PROCFAB.05-Estampagem e Embutidura

PROCFAB.05-Estampagem e Embutidura

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ISMAI – CET de Design e Inovação Industrial 2013-2014

Entende-se que ESTAMPAGEM, também designada por EMBUTIDURA, o processo de fabricação de peças, através do corte ou deformação de chapas em operação de prensagem geralmente a frio.

Emprega-se a estampagem de chapas para se fabricar peças com paredes finas feitas de chapa ou fita de diversos metais e ligas.

As operações de estampagem podem ser resumidas em três básicas:

Corte

Dobramento e encurvamento Estampagem profunda ou repuxo.

ESTAMPAGEM 01

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ESTAMPAGEM 02

Enquanto as estampagens em corte e dobramento são realizadas a frio, a profunda pode eventualmente ser a quente, dependendo da necessidade.

A estampagem da chapa pode ser simples, quando se executa uma só operação, ou combinada.

Com a ajuda da estampagem de chapas, fabricam-se peças de aço baixo carbono, aços inoxidáveis, alumínio, cobre e de diferentes ligas não ferrosas.

Devido às suas características, este processo de fabricação é apropriado, preferencialmente, para as grandes séries de peças, obtendo-se grandes vantagens, tais como: produção em série, custo baixo das peças, bom acabamento sem necessidade de posterior processo de usinagem, peças com grande resistência e o custo baixo do controle de qualidade devido à uniformidade da produção e à facilidade para a detecção de desvios.

Como principal desvantagem deste processo, podemos destacar o alto custo das ferramentas, que só pode ser amortizado se a quantidade de peças a produzir for elevada.

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ESTAMPAGEM 03

Corte

O processo de estampagem por corte é usado na obtenção de formas geométricas em chapas por meio de uma ferramenta de corte, ou punção de corte, por intermédio de uma prensa exercendo pressão na chapa apoiada numa matriz.

Na figura ao lado vemos como funciona o sistema de estampagem por corte. No momento em que o punção penetra na matriz converte o esforço de compressão em esforço de cisalhamento ocasionando o corte [d é o diâmetro do punção e s a espessura da chapa ].

Em chapas de aço temperado a relação s/d tem como valor máximo 1,2 o que significa que a espessura da chapa tem que ser menor ou igual ao diâmetro do punção. As figuras geométricas obtidas pelo corte podem ser usadas posteriormente na estampagem profunda. A figura ao lado mostra os componentes principais de uma matriz. O punção deve ter a secção conforme o contorno da peça desejada, do mesmo modo, a cavidade da matriz.

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ESTAMPAGEM 04

É de extrema importância identificar o valor da folga entre o punção e a matriz, a qual depende da espessura da chapa a ser submetida e do tipo de material, duro ou mole.

Quanto menor a espessura da chapa e o diâmetro do punção, menor a folga; e virce-e-versa.

Peças obtidas por corte

Peças de computador, componentes de telemóveis, componentes de televisões, componentes de cd player, dobradiças, modelos de aviões, réguas milimetradas, componentes internos de vídeo-game e painel de fotos.

Dobramento e encurvamento

A figura ao lado mostra as fases de operações simples de dobramento:

Nessas operações simples usam-se matrizes montadas em prensas de estampagem, para obtenção de elementos relativamente curtos.

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ESTAMPAGEM 05

A figura ao lado mostra, em outro exemplo, as fases de operações simples de dobramento:

E na figura em baixo mostram-se os principais elementos de uma matriz:

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ESTAMPAGEM 06

Na embutidura, os raios de curvatura e a elasticidade do material são os fatores mais importantes.

Deve-se sempre evitar cantos vivos e fixar os raios de curvatura em 1 a 2 vezes a espessura em chapas moles, e de 3 a 4 vezes em chapas duras.

É comum depois do dobramento, devido à elasticidade do material, que as chapas tendem a voltar a sua forma primitiva, sendo recomendado construir as matrizes com os ângulos mais acentuados e realizar a operação várias vezes em uma ou mais matrizes.

O encurvamento segue os mesmos princípios e conceitos do dobramento, porém podendo haver várias fases como na figura abaixo:

Peças obtidas por dobramento Gabinetes de CPU, estojos, painel de fotos, componentes de máquinas de café.

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ESTAMPAGEM 07

Estampagem profunda

A Estampagem profunda é a estampagem de objetos ocos derivados de chapas planas, geralmente, sem deformar a espessura e em uma ou mais fases.

Na estampagem profunda os elementos estarão recebendo forças radiais de tração e forças tangenciais de compressão.

Na figura ao lado, está um esquema de matriz para estampagem profunda.

O disco de embutir foi introduzido sobre peça de retenção ou fixação G.

O punção A é fixado no porta-punção B e o conjunto é fixado na parte móvel ou cabeçote superior da prensa.

Durante a deformação, o punção A, ao penetrar na matriz C, molda o objeto. Durante a penetração o mancal D é comprimido e comprime ao mesmo tempo a mola E. O mancal D impede a deformação irregular da chapa e o disco de retenção G garante um embutimento sem rugosidade. No fim, o punção A retrocede e o mancal D, sob a ação da mola E, sobe e expulsa o objeto conformado.

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As prensas de estampagem podem ser mecânicas ou hidráulicas. As pequenas prensas, de pequeno porte, costumam chamar-se Balancés ou Balancins.

Nas prensas mecânicas, a fonte de energia é um volante, sendo a energia aplicada por meios de manivelas, engrenagens e excêntricos durante a aplicação do esforço.

Nas hidráulicas, a energia para o esforço é aplicada por meio de pressão hidrostática, fornecida por um pistão ou mais.

ESTAMPAGEM 08

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Peças obtidas por repuxo

Copos, panelas de pressão, frigideiras, lixeiras, caixas de relógio, instrumentos musicais, tanques de radiadores, cartuchos, formas para bolo e componentes de carburador.

Cunhagem

Cunhagem é um processo de prensagem, geralmente realizada a frio, em que as superfícies das peças são limitadas pelas matrizes de modo que o perfil e a impressão sejam reproduzidos perfeitamente.

Na cunhagem a primeira etapa é a operação preliminar de forjamento e extrusão, visto que apenas uma pequena redistribuição do metal pode ser obtida. Em seguida é realizada a cunhagem, em prensas ou martelos de forja, submetendo o metal a uma deformação entre as duas partes da matriz fazendo ultrapassar o limite de escoamento sob compressão do metal. Geralmente aumentando a carga acima do limite, de 3 a 5 vezes, para conseguir a deformação desejada. E, por fim, o corte das rebarbas restantes do processo.

Os metais usados na cunhagem incluem aços-carbono, aços-liga com 0,30% de carbono, levando-se em conta que a capacidade de cunhagem decresce à medida que o teor de carbono e de elementos liga aumentam. O processo de cunhagem aplica-se em objetos decorativos como medalhas, moedas e outros, ou quando se deseja grande precisão dimensional como na indústria automobilística.

ESTAMPAGEM 09

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Estampos

Os estampos compõem-se de um conjunto de peças ou placas que, associado a prensas ou balancins, executa operações de corte e de dobragem para produção de peças em série.

A imagem ao lado é de um estampo de corte.

Durante o processo, o material é cortado de acordo com as medidas das peças a serem estampadas, a que se dá o nome de tira.

Quando cortamos numa tira de material as formas de que necessitamos, a parte útil obtida recebe o nome de peça.

O restante de material que sobra chama-se retalho, como na figura a seguir.

ESTAMPAGEM 10

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ESTAMPAGEM 1

O estampo de dobra é também conhecido como dobrador.

É formado de punção e matriz e, geralmente, guiado pelo cabeçote da prensa ou placa-guia.

O punção é uma peça de aço, temperada e revenida, cuja parte inferior tem um perfil que corresponde à superfície interna da peça.

Pode ser fixado diretamente no cabeçote da prensa ou por meio da espiga.

A matriz é de aço e a sua parte superior tem a forma da parte exterior da peça.

Pode ser fixada diretamente sobre a mesa da prensa.

Geralmente, é sobre a matriz que se fixam as guias do material da peça, que são elementos adaptados ao estampo para dar uma posição adequada de trabalho.

Existem estampos mistos cujas estruturas são o resultado da união dos estampos de corte e de dobra.

Os estampos mistos realizam as duas operações, tanto de corte como de dobragem.

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ESTAMPAGEM 12 FOTOS DE PEÇAS OBTIDAS POR EMBUTIDURA

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ESTAMPAGEM 13 PRENSAS REFERENTESAEMBUTIDURA

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ESTAMPAGEM 14 http://youtu.be/tQatj5blujk Estampagem 14:48 http://youtu.be/1JhIsWYWQx4 Dobragem, quinagem e curvamento 13:03 http://youtu.be/jbeQttmM_cM Análise de tensões ao embutir 01:30 http://youtu.be/yMy2_Aet2_M Matriz de corte progressiva 02:0 http://youtu.be/pQOr04xET0I Prensa hidraulica caseira de 2 ton 10:47 http://youtu.be/xXS-xWkyejs Prensa hidraulica caseira de 20 ton 0:4 http://youtu.be/-vwacbaOXjU Prensa hidraulica de 20 ton 04:19 http://youtu.be/h1tdvp4uk-4 Estampagem de anilhas 0:38 http://youtu.be/d21W1zkWdQg Operação de estampagem 01:08

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ESTAMPAGEM 15 http://youtu.be/nsj4kMoUAm0 Animação em Autodesk Inventor(PI) 1:30 http://youtu.be/lT_Hkc4bIoo Animação em Autodesk Inventor(PS) 05:52 http://youtu.be/k-Dc0TMzckg Animação Solid Works 02:08 http://youtu.be/9dUYgoz99Xc Simulação de Estampagem 0:43 http://youtu.be/vvwaumUCclU FMR Indústria Metalúrgica 02:06 http://youtu.be/zwHFrpeHaNE Processo de fabricação JAC J6 09:18 http://youtu.be/E3aWJIxYjbs Teste deEmbutidura de chapas(1) 01:26 http://youtu.be/oassttBoNjc Teste deEmbutidura de chapas(2) 03:09 http://youtu.be/kl-f0HdIi6I Estampagem progressiva rápida 0:51 http://youtu.be/GF8OxmMeqVE Fabricação de dobradiças 02:2

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