O documento discute o processo de estampagem, que envolve operações de corte, dobra e repuxo de chapas metálicas para criação de peças com características específicas. Testes de ductilidade, como os de Erichsen e Olsen, precedem as operações de estampagem, que utilizam forças de cisalhamento e deformação para moldar os materiais. O documento também aborda as particularidades das operações, incluindo a redução de força, retornos elásticos e o embutimento progressivo.

1. Estampagem

2. Integrantes
Ronaldo Ramalho RM: 34970
Lucas Delfino RM: 33587
Rodrigo Pereira RM: 33502

3. Conceito
• Estampagem consiste em todas as operações de corte e conformação de
materiais metálicos planos, a fim de lhe conferir a forma e a precisão
desejada, sem a presença de defeitos superficiais (Ex: rugosidades ou riscos)
ou estruturais (Ex: trincas).
• A matéria-prima para a estampagem é sempre fornecida na forma de
bobinas do material. A primeira operação consiste na preparação deste
material para a estampagem, que envolve a segmentação da bobina em :
CHAPAS PLANAS = onde as bobinas são cortadas transversalmente,
através de guilhotinas ou tesouras planas, gerando os “fardos”;
TIRAS = onde as bobinas são cortadas longitudinalmente através de
tesouras rotativas, gerando os “sliters”.
• . Emprega-se a estampagem de chapas para fabricar-se peças com paredes
finas feitas de diversos metais e ligas.

4. Ensaios feitos antes da operação
Erichsen
• Consiste em estirar um corpo de prova em forma de disco até o surgimento
de uma ruptura incipiente, onde se mede então a profundidade do copo
assim formado. Esta profundidade medida representa o índice de
ductilidade Erichsen (IE), medida encontrada em milímetros.
• Os componentes padrões dos testes são um disco de chapa que deve ser
inicialmente fixado entre a matriz e o anel de sujeição com carga de 1000
kgf. e temos um estampo possuindo um formato esférico com diâmetro de
20mm. A cabeça do estampo é lubrificada (normalmente com uma graxa
grafitada termo-resistente). O ensaio submete a peça primeiramente a um
estiramento biaxial, e o resultado obtido é influenciado pela espessura da
chapa.

6. Olsen
• Na maioria das vezes, aplicado e utilizado nos Estados Unidos, o ensaio de Olsen,
difere do de Erichsen apenas quanto às dimensões do estampo que tem cabeça
esférica com 22mm (7/8 pol) de diâmetro. O corpo de prova possui forma de disco e
é fixado entre matrizes em forma de anel com 25mm (1 pol) de diâmetro interno.
Durante o teste são medidas continuamente a carga e a altura do copo.
• O índice de ductilidade Olsen é dado pela altura do copo feito no corpo de prova,
em milésimos de polegada, no momento em que a carga começa a cair.
• O fim do teste corresponde ao ponto de queda da carga, causado pela estricção da
chapa. Se a máquina de teste não for equipada com um indicador de carga, o ponto
final do teste é definido pelo aparecimento da estricção ou pela fratura do corpo de
prova.

7. Operações de estampagem
• Corte: Consiste em separar-se de uma chapa, mediante golpe de prensa,
uma porção de material com contorno determinado, utilizando ferramenta
apropriado denominado estampo de corte.
• Dobra: Como seu nome indica, consiste em obter uma peça formada por
uma ou mais dobras de uma chapa plana. Para isto,é utilizada uma
ferramenta denominada estampo de dobra.
• Repuxo: Esta operação tem como finalidade obter peças em forma de
recipientes, como canecas, caixas de tubos;obtidas pela deformação da
chapa,a golpes de prensa e empregando ferramenta especial denominado
estampo de repuxo.

8. Operações de estampagem
Corte, Dobramento e Repuxo.

9. Operações de Corte
• As operações de corte de chapa de metal são obtida através de forças de
cisalhamento aplicadas na chapa pelos dois cantos da ferramenta criando
tensões internas que,ultrapassando o limite de resistência ao cisalhamento
do material, provocam a ruptura e finalmente a separação.

10. Nomenclatura básica da ferramenta de
estampagem
• Punção: é o elemento da ferramenta que provoca a perfuração através de
movimento e força transmitidos pela presa.
• Matriz: é o elemento da ferramenta que fica fixo na base da prensa e sob o
qual se apoia a chapa.
• Folga: é o espaço existente entre o punção e a matriz na parte paralela do
corte.Alivio de ferramenta é o angula dado a matriz, após a parte paralela
de corte,para permitir o escape fácil da parte cortada.

11. Exemplos de Punções e Matrizes

12. Operações de Corte - Etapas
• Deformação Plástica: Quando o punção pressiona a chapa o material começa a
deforma-se até que o limite elástico seja ultrapassado, então o material deforma-
se plasticamente e penetra na matriz formando uma calota na parte inferior.
• Redução de Área: Com a manutenção da aplicação da força pelo punção, o metal
continua a penetrar na matriz reduzindo a área na região do corte (excêntrico).
• Fratura: Ai se inicia a fratura, que começa no canto de corte punção, para logo em
seguida iniciar-se no canto de corte da matriz. Com o aumento da penetração do
punção, a fratura irá prolongar-se até as duas fraturas, eventualmente, encontrar-
se, quando, então, podemos dizer que o corte ocorreu por cisalhamento puro. Caso
isto não aconteça, a parte compreendida entre as duas fraturas iniciadas por
Cisalhamento será ¨rasgada ¨, por esforço de tração. As partes rompidas por
cisalhamento terão um acabamento liso e brilhante, enquanto que a parte rasgada
por tração terá um acabamento áspero e sem brilho.

14. Redução da Força de Corte
• Muitas vezes e interessante procurar-se diminuir o esforço de corte, com o
intuito de minimizar a necessidade de grandes prensas. Isto pode ser feito
através de um ângulo no punção ou na matriz, de maneira a diminuir a área
de resistência ao corte.
• Podemos obter uma importante economia de material, particularmente
quando se tratar de grandes series de peças, se estudarmos,
cuidadosamente, a posição que deve ocupar a peça na tira de chapa.

15. Peças fabricadas pelo Processo de Corte

16. Operações de Dobramento
• Consiste na deformação da chapa ou tira, de forma a obter-se uma ou mais
curvaturas através da aplicação de esforços de flexão. Dizemos, então que o
material está submetido a um estado duplo de tensão.

17. Características da operação de dobramento
• Como todo material submetido à flexão, a chapa dobrada é solicitada por tração no lado
externo da dobra e por compressão no lado interno, caracterizado o estado duplo de tensão.
Assim sendo,as tensões a que está sujeito o material são decrescentes das faces externas em
direção ao núcleo da peça e como as mesmas são de sentido inverso haverá uma linha onde
essas tensões se anulam,que é chamada de linha Neutra. Essa linha é importante na operação
de dobramento, pois como ai a tensão e zero ela não sofre alterações de comprimento
durante a deformação, o que não acontece com a parte que está sendo tracionada e
comprimida que, aumentam ou diminuem de comprimento, respectivamente após a
operação. E através da linha neutra que se calculam as dimensões do desenvolvimento (
blank), ou seja, da tira antes do dobramento. Quando se inicia o dobramento, a linha neutra
está localizada no centro da espessura da tira e, conforme operação vai sendo executada, sua
tendência é deslocar-se em direção ao lado interno da curvatura(lado da compressão)

19. Deformação durante o dobramento
• No dobramento de tiras a seção retangular,os lados do retângulo são
formados pela largura da tira e pela sua espessura. Quando chapas espessas
são dobradas com raios de curvatura pequenos, este retângulo é distorcido
para um trapézio, onde o lado interno à curvatura tem suas dimensões
aumentadas, devido aos esforços de compressão e o lado externo tem suas
dimensões diminuídas devido aos esforços de tração.

20. Retorno Elástico
• No dobramento sempre deve ser levado em conta o fato que,após cessado o esforço do
punção sobre o material, haverá um certo retorno da peça dobrada, ficando a dobra com um
ângulo maior que o obtido no momento da pressão da ferramenta. Esse retorna é devido à
componente elástica do material, pois a deformação plástica permanente é conseguida
apenas nas fibras mais externas do material, permanecendo as próximas à linha neutra no
estado elástico. O ângulo de retorno depende, principalmente do material, de sua espessura
e do raio de curvatura. Normalmente ele varia de 1* a 10* e para ter uma idéia de seu valor,
convém realizar um ensaio prévio de dobra. Portanto, as ferramentas de dobra devem ser
feitas com ângulo que compensem esse retorno nos dobramentos de perfis¨U¨o fundo é feito
levemente côncavo para compensar a ação elástica do material.

22. Peças fabricadas pelo Processo de Dobra

23. Operação de Repuxo
• A operação de repuxar consiste em obter-se um solido de forma qualquer,
partindo-se de um desenvolvimento de uma chapa plana. O estudo do fluxo
do material nesta operação é bastante complexo pois aparecem estados
duplos e triplos de tensão.
• As possibilidades de repuxo começam no limite elástico e terminam um
pouco antes do limite de ruptura. Portanto, quanto maior for a diferença
entre o limite elástico e o de ruptura, maiores serão as possibilidades de
repuxar determinado aço. A chapa de aço para as operações de repuxar
devem ter um limite elástico bastante baixo (18 a 21 kgf/mm2) uma carga de
ruptura a mais elevada possível (35 a42kgf/mm2), com coeficiente de
alongamento em torno de 33% a 45%. Nesta operação, ao contrario das
precedentes, praticamente todo o volume da peça sobre tensões e é
encruado, exceto o fundo da peça, que serviu de apoio à face do punção. De
forma geral, o encruamento melhora a qualidade do produto acabado.

25. Determinação do desenvolvimento de uma peça
embutida
• Para está determinação é necessário conhecer tanto o formato como as
dimensões do desenvolvimento. Para peças de seção circular sabe-se que o
formato do desenvolvimento é circulo. Caso contrario, sua determinação
nem sempre é fácil, exigindo cálculos por computador ou sendo muitas
vezes, calculado por aproximação ou de uma forma experimental. As
dimensões do desenvolvimento são calculadas baseado na igualdade das
áreas superficiais do desenvolvimento e da peça. Como a espessura da
chapa praticaticamente não varia e o volume do material permanece
constante durante o processo, podemos concluir que a área da superfície da
peça e igual a do desenvolvimento.

26. Embutimento progressivo
• Quando a peça a ser embutida possui a altura muito grande em relação às
dimensões do fundo, não é possível obtê-la em uma operação só, pois o
esforço de embutimento seria tão grande que a chapa seria rompida. Para
contornarmos esse problema devemos recorrer ao embutimento em etapas
progressivas. No caso de peças cilíndricas, a seqüência para determinação
do numero de etapas e dos vários diâmetros intermediários, inicia-se pelo
calculo do diâmetro. A relação entre o diâmetro da peça e o diâmetro do
desenvolvimento é que irá determinar se a peça pode ser executada em
uma única operação ou se serão necessários embutimento intermediários. É
claro, que também, que folgas, raios e ângulos da ferramenta, bem como
seu acabamento são de fundamental importância para a operação de
repuxo.

27. Peças fabricadas pelo Processo de Repuxo

28. Conclusão
• Concluimos com os estudos que o processo de estampagem, muito
presente nas industrias, é um processo de conformação mecânica usado
para fazer peças com paredes metálicas finas. Antes desse processo é feito
o teste de erichen e olsen para saber a ductilidade do material. Já o processo
de estampagem é feito por operações de corte, dobramento e repuxo.A
operação de corte de chapa do metal são feitas através das forças de
cisalhamento, criando tensões internas e ultrapassando o limite da
resistência do material ao cisalhamento. A operação de dobramento
consiste na deformação da chapa ou tira, de forma a obter-se uma ou mais
curvaturas através da aplicação de esforços de flexão. A operação de
repuxar consiste em obter-se um solido de forma qualquer, partindo-se de
um desenvolvimento de uma chapa plana.

29. FIM