PROCFAB.05.1-Estampagem Extra

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ESTAMPAGEM Estampagem 01

Estampagem: Introdução

• Quando alguma coisa é produzida, você nunca tem apenas uma operação envolvida nessa fabricação.

• Geralmente, o que se tem são produtos intermediários, como na laminação, em que as chapas laminadas, após bobinadas, são usadas na fabricação de peças para a indústria automobilística, naval, eletrónica e mecânica em geral.

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Estampagem: Introdução

• Para que as chapas adquiram o formato desejado, é necessário que elas passem por um processo de conformação mecânica que visa dar-lhes forma final.

• Esse processo é chamado de ESTAMPAGEM.

• Estampagem é um processo de conformação mecânica, geralmente realizado a frio, que engloba um conjunto de operações, onde a chapa plana adquire uma nova forma geométrica, plana ou oca.

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Estampagem: materiais mais utilizados

• As chapas metálicas de uso mais comum na estampagem são:

• As feitas com as ligas de aço de baixo carbono;

• Os aços inoxidáveis;

• As ligas alumínio-manganês;

• Alumínio-magnésio;

• E o latão70-30, que tem um dos melhores índices de estampabilidade entre os materiais metálicos.

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Estampagem

• Além do material, outro fator que se deve considerar nesse processo é a qualidade da chapa.

• Os itens que ajudam na avaliação da qualidade são:

A composição química, as propriedades mecânicas, as especificações dimensionais, acabamento e aparência da superfície.

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Estampagem Qualidade da chapa

• Composição química

Deve ser controlada no processo de fabricação do metal.

• A segregação de elementos químicos, por exemplo, que pode estar presente no lingote que deu origem à chapa, causa o comportamento irregular do material durante a estampagem.

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Estampagem Qualidade da chapa

• Propriedades mecânicas

A dureza e resistência à tração, são importantíssimas na estampagem.

Determinadas por meio de ensaios mecânicos, juntamente com dados sobre a composição química, geralmente são fornecidos nas especificações dos materiais, presentes nos catálogos dos fabricantes das chapas e padronizados através de normas.

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Estampagem Qualidade da chapa

• Especificações das dimensões

Ajudam no melhor aproveitamento possível do material, quando é necessário cortá-lo para a fabricação da peça.

• O ideal é obter a menor quantidade possível de sobras e retalhos que não podem ser aproveitados.

• O aproveitamento ideal envolve também o estudo da distribuição das peças na chapa.

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Estampagem Aproveitamento da chapa

• Aproveitamento máximo da chapa (lay out de tira) Estampagem 09

Estampagem Aproveitamento da chapa

• Aproveitamento máximo da chapa (lay out de tira) Estampagem 10

Estampagem Qualidade da chapa

• Defeitos de superfície prejudicam não só a qualidade da peça estampada, como também influenciam no acabamento quando o produto deve receber pintura ou algum tipo de revestimento como a cromação, por exemplo.

• Por isso, esse é um fator que também deve ser controlado.

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Operações de estampagem

• Realizadas por meio de prensas que podem ser mecânicas ou hidráulicas, dotadas ou não de dispositivos de alimentação automática das chapas, tiras cortadas, ou bobinas.

• A seleção de uma prensa depende do formato, tamanho e quantidade de peças a serem produzidas e, conseqüentemente, do tipo de ferramentas que será usado.

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Operações de estampagem

• Normalmente, as prensas mecânicas são usadas nas operações de corte, dobramento e estampagem rasa.

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Operações de estampagem

• As prensas hidráulicas são mais usadas na estampagem profunda.

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Estampagem: operações básicas

• Corte; • Dobramento;

• Estampagem profunda (ou "repuxo").

• Isso só é possível devido a plasticidade.

• Nem todo material pode passar pelas operações de estampagem.

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Corte de chapas

• O corte é a operação de cisalhamento de um material na qual uma ferramenta ou punção de corte é forçada contra uma matriz por intermédio da pressão exercida por uma prensa.

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Corte de chapas

• Em princípio, a espessura da chapa a ser cortada deve ser igual ou menor que o diâmetro do punção.

• As peças obtidas por corte, podem, eventualmente, ser submetidas a uma operação posterior de estampagem profunda.

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Corte de chapas

• O corte permite a produção de peças nos mais variados formatos. Estes são determinados pelos formatos do punção e da matriz.

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Corte de chapas Estampagem 19

Matriz para corte Estampagem 20

Matriz para corte

• O punção deve apresentar secção conforme o contorno desejado da peça a ser extraída da chapa; do mesmo modo, a cavidade da matriz.

• É muito importante o estabelecimento da folga entre o punção e a matriz.

• Essa folga depende da espessura da chapa e do tipo de material, que pode ser duro ou mole.

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Matriz para corte

• O gráfico abaixo permite a determinação da folga entre o punção e a matriz, em função do tipo de material e da espessura da chapa.

Curvas: Superior –aço duro; Média –aço macio e latão; Inferior –alumínio e metais leves.

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Matriz para corte

• Folgas muito grandes provocam rebarbas que podem ferir os operadores.

• As folgas pequenas provocam fissuras, ou seja, rachaduras, que causarão problemas nas operações posteriores.

• Quanto menores forem as espessuras das chapas e o diâmetro do punção, menor será a folga e vice-versa.

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Matriz para corte

• Um corte, por mais perfeito que seja, sempre apresenta uma superfície de aparência "rasgada". Por isso, é necessário fazer a rebarbação, que melhora o acabamento das paredes do corte.

• Pode-se cortar papel, borracha e outros materiais não metálicos com um punção de ângulo vivo. Nesse caso, o material fica apoiado sobre uma base sólida de madeira ou outro material mole.

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Matriz para corte

Rebarbação Corte com punção de ângulo vivo Estampagem 25

Ferramentas especiais: Estampos

• Constituição básica: • Punção (macho);

• Matriz

• Classificação das ferramentas de acordo com o tipo de operação a ser executada:

• Ferramentas para corte;

• Ferramentas para dobramento;

• Ferramentas para estampagem profunda.

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Ferramentas especiais: Estampos

• Na prensa, o punção geralmente é preso na parte superior que executa os movimentos verticais de subida e descida.

• A matriz é presa na parte inferior constituída por uma mesa fixa.

• Estas ferramentas devem ser resistentes ao desgaste, ao choque e à deformação, ter usinabilidade e grande dureza.

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Ferramentas especiais: Estampos

• Os estampos são fabricados com aços ligados, chamados de aços para ferramentas e matrizes.

• O fio de corte da ferramenta é muito importante e seu desgaste, com o uso, provoca rebarbas e contornos pouco definidos das peças cortadas.

• A capacidade de corte de uma ferramenta pode ser recuperada por meio de retificação para obter a afiação.

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Dobramento

• No dobramento, a chapa sofre uma deformação por flexão em prensas que fornecem a energia e os movimentos necessários para realizar a operação.

• A forma é conferida mediante o emprego de punção e matriz específicas até atingir a forma desejada.

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Dobramento

• Para comprimentos de dobra considerados pequenos, utilizam-se estampos que possuem a forma a ser dobrada.

• Para fabricação de perfis dobrados ou alguns tipos de peças com comprimentos de dobras considerados grandes, utilizamse prensas dobradeiras / viradeiras com matrizes e machos (punções) universais.

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Dobramento

Prensa dobradeira / viradeira Dobramento de perfis Estampagem 31

Dobramento Estampagem 32

Dobramento

• Os cantos vivos ou raios pequenos podem provocar a ruptura durante o dobramento.

• Materiais mais dúcteis como o alumínio, o cobre, o latão e o aço com baixo teor de carbono, necessitam de raios menores do que materiais mais duros como os aços de médio e altos teores de carbono, aços ligados, etc.

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Dobramento

• O dobramento pode ser conseguido em uma ou mais operações, com uma ou mais peças por vez, de forma progressiva ou em operações individuais.

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Dobramento

Dobramentos em prensas dobradeiras em várias operações Estampagem 35

Dobramento

• Até atingir o formato final, o produto pode ser dobrado com o auxílio de apenas um estampo em uma única ou em mais fases ou, então, com mais de um estampo.

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Dobramento

• E para obter os variados formatos que o dobramento proporciona, realizam-se as seguintes operações:

Dobramento simples e duplo Dobramento em anel (aberto ou fechado)

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Dobramento

Nervuramento Corrugamento Estampagem 38

Dobramento

• Numa dobra simples em matriz, parte da chapa fica presa pelo prensa-chapa e a outra parte permanece livre, todo o conjunto funcionando como uma viga em balanço.

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Encurvamento

• A operação de encurvamento segue, em linhas gerais, os mesmos princípios e conceitos explicados na operação de dobramento.

Curvatura total de uma chapa realizada com uma única matriz Estampagem 40

Estampagem Profunda

• O repuxo ou embutimento é uma operação de estampagem onde uma chapa, inicialmente plana, é transformada em um corpo oco sem que haja aparecimento de rugas e trincas.

• Ela é realizada a frio e, dependendo da característica do produto, em uma ou mais fases de conformação.

• Por esse processo, produzem-se panelas, partes das latarias de carros como guarda-lamas, capôs, portas, e peças como cartuchos e refletores parabólicos.

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Estampagem Profunda Estampagem 42

Operação de repuxo Estampagem 43

Estampagem Profunda

• Desenho esquemático de uma matriz simples para estampagem profunda.

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Blank e peça após a estampagem Estampagem 45

Estampagem Profunda

• As tensões que atuam no processo, são diferentes em cada região da peça, gerando variações na sua espessura.

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Estampagem Profunda

• Basicamente, existem quatro regiões com deformações distintas:

1 - Parte plana do fundo da peça cuja espessura final é praticamente a mesma do blank, quase não apresentando deformação;

2 - O raio do fundo da peça onde ocorre significativa deformação na espessura;

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Estampagem Profunda

3 - O raio da matriz onde se verifica um aumento de espessura pelas diferenças entre as tensões de tração, compressão e a componente tangencial;

4 - As paredes laterais onde ocorre um decréscimo gradual da espessura até o fundo da peça.

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Embutimento

• Formas mais comuns de punções em processos de embutimento.

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Folga matriz-punção

• A Figura a seguir apresenta, como referência, os intervalos recomendados para o raio da matriz Rm, o raio do punção r e a folga matriz-punção δ em função da espessura e do blank.

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