1. 3/30/2011
PROJETO – PASSO A
PASSO
1
Objetivo desta aula
Apresentar alguns passos simplificados do
projeto de uma ferramenta de corte
simples
2
1

2. 3/30/2011
Agenda
1. Revisão da aula anterior
2. Exemplo de dimensionamento
3. Exercício de fixação – Projeto 1
3
1. Revisão -O quê é uma ferramenta
de corte?
2

3. 3/30/2011
1. Revisão - Produtos e progressão dos
cortes
6
3

4. 3/30/2011
2. Exemplo - Passo a passo
Observações:
Este dimensionamento é simplificado!
São propostos nove passos, estes devem estar no
relatório para cômputo da nota!
Primeiro: Levante os dados do seu produto e aqueles
em tabelas e materiais técnicos
7
2.1 Exemplo de dimensionamento - Produto
Primeiro: Levante os dados do seu produto e aqueles
em tabelas e materiais técnicos
Levantar dados do Produto
Espessura: 1,6 mm
Material: alumínio duro
Geometria:
Tolerâncias gerais:
± 0,1 mm
8
4

5. 3/30/2011
Levantar a resistência ao
cisalhamento do material da
peça
Tensão de cisalhamento:
Para materiais desconhecidos
temos que
tc = (0,75 a 0,8) x tr
PROVENZA, Francesco.
Estampos. São Paulo: F.
Provenza, 1993. v.II
9
ATENÇÃO!!!
NA VERTICAL USAR “A”
PARA TODOS OS VALORES
NA HORIZONTAL USAR “B”
PARA TODOS OS VALORES
Pegar valores para
orientação da peça vertical
e horizontal
10
5

6. 3/30/2011
Levantar espaçamentos
mínimos na tira:
Para alumínio duro, espessura 1,6
mm, A= 52 mm e B= 45 mm
temos:
x= 2 mm
t= 2,5 mm
z= 3 mm
PROVENZA, Francesco.
Estampos. São Paulo: F.
Provenza, 1993. v.II
11
Exemplos
Calcular os valores da largura da tira e do passo
12
6

7. 3/30/2011
2.2 Exemplo - Passo a passo
Segundo: Com base nos dados desenvolva um
esquema dos ciclos de operações tomando como base
uma orientação da peça na tira (horizontal, vertical ou
inclinada, imbricadas ou não)
13
2.2 Ciclo de operações e Desenvolvimento da tira
Note que este item compreende um desenho:
•Da tira com a progressão dos cortes
•O posicionamento dos punções (indicados com hachuras
específicas)
•O pociscionamento dos cortes resultantes na tira
•DEVE SER COTADO A PARATIR DO PRIMEIRO CORTE
7

8. 3/30/2011
2.2 Ciclo de operações
Dois passos:
Note que, até
calcular o passo e
a largura da tira
com os dados da
tabela, não dá
para se cotar o
desenho com
certeza
Logo, este é um
esboço inicial,
que deve ser
passado a limpo
depois e cotado,
com a indicação
dos punções de
corte e recorte
15
2.3 Exemplo - Passo a passo
Terceiro: Com base nas progressões e organização dos
cortes na tira calcule a utilização racional da chapa
para aquela orientação
Tome como base que as tiras serão retiradas de uma
chapa de 2x1 metros
Note que será necessário calcular o passo e a largura da
tira com base nos dados levantados e na orientação
definida inicialmente
Caso os cálculos indiquem baixo aproveitamento, uma nova
orientação deve ser desenhada e calculada
16
8

9. 3/30/2011
2.3. Rendimento da chapa - Cálculo e
utilização de retalhos
Boa economia de material se obtém usando:
as tiras mais estreitas possíveis e
espaçamentos, passos e avanços mínimos
17
2.3. Exemplo de cálculo de utilização da tira
18
9

10. 3/30/2011
2.3 Exemplo de cálculo de utilização da tira
19
2.3 Exemplo de cálculo de utilização da tira
exemplo
20
10

11. 3/30/2011
2.3 Exemplo de cálculo de utilização da tira
exemplo
21
2.3 Exemplo de cálculo de utilização da tira
22
11

12. 3/30/2011
2.3 Exemplo de cálculo de utilização da tira
23
2.3 Exemplo de cálculo de utilização da tira
24
12

13. 3/30/2011
2.3 Exemplo
25
2.3 Exemplo de cálculo
de utilização da tira
26
13

14. 3/30/2011
2.3 Número de peças por metro
N = 1000 mm : passo
Passo = comp. pç + x = 45 + 2 = 47 mm
N = 1000 : 47 = 21,3
N = 21 peças por metro de fita
27
2.3 Superfície das peças por metro de fita
Largura da fita:
t + larg. pç. + t + z
2,5 + 52 + 2,5 + 3 = 60 mm
Porcentagem utilizada:
h = 21 x 1413,72 : 60000 = 49,5 %
28
14

15. 3/30/2011
2.3 Superfície da peça
• Total :
• 45 x 22 + p x 152 – 2 x (π 132 / 4)
• = 1413,72 mm2
29
2.3 Porcentagem de retalhos
µ = 1 – η = 1 – 0,495 = 50,5 %
30
15

16. 3/30/2011
2.3 Ciclo de operações e Desenvolvimento da tira
Com essas definições este desenho pode ser finalizado com
cotas e orientação definidas
2.4 Exemplo - Passo a passo
Quarto: Após definir a orientação da peça na tira,
devido ao ciclo de operações e melhor aproveitamento
da chapa, finaliza-se o desenho, cotado, e se calcula o
posicionamento da espiga
Para tal são calculados todos os perímetros de corte e o
centro de cada segmento de corte com base em uma
referência x=y=0 na tira
Com o auxílio de uma planilha eletrônica (ver moodle) o
posicionamento da espiga é obtido
32
16

17. 3/30/2011
2.4 Centro de gravidade
XG = S (Pi x Xi) ⁄SP
XG = ... = 49,27 mm
YG = S (Pi x Yi) ⁄SP
YG = ... = 26,73 mm
Note que, sem definir uma tira e cotar os
posicionamentos (seja por coordenadas ou
cotas) não é possível definir o
posicionamento dos segmentos.
Note que cada segmento foi nomeado 33
2.4 Posicionamento da espiga
O CG das forças de corte coincide com o CG do perfil
de corte dos punções
Nos cálculos a Força de Corte pode ser simplificada
pelo perímetro de corte.
O CG deve então ser calculado considerando os
perímetros de corte – os perímetros dos punções e não
as áreas dos punções ou da peça.
34
17

18. 3/30/2011
2.4 CG de linhas
35
2.4 Perímetros de corte
Recorte (contorno da peça - último corte):
2 x (2 x 7,5 + 22) + 2 x p x 15 = 168,25 mm
36
18

19. 3/30/2011
2.4 Perímetros de corte
Puncionamento:
p x 13 = 40,84 mm
37
2.4 Perímetros de corte
Faca de avanço:
47 + 3 = 50 mm
38
19

20. 3/30/2011
2.4 Perímetros de corte
Total :
168,25 + (2 x 40,84) + 50 = 299,93 mm
39
2.4 Centro de gravidade
XG = S (Pi x Xi) ⁄SP
XG = ... = 49,27 mm
YG = S (Pi x Yi) ⁄SP
YG = ... = 26,73 mm
Note que, sem definir uma tira e cotar os
posicionamentos (seja por coordenadas ou
cotas) não é possível definir o
posicionamento dos segmentos.
Note que cada segmento foi nomeado 40
20

21. 3/30/2011
2.5 Exemplo - Passo a passo
Quinto: Com base em tabelas, faz-se o
dimensionamento da matriz
Inicialmente levantam-se as dimensões mínimas para
que a mesma não trinque
Estas podem ser aumentadas no projeto
41
Para o valor tabelado, é preciso o
valor do maior perímetro de corte
e da espessura da chapa, neste
2.5 Espessura da matriz coluna 150-200 e linha 1,5-2mm
<100 100- 150- 200- 300- 400- 500- 650-
P→ 150 200 300 400 500 650 1000
e↓
0-0,5 16 16 18 18 20 22 24 26
0,5-1 16 18 18 20 22 24 26 28
1-1,25 18 18 20 23 26 28 30 32
1, 19 20 22 24 27 30 32 35
5-2
2-2,5 20 22 24 27 30 32 34 38
2,5-3,5 22 24 27 31 34 37 40 45
3,5-6 27 33 33 38 42 45 48 53
42
21

22. 3/30/2011
2.5 Dimensões da matriz
Espessura da matriz:
Maior perímetro de corte: 168,25 mm
Espessura da fita: 1,6 mm
Espessura da matriz: 22 mm
Comprimento da matriz:
N. passos x comp. Pç. + 2 x y
y = 1,2 x 22 = 26,4 mm
2 x 47 + 2 x 26,4 = 146,8 mm (mínimo...)
43
2.5 Dimensões da matriz
Largura da matriz:
Larg. pç. + 2 x t + 2 x y + larg. faca
y = 1,2 x 22 = 26,4 mm
t =2,5 mm
52 + 2 x 2,5 + 2 x 26,4 + 6 = 115,8 mm (mínimo...)
44
22

23. 3/30/2011
2.6 Exemplo - Passo a passo
Sexto: Calculam-se as folgas entre punção e matriz
Note que o método é diferente para os puncionamentos
(cortes que ficarão no interior do objeto) e para o recorte
(só há um recorte, o final que destaca toda a peça da tira)
O processo começa com um gráfico
45
2.6 Folga punção x matriz
As tolerâncias do produto dependem da função a que
se destina
Quanto mais rígida for a tolerância do produto mais
cara será a ferramenta
Um parâmetro importante de projeto de ferramenta é a
folga entre punção e matriz, determinada em
função da espessura e do material da chapa.
46
23

24. 3/30/2011
2.6 Folga punção x matriz
47
2.6 Folga punção x matriz
As matrizes determinam as dimensões externas das
peças
Nas operações de corte os punções serão minorados da
folga
As matrizes de corte terão as dimensões
correspondentes ao limite superior da tolerância
das peças
48
24

25. 3/30/2011
2.6 Folga punção x matriz
Os punções determinam as dimensões dos furos
Nas operações de furação as matrizes serão majoradas
da folga
Os punções de furação terão as dimensões
correspondentes ao limite superior da tolerância
das peças
49
2.6 Dimensões do punção e da matriz
Folga: 0,04 mm
Qualidade de trabalho: H7 – h6
Tolerância do produto: ±0,1 mm
50
25

26. 3/30/2011
2.6 Dimensões do punção e da matriz
Dimensão: 13 mm (puncionamento)
Dim. máx.: 13,1 mm
Dim. mín.: 12,9 mm
Dim. Punção: 13,1 h6 (0 –11)
Dim. Matriz: 13,1 + 0,04 = 13,14 H7 (+18 0)
51
2.6 Dimensões do punção e da matriz
Dimensão: 22 mm (recorte)
Dim. máx.: 22,1 mm
Dim. mín.: 21,9 mm
Dim. Matriz: 21,9 H7 (+21 0)
Dim. Punção: 21,9 - 0,04 = 21,86 h6 (0 -13)
52
26

27. 3/30/2011
2.6 Dimensões do punção e da matriz
Dimensão: 45 mm (recorte)
Dim. máx.: 45,1 mm
Dim. mín.: 44,9 mm
Dim. Matriz: 44,9 H7 (+25 0)
Dim. Punção: 44,9 - 0,04 = 44,86 h6 (0 -16)
53
2.6 Dimensões do punção e da matriz
Dimensão: 52 mm (recorte)
Dim. máx.: 52,1 mm
Dim. mín.: 51,9 mm
Dim. Matriz: 51,9 H7 (+30 0)
Dim. Punção: 51,9 - 0,04 = 51,86 h6 (0 -19)
54
27

28. 3/30/2011
2.7 Exemplo - Passo a passo
Sétimo: Calcula-se o esforço total, necessário para
selecionar a prensa e faz-se a seleção, contudo para tal
é preciso definir também algumas dimensões de
componentes da ferramenta
Isto pode ser feito em catálogos com base nos dados
obtidos
Procurar catálogos na internet
55
2.7 Capacidade da prensa
Somatório das forças de corte de TODOS os punções
mais a faca de avanço
Coeficiente de segurança ( + 10 a 20%)
56
28

29. 3/30/2011
2.7. Seleção da prensa
Deve-se selecionar uma prensa comercial:
Com capacidade nominal acima da capacidade calculada
Com velocidades disponíveis acima (e abaixo) da
produção necessária
Considerando a área de fixação necessária à ferramenta
Considerando o curso necessário à montagem da
ferramenta
57
2.7 Esforço necessário e seleção da prensa
Pc = 299,93 mm
_τc = 16 kgf/mm2
e = 1,6 mm
Coef. Segurança: 20 %
Fc = 299,93 x 16 x 1,6 x 1,2 = 9213,84 kgf
58
29

30. 3/30/2011
2.7 Seleção da base
Para selecionar uma base normalizada:
Comprimento mínimo da matriz: 146,8 mm
Largura mínima da matriz: 115,8 mm
... CONSULTANDO CATÁLOGOS DE FABRICANTES...
59
2.7 Dimensão das placas – Altura total
Espessura da base superior: 20 mm
Esp. da placa de choque: 5 mm
Esp. da pl. porta punções: 1,2 x E = 26,4 mm
Esp. da pl. guia dos p’s: 1,2 x E = 26,4 mm
Esp. Da guia da fita: 6 mm
Esp. Da base inferior: 25 mm Note que alguns
valores são de uso
Folga bases: 30 mm
comum, e não são
Curso da ferramenta: 6 + 1,6 = 7,6 mm calculados
Logo, aqueles sem
Note que também é possível saber a altura total fórmula podem ser
da ferramenta e o comprimento dos punções utilizados na sua
nesta configuração, basta “montar a ferramenta” ferramenta
com base nessas dimensões
60
30

31. 3/30/2011
2.7 Guia da fita
h e A e
6 mm ≤ 3 mm Tira Tira + 1,5 ≤ 1,5 mm
de
1,5 + e 3,5 – 4 mm chapa Tira + 1 1,6 – 3 mm
2+e 5 – 6,5 mm Ferro Tira + 1,5 ≤ 4 mm
chato
2,5 + e 7 – 8 mm Tira + 2 4,5 – 8 mm
Dimensões padronizadas em função
da espessura da chapa
61
2.7 Seleção da prensa
Para selecionar uma prensa:
Fc: 9213,84 kgf = 9,2 tf
Altura da ferramenta: 20 + 5 + 26,5 + 30 + 26,5 + 6 + 22 +
25 = 161 mm
Área da mesa conforme bases padronizadas
62
31

32. 3/30/2011
2.8 Exemplo - Passo a passo
Oitavo: Verifica-se o comprimento de flambagem do
menor punção (o mais crítico)
63
2.8 Punções de corte - Flambagem
Durante a operação de corte o punção é comprimido
axialmente, necessitando, portanto, que seja
dimensionado de modo a resistir aos
esforços de
compressão:
64
32

33. 3/30/2011
2.8 Punções de corte - Flambagem
1. A tensão de trabalho do punção não deve ultrapassar a
tensão admissível do material com que é
confeccionado. Logo:
65
2.8 Punções de corte - Flambagem
2. Sendo o punção carregado axialmente, o mesmo pode
flambar. Para evitar este inconveniente, limita-se seu
comprimento ao valor dado pela fórmula de Euler :
l (comprimento real)
l0 (comprimento de flambagem)
Jmin (momento de inércia mínimo)
E (módulo de elasticidade normal).
66
33

34. 3/30/2011
2.8 Verificação do comprimento dos
punções
Menor punção: 13 mm
Fc13 = p x 13 x 1,6 x 16 = 1045,5 kgf
E = 21500 kgf ⁄mm2
Jmin = 0,05 x 134 = 1428,05 mm4
l0 = √( p2 x E x Jmin ⁄Fc) = 538,4 mm
l13 = l0 ⁄0,75 = 717,8 mm
Compr. necessário: 90 mm ... Ok!
67
2.9 Exemplo - Passo a passo
Nono: Modelar todos os componentes da ferramenta
Usar catálogos
Definir novos componentes
Especificar materiais conforme lista a seguir 68
34

35. 3/30/2011
2.9 Tipo de materiais usados para fabricação
1) Base superior - Aço 1020 /1045 ou alumínio fortal Normalmente para
confecção de bases é usado o aço 1045 ou aço 1020, sendo que em casos
específicos de estampos com bases muito grandes é indicado o alumínio fortal
para a confecção das mesmas, tendo como vantagem a diminuição considerável
de peso do ferramental bem como , sua fácil usinagem pois é um alumínio
especial também para esta finalidade .
2) Placa de choque - Aço 1045 ou VND (aço 01) Temperar e rev. 54 - 56 HRC
3) Porta punção - Aço 1020/1045
4) Guia dos punções, fixa ou flutuante - Aço 1045
5) Prensa chapa - Aço 1045 ou VND (aço 01) Temperar e ver. 54 - 56 HRC
6) Régua de guia - Aço 1045 ou VND (aço 01) Temperar e ver. 54 - 56 HRC ou
nitretar
7) Porta matriz - Aço 1045
8) Matriz de corte - Aço VC-131 (aço D6), aço D2 ou aço rápido. Temperar e ver.
60 a 64 HRC
9) Matriz de dobra - Aço VND (aço 01) ou aço D2 Temperar e ver. 56 - 58 HRC
10) Matriz de repuxo - Aço VND (aço 01), aço D2 ou aço VF 800 AT Temperar e
ver. 60 - 62 HRC , se usar D2 podemos após a tempera tambem nitretar, e se
usar VF 800 AT após a tempera podemos dar camada de nitreto de titânio.
2.9 Tipo de materiais usados para fabricação
11) Punção de corte - Aço VC-131 ( aço D6 ), aço D2, aço rápido ou prata
tungsténio. Temperar e ver. 60 - 64 HRC .
12) Punção de dobra - Aço VND (aço 01) ou aço D2 Temperar e ver. 56 -
58 HRC
13) Matriz de repuxo - Aço VND (aço 01), aço D2 ou aço VF 800 AT
Temperar e ver. 60 - 62 HRC , se usar D2 podemos após a tempera
também nitretar, e se usar VF 800 AT após a tempera podemos dar
uma camada de nitreto de titânio . 14 í Base inferior - idem ao item l
15) Coluna de guia - Aço 8620
Cementar e temperar 58 - 62 HRC
16) Bucha de guia - Aço 8620
Cementar e temperar 58 - 62 HRC "-1i Pino de guia - Aço liga , aço
carbono ou aço prata tungsténio.
Temperar e ver. 58 - 60 HRC. , 18) Gavetas, cunhas, carnes e outros
mecanismos , que se movimentam ou
tenham atrito constante - VND ( aço 01) ou aço D2.
Temperar e ver. 58 - 60 HRC
35

36. 3/30/2011
Sugestão de materiais para leitura
http://www.polimold.com.br/
71
Agenda
1. Revisão da aula anterior
2. Exemplo de dimensionamento
3. Exercício de fixação – Projeto 1
72
36

37. 3/30/2011
73
3. Para casa - Projeto 1
Apresentar no relatório do projeto 1 os seguintes
parâmetros calculados para a peça selecionada (slide
8) :
Croqui do Produto (com todas as dimensões)
Croqui da Tira desenvolvida (com todas as cotas e
indicação dos punções de corte, faca de avanço e demais
punções em seus respectivos ciclos
Seqüência de cálculo como apresentadas nos slides
anteriores
Modelo CAD em CD do conjunto montado da
ferramenta
74
37

38. 3/30/2011
Referências do texto e imagens
(principais):
Notas de aula de Maria das Graças
Contin Garcia Pelisson
PROVENZA, Francesco. Estampos. São
Paulo: F. Provenza, 1993. 3v.
75
38