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Estampagem ou
Conformação de chapas
O que é:
 Processo de transformação mecânica que consiste em
conformar um disco plano ("blank") à forma de uma
matriz, pela aplicação de esforços transmitidos através de um
punção.

 Na operação ocorrem : alongamento e contração das
dimensões de todos os elementos de volume, em três
dimensões. A chapa , originalmente plana, adquire uma nova
forma geométrica
Classificação dos processos
 A Estampagem de chapas metálicas finas pode ser
classificada através do tipo de operação empregada . Assim
pode-se ter :

 Estampagem profunda
 Corte em prensa,
 Estiramento
 Dobramento
Métodos de Conformação- Máquinas e Ferramentas

 Máquinas: A maior parte da produção seriada de partes
conformadas a partir de chapas finas é realizada em prensas
mecânicas ou hidráulicas.
Ferramental Acessório
 As ferramentas básicas utilizadas em uma prensa de
conformação de peças metálicas são o punção e a matriz.
 O punção, normalmente o elemento móvel, é a ferramenta
convexa que se acopla com a matriz côncava.
 Como é necessário um alinhamento acurado entre a matriz
e o punção, é comum mantê-los permanentemente montados
em uma porta matriz, que pode ser rapidamente inserida na
prensa.
Ferramental Acessório

 Geralmente, para evitar a formação de rugas na chapa
a conformar usam-se elementos de fixação ou a ação de
grampos para comprimir o "blank" contra a matriz.
 A fixação é conseguida por meio de um dispositivo
denominado anti-rugas ou prensa-chapas
Ferramental de estampagem profunda.
Ferramental para conformação progressiva
 Freqüentemente, matrizes e punções são projetados
para permitir que os estágios sucessivos de conformação
de uma peça sejam efetuados na mesma matriz, a cada
golpe da prensa. Este procedimento é conhecido como
conformação progressiva.

 Um exemplo é a matriz para recorte e perfuração de
arruelas planas.
Ferramental para conformação progressiva
 A tira metálica é alimentada, deslizando até a primeira posição de

corte. O furo da arruela é puncionado . Segue-se um segundo
deslizamento, após o que a arruela é recortada. Durante o corte da
arruela o punção executa o furo central da próxima peça.
Ferramental para repuxamento
 O repuxamento é um método empregado para a fabricação
de fundos para tanques de aço e outras peças profundas de
simetria circular.
 O "blank" é fixado contra um bloco de modelagem que gira
em alta velocidade. O “blank” é conformado progressivamente
contra o bloco por intermédio de uma ferramenta manual ou
através de roletes
Ferramental para repuxamento
Etapas do corte:
1- Aparecimento de deformações plásticas

em ambos os lados da chapa

2- Com o aumento da pressão, o material
começa a trincar
3- As trincas se unem e separam a peça da
chapa
Corte de Chapas
Características
 Destina-se à obtenção de formas geométricas, a partir de
chapas submetidas à ação de pressão exercida por um punção
ou cunha de corte contra o material e a matriz.
 Quando o punção ou a lâmina inicia a penetração na
chapa, o esforço de compressão converte-se em esforço
cisalhante (esforço cortante) provocando a separação brusca
de uma porção da chapa.

 No processo, a chapa é deformada plasticamente e levada
até a ruptura nas superfícies em contato com as lâminas
Corte de Chapas
Características
A aresta de corte apresenta em geral três regiões: uma rugosa
(correspondente à superfície da trinca da fratura), uma lisa (formada pelo
atrito da peça com as paredes da matriz) e uma região arredondada
(formada pela deformação plástica inicial).
Corte de Chapas
Características

 A qualidade das arestas cortadas não é a mesma das
usinadas, entretanto quando as lâminas são mantidas
afiadas e ajustadas é possível obter arestas aceitáveis para
uma grande faixa de aplicações.
 A qualidade das bordas cortadas geralmente melhora
com a redução da espessura da chapa.
Corte de Chapas
Características
 No corte por matriz e punção (“piercing” ou “blanking”)
não existe uma regra geral para selecionar o valor da folga,
pois são vários os parâmetros de influência.
 A folga pode ser estabelecida com base em atributos,
como: aspecto superficial do corte, imprecisões, operações
posteriores e aspectos funcionais.
 Se não houver nenhum atributo específico desejado para
superfície do “blank”, a folga é selecionada em função da
força mínima de corte.
Força e Potência de Corte

- Na figura podem ser identificados os parâmetros envolvidos no corte .

Admite-se o cálculo simples da força pelo produto da área pela tensão
de ruptura em cisalhamento.
- Observe que a profundidade (s) adotada para este cálculo representa
a penetração do punção na chapa no momento da ruptura.
- A potência necessária para o corte é calculada pelo produto entre a
força do punção e a velocidade da lâmina.
Força e Potência de Corte

OBSERVAÇÃO:

A força necessária para o corte pode ser bastante reduzida
construindo-se as bordas da ferramenta em plano inclinado
em relação ao plano da chapa, de maneira que apenas uma
pequena fração do comprimento total do corte seja feita de
uma só vez.
-
Tipos de Corte
- Dependendo do tipo de corte, são definidos diversos grupos de operações
da prensa,conforme listagem abaixo:
 A operação de corte é usada para preparar o material para posterior

estampagem ("blank"). A parte desejada é cortada (removida) da chapa
original.
 A fabricação de furos em prensa (piercing ou punching) caracteriza
uma operação de corte em que o metal removido é descartado.
 A fabricação de entalhes (notching) nas bordas de uma chapa pode
ser feita em prensa através do puncionamento destas regiões.
 O corte por guilhotina é uma operação que não retira material da
chapa metálica.
 A rebarbação (trimming) é uma operação que consiste em aparar o
material em excesso (rebarbas) da borda de uma peça conformada. A
remoção de rebarbas de forjamento em matriz fechada é uma operação
deste tipo.
Dobramento
Características

 Nesta operação, a tira metálica é submetida a esforços aplicados em
duas direções opostas para provocar a flexão e a deformação plástica,
mudando a forma de uma superfície plana para duas superfícies
concorrentes, em ângulo, com raio de concordância em sua junção.
 A figura mostra os esforços atuantes e a forma adquirida por uma
tira submetida a dobramento

A fibra neutra não é tracionada
nem comprimida

A determinação de sua posição e
do seu raio é importante no
desenvolvimento linear da peça
Comprimento do Blank

rn

ri

t
.
2

L = L 1 + Ld + L2

2. . .rn
360

Ld

rn

360 L L1 L2
2. .
Raio de Dobramento
 Para a operação de dobramento existe um raio de dobramento
abaixo do qual o metal trinca na superfície externa. É o raio mínimo
de dobramento, expresso geralmente em múltiplos da espessura da
chapa.
 Um raio de dobramento de 3t indica que o metal pode ser
dobrado formando um raio de três vezes a espessura da chapa sem
que haja o aparecimento de trincas. O raio mínimo de dobramento é
portanto um limite de conformação, que varia muito para os diversos
metais e sempre aumenta com a prévia deformação a frio do metal.

 Alguns metais muito dúcteis apresentam raio mínimo de
dobramento igual a zero. Isto significa que as peças podem ser
achatadas sobre si mesmas, mas geralmente não se utiliza este
procedimento para evitar danos no punção ou na matriz.
Retorno elástico -Efeito mola

 A operação de dobramento exige que se considere a
recuperação elástica do material (efeito mola), para que se tenham
as dimensões exatas na peça dobrada.
 A recuperação elástica da peça será tanto maior quanto maior
for o limite de escoamento, menor o módulo de elasticidade e maior
a deformação plástica. Estabelecidos estes parâmetros, a
deformação aumenta com a razão entre as dimensões laterais da
chapa e sua espessura.
 O efeito mola ocorre em todos os processos de conformação,

mas no dobramento é mais facilmente detectado e estudado.
 O raio de curvatura antes da liberação da carga ( Ro) é menor
do que após a liberação ( Rf ). O efeito mola é representado pelo
símbolo K .
Estiramento
Características
 É a operação que consiste na aplicação de forças de tração, de modo a
esticar o material sobre uma ferramenta ou bloco (matriz). Neste
processo, o gradiente de tensões é pequeno, o que garante a quase total
eliminação do efeito mola.
 Como predominam tensões de tração, grandes deformações de
estiramento podem ser aplicadas apenas para materiais muito dúcteis.
Ferramental: O equipamento de estiramento consiste basicamente de um
pistão hidráulico (usualmente vertical), que movimenta o punção. Duas
garras prendem as extremidades da chapa.

Na operação, não existe uma matriz fêmea. As garras podem ser móveis
permitindo que a força de tração esteja sempre em linha com as bordas da
chapa (figura).

Garras fixas devem ser usadas somente para conformação de peças com
grandes raios de curvatura, evitando-se com isto o risco de ruptura da chapa
na região das garras
Estampagem Profunda ou Embutimento
Características
 É o processo utilizado para fazer com que uma chapa plana (“blank”)

adquira a forma de uma matriz (fêmea), imposta pela ação de um
punção (macho). O processo é empregado na fabricação de peças de
uso diário (pára-lamas, portas de carros; banheiras, rodas, etc.).

 A operação de embutimento consiste em transformar uma chapa

plana de espessura “t” num corpo côncavo.

A Estampagem é o processo de conformação que imprime sobre uma
chapa plana formas diversas através de deformações plásticas.
Catalisador - Aço Inox 409

Tanque combustível - Aço inox 304
– Os aços inox austeníticos se deformam basicamente por
estiramento e os ferríticos por embutimento.

Estiramento

Redução generalizada da
espessura
Embutimento

Objetiva-se a menor variação possível de espessura
 No embutimento a espessura da chapa varia:

- No centro do fundo é igual a espessura
- próximos aos bordos do fundo, a espessura é menor do que a do blank
- a espessura da paredes laterais aumentam a partir do bordo do fundo e
pode chegar a 1,25 da espessura do disco.
Estampagem Profunda ou Embutimento
Características
 A distinção entre estampagem rasa (shallow) e profunda é arbitrária. A
estampagem rasa geralmente se refere à conformação de um copo com
profundidade menor do que a metade do seu diâmetro com pequena
redução de parede.
 Na estampagem profunda o copo é mais profundo do que a metade do
seu diâmetro.
Características
 Para melhorar o rendimento do processo, é importante que se tenha
boa lubrificação. Com isto reduzem-se os esforços de conformação e o
desgaste do ferramental.
 Os óleos indicados normalmente são para extrema pressão, devendo
garantir boa proteção contra a corrosão da chapa, ser de fácil
desengraxe e não levar à oxidação do material (devido às reações de
subprodutos dos gases formados no aquecimento do metal).
 Geralmente, são óleos minerais com uma série de aditivos (Cl, Pb, P,
gorduras orgânicas, etc.).
Estampos de Repuxo

Prensa-chapas:
- função de manter a chapa sob
pressão para fazer com que esta
deslize apenas para o interior da
cavidade da matriz
Extrator que possibilita a saída da peça
pela parte inferior do estampo

Extrator que possibilita a saída da peça
pela parte superior do estampo
Materiais para estampos

Aço Cr-W com altos teores de carbono e de cromo
Aço Mn-Cr-V com altos teores de carbono e manganês
Aço Cr-Mo-V com altos teores de carbono e de cromo
Variáveis importantes
• Força de sujeição
Deve-se ainda estudar a pressão a ser aplicada no prensa-chapas:

- se esta for muito pequena, surgem rugas nas laterais da peça;
- se, por outro lado, for muito elevada, pode ocorrer a ruptura da peça na
prensa.

Fs

S

4

D

2

(d M

2rm )

2

P.S

P

(

max 1) 2
0

d
. r
200 .t 400
• Força de sujeição

A força de sujeição é regulada segundo o aspecto da peça embutida:

- Peça sem rugas e com aspecto brilhante: força correta
- Superfície lisa e brilhante mas com traços/marcas no bordo da peça:
força pequena
- Estiramento do fundo antes de se completar o embutimento: força
excessiva
- Formação de rugas em um só lado do disco: força distribuída
irregularmente sendo menor na região das rugas
Variáveis importantes
• Folga entre punção e matriz
 Na fabricação de peças por embutimento, tem que se levar em conta

uma folga suficiente entre a matriz e o punção que permita o escoamento
do material para o interior da matriz, sem que surjam tensões cisalhantes
ocasionadas pelo atrito e que levem à ruptura do metal em prensa.

 A folga corresponde ao valor da espessura do material mais um
coeficiente determinado empiricamente.
Estampagem
Folgas pequenas: o material
repuxado tende a estirar-se

Folgas grandes

Folga mal distribuída
Variáveis importantes
• Velocidade de embutimento

Aço inoxidável:

200 mm/s

Aço doce:

280 mm/s

Alumínio e ligas:

500 mm/s
Variáveis importantes
• Lubrificação

Aço inoxidável: Água grafitada
Aço doce: Mistura com 25% grafite, 25% de sebo de boi derretido e 50%
de óleo de toucinho
Alumínio e ligas:

Óleo grafitado ou vaselina
Diâmetro do blank - cálculo

Para calcular o diâmetro do blank de peças cilíndricas simples, sem
aba, utilizamos a fórmula:

D

d 2 4.d .h

Para raio interno (ri) menor do que 10 mm
Para ri

10 mm – Teorema de Guldin
Estágios de repuxo

 Às vezes, o diâmetro do "blank“ é muito superior ao diâmetro da
peça a estampar , sendo que esta deve atingir uma profundidade
de copo muito elevada.
 Nestes casos, a fabricação poderá exigir uma sequência de
operações de estampagem, utilizando uma série de ferramentas,
com diâmetros decrescentes (da matriz e do punção).
 O número de operações depende do material da chapa e das
relações entre o disco inicial (D) e os diâmetros das peças
estampadas (d)
Estágios de repuxo

 Às A relação entre o diâmetro do blank (D) e o diâmetro do
punção (d) é denominada Severidade do repuxo ou Grau Máximo de
Embutimento (β0)

0

D
d

 A severidade máxima (β0 máx.) é a condição limite para determinar
se o repuxo pode ser feito numa única operação.
Se β0 ≤ β0 máx. - Uma operação de repuxo
Se β0 > β0 máx. - Mais de uma operação de repuxo
Estampagem
Para se determinar o número de estágios, deve-se considerar uma
redução de 40% do diâmetro do blank no primeiro estágio
Nos demais, a redução deve ser de 20% até que se obtenha o
diâmetro desejado
Diâmetro do blank - cálculo

Para calcular o diâmetro do blank de peças cilíndricas simples, sem
aba, utilizamos a fórmula:

D

d 2 4.d .h

Para raio interno (ri) menor do que 10 mm
Para ri

10 mm – Teorema de Guldin
Diâmetro do blank - cálculo
Para ri

10 mm – Teorema de Guldin

s1'

2 .28.23 1288.

'
s2

2 .18,84 7,68 11

St

.222
121.
4
S ' 2113.

D

4.St

'
s3

1/ 2

92mm

704.
Posição do centro de gravidade de algumas curvas
Estampabilidade dos Metais
Estampabilidade é a capacidade que a chapa metálica tem de adquirir à
forma de uma matriz, pelo processo de estampagem sem se romper ou
apresentar qualquer outro tipo de defeito de superfície ou de forma.
A capacidade de embutir está ligada diretamente à textura cristalina do
material e esta à composição química, à estrutura da placa e às
condições de processamento termomecânico (laminação a quente e a
frio).
A avaliação da estampabilidade de uma chapa metálica depende de
muitos testes, tais como: ensaios simulativos (tipo Erichsen, Olsen,
Fukui, etc.), ensaios de tração (obtendo-se o limite de escoamento e de
resistência, o alongamento total até a fratura, o coeficiente de
encruamento, os coeficientes de anisotropia normal e planar), ensaios
de dureza, medida da rugosidade do material, metalografia, etc.
TÉCNICAS DE AVALIAÇÃO DA ESTAMPAGEM
– Há diferentes formas de se avaliar a capacidade de embutimento,
sendo a mais usual e fácil via coeficiente de anisotropia normal
médio, R
Coeficiente de Anisotropia
Por definição, o coeficiente de anisotropia ou coeficiente de Lankford
( R ) é a razão entre a deformação verdadeira na largura ( w) e na
espessura ( t) de um CP de tração, após determinada deformação
longitudinal pré-definida

R=

w/

t
Anisotropia normal R :

onde: r0o, r45o e r90o são os valores de r medidos a 0o , 45o e 90o com a
direção de laminação.
Este parâmetro indica a habilidade de uma certa chapa metálica
resistir ao afinamento, quando submetida a forças de tração e/ou
compressão, no plano.

Maior R, melhor embutimento
– Uma forma mais representativa de avaliação é o método chamado
LDR (Limit Drawing Ratio - Razão de Estampagem Crítica).

LDRc = Dmax/dp
> LDR - > profundidade
Um material isotrópico tem r =1
Nos materiais para estampagem profunda um alto valor de r é
desejado (maior resistência ao afinamento da chapa).
A relação entre R e o LDR é mostrada no gráfico. Essa é definida
como a máxima razão possível entre o diâmetro do „blank‟ e do copo
embutido, sem que ocorra falha.
Estampos de corte
Estampagem
Partes do estampo

Conjunto superior

Parte móvel do estampo
(movimentos de sobe e desce)

Fixada na prensa pela espiga
Espiga

- Geralmente cilíndrica de aço 1020 a 1040

- É presa no alojamento do cabeçote da prensa e sustenta o conjunto superior
- Sua posição deve coincidir com o centro de todas as solicitações a que está
sujeito os punções, evitando o empuxo lateral
Placa superior

- Feita de aço 1020 a1030
- Fixa a espiga e une, por meio de
parafusos, a placa de choque e a placa porta
punção
Placa de choque

- Feita de aço 1060, temperado e revenido
- Tem a função de receber os choques produzidos pelas cabeças dos
punções no momento da operação, evitando a penetração dos mesmos
na placa superior
- espessura varia conforme o material a ser cortado
Placa porta-punções

- Feita de aço 1020 a 1030
- É fixada por parafusos e tem a função de sustentar punções,
cortadores e cunhas
Punção
- Peça de aço com elevado teor de carbono

- Executa o corte quando introduzido nas cavidades da
matriz, dando forma ao produto
- Pode ser simples ou com peças postiças

Faca de avanço
- Punção cuja largura equivale ao passo da matriz

- Usados em estampos progressivos para obter maior rapidez no
trabalho
Partes do estampo
Conjunto inferior

Parte imóvel do estampo
Fixada na base da prensa
Placa- guia

-Função de guiar os punções e pilotos centradores nas cavidades
cortantes da matriz
- Aço 1020 ou 1030
Guias laterais

- Função de guiar a tira de material a ser cortado
Placa matriz ou matriz

- Possui cavidades que tem a mesma seção dos punções

- Tem a função de reproduzir peças pela ação dos punções
- Possui uma parte cônica nas arestas internas de corte para
facilitar a passagem da peça
- Podem ser inteiriças ou seccionadas
Placa matriz ou matriz

- Serve de apoio à placa matriz e é fixada a ela por meio de parafusos

e pinos guias
- Possui cavidades com dimensão maior para facilitar a saída da peça
já cortada pela parte inferior
Estampagem
Estampo misto
Prensa dobradeira

Dobramento de perfis
Dobramento em prensas dobradeiras em
várias operações
Dobramento em L - Estampo
Estampo para
dobramento em U com ângulo
ESTAMPO MISTO
Anéis ou discos

Punção

Pré-forma
Estampagem
Estampagem
Estampagem
Estampagem
Estampagem
Estampagem
Exemplo:
Estampagem
Exemplo: conector elétrico

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Estampagem

  • 2. O que é:  Processo de transformação mecânica que consiste em conformar um disco plano ("blank") à forma de uma matriz, pela aplicação de esforços transmitidos através de um punção.  Na operação ocorrem : alongamento e contração das dimensões de todos os elementos de volume, em três dimensões. A chapa , originalmente plana, adquire uma nova forma geométrica
  • 3. Classificação dos processos  A Estampagem de chapas metálicas finas pode ser classificada através do tipo de operação empregada . Assim pode-se ter :  Estampagem profunda  Corte em prensa,  Estiramento  Dobramento
  • 4. Métodos de Conformação- Máquinas e Ferramentas  Máquinas: A maior parte da produção seriada de partes conformadas a partir de chapas finas é realizada em prensas mecânicas ou hidráulicas. Ferramental Acessório  As ferramentas básicas utilizadas em uma prensa de conformação de peças metálicas são o punção e a matriz.  O punção, normalmente o elemento móvel, é a ferramenta convexa que se acopla com a matriz côncava.  Como é necessário um alinhamento acurado entre a matriz e o punção, é comum mantê-los permanentemente montados em uma porta matriz, que pode ser rapidamente inserida na prensa.
  • 5. Ferramental Acessório  Geralmente, para evitar a formação de rugas na chapa a conformar usam-se elementos de fixação ou a ação de grampos para comprimir o "blank" contra a matriz.  A fixação é conseguida por meio de um dispositivo denominado anti-rugas ou prensa-chapas
  • 7. Ferramental para conformação progressiva  Freqüentemente, matrizes e punções são projetados para permitir que os estágios sucessivos de conformação de uma peça sejam efetuados na mesma matriz, a cada golpe da prensa. Este procedimento é conhecido como conformação progressiva.  Um exemplo é a matriz para recorte e perfuração de arruelas planas.
  • 8. Ferramental para conformação progressiva  A tira metálica é alimentada, deslizando até a primeira posição de corte. O furo da arruela é puncionado . Segue-se um segundo deslizamento, após o que a arruela é recortada. Durante o corte da arruela o punção executa o furo central da próxima peça.
  • 9. Ferramental para repuxamento  O repuxamento é um método empregado para a fabricação de fundos para tanques de aço e outras peças profundas de simetria circular.  O "blank" é fixado contra um bloco de modelagem que gira em alta velocidade. O “blank” é conformado progressivamente contra o bloco por intermédio de uma ferramenta manual ou através de roletes
  • 11. Etapas do corte: 1- Aparecimento de deformações plásticas em ambos os lados da chapa 2- Com o aumento da pressão, o material começa a trincar 3- As trincas se unem e separam a peça da chapa
  • 12. Corte de Chapas Características  Destina-se à obtenção de formas geométricas, a partir de chapas submetidas à ação de pressão exercida por um punção ou cunha de corte contra o material e a matriz.  Quando o punção ou a lâmina inicia a penetração na chapa, o esforço de compressão converte-se em esforço cisalhante (esforço cortante) provocando a separação brusca de uma porção da chapa.  No processo, a chapa é deformada plasticamente e levada até a ruptura nas superfícies em contato com as lâminas
  • 13. Corte de Chapas Características A aresta de corte apresenta em geral três regiões: uma rugosa (correspondente à superfície da trinca da fratura), uma lisa (formada pelo atrito da peça com as paredes da matriz) e uma região arredondada (formada pela deformação plástica inicial).
  • 14. Corte de Chapas Características  A qualidade das arestas cortadas não é a mesma das usinadas, entretanto quando as lâminas são mantidas afiadas e ajustadas é possível obter arestas aceitáveis para uma grande faixa de aplicações.  A qualidade das bordas cortadas geralmente melhora com a redução da espessura da chapa.
  • 15. Corte de Chapas Características  No corte por matriz e punção (“piercing” ou “blanking”) não existe uma regra geral para selecionar o valor da folga, pois são vários os parâmetros de influência.  A folga pode ser estabelecida com base em atributos, como: aspecto superficial do corte, imprecisões, operações posteriores e aspectos funcionais.  Se não houver nenhum atributo específico desejado para superfície do “blank”, a folga é selecionada em função da força mínima de corte.
  • 16. Força e Potência de Corte - Na figura podem ser identificados os parâmetros envolvidos no corte . Admite-se o cálculo simples da força pelo produto da área pela tensão de ruptura em cisalhamento. - Observe que a profundidade (s) adotada para este cálculo representa a penetração do punção na chapa no momento da ruptura. - A potência necessária para o corte é calculada pelo produto entre a força do punção e a velocidade da lâmina.
  • 17. Força e Potência de Corte OBSERVAÇÃO: A força necessária para o corte pode ser bastante reduzida construindo-se as bordas da ferramenta em plano inclinado em relação ao plano da chapa, de maneira que apenas uma pequena fração do comprimento total do corte seja feita de uma só vez. -
  • 18. Tipos de Corte - Dependendo do tipo de corte, são definidos diversos grupos de operações da prensa,conforme listagem abaixo:  A operação de corte é usada para preparar o material para posterior estampagem ("blank"). A parte desejada é cortada (removida) da chapa original.  A fabricação de furos em prensa (piercing ou punching) caracteriza uma operação de corte em que o metal removido é descartado.  A fabricação de entalhes (notching) nas bordas de uma chapa pode ser feita em prensa através do puncionamento destas regiões.  O corte por guilhotina é uma operação que não retira material da chapa metálica.  A rebarbação (trimming) é uma operação que consiste em aparar o material em excesso (rebarbas) da borda de uma peça conformada. A remoção de rebarbas de forjamento em matriz fechada é uma operação deste tipo.
  • 19. Dobramento Características  Nesta operação, a tira metálica é submetida a esforços aplicados em duas direções opostas para provocar a flexão e a deformação plástica, mudando a forma de uma superfície plana para duas superfícies concorrentes, em ângulo, com raio de concordância em sua junção.
  • 20.  A figura mostra os esforços atuantes e a forma adquirida por uma tira submetida a dobramento A fibra neutra não é tracionada nem comprimida A determinação de sua posição e do seu raio é importante no desenvolvimento linear da peça
  • 21. Comprimento do Blank rn ri t . 2 L = L 1 + Ld + L2 2. . .rn 360 Ld rn 360 L L1 L2 2. .
  • 22. Raio de Dobramento  Para a operação de dobramento existe um raio de dobramento abaixo do qual o metal trinca na superfície externa. É o raio mínimo de dobramento, expresso geralmente em múltiplos da espessura da chapa.  Um raio de dobramento de 3t indica que o metal pode ser dobrado formando um raio de três vezes a espessura da chapa sem que haja o aparecimento de trincas. O raio mínimo de dobramento é portanto um limite de conformação, que varia muito para os diversos metais e sempre aumenta com a prévia deformação a frio do metal.  Alguns metais muito dúcteis apresentam raio mínimo de dobramento igual a zero. Isto significa que as peças podem ser achatadas sobre si mesmas, mas geralmente não se utiliza este procedimento para evitar danos no punção ou na matriz.
  • 23. Retorno elástico -Efeito mola  A operação de dobramento exige que se considere a recuperação elástica do material (efeito mola), para que se tenham as dimensões exatas na peça dobrada.  A recuperação elástica da peça será tanto maior quanto maior for o limite de escoamento, menor o módulo de elasticidade e maior a deformação plástica. Estabelecidos estes parâmetros, a deformação aumenta com a razão entre as dimensões laterais da chapa e sua espessura.
  • 24.  O efeito mola ocorre em todos os processos de conformação, mas no dobramento é mais facilmente detectado e estudado.  O raio de curvatura antes da liberação da carga ( Ro) é menor do que após a liberação ( Rf ). O efeito mola é representado pelo símbolo K .
  • 25. Estiramento Características  É a operação que consiste na aplicação de forças de tração, de modo a esticar o material sobre uma ferramenta ou bloco (matriz). Neste processo, o gradiente de tensões é pequeno, o que garante a quase total eliminação do efeito mola.  Como predominam tensões de tração, grandes deformações de estiramento podem ser aplicadas apenas para materiais muito dúcteis.
  • 26. Ferramental: O equipamento de estiramento consiste basicamente de um pistão hidráulico (usualmente vertical), que movimenta o punção. Duas garras prendem as extremidades da chapa. Na operação, não existe uma matriz fêmea. As garras podem ser móveis permitindo que a força de tração esteja sempre em linha com as bordas da chapa (figura). Garras fixas devem ser usadas somente para conformação de peças com grandes raios de curvatura, evitando-se com isto o risco de ruptura da chapa na região das garras
  • 27. Estampagem Profunda ou Embutimento Características  É o processo utilizado para fazer com que uma chapa plana (“blank”) adquira a forma de uma matriz (fêmea), imposta pela ação de um punção (macho). O processo é empregado na fabricação de peças de uso diário (pára-lamas, portas de carros; banheiras, rodas, etc.).  A operação de embutimento consiste em transformar uma chapa plana de espessura “t” num corpo côncavo. A Estampagem é o processo de conformação que imprime sobre uma chapa plana formas diversas através de deformações plásticas.
  • 28. Catalisador - Aço Inox 409 Tanque combustível - Aço inox 304
  • 29. – Os aços inox austeníticos se deformam basicamente por estiramento e os ferríticos por embutimento. Estiramento Redução generalizada da espessura
  • 30. Embutimento Objetiva-se a menor variação possível de espessura
  • 31.  No embutimento a espessura da chapa varia: - No centro do fundo é igual a espessura - próximos aos bordos do fundo, a espessura é menor do que a do blank - a espessura da paredes laterais aumentam a partir do bordo do fundo e pode chegar a 1,25 da espessura do disco.
  • 32. Estampagem Profunda ou Embutimento Características  A distinção entre estampagem rasa (shallow) e profunda é arbitrária. A estampagem rasa geralmente se refere à conformação de um copo com profundidade menor do que a metade do seu diâmetro com pequena redução de parede.  Na estampagem profunda o copo é mais profundo do que a metade do seu diâmetro.
  • 33. Características  Para melhorar o rendimento do processo, é importante que se tenha boa lubrificação. Com isto reduzem-se os esforços de conformação e o desgaste do ferramental.  Os óleos indicados normalmente são para extrema pressão, devendo garantir boa proteção contra a corrosão da chapa, ser de fácil desengraxe e não levar à oxidação do material (devido às reações de subprodutos dos gases formados no aquecimento do metal).  Geralmente, são óleos minerais com uma série de aditivos (Cl, Pb, P, gorduras orgânicas, etc.).
  • 34. Estampos de Repuxo Prensa-chapas: - função de manter a chapa sob pressão para fazer com que esta deslize apenas para o interior da cavidade da matriz
  • 35. Extrator que possibilita a saída da peça pela parte inferior do estampo Extrator que possibilita a saída da peça pela parte superior do estampo
  • 36. Materiais para estampos Aço Cr-W com altos teores de carbono e de cromo Aço Mn-Cr-V com altos teores de carbono e manganês Aço Cr-Mo-V com altos teores de carbono e de cromo
  • 37. Variáveis importantes • Força de sujeição Deve-se ainda estudar a pressão a ser aplicada no prensa-chapas: - se esta for muito pequena, surgem rugas nas laterais da peça; - se, por outro lado, for muito elevada, pode ocorrer a ruptura da peça na prensa. Fs S 4 D 2 (d M 2rm ) 2 P.S P ( max 1) 2 0 d . r 200 .t 400
  • 38. • Força de sujeição A força de sujeição é regulada segundo o aspecto da peça embutida: - Peça sem rugas e com aspecto brilhante: força correta - Superfície lisa e brilhante mas com traços/marcas no bordo da peça: força pequena - Estiramento do fundo antes de se completar o embutimento: força excessiva - Formação de rugas em um só lado do disco: força distribuída irregularmente sendo menor na região das rugas
  • 39. Variáveis importantes • Folga entre punção e matriz  Na fabricação de peças por embutimento, tem que se levar em conta uma folga suficiente entre a matriz e o punção que permita o escoamento do material para o interior da matriz, sem que surjam tensões cisalhantes ocasionadas pelo atrito e que levem à ruptura do metal em prensa.  A folga corresponde ao valor da espessura do material mais um coeficiente determinado empiricamente.
  • 41. Folgas pequenas: o material repuxado tende a estirar-se Folgas grandes Folga mal distribuída
  • 42. Variáveis importantes • Velocidade de embutimento Aço inoxidável: 200 mm/s Aço doce: 280 mm/s Alumínio e ligas: 500 mm/s
  • 43. Variáveis importantes • Lubrificação Aço inoxidável: Água grafitada Aço doce: Mistura com 25% grafite, 25% de sebo de boi derretido e 50% de óleo de toucinho Alumínio e ligas: Óleo grafitado ou vaselina
  • 44. Diâmetro do blank - cálculo Para calcular o diâmetro do blank de peças cilíndricas simples, sem aba, utilizamos a fórmula: D d 2 4.d .h Para raio interno (ri) menor do que 10 mm Para ri 10 mm – Teorema de Guldin
  • 45. Estágios de repuxo  Às vezes, o diâmetro do "blank“ é muito superior ao diâmetro da peça a estampar , sendo que esta deve atingir uma profundidade de copo muito elevada.  Nestes casos, a fabricação poderá exigir uma sequência de operações de estampagem, utilizando uma série de ferramentas, com diâmetros decrescentes (da matriz e do punção).  O número de operações depende do material da chapa e das relações entre o disco inicial (D) e os diâmetros das peças estampadas (d)
  • 46. Estágios de repuxo  Às A relação entre o diâmetro do blank (D) e o diâmetro do punção (d) é denominada Severidade do repuxo ou Grau Máximo de Embutimento (β0) 0 D d  A severidade máxima (β0 máx.) é a condição limite para determinar se o repuxo pode ser feito numa única operação. Se β0 ≤ β0 máx. - Uma operação de repuxo Se β0 > β0 máx. - Mais de uma operação de repuxo
  • 48. Para se determinar o número de estágios, deve-se considerar uma redução de 40% do diâmetro do blank no primeiro estágio Nos demais, a redução deve ser de 20% até que se obtenha o diâmetro desejado
  • 49. Diâmetro do blank - cálculo Para calcular o diâmetro do blank de peças cilíndricas simples, sem aba, utilizamos a fórmula: D d 2 4.d .h Para raio interno (ri) menor do que 10 mm Para ri 10 mm – Teorema de Guldin
  • 50. Diâmetro do blank - cálculo Para ri 10 mm – Teorema de Guldin s1' 2 .28.23 1288. ' s2 2 .18,84 7,68 11 St .222 121. 4 S ' 2113. D 4.St ' s3 1/ 2 92mm 704.
  • 51. Posição do centro de gravidade de algumas curvas
  • 52. Estampabilidade dos Metais Estampabilidade é a capacidade que a chapa metálica tem de adquirir à forma de uma matriz, pelo processo de estampagem sem se romper ou apresentar qualquer outro tipo de defeito de superfície ou de forma. A capacidade de embutir está ligada diretamente à textura cristalina do material e esta à composição química, à estrutura da placa e às condições de processamento termomecânico (laminação a quente e a frio). A avaliação da estampabilidade de uma chapa metálica depende de muitos testes, tais como: ensaios simulativos (tipo Erichsen, Olsen, Fukui, etc.), ensaios de tração (obtendo-se o limite de escoamento e de resistência, o alongamento total até a fratura, o coeficiente de encruamento, os coeficientes de anisotropia normal e planar), ensaios de dureza, medida da rugosidade do material, metalografia, etc.
  • 53. TÉCNICAS DE AVALIAÇÃO DA ESTAMPAGEM – Há diferentes formas de se avaliar a capacidade de embutimento, sendo a mais usual e fácil via coeficiente de anisotropia normal médio, R Coeficiente de Anisotropia Por definição, o coeficiente de anisotropia ou coeficiente de Lankford ( R ) é a razão entre a deformação verdadeira na largura ( w) e na espessura ( t) de um CP de tração, após determinada deformação longitudinal pré-definida R= w/ t
  • 54. Anisotropia normal R : onde: r0o, r45o e r90o são os valores de r medidos a 0o , 45o e 90o com a direção de laminação. Este parâmetro indica a habilidade de uma certa chapa metálica resistir ao afinamento, quando submetida a forças de tração e/ou compressão, no plano. Maior R, melhor embutimento
  • 55. – Uma forma mais representativa de avaliação é o método chamado LDR (Limit Drawing Ratio - Razão de Estampagem Crítica). LDRc = Dmax/dp > LDR - > profundidade
  • 56. Um material isotrópico tem r =1 Nos materiais para estampagem profunda um alto valor de r é desejado (maior resistência ao afinamento da chapa). A relação entre R e o LDR é mostrada no gráfico. Essa é definida como a máxima razão possível entre o diâmetro do „blank‟ e do copo embutido, sem que ocorra falha.
  • 59. Partes do estampo Conjunto superior Parte móvel do estampo (movimentos de sobe e desce) Fixada na prensa pela espiga
  • 60. Espiga - Geralmente cilíndrica de aço 1020 a 1040 - É presa no alojamento do cabeçote da prensa e sustenta o conjunto superior - Sua posição deve coincidir com o centro de todas as solicitações a que está sujeito os punções, evitando o empuxo lateral
  • 61. Placa superior - Feita de aço 1020 a1030 - Fixa a espiga e une, por meio de parafusos, a placa de choque e a placa porta punção
  • 62. Placa de choque - Feita de aço 1060, temperado e revenido - Tem a função de receber os choques produzidos pelas cabeças dos punções no momento da operação, evitando a penetração dos mesmos na placa superior - espessura varia conforme o material a ser cortado
  • 63. Placa porta-punções - Feita de aço 1020 a 1030 - É fixada por parafusos e tem a função de sustentar punções, cortadores e cunhas
  • 64. Punção - Peça de aço com elevado teor de carbono - Executa o corte quando introduzido nas cavidades da matriz, dando forma ao produto - Pode ser simples ou com peças postiças Faca de avanço - Punção cuja largura equivale ao passo da matriz - Usados em estampos progressivos para obter maior rapidez no trabalho
  • 65. Partes do estampo Conjunto inferior Parte imóvel do estampo Fixada na base da prensa
  • 66. Placa- guia -Função de guiar os punções e pilotos centradores nas cavidades cortantes da matriz - Aço 1020 ou 1030
  • 67. Guias laterais - Função de guiar a tira de material a ser cortado
  • 68. Placa matriz ou matriz - Possui cavidades que tem a mesma seção dos punções - Tem a função de reproduzir peças pela ação dos punções - Possui uma parte cônica nas arestas internas de corte para facilitar a passagem da peça - Podem ser inteiriças ou seccionadas
  • 69. Placa matriz ou matriz - Serve de apoio à placa matriz e é fixada a ela por meio de parafusos e pinos guias - Possui cavidades com dimensão maior para facilitar a saída da peça já cortada pela parte inferior
  • 73. Dobramento em prensas dobradeiras em várias operações
  • 74. Dobramento em L - Estampo
  • 75. Estampo para dobramento em U com ângulo