Projeto de ferramentas

SENAI - SP, 2006

Trabalho elaborado pela Escola SENAI Roberto Simonsen do Departamento Regional de So Paulo.

Coordenao Geral Coordenao

Dionisio Pretel Laur Scalzaretto Nivaldo Ferrari

Organizao:

Boanerges Lombardi

Editorao

Adriana Ribeiro Nebuloni cio Gomes Lemos da Silva

Escola SENAI Roberto Simonsen Rua Monsenhor Andrade, 298 Brs CEP 03008-000 - So Paulo, SP Tel. 11 3322-5000 Fax. 11 3322-5029 E-mail: senaibras@sp.senai.br Home page: http//:www.sp.senai.br

Sumrio

Pgina Projeto Estampo de corte Placa-base Punes Pilotos centradores Pinos de guia Corte em ferramentaria Esforo de corte Passo de estampo Sistema de avano Disposio da pea na tira Localizao da espiga Dureza das peas Emprego do cerromatrix Colunas e buchas Bases com colunas e buchas Parafusos tipo Allen e parafusos de cabea cilndrica Molas para estampo Estampos de duplo efeito Classificao e propriedades de chapas laminadas a frio (NORMA DIN - 1624) Prensas Sistemas de segurana Estampos de dobrar, curvar e enrolar Fenmenos da dobra Clculo do desenvolvimento da linha neutra Esforo de dobra Sistema de dobradores Estampos de embutir Folga entre puno e matriz Embutidores Estampos progressivos Referncias bibliogrficas 3 25 41 45 49 51 55 61 65 67 73 83 89 93 97 105 109 111 115 123 125 135 139 143 145 151 155 161 165 175 181 187

Projeto

A idia de um projeto surge com a necessidade da produo de uma determinada pea. H algum tempo atrs, as duas noes projetar e mtodo de trabalho, nada tinham entre si, isto mudou. Simplesmente porque percebemos, que um problema qualquer, sempre mostra dois aspectos, sendo um objetivo (prtico), e outro de aspecto metdico. Procurando uma soluo, costumamos logo de imediato tratar o problema sobre o ponto de vista prtico. Quase sempre nos falta tempo. Muitas vezes j tarde percebemos, que tomamos um caminho errado, que passos importantes no foram observados, e que foram aplicadas mtodos falsos.

O que projetar difcil em poucas palavras dar uma definio precisa sobre projetar. Observar do ponto de vista objetivo podemos dizer que: Dada um determinada tarefa, projetar, seria encontrar uma soluo que, tecnicamente fosse a mais perfeita possvel, que seja econmica e tenha uma esttica satisfatria. O trabalho de um projetista caminha de acordo com as muitas diferentes idias surgidas.

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Fundamentos bsicos para elaborar um projetoO xito de um projeto est diretamente ligado formulao cuidadosa de algumas questes como: Qual a aplicao? Em que condies trabalha? Qual a importncia na contra pea e em geral no conjunto de como trabalha? Quais so suas exigncias fsicas para atender plenamente a qualidade?

As fases de desenvolvimento de um projeto.Fase de planejamento, fase de concepo , fase de esboo, fase de elaborao , aprovao da produo e produo.

Tpicos de matemtica elementarFraes O smbolo zero. Chamamos: -

a significa a:b, sendo a e b nmeros naturais e b diferente de b

a de frao; ba de numerador b de denominador

se a mltiplo de b, ento

a um numero natural. b

Veja um exemplo: A frao

8 igual a 8:2. Neste caso, 8 o numerador e 2 o denominador. 2

Efetuando a diviso de 8 por 2, obtemos o quociente 4. Assim,

8 um numero natural e 8 mltiplo de 2. 2

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Durante muito tempo, os nmeros naturais foram os nicos conhecidos e usados pelos homens. Depois comearam a surgir questes q no poderiam ser resolvidas com nmeros naturais. Ento surgiu o conceito de numero fracionrio. O significado de uma frao:

a um numero natural. Outras vezes, isso no acontece. b a Neste caso, qual o significado de ? bAlgumas vezes Uma frao envolve a seguinte idia: dividir algo em partes iguais. Dentre essas partes, consideramos uma ou algumas, conforme o nosso enteresse. Exemplo: Roberval comeu

3 de um chocolate. Isso significa que, se 4

dividssemos o chocolate em 4 partes iguais, Roberval teria comido 3 partes:

Chocolate

Na figura acima as partes pintadas seriam as partes comidas por Sandoval, e a parte branca a que sobrou do chocolate. Classificao das fraes Frao prpria: o numerador menor que denominador:

2 1 3 , , 3 4 5

Frao imprpria: o numerador igual ou maior ao denominador

4 5 6 , , 3 5 4frao aparente: o numerador mltiplo do denominador.

6 24 8 , , 3 12 4

Fraes equivalentesFraes equivalentes so fraes que representam a mesma parte do todo. Exemplo:

1 2 4 , , so equivalentes. 2 4 8

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Para encontrar fraes equivalentes devemos multiplicar o numerador e o denominador por um mesmo numero natural, diferente de zero.

Denominao de ferramentasEsta denominao necessita de uma certa lgica para evitar confuses. Se a ferramenta efetua varias operaes, poder ser til mencionar cada uma delas, indicando eventualmente a ordem na qual iro ser efetuadas.

Classificao das ferramentasPodem ser classificadas inicialmente, pelas operaes que efetuam; temos ento: ferramentas de corte ferramentas para deformao ferramentas de embutir ou repuxar

Em outros casos as ferramentas podem combinar varias operaes; temos assim: ferramentas combinadas

a- Ferramentas de corteEstas ferramentas podem ser classificadas pelo tipo de trabalho: ferramenta de corte simples ferramenta de corte progressivo ferramentas de corte total

Pelas formas da ferramenta: ferramentas de corte; aberta(para corte simples) ferramentas de corte de coberta ou placa de guia (para corte simples ou progressivo) ferramenta de corte com colunas (para simples ou progressivo ou total) ferramentas de corte com guia cilndrica (para corte total)

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b- Ferramentas para deformaoA classificao destas ferramentas pode ser feita somente em funo do servio a ser realizado: ferramentas de dobra em V, U ou L ferramentas de enrolar (extremos ou total) ferramentas de aplainar ferramentas de estampar

c- Ferramentas de embutir ou repuxarclassificam pelo tipo de trabalho: ferramenta de repuxo sem prendedor de chapa (para repuxo de ao simples) ferramenta de repuxo com prendedor de chapa (para repuxo de ao dupla), para prensas de simples e duplo efeito

d- ferramentas combinadasApresentam-se sob formas diversas, sendo possvel classific-las em: Ferramentas combinadas totais Ferramentas combinadas progressivas

Tratamentos trmicosOs tratamentos trmicos so operaes de aquecimento e resfriamento que visam modificar as propriedades dos aos e ligas. Os tratamentos trmicos no alteram a composio qumica da liga. Modificam a constituio, a estrutura e o equilbrio mecnico do metal. Tentase melhorar as qualidades mecnicas da liga agindo sobre a constituio e a estrutura sem alterar o estado de equilbrio.

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Componentes dos aos normaisFerrita constituda por ferro que tem somente vestgios de carbono. Pouco tenaz, R=30kg/mm porm muito dctil. magntica a temperatura ordinria. Cementita um carbureto de ferro CFe3 , magntica at 210 C. Muito dura (h=700 Brinel, 240 kg/mm), muito frgil. Perlita uma mistura de ferrita e cementita, que pode apresentar-se em camadas alternadas (perlita lamear) ou em glbulos de cementita envolvidos na ferrita (perlita globular). o material que forma o ao ordinrio com 0,85% de carbono Austenita uma soluo slida de carbono no ferro, estvel a altas temperaturas. Pouco duro H=300, R=105 kg/mm, relativamente malevel. Martensita o material que constitui os aos temperados at a mxima dureza. Formada por uma soluo slida supersaturada de carbono no ferro, frgil e muito dura. Troostita e sorbita Estes dois componentes tem a mesma composio fsica e qumica que a perlita, porem, a estrutura muito mais fina. A troostita obtm-se diretamente por resfriamento, a sorbita Obtm-se por aquecimento de um ao temperado a mxima dureza. Bainita

um componente ainda pouco conhecido que encontrado nos aos especiais. Quase to dura quanto a martensita, , contudo menos frgil.

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Diagrama de equilbrioChamado igualmente de Roozeboon, que permite a compreenso dos fenmenos de tmpera e recozimento de aos. O ferro puro pode apresentar-se sob dois estados: estado (alfa) abaixo de 906 C. estado (gama) acima de 906 C.

O ferro praticamente no dissolve o carbono (0,006% a 0 C, 0,04% a 700 C). magntico at 768 C. O ferro pode dissolver at 1,7% de carbono a 1145 C, no magntico. Exame do diagrama de equilbrio abaixo de 720 C.

O ao que contm menos de 0,85% de carbono composto de ferrita e perlita. No tem bastante CFe3 com toda ferrita e formar a perlita. O ao que contem mais e 0,85% de carbono composto de perlita e cementita. (Existe acesso de carburetos de ferro.) A 720 C.

Inicia uma transformao, que acaba a uma temperatura indicada pelas linhas SG e SE e que varia conforme o teor de C. Acima destas temperaturas o ao completamente transformado. O ferro tornou-se ferro , o carbono esta em soluo slida. O acido austentico. Observao: O ao de 0,85% de C, denominado ao pertlico transforma-se temperatura constante.

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Designa-se por: A 1 : a primeira temperatura de transformao; A 3 : a temperatura no fim da transformao dos aos de 0,05 a 0,85% C. A cm : a temperatura no fim da transformao dos aos som mais de 0,85% C. As linhas GS e SE de situao dos pontos A 3 e A cm , tem um papel importante nos tratamentos trmicos. Durante o resfriamenTo muito lento de um ao que foi aquecido at uma temperatura superior ao ponto A 3 , as transformaes vo se repetindo em sentido inverso, temperaturas ligeiramente inferiores (ex. A 1 de 650 a 720 C). Se o resfriamento for rpido as transformaes no podero ser realizadas parcialmente. Os componentes correspondero a um estado sem equilbrio, denominando tmpera. Se o resfriamento for efetuado com bastante velocidade, no ocorrer nenhuma transformao e a austenita persistir temperatura ambiente(alguns aos especiais permitem obter este resultado). As velocidades de resfriamento superiores a 100 C/seg, o ferro da austenita se transforma em ferro a , porm o carbono no consegue separarse. Forma-se um novo componente: a martensita. A uma velocidade de resfriamento menor o ferro se transforma em ferro tende a se reorganizar. O ao ento normal em relao aos componentes mas anormal no que diz respeito grossura das parcelas dos componentes (menor espessura das lamelas). Obtm-se a troostita. Para velocidades de resfriamento compreendidas entre dois valores tem-se um complexo martensita-troostita. Foram estabelecidos diagramas que indicam para cada tipo de ao, os tempos necessrios para a transformao dos elementos componentes.a

,

o carbono restitui carburetos de ferro e uma pequena quantidade de perlita

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Estes diagramas so denominados diagrama TTT(tempo, temperatura, transformao) ou curva em S.

A denominao exata : diagrama de transformao isomtrica da austenita sub-resfriada.

Estes diagramas permitem determinar o tempo necessrio para e resfriamento, em cada tipo de tratamento trmico.

Tmpera um tratamento trmico que consiste em aquecer a pea e resfri-la bruscamente. Objetivo: Aumentar a dureza do metal. Modo de execuo: O ao aquecido a uma temperatura a uma temperatura de A 3 + (50 a 100 C) e resfriado rapidamente. N.B.:Somente os aos que contem mais de 0,3% de C permitem a tmpera. Os fatores q influenciam os resultados deste tratamento so: a) Temperatura da tmpera; b) Velocidade de resfriamento. Os aos-carbonos ou com pequenas porcentagens de elementos de adio devem ser resfriados por gua to rpida e profundamente quanto possvel para adquirirem a mxima dureza. Os aos-liga podero ser resfriados no leo, no ar em movimentos ou simplesmente no ar repouso. Cada espcie de ao exige uma determinada velocidade mnima de resfriamento, para obter a dureza mxima. A curva em S mostra o q ocorre se no resfriarmos o ao com a rapidez suficiente (formao de perlita ou bainita).

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Banhos para tmpera A temperatura inicial. O volume, a viscosidade e a condutibilidade trmica so muito importante, pois condicionam a velocidade de resfriamento e, portanto, o valor da tmpera. Os banhos mais usuais so: a) gua a 15C, normalmente utilizada para os aos carbono normais; proporciona um resfriamento rpido e, portanto, uma tmpera energtica. b) leo mineral, liquido, viscoso, ocasiona um resfriamento relativamente lento, e uma tmpera suave. utilizado para a tempera de aos especiais e de pea de ao-carbono, porm de forma complexa ou de pequena seco: c) O sopro de ar empregado para temperar aos especiais com pequena velocidade crtica de tmpera (aos autotemperveis). Realizao da tmpera N. B.: interessante temperar somente peas que no apresente tenses internas. Nunca pea muito usinada vantajoso recozer antes da tmpera. 1- Aquecer lentamente a pea em um forno de pr-aquecimento at 400C; 2- Situar a pea to aprumada quanto possvel, no forno estabilizado a temperatura da tempera. A pea alcanar a temperatura desejada quando apresentar a mesma cor que as paredes do forno; 3- Manter esta temperatura durante uma frao de tempo, proporcional a espessura da pea. Mover a pea sobre o pavimento do forno, afim de que o calor seja repartido uniformemente; 4- Tirar a Ea, submergi-la no banho, agit-la sem exagero, a menos que o liquido no seja agitado mecanicamente, e tir-la quando fria Defeitos de tmpera As duas causas de possveis defeitos aquecimento e resfriamento. 1- Falta de dureza. Pode ser causada por uma temperatura muito baixa ou por uma decarburao superficial (forno mal regulado). As partes menos duras podem ser provocadas pelas bolhas de vapor que ficaram coladas pela superfcie da pea, durante sua imerso.

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2- Deformaes. possvel suprimi-las por completo. Podem decorrer do aquecimento ou do resfriamento no uniforme. 3- Fendas So produzidos especialmente nas mudanas de seco, em virtude de resfriamento demasiado rpido. Tmpera Isomtrica Na tmpera ordinria o resfriamento do ncleo da pea efetua-se lentamente, a formao da martensita verifica-se, portanto, inicialmente na superfcie, mais tarde, no interior da pea. Este atraso tem riscos graves, pois a formao de martensita e acompanhada por uma dilatao sensvel do ao. A superfcie da pea pode fender-se quando o ncleo se dilata. Fendas de tmpera aparecero na pea. Em outros casos a superfcie no se altera, mas a pea se deforma ou se retorce, especialmente se for de forma assimtrica. Em lugar de resfriar a pea em gua ou leo temperatura ambiente. A mesma pode ser resfriada em um banho metlico ou de sal, cuja a temperatura imediatamente superior a M s (formao de martensita) para o ao a ser tratado. Mantm-se a pea no banho o tempo necessrio para permitir a equalizao das temperaturas, mas no tanto que permita comear a transformao baintica. Em continuao retira-se a pea do banho, deixando-a resfriar, ao ar livre ou uma corrente de ar, at a temperatura ambiente. A formao da martensita e a dilatao que a acompanha tem lugar durante o lento resfriamento no ar, e uniformemente em toda a seco, pois a diferena de temperaturas entre a superfcie e o ncleo era pequeno. Aps e resfriamento total at a temperatura ambiente efetua-se um revenimento normal para obter a dureza desejada. 13

A vantagem da tmpera isotrmica reside na diminuio dos riscos de fendas e de deformao. Esta vantagem limitada pelo fato de que este mtodo exige um banho especial, ademais, pode ser aplicada somente nos aos para as tmperas no leo e no ar, por causa da capacidade de resfriamento, toda a transformao que possa produzir uma estrutura doce. Apesar dessas limitaes, a tmpera isotrmica tem, cada dia, maior aplicao e se tem revelado especialmente til para o tratamento de ferramentas complicadas e de peas de produo, para as quais exigem uma grande preciso. Tempera bailtica De igual modo que na tempera isotrmica, as peas so resfriadas em um banho, em que a temperatura um pouco maior que a de formao de martensita. O tempo da operao suficientemente grande para que a austenita possa transformar-se completamente em bainita. Esta estrutura bastante dura e extraordinariamente tenaz. A dureza mxima que pode ser obtida pela tempera baintica alcana 60-61 Rc para alguns aos, mas sensivelmente inferior para outros. As vantagens deste mtodo so: em certos limites de dureza, a estrutura obtida mais tenaz do que possvel se obter por qualquer outro tratamento trmico. (Uma pea que tenha sido temperada por este processo mos tenaz que a pea idntica, temperada e revenida normalmente, com igual dureza). Ademais, este tratamento ocasiona as mnimas distores e deformaes possveis. Para os aos fracamente ligados, o processo aplicado somente a peas de pequenas dimenses. Para aos fracamente ligados, processo aplicado somente a peas de pequenas dimenses, enquanto que nos aos de pequeno teor de elementos de adio, o tempo necessrio para obter uma transformao completa freqentemente, muito grande e torna a operao demasiadamente cara. A tmpera baintica tem, at agora, suas principais aplicaes no tratamento de ferramentas pequenas que devem ser muito tenazes e no demasiadamente duras, e em pequenas peas de produo. 14

RevenimentoEste tratamento aplicado somente a peas temperadas. Consiste em reaquecer o metal com o objetivo de permitir um retorno mais ou menos acentuado ao estado normal a frio. Nos aos sem liga, quanto maior a temperatura de revenido, mais diminui a dureza, quando a temperatura do revenido alcana os 400-500C. Os diagramas de revenido indicam a dureza obtida aps revenido a diferentes temperaturas. Permite suprimir as tenses internas provocadas pela tmpera e diminuir a fragilidade das peas temperadas, conservando a dureza necessria. Modo de execuo do revenido 1- com forno e pirmetro: a) Estabilizar o forno a temperatura desejada b) Manter a pea no forno durante um tempo varivel (dependente da espessura da pea); c) Resfriar no ar, no leo ou a gua. 2- Na forja: A temperatura se avalia pelas cores que o metal toma. Cinza esverdeado: Azul claro: Violeta: Amarelo escuro: 330C 310C 280C 250C

Observao: o calor necessrio para o revenido de um pequeno puno, de um pino etc, pode ser fornecido por uma reserva de calor, conservada por cima da parte resfriada, na operao de tmpera. Igualmente, pode ser fornecida por um bloco previamente aquecido, sobre o qual se situa a pea que deve ser revenida.

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RecozidoEste tratamento trmico consiste em aquecer a pea e deix-la esfriar o mais lentamente possvel. Motivos: 1- suprimir os efeitos da tmpera; 2- regenerar um metal superaquecido (queimado) 3- eliminar a fragilidades ou as tenses internas; Eis porque a palavra recozimento no poder ser empregada s, mais acompanhada de termos que indiquem seus efeitos: 1- recozimento para eliminar a dureza; 2- recozimento para normalizar; 3- recozimento para eliminar as tenses; Modo de execuo: aquecer uma temperatura que varia de 600C a uma superior a A 3 , segundo o tipo de recozimento e, em continuao, resfriar, tanto mais lentamente quanto mais carburado seja o ao. O resfriamento feito em cinzas, areia ou forno apagado. Recozimento das chapas Nas peas embutidas, o recozimento, para eliminar tenses, permite readquirir as primitivas propriedades. Mas este recozimento deve ser efetuado no momento certo. Com efeito quando um ao esta endurecido somente a 20%, o recozimento engrossa, de modo considervel, e o gro de metal perde uma parte de suas possibilidades de embutio. preciso recozer as peas, se for necessrio, o mais tarde possvel. Todo o metal aquecido ao ar livre se oxida e a oxidao aumenta rapidamente, com a temperatura. A camada de oxido pode alcanar vrios dcimos de milmetro de espessura da chapa.

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preciso aps cada recozimento limpar, decapar e lavar as peas. Estas operaes so caras e exigem instalaes apropriadas. Alem disso, se estas operaes eliminam o xido, no podem evitar a perda de espessura da chapa. Portanto, se h interesse em se evitar a formao de oxido, deve-se quando possvel, fazer o recozimento em forno fechado ou em atmosfera controlada. O resfriamento, aps o aquecimento influi no valor da operao. O recozimento, para o ao e o alumnio, melhor, quanto mais lentamente for resfriada a pea. O contrario se da para o lato, o resfriamento deve ser brusco e feito na gua fria.

CementaoEste tratamento trmico consiste em provocar uma carburao superficial no ao de menos de 0,2% de Carbono, para permitir a tmpera superficial. A cementao compreende: 1- Carburao superficial das peas, levando-as a uma temperatura igual ou superior a A 3 , em presena de um carburante (o ferro dissolve o carbono, formando a austenita). 2- Uma srie de operaes de tmpera, para dar ao ncleo e superfcie da pea as qualidades requeridas. Principais carburantes (compostos para cementar): os principais carburantes utilizados so: slidos: carbonato de brio, carvo de madeira; lquidos: cianureto de sdio(cianurao );cloreto de sdio; carbonato de sdio; gasosos; gs de rua.

A velocidade de penetrao : 0,1 mm/hora, com carburantes em p: 0,2 mm/hora, com carburantes granulados

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No inicio do tratamento esta velocidade maior nos carburantes lquidos, porem diminui rapidamente. N.B.: Se a carburao deve ser parcial, suficiente recobrir eletroliticamente, com cobre, as partes que no se desejam cementar, para impedir penetrao do carbono. Modo de realizar a operao 1- Em caixa, com carburante slido. As peas so colocadas junto com o carburante, em caixas de material refratrio, estas so cobertas e fechadas com terra, no forno, para obter a estanqueidade; aps so aquecidas temperatura desejada. O tempo necessrio, para obter a cementao exigida, contado a partir do momento em que esta temperatura alcanada. 2- Em banho com carburante liquido. As peas so submersas no banho, suspensas em ganchos ou colocadas em um cesto metlico. Observao: As peas carburadas deforma-se durante o tratamento sendo necessrio prever-se uma ligeira sobre espessura para poder retocar Tratamento aps a carburao Aps a carburao no banho, as peas podem ser temperadas diretamente no leo. Aps a carburao na caixa, podem ser realizados vrios tratamentos, segundo o tipo de ao e as fadigas previstas para as peas: 1- resfriamento na caixa e, em continuao, uma tmpera a 900C e outra a 800C; 2- tmpera na sada da caixa,seguida de uma outra a 800C; 3- resfriamento na caixa e, em continuao, tmpera a 800C, no leo.

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Nitretao um tratamento para endurecer a superfcie, que permite alcanar temperaturas superiores as conseguidas por cementao. Consiste no aquecimento do metal de 500 a 525C, em presena do nitrognio (gs de amnia ), durante o tempo necessrio para se obter a espessura de nitrurao desejada (0,01 mm por hora). As zonas que no devem ser nitruradas sero estanhadas previamente. Quando a operao esta acabada as peas resfriadas na caixa, tem cor azulada mas no sofrem transformaes.

Estampos - componentes A - PunoNas peas de pequenas dimenses, os funes so fabricados geralmente em uma s pea. Nas peas de dimenses mdias, os punes podem ser fabricados em duas peas: uma faca, em ao duro temperado, fixado por parafusos e pinos de guia ao corpo do puno, fabricado em ao semiduro. Este tipo de fabricao pode facilitar a usinagem, diminuir ou evitar as transformaes na tmpera e economizar o ao duro. Nas peas de grandes dimenses, os punes so fabricados geralmente com facas acopladas. O corpo do puno ser em ao semiduro ou de fundio. As facas tero como mximo 250mm de comprimento (para evitar a deformao na tmpera).

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Em geral a forma da pea a ser cortada dada sobre a toda a altura. Pode-se igualmente prever a fabricao usinando somente esta forma sobre 15 ou 20mm. possvel evitar a flexo dos punes redondos de pequeno dimetro, prevendo dois dimetros no puno, a parte que tem o dimetro a ser puncionado ter um comprimento de 8 a 10mm e ser continuada pelo corpo do puno fabricado com dimetro bastante maior. s vezes fabricado em duas peas: uma bucha exterior que refora o puno (permite o emprego de ao calibrado). Dimenses: para evitar rupturas demasiado freqentes, o dimetro mnimo a cortar deve ser a espessura d9o material. Altura dos punes: em geral, adota-se 70mm. Para pequenos punes redondos dever ser verificada a resistncia a flambagem pela formula:

h = 700Na qual:

I Eh = altura do puno E = esforo de corte I = coeficiente dimensional.

d4 Puno redondo i = 64 a4 Puno quadrado I = 12 a h3 Puno triangular I = 36 Puno tubular I = = (D4 d 4 ) 64 b a3 Puno retangular I = 12

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B MatrizComo para os punes, so possveis 3 tipos de fabricao. em uma pea com placa acoplada, de uma pea ou fracionada com peas acopladas

Sada O furo das matrizes formado por uma parte cilndrica, de perfil e dimenses constantes, continuada por uma conicidade chamada sada. A parte cilndrica deve ser igual a 3 ou 4 vezes e (espessura da chapa) at 2 mm (1,5 vez se e >2). Se a ferramenta deve ser utilizada para uma srie muito grande, a altura da parte cilndrica pode ser verificada, tendo em conta o material retirado cada vez que a ferramenta afiada e o numero de peas cortadas entre estas operaes.

H=

0,15 x nmerotota ldepeas 30 a 50000

0,15 representa a espessura retirada em cada retificao. 30000 a 50000 representa numero de peas cortadas entre 2 retificaes. O ngulo de sada varia de 1 a 3. Em alguns casos a sada prolongada at a face de corte, mas ento prefervel fazer esta sada com um ngulo menor na parte superior (0,5). Nos furos redondos possvel fazer continuar a fase de corte por um furo cilndrico que tenha mais ou menos 2 mm de dimetro a mais que o furo de corte, porem prefervel continuar em forma cnica (evitem que os retalhos fiquem presos).

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A fabricao com placa de corte fracionada pode ser feita de dois modos: 1- normal: O suporte da matriz, de ao semiduro, fabricado com um encaixe para receber as peas acopladas, fixadas por parafusos e pinos de guia. A diviso da placa de corte ser feita de forma a facilitar a usinagem e evitar as deformao na tmpera. Nunca deve-se secionar no ngulo ou no alinhamento de uma seo de facas acopladas do puno. Nos furos redondos, podem ser previstas buchas ajustadas; estas sero encaixadas a presso na matriz, ou montadas sem folga e retidas por uma presilha. 2- de blocos: A matriz esta formada por: a) um suporte em ao semiduro. Este tem a forma de uma placa furada que tem, nos dois lados parafusos de presso.(A dimenso do encaixe ser superior em 3mm s dimenses totais dos blocos.) b) blocos de ao duro temperado. So peas segmentadas das quais todas as partes so retificadas, e que, unidas por parafuso de presso, formam a placa de corte da matriz. Determinaes das unies. Neste caso, a matriz acabada independentemente dos punes. As unies sero feitas de preferncia no alinhamento das arestas cortantes. Todos os blocos devem encaixar entre si e se manter fixos mutuamente sob os apertos dos parafusos de presso. Dimenses do suporte da matriz. Em geral so deixados de 25 a 30 mm entre a aresta cortante e o canto externo. Espessura: 18 a 28 mm (20 a 30 antes de usinar, conforme as dimenses).

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Para as placas ou facas acopladas. Espessura de 8 a 23 mm(idem para os punes). aplicando uma das duas formulas; 1- Matriz que se apiam em dois suplementos:

Ed 70 GD,GBK 28 A 38 Composio Qumica % C 0,10Max. Si 0,03 30 A 40 0,15 Mn 0,2 0,45 P 0,04 GD, 32 A 42 Max DBK 40 A 50 S 0,04 Max RP, RPG 50 A 60 60 A 70 > 70

Qualidade para Dobras

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*Em chapas com espessuras superiores a 4 milmetros no se pode obter dureza de laminao superior a K40. As abreviaturas para as laminaes a frio tm as seguintes designaes: LG = 1/16 dura K32 1/8 dura = 1/4 dura K50 = 1/2 dura K60 3/4 dura ou total K70 dureza de molas.

Qualidade de SuperfcieGD = Recozido escuro Cor cinza azulada, admissvel escamas fortemente aderidas. GBK = Recozida e polida Superfcie polida RP = Sem trincas ou porosidades Aspecto liso e uniforme RPG Sem trincas ou porosidades Superfcie lisa e brilhante

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Prensas

So mquinas de fabricao robusta, destinadas a cortar, dobrar, repuxar ou embutir, utilizando-se, para isso, os diversos tipos de estampos confeccionados para esses fins. So utilizadas na fabricao de peas em srie, uma vez que permitem alta produo e uniformidade nas mesmas.

ClassificaoClassificam-se em: Prensas mecnicas Prensas hidrulicas Prensas automticas

Prensas Mecnicas1. De fusos (balancins). So acionadas manualmente, por meio de uma barra com contra-pesos ou por um volante.

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2. Geralmente, so utilizadas para os ensaios, na construo de estampos e no recomendvel para produo de peas.

De fusos (com discos de frico). So acionadas por um motor que transmite, atravs de dois discos, movimentos alternativos e intermitentes ao cabeote, que podem ser controlados pelo operador.

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Funcionamento Ao acionar a prensa, pressiona-se um dos discos de encontro ao volante e este transmite o movimento de descida do cabeote, para efetuar a operao. Logo o primeiro disco se afasta e pressiona o outro para dar-lhe o movimento de subida. Esses movimentos so controlados por topes regulveis, porm, o curso Maximo determinado pela resistncia do material a trabalhar, que freia o movimento. Portanto, so recomendveis nos trabalhos de cunhar e estampar a quente.

Nomenclatura A Corpo B Bucha Roscada C Fuso D Volante E Eixo F Discos de Frico G Cabeote H Guia do Cabeote I Alavanca de Comando dos Discos J Topes Regulveis K Inversor

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A capacidade em toneladas-fora, deste tipo de prensa, determinada pelo dimetro do fuso. Carga Aprox. (tf) 10 15 20 25

Dim. Fuso (mm) 30 35 40 45 50

Carga Aprox. (tf) 1 1,5 2 3,5 5

Dim. Fuso (mm) 55 65 70 80

2. Prensas Excntricas. So as de uso geral, j que se adaptam maioria dos trabalhos de ferramentaria. Apresentam dificuldades para o embutimento profundo. Funcionamento Nestas prensas, o volante acumula uma quantidade de energia, que cede no momento em que a pea a cortar, dobrar ou embutir, ope resistncia ao movimento. No eixo do volante alternativo ao cabeote, que desliza por guias regulveis, onde se acopla o conjunto superior do estampo. O conjunto inferior fixado na mesa, por meio de parafusos e placas de fixao.

Nomenclatura 1. Motor 2. Volante 3. Excntrico 4. Biela 5. Cabeote 6. Guias do cabeote 7. Estampo 8. Corpo

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3. Prensas de efeito simples, frontal. a que tem o excntrico no extremo do eixo, situando a biela, cabeotes e guias regulveis, na frente do corpo da mquina. Esta prensa pode ter a mesa fixa quando de pouca potencia, sendo adaptada em bancadas. Os estampos so fixados com auxlio de calos paralelos, quando so de pouca altura. As prensas de grande potncia tm a mesa mvel, para eliminar o uso de calos paralelos, obtendo-se uma fixao mais firme dos estampos.

Nomenclatura A Base B Mesa Regulvel C Barra de Comando D Guias Regulveis E Volante F Eixo Excntrico G Biela H Furo para Passagem das peas I Fuso Regulador J Volante Regulador K Pedal

4. Prensas Inclinveis. Estes tipos de prensa so geralmente utilizados nos estampos de duplo efeito e sua mesa dispe de um disco central com ao de mola, permitindo o funcionamento do expulsor adaptado nos estampos. O

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ngulo de inclinao da prensa varia de 25 a 30, para permitir uma boa viso do estampo, ao operador, e facilitar a sada das peas, em combinao com um bico de ar comprimido que as dirige a uma calha, caindo num recipiente. A - Parafuso Fixador da Espiga B Barra Expulsora C Conjuntos do Estampo D Mesa da Prensa E Base F Pedal acionador G Volante H Corpo Inclinvel I Motor J Parafuso Fixador do Corpo K Calha L Recipiente

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5. Prensas de Duplo Efeito So as que realizam aes distintas e sucessivas. Tm dois cabeotes, um inteiro, cujo o movimento retardado do extreno, um quarto de volta. O interno movido p um excntrico, como nas prensas de efeito simples e nele , geralmente, fixado o puno, para embutir nos estampos correspondentes. O externo movido por um excntrico que aciona a prensa-chapa e o cortador em alguns casos. Nomenclatura A Excntrico B Biela C Guias D Chapa a embutir E Mesa F Conjunto inferior G Prensa-chapa H Puno I Cabeote interno J Cabeote externo K Came L Mola

Prensas HidrulicasEstas prensas tm seus movimentos feitos atravs de presso de leo e so utilizadas, geralmente, para os estampos de grandes dimenses. Podem competir com as prensas mecnicas, desde que tenham as mesmas vantagens (alta velocidade de trabalho e autonomia). A bomba de mbolo rolativa, de alimentao varivel, apresenta a caracterstica de conferir ao curso da prensa, a velocidade mxima quando a presso mnima e a velocidade mnima quando a presso

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mxima. Portanto, o cabeote da prensa desce rapidamente, sem exercer nenhuma presso. Inicia-se, em seguida, a estampagem da chapa previamente colocada sobre o conjunto inferior; a velocidade diminui e, rapidamente, desenvolve toda a presso requerida para a execuo da estampagem. Terminada a ao, o cabeote retorna at a parte superior, em grande velocidade, j que a nica fora necessria o peso deste, evidente, por este motivo, que a bomba oferece meios capazes de conferir ao curso do cabeote, vrias velocidades, em funo da presso necessria. Estas podem ser de simples, duplo e triplo efeito.

A = Expulsor inferior B = Conjunto inferior C = Pea D = Conjunto superior

E = Motor com bomba F = mbolo G = Cabeote H = Expulsor superior

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Observao Para embutimentos pequenos, existem tambm prensas hidrulicas rpidas.

Prensas AutomticasSo mquinas modernas, que tendem a substituir as prensas excntricas pelas vantagens que proporcionam, tais como: 1. So mais compactas, devido a distribuio dos seus elementos. 2. Geralmente, so equipadas com alimentadores automticos, guias regulveis para tira e dispositivos para recortar o retalho. 3. A mesa est disposta de modo a oferecer uma boa visibilidade a facilidade para colocar e retirar os estampos. 4. Permitem duplicar ou triplicar a produo, em razo da alta velocidade com que trabalha. Os estampos, neste tipo de prensa, so guiados por quatro ou mais colunas que impedem totalmente inclinaes, jogos ou desvios que normalmente ocorrem em algumas prensas excntricas.

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Nomenclatura: A Base B Bomba p/ lubrificao C Calha D Volante E Alimentador automtico F Colunas-guias G Cabeote superior H Dispositivo para cortar retalhos I Condutor de lubrificao forada J Brao regular Estas mquinas foram projetadas para trabalhar com estampos para peas pequenas, como as empregadas na construo de mquinas de escrever, rdios, relojoaria, etc. No interior da armao, girando em mancais fixos nos montantes, encontra-se o eixo principal de comando, munido de um excntrico. Este transmite seu movimento a biela regulvel que comanda a alavanca de acionamento. As quatro colunas ligadas a esta alavanca transmitem o movimento ao cabeote porta-puno. A mesa tem um furo central e um canal que conduz as peas ao exterior da armao. Estas prensas, completadas com dispositivos de alimentao automtica, permitem efetuar trabalhos de corte e embutidos de pouca profundidade, ao ritmo de produo que alcana 500 a 700 golpes por minuto. OO curso, geralmente fixo, tem um valor de 15 a 25 mm, conforme as mquinas.

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Sistemas de segurana

Prensas e EstamposSo as preocupaes necessrias, aplicadas a prensas e estampos, para evitar acidentes. O trabalho nas prensas pode ser perigoso, portanto, no devemos prescindir dos seguintes sistemas de segurana:

Precaues na PrensaTodos os mecanismos, volantes e engrenagens que estejam ao alcance das mos do operador, devem ser cobertos.

Preocaes no EstampoPode se construir grades de tela metlica ou varetas, cobrindo parcialmente o estampo, para no tirar a visibilidade ao operador, de modo que deixam somente o espao necessrio para introduzir a tira ou a pea e impeam a entrada de suas mos. Essas grades podem ser adaptadas mesa da prensa.

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BloqueiosSo dispositivos mecnicos ou eletrnicos que, adaptados s prensas, impedem o funcionamento de um mecanismo, em certas condies.

MecnicosOs chamados apalpadores de segurana, que se ajustam nos pulsos do operador, e, por meio de uma alavanca, impedem o acionamento da prensa,embora acionando o pedal. Outro tipo constitudo de um dispositivo que deve ser acionado com as mos, para que o cabeote da prensa possa ser destravado.

EletrnicosSo os mais cmodos e eficazes, funcionam por meio de uma clula fotoeltrica, ou seja, um dispositivo sensvel aos raios de luz. Seu funcionamento efetua-se da seguinte forma:

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Uma lmpada lana um raio de luz que atravessa a zona perigosa. Esta luz, recebida pela clula fotoeltrica, lana uma corrente eltrica, acionando o mecanismo que permite baixar o cabeote da prensa. Se, pelo contrrio, o raio de luz interrompido pela mo do operador ou por um corpo estranho, a corrente se interrompe, destravando o mecanismo de segurana, impedindo que o cabeote da prensa baixe.

Observaes 1. Este sistema utilizado nas grandes prensas, onde seria muito difcil a instalao de outros tipos. 2. Os bloqueios so necessrios quando a colocao ou retirada da pea feita com um instrumento de uso manual e indispensveis quando feita diretamente com as mos.

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Estampos de dobrar, curvar e enrolar

Definio e nomenclaturaSo constitudos, em geral, de duas peas, de modo que o perfil de uma o contra-perfil de outra, deduzida a espessura da pea a ser obtida, e sua funo dar a forma prevista a uma superfcie plana, sem que se alterem as suas dimenses. Geralmente so construdos para trabalhar em chapas, mas tambm so utilizados em arames e lmpadas perfiladas. So, em muitos aspectos, semelhantes aos estampos de corte.

Dobradores SimplesSo constitudos de puno e matriz e, geralmente, so guiados pelo cabeote da prensa.

Puno uma pea macia, cuja parte inferior tem um perfil que corresponde superfcie interna da pea. Pode ser fixado diretamente na espiga.

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Matriz um bloco de ao, que tem a parte superior da mesma forma que a parte externa da pea. Pode ser fixada diretamente sobre a mesa da prensa.

Guias da peaSo elementos que se adaptam ao estampo, para dar uma posio conveniente pea. Podem ser construdas com placas fixadas por parafusos, que tm um perfil parcial da pea, com pinos de guia, quando a pe cortada tem perfuraes ou com pinos de guia que seguem parcialmente o perfil da pea.

Com um estampo simples de dobrar, podemos conseguir vrios perfis, mudando somente a posio da pea, para obter a forma desejada.

Quando se projeta a construo de um dobrador, necessrio considerar vrios aspectos que determinam a qualidade da pea, portanto, conviniente prever os fenmenos que podem ocorrer com a pea durante a dobra.

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1. Conhecer o raio mnimo, para evitar o enfraquecimento da pea. 2. Conhecer os fenmenos (deformao e recuperao elstica do material). 3. Determinar a linha neutra do perfil da pea. 4. Calcular seu desenvolvimento. 5. Estudar a maneira mais simples de construo. 6. Calcular o esforo de dobra.

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Fenmenos da dobra

Quando se submetem as peas ao da dobra, nestas ocorrem dois fenmenos fsicos que devemos considerar: 1. A pea comprime-se na parte interna da dobra e estende-se na externa. H uma parte onde esta contida a fibra neutra. Quando a dobra se realiza em forma correta, a espessura do material permanece uniforme. Em certas formas de dobra, pode produzir-se um afinamento, ou, ao contrrio, aumentar a espessura de pea.

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2. Pela recuperao elstica, a pea dobrada tende, por elasticidade, a recuperar sua forma primitiva e o ngulo da dobra, por conseguinte, fica maior. Por isso preciso dar um ngulo menor do que o desejado, para que depois da recuperao elstica, a pea fique com a forma prevista. Em conseqncia deste fenmeno, a pea pode ficar aderida matriz, sendo necessria a adaptao de um expulsor.

Observao Determinar o ngulo menor, teoricamente, muito difcil, j que a recuperao elstica depende muito da qualidade do material. Por isso conveniente fazer um ensaio prvio com o material em questo. 3. quando se experimenta dobrar violentamente uma chapa com um raio muito pequeno, esta pode trincar, romper ou ficar debilitada, portanto, neste tipo de dobra, deve ser observado um raio mnimo, o qual depende do material em que se trabalha.

Pra calcular o raio mnimo praticamente, podem ser tomados os valores seguintes: a) para materiais macios ou recozidos: 1 a 2 vezes sua espessura; b) para materiais rgidos ou friveis: 3 a 4 vezes sua espessura.

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Clculo do desenvolvimento da Linha Neutra

o clculo necessrio para determinar as dimenses de uma pea que ser submetida ao de dobra. A determinao do desenvolvimento efetua-se somando o comprimento das partes planas e curvas na linha neutra. A linha neutra, nas partes planas, localiza-se no centro da espessura e nas curvas, aproximadamente, dividindo o raio interno pela espessura do material. Com o resultado, obtm-se um coeficiente com qual consulta-se a tabela para obter-se a porcentagem em que localizada a linha neutra. Coeficiente da Raio interno = Linha neutra Espessura

A tabela seguinte nos d os valores prticos para linha neutra, em relao formula apresentada.

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r = coef . E Espessura do Material N 26 24 22 20 18 16 14 12 10 8 6 mm 0,46 0,61 0,76 0,91 1,21 1,52 1,90 2,66 3,42 4,18 4,93

0,5

0,8

1,0

1,2

1,5

2

3

4

5

30% 0,14 0,18 0,23 0,27 0,36 0,46 0,57 0,80 1,02 1,25 1,48

34% 0,16 0,21 0,26 0,31 0,41 0,52 0,65 0,90 1,16 1,42 1,68

37% 0,17 0,22 0,28 0,34 0,45 0,56 0,70 0,98 1,26 1,57 1,82

40% 0,18 0,24 0,30 0,36 0,48 0,61 0,76 1,06 1,36 1,67 1,97

41% 0,19 0,24 0,31 0,37 0,50 0,62 0,78 1,08 1,40 1,71 2,02

42 0,19 0,25 0,32 0,38 0,51 0,64 0,80 1,12 1,44 1,75 2,07

44 0,20 0,27 0,33 0,40 0,53 0,67 0,84 1,16 1,50 1,84 2,16

46 0,21 0,28 0,35 0,42 0,55 0,70 0,86 1,22 1,58 1,92 2,26

50 0,23 0,30 0,38 0,45 0,60 0,76 0,95 1,32 1,70 2,09 2,46

Exemplos:1. Clculo do desenvolvimento da Linha Neutra. coef = r 3 coef = coef 1,5 E 1,9

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O coeficiente 1,5 indica que a Linha Neutra passa a 41% da espessura conforme tabela, isto , a 0,78 mm. O valor R (raio de curvatura) at a Linha Neutra ser: R = r + 0,78 R = 3 + 0,78 R = 3,78 mm; D = 2 . 3,78 D = 7,56 mm 1. Desenvolvimento da Linha Neutra L. L = 2A + D 360 L = 2.6 + 3,14 . 7,56 . 901 // 360 4 ///

L = 12 +

3,14 . 7,56 4

L = 12 + 5,93 L = 17,93 mm

2. Clculo do desenvolvimento da Linha Neutra. r 5 coef = coef = coef = 1,2 E 4,18

O coeficiente 1,2 indica que a Linha Neutra passa a 40% da espessura, conforme tabela, isto , a 1,67 mm. R = r + 1,67 R = 5 + 1,67 R = 6,67 mm; D = 2 . 6,67 D = 13,34 mm

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Desenvolvimento da Linha Neutra L D L = 2A + B + 360 3,14.13,14 .2.901 L = 2.5 + 20 + 360 2 3,14.13,14 L = 30 + L = 30 + 20,94 2 L = 50,94mm 3. Calculo do desenvolvimento da Linha Neutra r 2 coef = coef = coef = 1,0 E 1,9

O coeficiente 1,0 indica que a Linha Neutra passa 375 da espessura, conforme tabela, isto , a 0,70 mm. O valor de R ser: R = r +0,70 R = 2 + 0,70 R = 2,70mm D = 2 . 2,70 D = 5,40 mm Desenvolvimento da Linha Neutra D 360 3,14 . 3,50 . 451 3608

L = A +B+ L = 50 +

L = 20 + 30 +

3,14 . 5,40 8

L = 50 + 2,12 L = 52,12 mm

148

4. Clculo do desenvolvimento da Linha Neutra. A coef = coef = 2,1 1,9

Pela tabela o coef 2,1 indica 42% da espessura, isto , 0,80 mm. R = r + 0,80 R = 4 + 0,80 R = 4,80 mm D = 2 . 4,80 D = 9,60 mm L = A +B+ D 360

3,14 . 9,60 . 1353 L = 20 + 30 + 3608 3,14 . 9,60 8 L = 61,30 mm L = 50 +

L = 50 + 11,30

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150

Esforo de dobra

a fora necessria para executar a ao da dobra. calculada, a fim de determinar a prensa adequada para realizar o trabalho. Determina-se o esforo de dobra em V pela frmula seguinte: C . R . L . E2 h

ED =

Nomenclatura ED Esforo de dobra em kgf C Coeficiente conforme a distncia h. R Resistncia a trao do material em kgf/mm2 L Largura a dobrar. E Espessura do material. h Distncia de fulcro a fulcro.

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Observao Para dobras simples, o coeficiente C determinado pelo grfico da tabela acima, portanto, de acordo com o nmero de vezes que a espessura E do material estiver contida na distncia h, determina o coeficiente C.

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1. Calcular o esforo de dobra em V para a pea, em Lato.

Frmula ED = C . R . L . R2 h

Clculo ED = 1,33 . 35 . 10 . 9 24 4189,50 ED = 24 ED = 175 kgf

1. Calcular o esforo de dobra em U para a pea, em Lato.

Frmula ED = 2 .R .L .E 3

( 1+ E ) h3 ( 1 + 24 )

Clculo ED = 2 . 35 . 10 . 3 3

ED =

2 . 35 . 10 . 3 . 1,12 3 2352 ED = 3 ED = 784 kgf

153

Observao Quando a dobra construda por sistema elstico, devemos somar o esforo das molas ou da borracha ao resultado anterior. R = Resist. De ruptura a trao em kgf / mm2 Macio 25 4 45 8 12 26 15 22 28 28 35 40 50 32 38 32 40 45 56 72 90 100 55 65 - 70 Duro --17 22 48 28 30 40 40 60 50 75 -40 50 60 72 90 110 180 65 --

Material Chumbo Estanho Alumnio Alumnio duro Zinco Cobre Lato Bronze Laminado Chapa de ao para embutidos Ao com 0,1% C Ao com 0,2% C Ao com 0,3% C Ao com 0,4% C Ao com 0,6% C Ao com 0,8% C Ao com 1% C Ao de silcio Ao inoxidvel

154

Sistema de dobradores

Com mecanismo elstico Quando se executa a ao de dobra, geralmente necessrio que o dobrador seja dotado de mecanismo elsticos, para obter melhores resultados na construo de peas. Por sua forma de construo, estes mecanismos podem ser montados na parte superior ou inferior do dobrador e exercem funes diferentes, conforme as necessidades, tais como:

Fixador da pea, para obter sua posio correta o mecanismo que prende a pea antes da atuao do puno dobrador.

155

Prensa-chapa extratora, para evitar deformaes Pressione a pea contra o puno e a acompanha, servindo tambm de extrator

Dobrador com extrator Possui na parte superior,a forma da pea e tambm atua como extrator da mesma.

Observao Estes elementos no devem ser confundidos com os que servem para acionar as partes mveis do puno e matriz, que tm por objetivo executar o dobramento ou a curvatura, como veremos posteriormente.

156

Com peas giratrias basculantes Quando se trata de dobrar ou curvar uma pea de tal forma que dificulte a entrada ou sada do puno, como acontece quando a pea forma um arco maior de 180, necessrio construir os dobradores de vrias peas mveis no puno ou na matriz. A soluo mais prtica para casos simples a das peas matrizes giratrias, que consistem em peas postias que oscilam ao redor de um eixo, ao baixar o puno, completando a forma conveniente. Na figura abaixo, as peas mveis giram sobre um eixo e so acionadas por molas. Na outra figura abaixo, o eixo constitudo pela mesma pea mvel, que cilndrica pela sua parte externa e tem um contrapeso que a leva sua posio original.

Observao A sada da pea se faz mo em sentido horizontal, uma vez que o mecanismo, ao expuls-la, deixa-a solta.

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Com peas deslizantes Neste tipo de dobrador, as peas mveis tm, geralmente, o movimento retilneo. A seqncia do trabalho se faz por meio de cunhas e o retrocesso se faz, conforme os casos, com as mesmas cunhas ou elasticamente.

Com puno de duplo efeito Este tipo de dobrador usado, em geral, quando as peas tm vrias dobras. Nestas, o puno est dividido em duas ou mais partes que atuam sucessivamente. Os que trabalham primeiro esto mais salientes e, uma vez que chegam ao final do seu curso, cedem elasticamente, ficando imveis, embora continuem no seu curso outras peas que fazem a operao seguinte. Em alguns casos, o duplo efeito se verifica com um puno hbrido ou seja, que faz as vezes de puno para a primeira fase e de matriz para a segunda.

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Observaes 1. Em certos casos, a matriz que cede elasticamente, em lugar do puno. 2. As molas devem ser resistentes, uma vez que devem suportar, sem ceder, todo o esforo de dobra da primeira fase. Mistos (dobrar e cortar) Este tipo muito comum e utilizado para obter peas com dobras simples. Poe sua forma de construo, executa a operao em um s golpe.

Observao Pode-se tambm obter a pea em dois ou mais passos, porm, este processo entra no estudo de estampos progressivos.

De enrolar So os que executam a ao de curvar at formar um tubo. Para facilitar a operao de enrolar, conveniente que a pea seja levemente curvada. Pode-se facilmente obter esta curvatura, na operao de corte.

Estes dobradores, geralmente, so empregados para a fabricao de3 dobradias ou peas semelhantes. 159

Nas figuras abaixo, apresentam-se vrias formas de construo.

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Estampos de embutir

Definio e NomenclaturaOs estampos de embutir so aqueles que tm por finalidade transformar chapas planas de metal laminado em peas ocas, de formas cilndricas, elpticas, cnicas, quadradas, retangulares e outras. So empregados na fabricao de peas para automveis, eletrodomsticos, rdios, televisores e outros. A figura abaixo apresenta os elementos que podem constituir um estampo de embutir.

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Nomenclatura 1 Espiga 2 Placa superior 3 Material a embutir Prensa-chapa Parafuso limitador Parafuso de fixao 7 Placa-base 8 Sada de ar 9 Mola 10 Puno 11 Matriz 12 Extrator mecnico

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Fenmenos do embutimentoAo submeter o material ao de embutir, produzem-se vrios fenmenos fsicos que ocasionam efeitos de trao compresso, e de trao e compresso combinados, aos quais denominamos fenmenos do embutimento.

De traoSo as formas que tendem a alargar o material, como se verifica na, supondo que o mesmo tenha sido fixado pelas suas abas laterais, para evitar a tendncia, natural neste caso, contrao no sentido perpendicular. A deformao que sofrer a chapa ser chamada estiramento, e se consegue com a reduo da espessura do material.

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De compressoA figura abaixo nos apresenta um aspecto deste esforo, onde, por sua direo, alivia o material, evitando a flexo, por meio de dispositivos apropriados. Neste, a deformao chama-se encolhimento, e se consegue com a perda de superfcie e, portanto, aumentando a espessura do material.

Trao e CompressoQuando a chapa submetida, numa direo, a foras de trao e, em direo transversal, a foras de compresso, o resultado ser como se indica na figura abaixo, se as foras esto convenientemente equilibradas, muda um pouco a forma, porm, a superfcie fica igual e, por conseguinte, a espessura no varia. Este o caso ideal do embutimento, que nunca se obtm perfeitamente, mas sim com muita aproximao.

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Folga entre puno e matriz

Embutido a tolerncia natural que se deve deixar entre puno e matriz, e corresponde espessura do material a embutir, mais 40% da tolerncia mxima de laminao, para permitir que o material se adapte forma do puno e evite o excesso de atrito que origina rachaduras e marcas na pea embutida. Exemplo Para embutir uma chapa de 4 mm de espessura, cuja tolerncia de laminao 0,1, teremos uma folga de: Tolerncia mxima = 0,1 . 40 = 0,04 mm 100

Folga = 2 . 4,0 + 0,04 = 8,04 mm

Influncia da Folga1. Quando a folga demasiadamente pequena, o material tende a romper-se.

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2.

J com folga excessiva, a pea apresenta deformaes no perfil, ou o deslocamento do puno, facilmente identificvel pela variao na altura do embutimento.

Observao Alm do perfeito dimensionamento do puno e matriz, estes devem apresentar, nas partes ativas, um acabamento polido e, durante o funcionamento, devem ser lubrificados.

Raios de embutir o arredondamento que se faz nas arestas da parte ativa do puno e da matriz, para evitar trincas e rupturas no material que sofre a ao do embutimento. Este est em funo da chapa a ser trabalhada e praticamente se consegue de acordo com as caractersticas do material da forma seguinte: Para ao: r = 8 a 10 espessuras Para alumnio: r = 4 a 5 espessuras Para Lato: r = 6 a 8 espessuras

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Observaes 1. Estes valores podem ser diminudos para embutimentos pouco profundos. 2. No convm aumentar o raio, porque sobrecarregam-se os valores indicados e poderiam formar-se dobras no material. 3. Arredondar as bordas do puno para evitar esforos inteis na chapa. O raio que se deve utilizar neste caso arbitrrio, porm no convm que seja menor que duas vezes a espessura da chapa.

Desenvolvimento do embutido a determinao das dimenses da chapa e de sua forma para, depois da ao de embutir, obter-se a pea desejada com a mxima economia de material. Os desenvolvimentos determinados teoricamente correspondem normalmente a figuras de corpo geomtricos regulares ou com seco circular. No so exatos, devido ao estiramento que sofrem as paredes dos recipientes.

Podemos calcular o desenvolvimento uma pea pelo mtodo grfico ou matemtico.

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Mtodo grficoPara se determinar graficamente o raio do disco, constri-se um tringulo retngulo que deve ter um cateto h correspondente a altura da pea, e uma hipotenusa igual altura h mais metade do dimetro a metade do dimetro a do embutido determinando o outro cateto que ser o raio r do disco. hip= h + d 25 hip = 12 + 2 2 hip = 24,5 mm r = 21,35 mm

r = 25,4 2 12 2

D = 21,35 . 2 = 42,7 mm

Observao Para obter maior preciso, desenha-se o grfico em escala bem ampliada.

Mtodo AnalticoDetermina-se atravs da frmula: D D = d 2 + 4 . d . h = 25 2 + 4 . 25 . 12 D = 625 + 1200 D = 1825 = 42,7mm D Para se obter um embutimento racional, a altura h, no deve ultrapassar a metade do dimetro d da pea. Quando h superar a metade de d, deve-se calcular o nmero de passagens. Atravs de experincias prticas, constatou-se que, na primeira passagem, deve haver, aproximadamente, uma reduo de 40%, ou seja, tomar 0,6 do dimetro D do disco, para determinar d1. Para as passagens sucessivas a reduo ser de 20%, ou seja, tomar 0,8 de d1; d2...

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Exemplo Calcular as dimenses d e h em cada passagem de um produto cujas dimenses finais so hs =80 e ds=20. 2 D = d5 + 4.dshs D = 20 2 + 4.20.80 D = 6800 D = 82,46 D = 82 mm D2 = 6.800 d1 = D . 0,6 d1 = 82 . 0,6 = 49,2 d1 = 49 mm D = 82 mm D2 . d2 1 h = 1 4 . d1 4 . 49 h1 = 22,4 mm D2 . d2 2 h = 1 4 . d2 4 . 49 h1 = 38,8 mm D2 . d2 3 h = 1 4 . d3 4 . 31 h1 = 47,0 mm D2 . d2 4 h = 1 4 . d4 4 . 25 h1 = 61,7 mm 2 D2 . d5 h = 1 4 . d5 4 . 20 h1 = 80,0 mm Observao O nmero racional de passagens evita: alongamento excessivo, quebraduras e encruamento do material. Consegue-se, em casos excepcionais, a altura h igual ao dimetro D, dependo da ductilidade da chapa e do lubrificante empregado. h = 1 6.800 . 202 h = 1 6.800 . 252 h = 1 6.800 . 312 h = 1 6.800 . 39 2 h = 1 6.800 . 492 = 22,4

d2 = d1 . 0,8 d2 = 49 . 0,8 = 39,2 d2 = 39 mm

= 33,8

D3 = d2 . 0,8 D3 = 39 . 0,8 = 31,2 D3 = 31 mm

= 47,0

D4 = d3 . 0,8 D4 = 31 . 0,8 = 24,8 D4 = 25 mm

= 61,7

D5 = d4 . 0,8 D5 = 25 . 0,8 = 20,0 D5 = 20 mm

= 80,0

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Frmulas para desenvolvimentoOs dimetros D dos discos, calculados atravs destas frmulas, so aproximados.

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Lubrificao a aplicao de substncias oleosas que se empregam na operao de embutir, para diminuir a resistncia ao deslizamento, esforos desnecessrios, peas defeituosas e desgastes prematuro do estampo. O lubrificante a empregar varia com o material a embutir e com o tipo de embutimento, no entanto, podemos apresentar algumas normas gerais: 1. Empregar produtos preparados especialmente para este fim, de qualidades comprovadas. 2. Deve-se utilizar o lubrificante conforme a especificao do fabricante, embora a experincia, em algum caso determinado, possa aconselhar algumas pequenas variaes. 3. Os leos, que se podem utilizar diludos ou no em gua, empregam-se puros para trabalhos que exijam melhor lubrificao e diludos para outras operaes. Os lubrificantes usados para diversos tipos de materiais so os seguintes:

a. Ao

Gordura (vegetal ou animal) misturada com cera virgem leo de rcino (em casos especiais) Querosene terebentina leo de coco vaselina

b. Alumnio e suas ligas c. Zinco Chumbo Estanho Metal branco d. Bronze Lato Cobre

leo mineral denso

leo solvel leo mineral denso

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Esforo de embutimento

Definio e Clculo a fora necessria para produzir a deformao da chapa. No se deve diminu-la em momento algum porque ligada ao mesmo processo de embutimento. Quando calculamos o esforo de embutimento, alm do resultado terico, prevendo a deformao, devemos considerar que, por sua forma de construo, a matriz pode ocasionar outros tipos de esforos por atrito, como o produzido entre a prensa-chapa e a chapa que se embute, o desta e a parte superior da matriz e outros menores, como o atrito da chapa nas paredes internas da matriz do estampo. Para embutimentos cilndricos, podemos empregar a frmula seguinte: EE = (3,5 D 3 d) . e . R EE = esforo do embutimento e = espessura da chapa R = resistncia ruptura p trao em kgf/mm2 D = dimetro do disco d = dimetro a obter

Exemplo Calcular o esforo do embutimento num disco, para obter o cilindro da figura abaixo (Resistncia trao 32 kgf/mm2)

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Clculo EE = (3,5 D 3 d).e . R EE = (3,5 . 40 3 . 20) . 3 . 32 EE = (140 60) . 3 . 32 EE = 80 . 3 . 32 EE = 7680 kgf = 7,680 tf

Observaes 1. O valor obtido neste processo maior que o terico, para compensar os esforos secundrios mencionados anteriormente e a fora dos mecanismos elsticos. 2. Para recipientes no cilndricos, pode-se considerar um embutimento aproximado seco do puno.

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Embutidores

Tipos e AplicaesSo os elementos que nos indicam as formas e procedimentos para o projeto dos estampo, de acordo com as dificuldades apresentadas pela pea a produzir. Existem muitos tipos de construo; porm; propomo-nos a conhecer os seus exemplos clssicos. a) O mais simples consta unicamente da matriz com a forma externa da pea, e do puno da mesma forma, deduzida a espessura da chapa. Utiliza-se para embutimentos pouco profundos e, no obstante isto, tende a produzir dobras na pea.

b) Com sujeitador ou prensa-chapa, para eliminar o inconveniente indicado na figura abaixo. O mais usual de sujeitar elstico, que mantm a chapa prensada por meio de molas e convm que possa regular-se, uma vez que se for menor que o necessrio, formaro-se- dobras e se for maior, dar-se lugar a esforos desnecessrios que, em 175

alguns casos podero chegar a romper a chapa que se embute.

Observaes1. Deve-se levar em conta, especialmente, a importncia do sujeitador, devido a que a deformao no se efetua dentro da placa-matriz e sim quando a placa desliza sob o mesmo, ocasio em que se efetuam os esforos de trao e compresso. 2. O puno est provido de furos para permitir o escape do ar. c) De puno elstico, geralmente de borracha que se emprega para regula-lo e terminar de dar forma a uma pea embutida, quando tem de ter as dimenses interiores maiores que a boca.

d) Embutidor reversvel, utilizado em alguns casos para embutimentos profundos, cuja vantagem evitar a deformao do laminado do material a trabalhar e no precisar ser recozido entre suas fases de execuo, que so as seguintes:

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1. A pea, previamente embutida, montada na matriz que tem a medida externa igual parte interna da pea e a cavidade central com a reduo apropriada.

2. Aciona-se o puno e comea a deformao reversvel, em conseqncia da forma da pea

3. Monta-se a pea na matriz com as dimenses requeridas.

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4. A ltima operao executa-se numa matriz de calibrar, que tem uma cunha elstica de expulso e cujo objetivo dar um bom acabamento pea.

ObservaoAs matrizes so construdas com sistema de fixao igual, para troc-las no momento necessrio. e) De duplo efeito, o que apresenta operaes distintas e simultneas, durante um movimento da prensa, ou seja, ao acion-la, a matriz leva em sua medida externa a medida do disco, corta a chapa por um puno.

f) Embutimento inverso. Este tipo permite obter coeficientes de reduo mais importantes e aplicado numa grande variedade de peas. Distingue-se pela sua forma de construo, por ser a matriz montada no cabeote da 178

prensa e o puno na mesa desta. Quando baixa o cabeote, a matriz pressiona o disco sobre o sujeitador e embute com o puno 1. Logo desce o puno 2 e embute a segunda parte com a matriz formada no puno 1.

Observaes1. As superfcies que trabalham devem ser bem polidas. 2 O jogo entre puno e matriz do primeiro passo ser 10% maior que o normal.

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Estampos progressivos

Definio e SistemasSo os que se constroem de maneira que, para obter a pea desejada, faz-se necessrio realizar vrias fases de execuo. Suas formas de construo e os elementos que os compem so semelhantes s estudadas nos assuntos anteriores, com a diferena de que nestes podem ser obtidas vrias operaes no mesmo estampo. So utilizadas para a obteno de grande quantidade de peas pequenas.

Sistema de Construo1. Com guia de punes fixa. Neste caso, a progresso fica encoberta pela guia. A primeira fase est destinada a dar o avano da tira e regulada por facas de avano; as outras, que podem ser duas ou mais, fixam-se de acordo com as dificuldades da pea a obter. Este tipo de estampo recomendvel quando as peas no so to complicadas.

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2. Ao ar, com colunas descobertas e sem guia de punes. Tem a vantagem de permitir a viso do trabalho que se efetua, procurando evitar qualquer dificuldade na progresso das fases. Outra vantagem que oferece a de permitir a limpeza do estampo sem desmont-lo da mesa.

AplicaesSo os que realizam, progressivamente, operaes na tira para obter a pea, determinam o passo por meio de facas de avano e, em seguida, podem perfurar, dobrar, embutir e cortar. Geralmente, a tira centralizada por pilotos nos furos da pea ou localizados especialmente para este fim no retalho da tira, quando for possvel.

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TiposCorte. A placa matriz pode ser inteira ou de vrias peas e postios para facilitar sua construo, de maneira que sejam facilmente recambiveis ou com vistas ao emprego do material apropriado para esta operao.

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Corte e dobra. Em certos casos, podemos adaptar aos estampos progressivos de corte, punes dobradores, com o fim de obter a pea dobrada, quando o caso o requer, ao final das operaes.

De embutir. Quando se trata de embutimentos profundos de pequenas dimenses, podemos faz-los em vrias fases numa matriz. Para isto, necessrio constru-las com faca de avano e pilotos para centralizar a tira. Estes estampos tm facas que efetuam um semi-corte para facilitar o deslizamento do material durante a operao de embutir.

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Ao final das fases de embutimento, localiza-se o puno cortador, para obter a pea de acordo com a forma desejada.

Observao Em muitos casos, necessrio construir estampos para obter peas onde possamos aplicar os trs tipos de operaes.

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Referncias bibliogrficas

SENAI-SP. SM0 Ferramentaria: FIT Metal. So Paulo, s.d.

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