
Figura 26: Fechamento com Chapas.

59
Figura 27: Protótipo com as Grades de Segurança.
Em seguida, na sexta etapa, com todas as etapas anteriores prontas, serão
feitos todos os testes necessários para a aprovação do equipamento.
4.2.1 Metodologia de Construção: Estrutura
Os aços da linha ASTM prioritariamente são utilizados em estruturas
metálicas, onde temos como principais características as propriedades mecânicas
utilizadas normalmente para o projeto do cálculo estrutural.

60
Figura 28: Perfil U Gerdau
Fonte: GERDAU, 2015.
Onde:
d= tamanho nominal
tw= espessura nominal – Alma
tf= espessura aba
bf= dimensão da aba
Tendo em vista o esforço maior que pode ocorrer na prensa de 15T ou
147150N, escolhemos então o perfil U laminado de 4”. Para validar esse perfil no

61
nosso projeto, analisamos a estrutura no software de cálculo por elementos finitos, o
Ansys, V16, versão de estudante.
Para alimentar a biblioteca do software de cálculo, necessitamos das
propriedades mecânicas e físicas do aço ASTM A36:
Tabela 8: Características Técnicas do Aço ASTM A36
Densidade (𝒌𝒈/𝒎 𝟑
) 7850
Tensão Escoamento (MPa) 250
Limite de Tensão Escoamento (MPa) 400 – 550
Modulo de Elasticidade (Gpa) 200
Coeficiente de Poisson 0,26
Fonte: MATWEB, 2015
Então configura-se a interface para simular a ação da força atuante do atuador
hidráulico em sua força máxima, que é 15T ou 147150N
A figura a seguir ilustra a aplicação dos apoios da prensa ao solo.
Figura 29: Apoios ao Solo

62
A aplicação de forças consiste em uma força de ação e reação, como diz a
terceira lei de Newton.
A toda ação há sempre uma reação oposta e de igual intensidade: ou as
ações mútuas de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas em
sentidos opostos.
Figura 30: Força de Ação Atuante
A força de ação aplicada pelo atuador realiza pressão na base inferior da
estrutura da prensa.
Figura 31: Força de Reação Atuante

63
A força de reação surge na base superior da estrutura, com mesma
intensidade e direção oposta.
É aplicado a analise estática estrutural com as configurações pré-
determinadas e então o software resolve o cálculo.
Figura 32: Deformação
A figura ilustra a deformação total que a prensa sofrerá, vemos que a força de
reação existente deformará em até 5,9mm a estrutura da prensa. Essa deformação
ocorrerá apenas em seu funcionamento máximo, é uma carga difícil de ser atingida,
pois a força de cisalhamento da maior chapa será de 122500N. Temos também que
essa deformação, será uma deformação elástica. Como vemos a seguir.

64
Figura 33: Tensão de Escoamento
A figura acima ilustra a tensão de escoamento do material, no caso o aço
ASTM A36, o aço ASTM A36 tem como limite de tensão de escoamento elástico
250MPa, conforme tabela 10. Os pontos de maiores esforços na estrutura são as
colunas frontais, a combinação de forças no momento de ação e reação, causa uma
grande tração dessas colunas, porém será uma tensão que não irá exceder a tensão
de escoamento, portanto a prensa sofrerá uma deformação elástica de 5,9mm que
podemos concluir que será um deslocamento normal e não influenciará no
funcionamento da prensa. A maior tensão encontrada na analise de 354,65 Mpa,
ilustrada abaixo.
Figura 34: Ponto de Tensão Máxima de Escoamento

65
Essa tensão se encontra nos pontos em que podemos chamar de pontos de
solda da estrutura, já que todas as ligações vão ser soldadas, esses pontos serão
muito bem reforçados. Portanto é um ponto que sabemos do grau de importância,
para a confecção da estrutura.
4.2.2 Metodologia de Construção: Aplicação de Normas de Segurança
 Zona de Risco – Prensagem
O espaço entre o martelo e a mesa da prensa, onde se coloca o ferramental, é
chamado Zona de Prensagem, sendo a área onde o martelo aplica a força. Nela
encontra-se a maior área de risco. Por este motivo deve-se garantir o impedimento
físico ao ingresso de qualquer parte do corpo, vestimenta, especialmente das mãos
do operador na zona de prensagem. Para tanto, as empresas devem valer-se das
seguintes opções de proteções:
1) Proteções de Enclausuramento
Essa proteção deve impedir o acesso à zona de perigo por todos os lados.
Suas proteções podem ser fixas ou móveis, dotadas de Inter travamento por meio de
chaves de segurança, assim, irão garantir a paralisação da máquina ou equipamento,
sempre que forem movimentadas, removidas ou abertas para manutenção, conforme
NBR NM 272 e 273.
A proteção pode ser constituída de grades que impeçam o acesso à zona de
prensagem ou área de perigo, deve ser fixada de forma que seja necessário o
emprego de ferramentas para a sua remoção. O custo para adequação é baixo e de
fácil instalação e manutenção, porém, não há uma monitoração de presença caso
haja a remoção indevida que exponha o operador ao perigo. Suas dimensões e
afastamentos devem obedecer a NR-12 Anexo I, Quadro 1, 2 e 3, assim como, a
NBR NM 13852 e NBR NM 13854.

66
2) Comando Bimanual
São dispositivos que exigem o acionamento simultâneo, ou seja, das duas
mãos do operador para acionar a máquina, garantindo assim que suas mãos não
estarão na área de perigo. Para que a máquina funcione é necessário pressionar os
dois botões simultaneamente com defasagem de tempo de até 0,5 segundos.
(atuação síncrona, conforme NBR 14152:1998, item 26 3.5), caso contrário, tem a
finalidade de estancar o movimento da máquina, desabilitando o seu comando.
Os comandos Bi manuais devem ser ergonômicos e robustos, e possuir auto
teste. Devem ser monitorados por relê ou Controle Lógico Programável - CLP de
segurança. Quando houver a interrupção de um dos comandos bi manuais este
resultará em sua parada instantânea.
Segundo SILVA (2008), o auto teste garante a condição de não-acionamento
em caso de falha de um dos componentes do circuito elétrico, atendendo assim, a
NR-12 item 12.21, NBR 13930:2001 e 14152:1998 – Segurança em Máquinas –
Dispositivos de comando bi manuais, aspectos funcionais para projeto.
A figura a seguir ilustra um comando bi manual com abas sobre os botões,
assim como, o botão da parada de emergência.
Figura 35: Equipamento de Segurança Bi manual.
Fonte: Catálogo ACE Schmersal, 2014
3) Dispositivo de Parada de Emergência
As máquinas e equipamentos devem dispor de dispositivos de emergência
com acionadores, geralmente na forma de botões tipo cogumelo na cor vermelha
instalados na máquina ou próximo dela em local de fácil visualização. Este dispositivo

67
deve estar sempre ao alcance do operador, pois quando acionado, tem a finalidade
de interromper de forma imediata o movimento da máquina, desabilitando seu
comando.
Na utilização de comandos bi manuais conectáveis por tomadas (removíveis),
onde contenham botão de parada de emergência, este não pode ser o único, deve
haver um dispositivo de parada de emergência no painel ou corpo da máquina e/ou
equipamento.
Figura 36: Botão Acionador Bi Manual
Fonte: Catálogo ACE Schmersal, 2014.
Acrescenta–se que os cálculos foram efetuados, analisados através de
bibliografias conhecidas nos segmentos de Automação Hidráulica, Projetos
Dimensionamentos e Análise de Circuitos e Resistência dos Materiais.
4.3 Metodologia de Ensaios
• Teste do sentido de rotação do motor;
• Nível padrão do óleo;
• Funcionamento do sistema hidráulico;
• Funcionamento dos atuadores;
• Funcionamento do sistema de segurança;
• Funcionamento da Bomba;
• Funcionamento das válvulas;
• Ajuste dos postiços;

68
• Tensão de cisalhamento;
• Pressão ideal do manômetro;
• Ensaio de tração e compressão da estrutura;
• Ensaio de flexão;
• Etapas de estudo de viabilidade econômica e estudo de mercado; e
• Estudo de Viabilidade do Projeto.

69
5 ANÁLISE DE MERCADO
5.1 Descrição do Projeto
• Com a prática cotidiana, exigindo cada vez mais agilidade e qualidade,
prova-se que a necessidade de renovação processual nos leva a
enfrentar situações atípicas decorrentes do impacto de tal exigência;
• O Projeto de “Prensa de Ajuste” tem como objetivo facilitar o trabalho
do setor de ferramentaria na empresa montadora Toyota, a realizar
manutenções corretivas e preventivas principalmente em postiços de
estampos de corte, dobra e repuxo;
• Visto que há uma excelente oportunidade no setor produtivo da
empresa, onde qualquer defeito nas ferramentas utilizadas para as
prensas que fazem toda a lataria de um veículo pode acarretar enormes
problemas na linha de produção, desencadeando o efeito bola de neve
em todos os outros setores da empresa;
• Com base nisso, em uma ferramenta que se encontra quebrada, deve
ser feito o reparo, visando o startup novamente da linha. Entretanto, o
maior problema é o tempo que se leva para realizar esse reparo,
chegando muitas vezes a levar cerca de 40 minutos, o que certamente
prejudica muito que a produção alcance o número planejado;
• Nesse setor, onde são produzidas duas unidades por minuto de
determinada peça, uma manutenção no ferramental de uma prensa,
dependendo da complexidade do problema, pode chegar a 40 minutos,
fazendo com que a produção perca 80 unidades de um total de 120,
resultando na perda de 66% da produção em questão;
• Este longo tempo implica no processo de retirada de toda ferramenta da
máquina em questão, transporte para o setor de ferramentaria e análise
do defeito, que em 95% dos casos estão em postiços utilizados nesta
ferramenta. Esses postiços são relativamente pequenos se comparados
com a ferramenta inteira, e o acesso a eles é considerado difícil e
ergonomicamente incorreto, logo questionando por qual motivo
devemos retirar todo um “set up” complexo de linha, para reparar um
postiço de 500 milímetros;

70
• Com a Prensa de Ajuste, visa-se reduzir essa perda de produtividade,
retirando esse postiço da ferramenta sem precisar retirar o molde inteiro
da produção, levando o mesmo ao setor de ferramentaria e iniciando o
reparo ou usinagem do item em questão, de forma prática e
ergonomicamente correta, reduzindo para 15 a 20 minutos na operação
de manutenção do postiço, ganhando 20% a mais de produtividade,
onde se perderia, literalmente, de 60% a 70% da sua produção;
• Podemos citar alguns pontos positivos, como por exemplo: a facilidade
em visualizar a área onde está sendo realizado o reparo e fazer esse
processo de uma maneira ergonomicamente correta;
• O tempo de reparo de uma ferramenta reduzido drasticamente;
• Queda dos índices de produtividade do setor de ferramentaria;
• Possibilidade de realizar reparos emergenciais de postiços sem retirar o
estampo da linha de produção;
• Ocupação de um menor espaço físico;
• Aumento na produtividade, e
• Treinamentos.
5.2 Descrição do Produto
• O produto destaca-se pelo fato de minimizar significativamente o tempo
de manutenção de ferramentas usadas na linha de estampagem, por
meio de uma prensa hidráulica que nos possibilita fazer o ajuste e
manutenção de todo o ferramental a ser utilizado;
• Essa prensa hidráulica tem como base uma estrutura sólida com
formato em “C” feita com barras de quatro polegadas, toda entrelaçada,
garantindo uma base melhor estruturada para o conjunto final;
• Tendo em mente todo o “esqueleto” da Prensa de Ajuste, devemos
mencionar que dentre muitos tipos de prensa, o tipo “C” foi escolhido
devido à maior flexibilidade que pode proporcionar no momento de um
ajuste, melhorando a visualização da ferramenta a ser reparada;
• Partindo para o ponto onde ficará o pistão hidráulico, tal estrutura deve
suportar além do peso, também a força de 10 toneladas gerada pelo

71
equipamento acoplado no conjunto. Esse pistão ficará na parte
superior;
• A mesa de trabalho deve ter uma área segura de 1m², onde pode-se
colocar o maior modelo de postiço que trabalhamos, sem que haja
desconforto para o operador, no momento de realizar o reparo, ajuste
ou treinamento sobre o equipamento e sobre como realizar tais
atividades.
5.3 Descrição do Cliente
• A empresa Toyota Motor Corporation, é uma empresa do ramo
automobilístico, de fundação japonesa e criadora de um dos melhores
sistemas de produção enxuto já conhecido, que visa evitar desperdícios,
como o maior objetivo.
• Há 57 anos, nasceu a primeira sede da empresa no Brasil, montando o
Land Cuiser. 36 anos depois, em 1998, foi inaugurada outra montadora na
cidade de Indaiatuba, onde passou a ser fabricado o modelo Corolla,
sucesso de vendas no mundo todo, sendo o mais vendido.
Em 2012 foi inaugurada uma nova fábrica em Sorocaba, responsável por
fabricar o modelo Etios. A Toyota possui uma imagem sólida no mercado, mostrando
confiança na segurança e qualidade de seus produtos, assegurando o maior índice
de satisfação dos clientes no segmento automotivo.

72
6 MONTAGEM DO PROTÓTIPO
A seguir estaremos mostrando os passos realizados na montagem do nosso
protótipo.
6.1 Montagem da Estrutura
A figura a seguir mostra algumas etapas realizadas para a confecção da parte
estrutural da nossa prensa de ajuste, onde foram realizadas as montagens seguindo
os desenhos anteriormente realizados.
Figura 37: Montagem da Estrutura

73
6.2 Montagem do Sistema Hidráulico
A seguir veremos algumas ilustrações que nos mostram as etapas
percorridas para realização da confecção do sistema hidráulico do protótipo, onde
foram necessários a restauração de alguns componentes (atividade realizada por
integrantes do grupo).
Figura 38: Bomba e Motor
Figura 1: Sistema Hidráulico

74
6.3 Itens de segurança
Nesta etapa realizamos a confecção e montagem de alguns itens de
segurança para o atendimento das normas regulamentadoras.
Figura 39: Grade de Proteção
Figura 40: Comando Bi-manual

75
6.4 Confecção dos Postiços de Teste
Foi confeccionado postiços para simular a condição real do reparo e também
realizar o teste de cisalhamento da chapa metálica para verificação da condição do
reparo.
Figura 41: Montagem da estrutura

76
6.5 Protótipo finalizado
Após todas as etapas de montagem e ajuste do nosso protótipo obtivemos o
resultado final como mostrado na figura abaixo.
Figura 42: Protótipo Final

77
7 RESULTADOS DOS ENSAIOS
Após a conclusão da montagem de todos os componentes da prensa de
ajuste, iniciamos os testes de funcionamento do equipamento, buscando avaliar e
detectar possíveis anormalidades nos itens a seguir.
7.1 Teste do Motor
O motor foi previamente testado antes de ser montado no conjunto do sistema
e não apresentou qualquer anormalidade, com potencial de impacto no
funcionamento. As possíveis anormalidades que poderiam surgir no motor são:
dificuldades na partida, falta de arranque no vazio, atuação do relê quando ocorre
sobre carga levando ao desligamento do motor, aquecimento anormal em serviço,
aquecimento dos rolamentos e projeção de faíscas. Nenhuma das anormalidades
previstas foram observadas no teste de funcionamento.
7.2 Teste do Sistema Hidráulico
Na maioria dos casos, as falhas nos sistemas hidráulicos são provocadas por
algum tipo de contaminação no fluido hidráulico, portanto tomamos os devidos
cuidados para impedir a invasão de qualquer tipo de impureza. O efeito dessa
ocorrência pode ocasionar desde travamentos de válvulas, passando por retardos em
comutações, perda de imobilidade, surgimento de riscos e sulcos, aumentando o
vazamento interno, e indo até a destruição total das superfícies internas. O fluxo
hidráulico, ocorreu de forma perfeita e não foi observado nenhum tipo de travamento
de válvulas, bombas, perda de mobilidade dos componentes ou vazamento aparente
em todo circuito ou componente hidráulico.
7.3 Teste do Sistema de Segurança
Os sistemas de segurança, constituído pelas grades de seguranças e botões
de comando bi manuais, foram testados e apresentaram resultados satisfatórios. A
barreira física, constituída por grades de segurança, foram instaladas para assegurar
que os usuários ou expectadores, não consigam ter acesso à zona de prensagem ou
área de perigo, com a prensa em funcionamento. A grade fora interligada com os

78
circuitos elétricos do equipamento, comandado pelo painel elétrico geral. Quando a
grade fica aberta, a prensa fica impossibilitada de atuar através de um sinal elétrico
que é enviado ao comando elétrico do painel, garantindo que não haverá operações
de prensagem com a grade aberta.
O comando bi manual atuou de forma convencional, obrigando o usuário a
utilizar as duas mãos ao mesmo tempo, para executar o acionamento da prensa.
Utilizando apenas um dos dois botões, a prensa fica imóvel e não realiza suas
operações, conforme o planejado.
Figura 43: Comando Bi Manual
7.4 Testes dos Postiços
O postiço é o fator principal desse projeto para efetivar a conclusão do
protótipo e nele se concentrou todos os efeitos e resultados primordiais.
Antes de fixar o postiço inferior na mesa de trabalho, é de extrema importância
a remoção de qualquer impureza que esteja agregada na mesa de trabalho e na
própria base do postiço, pois isto pode ocasionar desnivelamento de superfície e
resultando no desencontro, falta de contato ou colisão entre o postiço superior e
inferior. Após a limpeza completa de ambas as superfícies, colocamos o postiço
inferior na mesa de trabalho e fixamos com parafuso allen, arruela e porca.
Executamos o mesmo procedimento no postiço superior, porém não fixamos
os parafusos por completo. A razão para tal procedimento é devido à necessidade de

79
alinhamento entre os dois postiços, que deve ser realizado no ponto extremo inferior
do martelo, visando garantir o contato perfeito dos pontos de cisalhamento.
Figura 44: Alinhamento dos Postiços
Como se pode observar na figura acima, o contato deve ser direto e não deve
haver folga entre os dois postiços. Depois de assegurar o perfeito contato entre as
superfícies, fixamos completamente os parafusos, porcas do postiço superior e
retornamos o martelo da prensa ao ponto extremo superior para executar o primeiro
teste de cisalhamento com uma chapa de aço.
7.5 Testes de Cisalhamento da Chapa
Antes do teste efetivo com a chapa de aço, realizamos 10 ciclos com a prensa
e postiço sem chapa, somente para verificar o funcionamento do conjunto e
assegurar a inexistência de desvios, interferências, folgas ou colisões. Todos os
ciclos ocorreram dentro da normalidade sem imprevistos.
O próximo passo foi realizar a primeira operação de cisalhamento por
estampagem com uma chapa de aço de 60 mm x 60 mm e espessura 0,60mm.
Posicionamos a chapa entre o postiço inferior e o pisador guia, conforme o padrão e
acionamos a prensa, realizando um ciclo de estampagem. Observamos o resultado
do cisalhamento e identificamos que a chapa não foi completamente cortada pelos
postiços, conforme a figura abaixo.

80
Figura 45: Corte Parcial da Chapa
Pelo fato do cisalhamento ter ocorrido parcialmente, deduzimos que um
desbalanceamento no sistema poderia estar gerando esse problema. A primeira
possibilidade seria referente ao desgaste do canto vivo, que representa a lâmina dos
postiços superior e inferior. Verificamos os respectivos pontos e não havia nenhum
tipo de anormalidade nas lâminas, com potencial de ocasionar a falta de corte na
chapa. A segunda possiblidade seria referente ao desalinhamento das lâminas entre
os postiços. Descemos o martelo da prensa até o ponto máximo inferior e verificamos
os alinhamentos, porém não encontramos nenhuma anormalidade aparente no
alinhamento. A terceira possibilidade seria referente à falta de pressão do martelo,
porém descartamos tal possibilidade, pois o cisalhamento ocorreu mesmo que de
forma parcial. A quarta possibilidade seria referente à possibilidade de folga no
pisador, que é responsável pelo impedimento da flambagem da chapa no momento
em que ocorre o cisalhamento. Posicionamos novamente a chapa entre o postiço
inferior e pisador para verificar a existência de folgas que poderiam permitir a
flambagem da chapa e identificamos uma pequena folga exatamente no lado onde
ocorreu a falta de cisalhamento da chapa. A causa da folga foi ocasionada por uma

81
pequena falta de fixação do parafuso do pisador que por sua vez permitiu a
movimentação e flambagem da chapa no momento exato do cisalhamento.
Figura 46: Tendência natural da chapa sem o pisador (vista lateral)
Figura 47: Tendência natural da chapa com o pisador (vista lateral)
Figura 48: Tendência Natural da Chapa com Folga no Pisador (vista lateral)

82
Figura 49: Folga em somente um dos lados do Pisador (Vista frontal)
A figura 48 e 49 exemplifica o fato que ocorreu durante os ensaios. Uma
pequena folga de 0.2mm entre o pisador e mesa de trabalho, causado por uma falta
de fixação do parafuso allen, gerou o que podemos chamar de flambagem da chapa
no exato momento do cisalhamento. Como essa falta de fixação ocorreu somente em
um dos lados do pisador, ocasionou o cisalhamento parcial da chapa. Para
solucionar o problema, fixamos corretamente o pisador para eliminar a folga
existente. Posicionamos a chapa novamente e acionamos a prensa para realizar um
ciclo de estampagem. A chapa foi completamente cortada e o resultado foi
satisfatório, conforme as figuras abaixo.
Figura 50: Momento do Cisalhamento da Chapa

83
Figura 51: Perfil da Chapa Cortada
O objetivo funcional do protótipo foi cumprido com êxito e o objetivo do projeto,
que consistia em melhorar o serviço de ajuste do postiço pelo mantenedor de
moldes, automaticamente foi atingido nessa etapa. A posição longitudinal, latitudinal
e altura do postiço contribuíram para visualizar, identificar, reparar os pontos
pertinentes de forma rápida e precisa.
Figura 52: Posição para Identificar e Reparar Anormalidades

84
8 CONCLUSÃO
Retornando ao ponto inicial do trabalho de conclusão de curso de engenharia
mecânica, no instante da concepção da ideia de projetar uma prensa de ajuste para
facilitar o trabalho do mantenedor de ferramentas, formamos uma expectativa e
imaginamos quais seriam os benefícios que o projeto poderia proporcionar aos
usuários. Podemos afirmar que trabalhamos com foco em atender o nosso cliente de
uma forma satisfatória. Em paralelo, foi possível aperfeiçoar o nível de conhecimento
técnico e o nível de conhecimento em gerenciamento de projetos, de todos os
componentes do grupo.
Partindo do cronograma geral de execução, listamos as atividades pertinentes,
desde a visitação à fábrica da Toyota até a aquisição de materiais para confecção e
montagem do protótipo. A definição inicial do cronograma foi muito importante para
distribuição das atribuições e responsabilidades de cada componente do grupo e
contribuiu também para que todas as fases do protótipo fossem concluídas no prazo,
pois o volume de atividades era extenso e o tempo era curto.
Em termos de pesquisa e desenvolvimento, houve também uma evolução
significativa do grupo como um todo. Foi usado fontes e programas softwares
pertinentes para ter um embasamento sólido na parte teórica do trabalho, fator que
contribuiu fortemente nas atividades práticas de confecção do protótipo, reduzindo
imprevistos na execução. Durante a confecção do protótipo, enfrentamos algumas
dificuldades como falta de ferramentas para construção da parte estrutural do
protótipo, assim como a falta da broca com tamanho pertinente para abrir os furos na
estrutura e falta do vira-macho para formar as roscas. Entre outros, foi necessário
solicitar o torneamento das peças do postiço em empresa terceirizada, pois não havia
equipamento adequado no local para atender a demanda de precisão da peça.
Após a conclusão da montagem do protótipo, realizamos os ensaios e
enfrentamos um pequeno imprevisto, comentado no capítulo anterior, relacionado à
falha no cisalhamento da chapa, devido a uma minúscula folga do pisador. Isso
contribuiu para que o grupo entendesse melhor o trabalho de um mantenedor de
moldes, o trabalho funcional de um molde de estampo, qual a causa da falha e quais
ações devemos tomar para solucionar determinado problema.
O protótipo prensa de ajuste, proporcionou facilidade no trabalho do
mantenedor de moldes de estampo, trazendo benefícios na área de segurança no
momento do reparo de um postiço, onde antes era necessário posicionar as mãos

85
em locais confinados e de difícil acesso. Em termos ergonômicos também houve
contribuição, pois, utilizando o protótipo não há mais necessidade de realizar reparos
nos moldes superiores com os braços estendidos para cima e automaticamente foi
eliminado um fator de insalubridade, pois não há mais a possibilidade de ocorrer a
queda de cavacos no rosto do mantenedor no momento desse mesmo reparo. Em
termos de qualidade, o objetivo também foi atingido. Da mesma forma que existia
falta de segurança quando o mantenedor tinha de inserir as mãos em áreas
confinadas, existia também a falta de precisão do reparo, pois a visibilidade do ponto
de reparo pertinente era limitada. Desmontando o postiço do molde de estampo e
posicionando o mesmo no protótipo, o acesso das mãos até o ponto de reparo
tornou-se fácil e com visibilidade adequada para identificar as anormalidades. Em
termos de produtividade logo haverá um ganho importante. Como tornou-se possível
visualizar melhor o ponto de reparo, esse por sua vez também será solucionado de
forma rápida, já que é possível identificar, reparar e testar a eficácia no protótipo,
antes mesmo de montar novamente o postiço no molde de estampo de onde foi
retirado.
Avaliando o contexto geral do nosso trabalho de conclusão de curso de
engenharia mecânica, podemos afirmar que o nosso objetivo foi cumprido com êxito
e contribui muito para confirmar e elevar o nível de conhecimento nos segmentos de
planejamento, gerenciamento de atividades, conhecimento técnico de engenharia
mecânica, habilidades na utilização de softwares de cálculos e dimensionamento de
estruturas, habilidades na utilização de equipamentos e instrumentos de medição, a
capacidade de analisar, lidar com adversidades, solução de problemas e por fim a
integração de todos os componentes do grupo, fazendo prevalecer o trabalho em
equipe e o bom relacionamento interpessoal.

86
9 REFERÊNCIAS BIBLIOGRAFICAS
ANSYS, Inc. Ansas V16 Versão Estudante: Sarson Analises Systems, Inc., 1970. Disponível em
<http://www.ansys.com/Student>. Acesso em: 20 out. 2015.
ASHBY, M. Materials selection in mechanical design, Elsevier. Oxford, 2008. Seleção de materiais
e processo de fabricação.
BACK, N.; OGLIARI, A.; DIAS, A.; SILVA, J. C. Projeto integrado de produtos: planejamento,
concepção e modelagem. São Paulo: Manole, 2008. ISBN 978-85-204-2208-3. Viabilidade técnica e
econômica do projeto de produtos.
FIALHO, A. B. Automação Hidráulica – Projetos, Dimensionamento e Análise de Circuitos, 5ª
edição, 2010.
GERDAU, S. A. Tabela Perfil U Gerdau em <https://www.gerdau.com/pt/produtos/perfil-u-gerdau#ad-
image-0>. Accesso me 25 out de 2015.
GLOSIENE, A.; MANZUCH, Z. Usability of ICT-based systems. Vilnius: Cali mera Usability
Workshop, 2004. A análise ergonômica e a aplicação de dados antropométricos para o projeto
de produtos.
LIMA, J. C. B. Tecnologia Mecânica. SENAI- Serviço Nacional de aprendizagem Industrial – São
Paulo, 2ª Edição, 2005 (Apostila).
NORTON, R.L. Projetos de Máquinas - Uma Abordagem Integrada, Bookman, 4ª edição, 2000.
(
POPOV, E. P. Introdução á mecânica dos sólidos. Tradução: Mauro O. C. Amorelli. Revisão
Técnica: Arno Blass. São Paulo: Blucher, 1978.
PROVENZA, F. Estampos 1. F Provenza, 1976a.
PROVENZA, F. Estampos 2. F Provenza, 1976b.
SCHAEFFER, L. Conformação Mecânica. Universidade Federal do Rio Grande do Sul, p. 121-141,
Eldorado do Sul/RS.
SCHMERSAL, A. Apreciação de Riscos Eletromecânicos conforme requisito da NR-12. São
Paulo, 2014.
SCHNEIDER, E. E. Instalações de Dispositivos de Segurança para Máquinas Operatrizes
Conforme a Norma Regulamentadora Nº 12 com Ênfase em Dispositivos Elétricos. Universidade
Regional do Noroeste do Estado do Rio Grande do Sul, 2011, Ijuí/RS.
SILVA, J. O. Proposta de uma metodologia para a formação de custo-alvo e sua estrutura de
desdobramento nas fases iniciais de desenvolvimento de produtos. (Dissertação) – PPEPS.
CTC. UFSC. Florianópolis, 2000.
SILVA, K. P. A. Identificação de Riscos e Prevenção de Acidentes em Prensas e Similares.
Faculdades Integradas de Araraquara – FIA, Programa de Pós Graduação em Engenharia de
Segurança no Trabalho, Araraquara – SP, 2008.
SIMONETTI, M. J. Confiabilidade de Sistemas em Geral. São Paulo, 2015 (Apostila).
STEWART, H. L. Pneumática Hidráulica. Hidráulica and Pneumatic Power for Prodution. New York:
Industrial Press, 1955, 1970.

87
STUMPF, L. F. M.; LUCIANO, R.; VOLPATO, T. M. C. Normas de Segurança em Prensas
Hidráulicas: um Estudo de Caso. Universidade Estadual de Ponta Grossa, p. 8-9, Ponta Grossa/ PR,
2005.
VLACK, L. H. V. Princípios de ciência dos matérias. Traduzido pelo Eng. Luiz Paulo Camargo
Ferrão. São Paulo: Edgard Blucher,1970.

88
ANEXO A – CRONOGRAMA DE ATIVIDADES

89
APENDICE A – Estrutura Protótipo

90
APENDICE B – Fechamento da Estrutura

91
APENDICE C – Reservatório Hidráulico

92
APENDICE D – Mesa Superior e Inferior

93
APENDICE E – Fixador do Pistão

94
APENDICE F – Porca Camisa

95
APENDICE G – Fixador da Haste do Pistão

96
APENDICE H – Haste do Pistão 1

97
APENDICE I – Haste do Pistão 2

98
APENDICE J – Haste do Pistão 3

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