Projetos de Ferramentas

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Projeto de ferramentas SENAI - SP, 2006 Trabalho elaborado pela Escola SENAI Roberto Simonsen do Departamento Regional de Sªo Paulo. Coordenaªo Geral Dionisio Pretel Coordenaªo Laur Scalzaretto Nivaldo Ferrari Organizaªo: Boanerges Lombardi Editoraªo Adriana Ribeiro Nebuloni cio Gomes Lemos da Silva Escola SENAI Roberto Simonsen Rua Monsenhor Andrade, 298 BrÆs CEP 03008-000 - Sªo Paulo, SP Tel. 11 3322-5000 Fax. 11 3322-5029 E-mail: [email protected] Home page: http//:www.sp.senai.br

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Projeto de ferramentas SENAI - SP, 2006 Trabalho elaborado pela Escola SENAI Roberto Simonsen do Departamento Regional de São Paulo.

Coordenação Geral Dionisio Pretel

Coordenação Laur Scalzaretto Nivaldo Ferrari

Organização:

Boanerges Lombardi

Editoração Adriana Ribeiro Nebuloni Écio Gomes Lemos da Silva

Escola SENAI Roberto Simonsen Rua Monsenhor Andrade, 298 � Brás CEP 03008-000 - São Paulo, SP Tel. 11 3322-5000 Fax. 11 3322-5029 E-mail: [email protected] Home page: http//:www.sp.senai.br

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Sumário

Página

Projeto 3 Estampo de corte 25

Placa-base 41 Punções 45

Pilotos centradores 49 Pinos de guia 51

Corte em ferramentaria 55 Esforço de corte 61

Passo de estampo 65 Sistema de avanço 67

Disposição da peça na tira 73 Localização da espiga 83

Dureza das peças 89 Emprego do cerromatrix 93

Colunas e buchas 97 Bases com colunas e buchas 105

Parafusos tipo �Allen� e parafusos de cabeça cilíndrica 109 Molas para estampo 111

Estampos de duplo efeito 115 Classificação e propriedades de chapas laminadas a frio

(NORMA DIN - 1624) 123

Prensas 125 Sistemas de segurança 135

Estampos de dobrar, curvar e enrolar 139 Fenômenos da dobra 143

Cálculo do desenvolvimento da linha neutra 145 Esforço de dobra 151

Sistema de dobradores 155 Estampos de embutir 161

Folga entre punção e matriz 165 Embutidores 175

Estampos progressivos 181 Referências bibliográficas 187

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Projeto

A idéia de um projeto surge com a necessidade da produção de uma determinada peça. Há algum tempo atrás, as duas noções �projetar� e � método de trabalho�, nada tinham entre si, isto mudou. Simplesmente porque percebemos, que um problema qualquer, sempre mostra dois aspectos, sendo um objetivo (prático), e outro de aspecto metódico. Procurando uma solução, costumamos logo de imediato tratar o problema sobre o ponto de vista prático. Quase sempre nos falta tempo. Muitas vezes já tarde percebemos, que tomamos um caminho errado, que passos importantes não foram observados, e que foram aplicadas métodos falsos.

O que é projetar

É difícil em poucas palavras dar uma definição precisa sobre projetar. Observar do ponto de vista objetivo podemos dizer que: Dada um determinada tarefa, projetar, seria encontrar uma solução que, tecnicamente fosse a mais perfeita possível, que seja econômica e tenha uma estética satisfatória. O trabalho de um projetista caminha de acordo com as muitas diferentes idéias surgidas.

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Fundamentos básicos para elaborar um projeto O êxito de um projeto está diretamente ligado à formulação cuidadosa de algumas questões como: - Qual é a aplicação? - Em que condições trabalha? - Qual é a importância na contra peça e em geral no conjunto de como

trabalha? - Quais são suas exigências físicas para atender plenamente a qualidade?

As fases de desenvolvimento de um projeto. Fase de planejamento, fase de concepção , fase de esboço, fase de elaboração , aprovação da produção e produção.

Tópicos de matemática elementar Frações

O símbolo ba

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

zero. Chamamos:

- ba

de fração;

- a de numerador - b de denominador

se a é múltiplo de b, então ba

é um numero natural.

Veja um exemplo:

A fração 28

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

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

Assim, 28

é um numero natural e 8 é múltiplo de 2.

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Durante muito tempo, os números naturais foram os únicos conhecidos e usados pelos homens. Depois começaram a surgir questões q não poderiam ser resolvidas com números naturais. Então surgiu o conceito de numero fracionário. O significado de uma fração:

Algumas vezes ba

é um numero natural. Outras vezes, isso não acontece.

Neste caso, qual é o significado de ba

?

Uma fração envolve a seguinte idéia: dividir algo em partes iguais. Dentre essas partes, consideramos uma ou algumas, conforme o nosso enteresse.

Exemplo: Roberval comeu 43

de um chocolate. Isso significa que, se

dividíssemos 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. Classificação das frações

Fração própria: o numerador é menor que denominador: 32

, 41

, 53

Fração imprópria: o numerador é igual ou maior ao denominador

34

, 55

, 46

fração aparente: o numerador é múltiplo do denominador.36

, 1224

, 48

Frações equivalentes Frações equivalentes são frações que representam a mesma parte do todo.

Exemplo: 21

, 42

, 84

são equivalentes.

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

Denominação de ferramentas

Esta denominação necessita de uma certa lógica para evitar confusões. Se a ferramenta efetua varias operações, poderá ser útil mencionar cada uma delas, indicando eventualmente a ordem na qual irão ser efetuadas.

Classificação das ferramentas

Podem ser classificadas inicialmente, pelas operações que efetuam; temos então: • ferramentas de corte • ferramentas para deformação • ferramentas de embutir ou repuxar Em outros casos as ferramentas podem combinar varias operações; temos assim: • ferramentas combinadas

a- Ferramentas de corte Estas 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 cilíndrica (para corte total)

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b- Ferramentas para deformação A classificação destas ferramentas pode ser feita somente em função do serviço 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 repuxar classificam pelo tipo de trabalho: - ferramenta de repuxo sem prendedor de chapa (para repuxo de ação

simples) - ferramenta de repuxo com prendedor de chapa (para repuxo de ação

dupla), para prensas de simples e duplo efeito

d- ferramentas combinadas Apresentam-se sob formas diversas, sendo possível classificá-las em: - Ferramentas combinadas totais - Ferramentas combinadas progressivas

Tratamentos térmicos

Os tratamentos térmicos são operações de aquecimento e resfriamento que visam modificar as propriedades dos aços e ligas. Os tratamentos térmicos não alteram a composição química da liga. Modificam a constituição, a estrutura e o equilíbrio mecânico do metal. Tenta-se melhorar as qualidades mecânicas da liga agindo sobre a constituição e a estrutura sem alterar o estado de equilíbrio.

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Componentes dos aços normais

- Ferrita É constituída por ferro que tem somente vestígios de carbono. Pouco tenaz, R=30kg/mm² porém é muito dúctil. É magnética a temperatura ordinária.

- Cementita É um carbureto de ferro CFe3 , magnética até 210° C. Muito dura (h=700 Brinel, 240 kg/mm²), é muito frágil.

- Perlita É uma mistura de ferrita e cementita, que pode apresentar-se em camadas alternadas (perlita lamear) ou em glóbulos de cementita envolvidos na ferrita (perlita globular). É o material que forma o aço ordinário com 0,85% de carbono

- Austenita É uma solução sólida de carbono no ferro, estável a altas temperaturas. Pouco duro H=300, R=105 kg/mm², é relativamente maleável.

- Martensita É o material que constitui os aços temperados até a máxima dureza. Formada por uma solução sólida supersaturada de carbono no ferro, é frágil e muito dura.

- Troostita e sorbita Estes dois componentes tem a mesma composição física e química que a perlita, porem, a estrutura é muito mais fina. A troostita obtém-se diretamente por resfriamento, a sorbita Obtém-se por aquecimento de um aço temperado a máxima dureza.

- Bainita É um componente ainda pouco conhecido que é encontrado nos aços especiais. Quase tão dura quanto a martensita, é, contudo menos frágil.

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Diagrama de equilíbrio

Chamado igualmente de Roozeboon, que permite a compreensão dos fenômenos de têmpera e recozimento de aços. O ferro puro pode apresentar-se sob dois estados: - estado ą (alfa) abaixo de 906° C. - estado ý (gama) acima de 906° C. O ferro ą praticamente não dissolve o carbono (0,006% a 0° C, 0,04% a 700° C). É magnético até 768° C. O ferro ý pode dissolver até 1,7% de carbono a 1145° C, não é magnético.

Exame do diagrama de equilíbrio - abaixo de 720° C.

O aço que contém menos de 0,85% de carbono é composto de ferrita e perlita. Não tem bastante CFe3 com toda ferrita e formar a perlita. O aço que contem mais e 0,85% de carbono é composto de perlita e cementita. (Existe acesso de carburetos de ferro.) - A 720° C. Inicia uma transformação, que acaba a uma temperatura indicada pelas linhas SG e SE e que varia conforme o teor de C. Acima destas temperaturas o aço é completamente transformado. O ferro ą tornou-se ferro ý, o carbono esta em solução sólida. O acido é austenítico. Observação: O aço de 0,85% de C, denominado aço pertílico transforma-se à temperatura constante.

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Designa-se por: A 1 : a primeira temperatura de transformação; A 3 : a temperatura no fim da transformação dos aços de 0,05 a 0,85% C. A cm : a temperatura no fim da transformação dos aços som mais de 0,85% C.

As linhas GS e SE de situação dos pontos A 3 e A cm , tem um papel

importante nos tratamentos térmicos. Durante o resfriamenTo muito lento de um aço que foi aquecido até uma temperatura superior ao ponto A 3 , as transformações vão se repetindo em

sentido inverso, à temperaturas ligeiramente inferiores (ex. A 1 de 650 a 720 C).

Se o resfriamento for rápido as transformações não poderão ser realizadas parcialmente. Os componentes corresponderão a um estado sem equilíbrio, denominando têmpera. Se o resfriamento for efetuado com bastante velocidade, não ocorrerá nenhuma transformação e a austenita persistirá à temperatura ambiente(alguns aços especiais permitem obter este resultado). As velocidades de resfriamento superiores a 100° C/seg, o ferro ý da austenita se transforma em ferro a , porém o carbono não consegue separar-

se. Forma-se um novo componente: a martensita. A uma velocidade de resfriamento menor o ferro ý se transforma em ferro a ,

o carbono restitui carburetos de ferro e uma pequena quantidade de perlita tende a se reorganizar. O aço então normal em relação aos componentes mas anormal no que diz respeito à grossura das parcelas dos componentes (menor espessura das lamelas). Obtém-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 aço, os tempos necessários para a transformação dos elementos componentes.

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Estes diagramas são denominados - diagrama TTT(tempo, temperatura, transformação) ou curva em S.

A denominação exata é: - diagrama de transformação isométrica da austenita sub-resfriada. Estes diagramas permitem determinar o tempo necessário para e resfriamento, em cada tipo de tratamento térmico.

Têmpera

É um tratamento térmico que consiste em aquecer a peça e resfriá-la bruscamente. Objetivo: Aumentar a dureza do metal. Modo de execução: O aço é aquecido a uma temperatura a uma temperatura de A 3 + (50 a 100° C) e resfriado rapidamente.

N.B.:Somente os aços que contem mais de 0,3% de C permitem a têmpera. Os fatores q influenciam os resultados deste tratamento são: a) Temperatura da têmpera; b) Velocidade de resfriamento.

Os aços-carbonos ou com pequenas porcentagens de elementos de adição devem ser resfriados por água tão rápida e profundamente quanto possível para adquirirem a máxima dureza. Os aços-liga poderão ser resfriados no óleo, no ar em movimentos ou simplesmente no ar repouso. Cada espécie de aço exige uma determinada velocidade mínima de resfriamento, para obter a dureza máxima. A curva em S mostra o q ocorre se não resfriarmos o aço com a rapidez suficiente (formação de perlita ou bainita).

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Banhos para têmpera A temperatura inicial. O volume, a viscosidade e a condutibilidade térmica são muito importante, pois condicionam a velocidade de resfriamento e, portanto, o valor da têmpera.

Os banhos mais usuais são: a) Água a 15°C, normalmente utilizada para os aços carbono normais;

proporciona um resfriamento rápido e, portanto, uma têmpera energética. b) Óleo mineral, liquido, viscoso, ocasiona um resfriamento relativamente

lento, e uma têmpera suave. É utilizado para a tempera de aços especiais e de peça de aço-carbono, porém de forma complexa ou de pequena secção:

c) O sopro de ar é empregado para temperar aços especiais com pequena velocidade crítica de têmpera (aços autotemperáveis).

Realização da têmpera N. B.: É interessante temperar somente peças que não apresente tensões internas. Nunca peça muito usinada é vantajoso recozer antes da têmpera. 1- Aquecer lentamente a peça em um forno de pré-aquecimento até 400°C; 2- Situar a peça tão aprumada quanto possível, no forno estabilizado a

temperatura da tempera. A peça alcançará a temperatura desejada quando apresentar a mesma cor que as paredes do forno;

3- Manter esta temperatura durante uma fração de tempo, proporcional a espessura da peça. Mover a peça sobre o pavimento do forno, afim de que o calor seja repartido uniformemente;

4- Tirar a Eça, submergi-la no banho, agitá-la sem exagero, a menos que o liquido não seja agitado mecanicamente, e tirá-la quando fria

Defeitos de têmpera As duas causas de possíveis defeitos aquecimento e resfriamento. 1- Falta de dureza.

Pode ser causada por uma temperatura muito baixa ou por uma decarburação superficial (forno mal regulado). As partes menos duras podem ser provocadas pelas bolhas de vapor que ficaram coladas pela superfície da peça, durante sua imersão.

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2- Deformações. É possível suprimi-las por completo. Podem decorrer do aquecimento ou do resfriamento não uniforme.

3- Fendas São produzidos especialmente nas mudanças de secção, em virtude de resfriamento demasiado rápido.

Têmpera Isométrica Na têmpera ordinária o resfriamento do núcleo da peça efetua-se lentamente, a formação da martensita verifica-se, portanto, inicialmente na superfície, mais tarde, no interior da peça. Este atraso tem riscos graves, pois a formação de martensita e acompanhada por uma dilatação sensível do aço. A superfície da peça pode fender-se quando o núcleo se dilata. Fendas de têmpera aparecerão na peça. Em outros casos a superfície não se altera, mas a peça se deforma ou se retorce, especialmente se for de forma assimétrica. Em lugar de resfriar a peça em água ou óleo à temperatura ambiente. A mesma pode ser resfriada em um banho metálico ou de sal, cuja a temperatura é imediatamente superior a M s (formação de martensita) para o aço a ser tratado. Mantém-se a peça no banho o tempo necessário para permitir a equalização das temperaturas, mas não tanto que permita começar a transformação bainítica. Em continuação retira-se a peça do banho, deixando-a resfriar, ao ar livre ou uma corrente de ar, até a temperatura ambiente. A formação da martensita e a dilatação que a acompanha tem lugar durante o lento resfriamento no ar, e uniformemente em toda a secção, pois a diferença de temperaturas entre a superfície e o núcleo era pequeno. Após e resfriamento total até a temperatura ambiente efetua-se um revenimento normal para obter a dureza desejada.

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A vantagem da têmpera isotérmica reside na diminuição dos riscos de fendas e de deformação. Esta vantagem é limitada pelo fato de que este método exige um banho especial, ademais, pode ser aplicada somente nos aços para as têmperas no óleo e no ar, por causa da capacidade de resfriamento, toda a transformação que possa produzir uma estrutura doce. Apesar dessas limitações, a têmpera isotérmica tem, cada dia, maior aplicação e se tem revelado especialmente útil para o tratamento de ferramentas complicadas e de peças de produção, para as quais exigem uma grande precisão. Tempera bailítica De igual modo que na tempera isotérmica, as peças são resfriadas em um banho, em que a temperatura é um pouco maior que a de formação de martensita. O tempo da operação é suficientemente grande para que a austenita possa transformar-se completamente em bainita. Esta estrutura bastante dura e extraordinariamente tenaz. A dureza máxima que pode ser obtida pela tempera bainítica alcança 60-61 Rc para alguns aços, mas é sensivelmente inferior para outros. As vantagens deste método são: em certos limites de dureza, a estrutura obtida é mais tenaz do que é possível se obter por qualquer outro tratamento térmico. (Uma peça que tenha sido temperada por este processo é mãos tenaz que a peça idêntica, temperada e revenida normalmente, com igual dureza). Ademais, este tratamento ocasiona as mínimas distorções e deformações possíveis. Para os aços fracamente ligados, o processo é aplicado somente a peças de pequenas dimensões. Para aços fracamente ligados, processo é aplicado somente a peças de pequenas dimensões, enquanto que nos aços de pequeno teor de elementos de adição, o tempo necessário para obter uma transformação completa é freqüentemente, muito grande e torna a operação demasiadamente cara. A têmpera bainítica tem, até agora, suas principais aplicações no tratamento de ferramentas pequenas que devem ser muito tenazes e não demasiadamente duras, e em pequenas peças de produção.

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Revenimento

Este tratamento é aplicado somente a peças temperadas. Consiste em reaquecer o metal com o objetivo de permitir um retorno mais ou menos acentuado ao estado normal a frio. Nos aços sem liga, quanto maior é a temperatura de revenido, mais diminui a dureza, quando a temperatura do revenido alcança os 400-500°C. Os diagramas de revenido indicam a dureza obtida após revenido a diferentes temperaturas. Permite suprimir as tensões internas provocadas pela têmpera e diminuir a fragilidade das peças temperadas, conservando a dureza necessária. Modo de execução do revenido 1- com forno e pirômetro:

a) Estabilizar o forno a temperatura desejada b) Manter a peça no forno durante um tempo variável (dependente da

espessura da peça); c) Resfriar no ar, no óleo ou a água.

2- Na forja: A temperatura se avalia pelas cores que o metal toma. - Cinza esverdeado: 330°C - Azul claro: 310°C - Violeta: 280°C - Amarelo escuro: 250°C

Observação: o calor necessário para o revenido de um pequeno punção, de um pino etc, pode ser fornecido por uma reserva de calor, conservada por cima da parte resfriada, na operação de têmpera. Igualmente, pode ser fornecida por um bloco previamente aquecido, sobre o qual se situa a peça que deve ser revenida.

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Recozido

Este tratamento térmico consiste em aquecer a peça e deixá-la esfriar o mais lentamente possível. Motivos: 1- suprimir os efeitos da têmpera; 2- regenerar um metal superaquecido (queimado) 3- eliminar a fragilidades ou as tensões internas; Eis porque a palavra �recozimento� não poderá ser empregada só, mais acompanhada de termos que indiquem seus efeitos: 1- recozimento para eliminar a dureza; 2- recozimento para normalizar; 3- recozimento para eliminar as tensões; Modo de execução: aquecer uma temperatura que varia de 600°C a uma superior a A 3 , segundo o tipo de recozimento e, em continuação, resfriar,

tanto mais lentamente quanto mais carburado seja o aço. O resfriamento é feito em cinzas, areia ou forno apagado. Recozimento das chapas Nas peças embutidas, o recozimento, para eliminar tensões, permite readquirir as primitivas propriedades. Mas este recozimento deve ser efetuado no momento certo. Com efeito quando um aço esta endurecido somente a 20%, o recozimento engrossa, de modo considerável, e o grão de metal perde uma parte de suas possibilidades de embutição. É preciso recozer as peças, se for necessário, o mais tarde possível. Todo o metal aquecido ao ar livre se oxida e a oxidação aumenta rapidamente, com a temperatura. A camada de oxido pode alcançar vários décimos de milímetro de espessura da chapa.

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É preciso após cada recozimento limpar, decapar e lavar as peças. Estas operações são caras e exigem instalações apropriadas. Alem disso, se estas operações eliminam o óxido, não podem evitar a perda de espessura da chapa. Portanto, se há interesse em se evitar a formação de oxido, deve-se quando possível, fazer o recozimento em forno fechado ou em atmosfera controlada. O resfriamento, após o aquecimento influi no valor da operação. O recozimento, para o aço e o alumínio, é melhor, quanto mais lentamente for resfriada a peça. O contrario se da para o latão, o resfriamento deve ser brusco e feito na água fria.

Cementação

Este tratamento térmico consiste em provocar uma carburação superficial no aço de menos de 0,2% de Carbono, para permitir a têmpera superficial. A cementação compreende: 1- Carburação superficial das peças, levando-as a uma temperatura igual ou

superior a A 3 , em presença de um carburante (o ferro dissolve o carbono,

formando a austenita). 2- Uma série de operações de têmpera, para dar ao núcleo e à superfície da

peça as qualidades requeridas. Principais carburantes (compostos para cementar): os principais carburantes utilizados são: - sólidos: carbonato de bário, carvão de madeira; - líquidos: cianureto de sódio(cianuração );cloreto de sódio; carbonato de

sódio; - gasosos; gás de rua. A velocidade de penetração é: - 0,1 mm/hora, com carburantes em pó: - 0,2 mm/hora, com carburantes granulados

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No inicio do tratamento esta velocidade é maior nos carburantes líquidos, porem diminui rapidamente. N.B.: Se a carburação deve ser parcial, é suficiente recobrir eletroliticamente, com cobre, as partes que não se desejam cementar, para impedir penetração do carbono. Modo de realizar a operação 1- Em caixa, com carburante sólido.

As peças são colocadas junto com o carburante, em caixas de material refratário, estas são cobertas e fechadas com terra, no forno, para obter a estanqueidade; após são aquecidas à temperatura desejada. O tempo necessário, para obter a cementação exigida, é contado a partir do momento em que esta temperatura é alcançada.

2- Em banho com carburante liquido. As peças são submersas no banho, suspensas em ganchos ou colocadas em um cesto metálico. Observação: As peças carburadas deforma-se durante o tratamento sendo necessário prever-se uma ligeira sobre espessura para poder retocar

Tratamento após a carburação Após a carburação no banho, as peças podem ser temperadas diretamente no óleo. Após a carburação na caixa, podem ser realizados vários tratamentos, segundo o tipo de aço e as fadigas previstas para as peças: 1- resfriamento na caixa e, em continuação, uma têmpera a 900°C e outra a

800°C; 2- têmpera na saída da caixa,seguida de uma outra a 800°C; 3- resfriamento na caixa e, em continuação, têmpera a 800°C, no óleo.

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Nitretação

É um tratamento para endurecer a superfície, que permite alcançar temperaturas superiores as conseguidas por cementação. Consiste no aquecimento do metal de 500 a 525°C, em presença do nitrogênio (gás de amônia ), durante o tempo necessário para se obter a espessura de nitruração desejada (0,01 mm por hora). As zonas que não devem ser nitruradas serão estanhadas previamente. Quando a operação esta acabada as peças resfriadas na caixa, tem cor azulada mas não sofrem transformações.

Estampos - componentes

A - Punção Nas peças de pequenas dimensões, os funções são fabricados geralmente em uma só peça. Nas peças de dimensões médias, os punções podem ser fabricados em duas peças: uma faca, em aço duro temperado, fixado por parafusos e pinos de guia ao corpo do punção, fabricado em aço semiduro. Este tipo de fabricação pode facilitar a usinagem, diminuir ou evitar as transformações na têmpera e economizar o aço duro. Nas peças de grandes dimensões, os punções são fabricados geralmente com facas acopladas. O corpo do punção será em aço semiduro ou de fundição. As facas terão como máximo 250mm de comprimento (para evitar a deformação na têmpera).

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Em geral a forma da peça a ser cortada é dada sobre a toda a altura. Pode-se igualmente prever a fabricação usinando somente esta forma sobre 15 ou 20mm. É possível evitar a flexão dos punções redondos de pequeno diâmetro, prevendo dois diâmetros no punção, a parte que tem o diâmetro a ser puncionado terá um comprimento de 8 a 10mm e será continuada pelo corpo do punção fabricado com diâmetro bastante maior. Às vezes fabricado em duas peças: uma bucha exterior que reforça o punção (permite o emprego de aço calibrado). Dimensões: para evitar rupturas demasiado freqüentes, o diâmetro mínimo a cortar deve ser a espessura d9o material. Altura dos punções: em geral, adota-se 70mm. Para pequenos punções redondos deverá ser verificada a resistência a flambagem pela formula:

E I 700 h =

Na qual: h = altura do punção E = esforço de corte I = coeficiente dimensional.

Punção redondo 64

d π i 4

=

Punção quadrado 12 a I

4

=

Punção triangular 36

h a I 3

=

Punção tubular )( 44 dD −== 64 π I

Punção retangular 12

a b I 3

=

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B � Matriz Como para os punções, são possíveis 3 tipos de fabricação. - em uma peça - com placa acoplada, de uma peça ou fracionada - com peças acopladas Saída O furo das matrizes é formado por uma parte �cilíndrica�, de perfil e dimensões constantes, continuada por uma conicidade chamada saída. A parte �cilíndrica� deve ser igual a 3 ou 4 vezes e (espessura da chapa) até 2 mm (1,5 vez se e >2). Se a ferramenta deve ser utilizada para uma série muito grande, a altura da parte �cilíndrica� pode ser verificada, tendo em conta o material retirado cada vez que a ferramenta é afiada e o numero de peças cortadas entre estas operações.

50000 a 30ldepeçasnúmerotota x 0,15H =

0,15 representa a espessura retirada em cada retificação. 30000 a 50000 representa numero de peças cortadas entre 2 retificações. O ângulo de saída varia de 1 a 3°. Em alguns casos a saída é prolongada até a face de corte, mas então é preferível fazer esta saída com um ângulo menor na parte superior (0,5°). Nos furos redondos é possível fazer continuar a fase de corte por um furo cilíndrico que tenha mais ou menos 2 mm de diâmetro a mais que o furo de corte, porem é preferível continuar em forma cônica (evitem que os retalhos fiquem presos).

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A fabricação com placa de corte fracionada pode ser feita de dois modos: 1- normal: O suporte da matriz, de aço semiduro, é fabricado com um

encaixe para receber as peças acopladas, fixadas por parafusos e pinos de guia.

A divisão da placa de corte será feita de forma a facilitar a usinagem e evitar as deformação na têmpera. Nunca deve-se secionar no ângulo ou no alinhamento de uma seção de facas acopladas do punção. Nos furos redondos, podem ser previstas buchas ajustadas; estas serão encaixadas a pressão na matriz, ou montadas sem folga e retidas por uma presilha. 2- de blocos: A matriz esta formada por: a) um suporte em aço semiduro. Este tem a forma de uma placa furada que

tem, nos dois lados parafusos de pressão.(A dimensão do encaixe será superior em 3mm às dimensões totais dos blocos.)

b) blocos de aço duro temperado. São peças segmentadas das quais todas as partes são retificadas, e que, unidas por parafuso de pressão, formam a placa de corte da matriz.

Determinações das uniões. Neste caso, a matriz é acabada independentemente dos punções. As uniões serão feitas de preferência no alinhamento das arestas cortantes. Todos os blocos devem encaixar entre si e se manter fixos mutuamente sob os apertos dos parafusos de pressão.

Dimensões do suporte da matriz. Em geral são 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 dimensões).

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

R x lh b x

32E

2

d <

2- Matriz montada no ar:

R x l 6h b E

2

d <

Nas quais: dE = força total do corte

R = coeficiente de trabalho do aço com o qual é fabricado a ferramenta l = distancia entre 2 suplementos ou comprimento do ar b = largura da placa matriz diminuída na largura dos furos h = espessura da placa matriz.

Duração de uma matriz Pode ser admitido que uma ferramenta bem fabricada pode cortar de 30000 a 50000 peças sem ser adiada. Cada afiação necessita em media da retirada de 0,15mm de material sobre a matriz. Será possível então cortar de 1200000 a 2000000 de pacas antes de serem retiradas 6mm da matriz.

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Estampo de corte

Definição e Nomenclatura

É um conjunto de peças ou placas que, associado e adaptado as prensas ou balancins executa operações em chapas, para a produção de peças em série.

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A parte útil obtida da tira é denominada peça e as sobras das tira, retalhos.

Conjuntos Principais

É formado por dois conjuntos de peças ou placas que se denominam superior e inferior.

Conjunto Superior É a parte móvel do estampo, que é fixada ao cabeçote da prensa pela espiga, realizando movimentos verticais descendentes e ascendentes.

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Nomenclatura

1 � Alojamento da espiga 5 - Conjunto superior 2 � Mandril 6 � Placa de fixação 3 � Conjunto inferior 7 � Mesa 4 � Cabeçote

Conjunto Inferior É a parte do estampo que é fixada na mesa da prensa ou balancins por meio de parafusos e placas de fixação.

Espiga

É a peça cilíndrica, de aço 1020 a 1030 que, introduzida e presa no alojamento do cabeçote, sustenta o conjunto superior.

Nomenclatura

1 � cabeçote 2 � Alojamento da espiga 3 � Espiga 4 � Parafuso de fixação 5 � Mandril 6 � Conjunto Superior 7 � Base do cabeçote

Page 30: Projetos de Ferramentas

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Tipos

Cilíndrica

Adapta-se, mediante o uso de buchas cortadas, a diversos cabeçotes. Tem o inconveniente de não oferecer uma boa fixação.

Cilíndrica com rebaixo cônico

Para cabeçotes com alojamentos para espiga padronizada, tem a vantagem de permitir uma boa fixação.

Funções da parte cônica da espiga A parte cônica da espiga tem duas funções: Ao apertar o parafuso,a pressão exercida nesta parte eleva a espiga forçando o encosto da placa superior no cabeçote da prensa; As rebarbas formadas pelo parafuso na parte cônica da espiga não chegam a atingir o alojamento no mandril, permitindo uma correta fixação.

Page 31: Projetos de Ferramentas

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Observação

O rasgo �G� da figura ao lado é feito para dar aperto ou afrouxar a espiga da placa superior, por meio de uma chave radial.

Tabela de dimensões da espiga

Capacidade da

prensa

D

A B C r D1

métrica fina

E F G

10 tf/cm2

20 tf/cm2 25 13 23 13 3 14 x 1,5 18 x 1,5

20 2,5 5

30 tf/cm2 38 19 34 19 4 27 x 1,5 30 4 8 50 tf/cm2 50 25 45 25 5 36 x 1,5 40 5 10 80 tf/cm2 73,5 31 57 31 6 44 x 1,5 50 6 12

Placa Superior

É uma placa de aço 1020 a 1030, ou de ferro fundido, na qual é fixada a espiga e tem por finalidade unir, por meio de parafusos, a placa de choque e a placa porta-punção.

Page 32: Projetos de Ferramentas

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Tipos a) A placa superior mais simples está representada na figura

abaixo.

b) Os estampos de corte, guiados por colunas, são mais favoráveis, no que

se refere a sua capacidade de produção e durabilidade

Page 33: Projetos de Ferramentas

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Observação

Existe outro tipo de placa superior usado em prensas automáticas. Sua fixação é feita por meio de parafusos e placas de fixação

Placa de Choque

É uma placa de aço 1060 a 1070, temporada e retificada, que tem a função de receber choques produzidos pelas cabeças dos punções, no momento que estes furam ou cortam a chapa, evitando que os mesmos penetrem na placa superior. Sua espessura varia conforme o material a ser cortado.

Tipos Os mais comuns são: Placa de choque inteiriça. Quando tem o mesmo tamanho que a placa superior

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Placa de choque em partes. Usa-se quando o estampo é de grandes dimensões e pode deforma-se no tratamento térmico

Discos postiços. Usam-se quando a placa superior é de grandes dimensões para obter-se economia de material

Placa porta-punções

É uma placa de aço 1020 a 1030 situada logo abaixo da placa de choque ou da placa superior e fixa-se por meio de parafusos. Sua função é sustentar punções, centradores, cunhas e as colunas de guia quando forem necessárias.

Page 35: Projetos de Ferramentas

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Nomenclatura 1 � Placa de choque 2 � Alojamento para cabeças de punções 3 � Placa porta-punções 4 � Alojamento de punções

Os alojamentos para colocar os punções podem ser usinados ou realizados manualmente.

Ajuste Quando o estampo se destina a trabalhar em prensas automáticas, o ajuste dos punções na placa porta-punções deve ser H7 h6. Em prensas excêntricas, o ajuste é H7 g6.

Observação

Para o projeto de uma placa porta-punções, devemos considerar: a) Espessura adequada para prender os punções. b) Suficiente penetração dos parafusos para suportar o esforço

de separação dos punções.

Placa-guia

É uma placa de aço 1020 a 1030 que tem a punção de guiar os punções e pilotos centradores, nas cavidades cortantes da matriz. A espessura da guia varia conforme o tamanho do estampo, o curso e a função dos punções Os punções deverão receber, na guia, um ajuste deslizante H7 g6.

Page 36: Projetos de Ferramentas

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Em casos de grande produção de peças, pode-se estudar a possibilidade de encaixar peças postiças ou buchas temperadas nas guias, evitando-se assim o desgaste prematuro.

Tipos Fixa. Monta-se conjunto inferior por meio de parafusos e pinos de guia

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Prensa chapa. Monta-se no conjunto superior, guiada por colunas, quando existe o perigo de deformar a tira, no momento em que os punções realizam as operações. Seu movimento é regulado por meios de parafusos limitadores e com molas, para que funcione como expulsor do retalho.

Nota

A guia prensa-chapa é geralmente utilizada em estampos progressivos.

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Guias laterais

São duas peças de aço 1040 a 1060, colocadas nas laterais da placa-matriz. Podem ser temperadas e revenidas. Sua função é guiar a tira de material a cortar.

Dimensões A espessura das guias será 20% maior do que a da tira a cortar. A distância entre estas deve ser igual à largura da tira a cortar mais uma pequena folga que facilite o movimento da mesma. O comprimento pode ser igual ao da placa-matriz, mas recomenda-se construí-las mais compridas, colocando-lhes um suporte, o que lhes dá rigidez e, ao mesmo tempo, serve de apoio a tira.

Fixação As guias laterais são fixadas entre a placa-guia e a placa-matriz, por meio de parafusos e dois pinos de guia.

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Observação

Quando a tira a cortar é de pouca espessura, as guias podem ser substituídas por um canal na placa, que devera ser de 1,5 a 2 vezes a espessura da tira.

Placa-matriz

É uma peça de aço inoxidável, temperada revenida e retificada; é provida de cavidades que têm a mesma secção dos punções e cuja função é reproduzir peças pela ação dos mesmos.

Tipos Inteiriças. Quando são construídas de uma só peça

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Seccionadas. Quando são construídas de várias peças. Para estampos de grandes dimensões

Quando as dimensões são muito pequenas e representam dificuldades de construção, as peças postiças são encaixadas na placa-matriz.

Compostas. Faz-se este tipo para facilitar a construção e reparação da placa-matriz. Classificam-se em: a) Placas-matrizes com peças postiças

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b) Placa Matriz com pastilhas encaixadas em material de baixo teor de carbono.

Ângulo de saída

Quando se fazem as cavidades da placa-matriz, estas não são de medidas uniformes porque vão se alargando de forma inclinada, para facilitar a saída das peças. Com saída no inicio da aresta cortante. Para os estampos de menor produção, e quando o material a cortar é muito macio e de grande espessura, a inclinação começa na aresta cortante da matriz.

Com secção de corte paralela. Esta forma é a que se usa normalmente veja a figura abaixo, Neste caso a cavidade tem uma parte paralela chamada secção de corte, que tem de duas a três vezes a espessura da chapa a cortar, iniciando-se daí uma inclinação de 1º a 3º.

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Com secção de corte inclinada. É semelhante a anterior, porém a secção de corte ou parte ativa se faz ligeiramente cônica (meio grau). É usada para placas-matrizes de pouca precisão e materiais duros.

Em caso de furos, faz-se a saída utilizando-se uma broca de diâmetro maior.

Nos furos de pequeno diâmetro, a seção de corte é ligeiramente cônica, para diminuir o esforço do punção e facilitar a saída do retalho. Obtem-se esta conicidade por meio de um alargador cônico.

Page 43: Projetos de Ferramentas

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Placa-Base

Definição

É uma placa que serve de apoio à placa matriz e se fixa a esta por meio de parafusos e pinos de guia. É construída de aço 1020 a 1030 ou ferro fundido. Quando o produto obtido sai pela parte inferior da matriz, a placa base terá uma cavidade maior, para facilitar sua saída.

Tipos Simples. É a mais econômica pela sua forma de construção. Seu tamanho é maior que as outras placas, para permitir sua fixação na mesa da prensa.

Semi-embutida. Este sistema tem a vantagem de reforçar lateralmente a placa matriz, permitindo reduzir suas dimensões.

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Embutida. Para placa-matriz submetida a grandes esforços laterais ou quando sua construção apresenta perigos de ruptura.

Universais. Constroem-se para poder adaptar placas-matrizes de diferentes medidas. A forma de fixação pode ser direta ou com réguas de ajuste, por meios de parafusos.

Com colunas. São usadas nos estampos de alta produção e constroem-se com colunas-guias de dimensões normalizadas.

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Sistemas de fixação Para fixação de placa-base na mesa da prensa, procede-se de duas maneiras: Por meio de parafusos, diretamente na placa-base.

Por meio de parafusos e placas de fixação.

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Placa-base universal

Dimensões

Dim A B C D E F G

1 290 215 165 150 75 11 15 2 290 215 190 150 75 11 15 3 290 215 215 150 75 11 15 4 320 245 175 180 75 14 15 5 320 245 200 180 100 14 19 6 320 245 230 180 100 14 19 7 370 290 235 205 130 17 19 8 370 290 240 205 130 17 22

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Punções

Definição

São peças de aço indeformável, temperadas e revenidas, que efetuam o corte ao introduzir-se nas cavidades da placa-matriz, dando forma ao produto.

Tipos Classificam-se em: a) Simples: sua forma não apresenta dificuldade de

construção.

Com postiços: apresentam partes frágeis que serão

submetidas a grandes esforços.

Page 48: Projetos de Ferramentas

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c) Seccionadas. Constroem-se desta forma, quando são de grandes dimensões e também para facilitar sua construção e reparação.

Sistemas de fixação

Simples: Quando a espiga e o punção formam uma única peça. Com cabeça remachada: Fixam-se diretamente à placa porta-punção ou por meio de uma bucha.

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Com cabeças usinadas:

Observação

Quando a seção de corte não é cilíndrica, deve-se determinar sua posição para evitar ruptura do punção.

Outros Tipos de Fixação Além dos tipos comuns existem outros que se utilizam em casos especiais. Punção semi-embutido e preso por parafuso e pino de guia, para posicioná-lo.

Page 50: Projetos de Ferramentas

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Quando os punções são de pouca espessura, fixam-se por meio de pinos de guia perpendiculares à sua posição; o conjunto embute-se na placa porta-punção.

Quando o punção tem uma base de apoio suficiente pode-se fixá-lo à placa porta-punção por meio de parafusos e, no mínimo, dois pinos de guia.

Vantagens Não é necessário embutir o punção na placa. Permite economia na construção do punção.

Page 51: Projetos de Ferramentas

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Pilotos centradores

Definição

Os pilotos centradores são pinos que permitem posicionar a tira, já furada, sobre a cavidade da matriz, para se obter um produto com boa precisão. O material indicado para sua construção é o aço-prata que deve ser temperado e revenido.

Tipos Pilotos fixos no punção, com ajuste forçado duro H7 m6.

Pilotos fixos no punção, com espiga roscada.

Page 52: Projetos de Ferramentas

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Empregam-se nos casos em que os furos a centrar encontram-se dentro do contorno da peça a cortar.

Pilotos fixos na placa porta-punção com cabeça remachada.

Empregam-se quando a peça a fabricar não tem furos. Neste caso os pilotos devem ser colocados lateralmente sobre o retalho da tira.

Detalhes de construção R = D R = 0,3 . D E = espessura da tira . 0,5 D = 2/3 . D D = menor que o furo a centrar, de acordo com a tolerância desejada.

Page 53: Projetos de Ferramentas

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Pinos de guia

Definição

São peças cilíndricas geralmente de aço-prata temperadas e revenidas. Sua função posicionar as placas de um conjunto, ou peças entre si, eliminando a folga dos parafusos da fixação.

O ajuste nas diversas placas deve ser H7 j 6.

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Empregam-se, no mínimo, dois pinos de guia, localizados o mais distante possível entre si, tendo-se em conta a segurança da placa-matriz.

Ø mm 3 � 5 6 � 12 12 � 20

x 6 10 13

Segundo a necessidade, os alojamentos dos pinos de guia se efetuam de diversas formas.

Tipos Passante: Emprega-se quando as peças a posicionar permitem um alojamento total.

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Não passante: Emprega-se geralmente na fixação dos punções.

Os pinos de guia colocados nos furos não passantes podem ser ocos ou com um pequeno plano, facilitando a saída de ar para sua melhor extração.

As dimensões dos pinos de guia se determinam pela espessura das placas a fixar e pelo esforço que suportam.

Page 56: Projetos de Ferramentas

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Tabelas práticas para uso dos pinos de guia.

L

D 4 6 8 10 12 14 16 20

40 50 60 70 80 90

100 110 120 130 140 150

Com

prim

ento

do

pino

de

guia

160

Page 57: Projetos de Ferramentas

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Corte em ferramentaria

Definição

Entende-se por corte, em ferramentaria, a separação total ou parcial de um material sem formação de cavacos.

Page 58: Projetos de Ferramentas

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Processo de corte a) O punção, ao descer, pressiona a tira contra a placa-matriz

e empurra a parte a cortar dentro da cavidade da mesma, produzindo deformações na superfície da tira a cortar, iniciando-se as linhas de ruptura.

b) Para que o produto obtido não apresente rebarbas, é

necessário que a folga entre o punção e a placa-matriz seja adequada.

c) A pressão que o punção continua exercendo, provoca a

separação das peças.

Page 59: Projetos de Ferramentas

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Folga, cálculo e aspecto

A folga que deve existir entre o punção e a placa-matriz, para que a ação do corte seja correta, traz como conseqüência a conservação do corte da placa matriz e a qualidade da peça.

Dimensionamento Quando precisamos obter contornos externos, a placa-matriz leva a medida nominal da peça e a folga fica no punção. No caso de contorno interno, o punção leva a medida nominal e a folga se acrescenta à placa-matriz.

Cálculo Para determinar as medidas correspondentes ao punção e placa-matriz. Podem-se aplicar as fórmulas seguintes:

Para aço macio e latão 20e

=F

Para aço semi-duro 16e

=F F = Folga em mm;

Para aço duro 14e

=F E = espessura da chapa em mm

Page 60: Projetos de Ferramentas

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Exemplo

Determinar as medidas do punção e placa-matriz para construir peças de aço semi-duro.

16e

=F 161

=F F = 0,006 mm

Contorno externo 16 � 2 (0,006) = 15,88 mm

Contorno interno 6 + 2 (0,006) = 6,12 mm

Quando há dificuldade para medir a folga entre o punção e a placa-matriz é necessário fazer ensaios na prensa ou balancin, para determiná-la pelo aspecto da peça.

Aspectos da peça A parte cortada na peça apresenta duas partes, uma brilhante e outra fosca. Este fenômeno ocorre em função da folga entre o punção e a placa-matriz. Suas medidas variam de acordo com a espessura e o tipo do material a ser cortado. Exemplos

1. Para materiais não ferrosos, dúcteis e de pouca resistência à tração, parte fosca tem 1/3 da espessura.

2. Em materiais ferrosos que não oferecem grande resistência

à tração, a parte fosca tem a metade da espessura.

Page 61: Projetos de Ferramentas

59

3. Para materiais ferrosos que oferecem maior resistência à tração, a parte fosca tem 2/3 da espessura.

Observação

Existem outros materiais que se adaptam a qualquer dos três casos citados, como sejam: folha de flandres, aço silicioso, aço inoxidável, materiais isolantes e plásticos. Tabela prática para determinar a folga entre o punção e a placa-matriz

Page 62: Projetos de Ferramentas

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FOLGAS �F� Espessura da chapa em mm

Aço Macio

Latão Siliciosa Cobre Alumínio Alumínio

duro 0,25 0,5 0,75 1,0 1,25 1,5 1,75 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0

0,015 0,03 0,04 0,05 0,06 0,075 0,09 0,105 0,13 0,18 0,25 0,325 0,41 0,5 0,62 0,75

0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 0,08 0,11 0,14 0,18 0,21 0,27 0,325 0,4 0,48

0,015 0,03 0,04 0,05 0,06 0,075 0,09 0,105 0,13 0,16

0,015 0,03 0,04 0,05 0,06 0,075 0,09 0,105 0,13 0,16 0,22 0,28 0,34 0,42 0,5 0,6

0,008 0,01 0,015 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,08 0,1

0,02 0,04 0,06 0,08 0,1 0,12 0,14 0,16 0,19 0,22

Page 63: Projetos de Ferramentas

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Esforço de corte

Definição

É a força necessária para efetuar um corte no material e determinar a capacidade, em toneladas, da prensa a utilizar. Para calcular o esforço de corte podemos aplicar a seguinte fórmula: Ec = P . e . Rc Ec = esforço de corte P = Perímetro da peça a cortar (em mm) E = espessura da chapa (em mm) Rc = resistência ao corte do material (em kgf/mm2)

Exemplos

1. Queremos saber o esforço necessário para cortar a peça da figura abaixo. A resistência do material a cortar é de 32/kgf/mm2 e a espessura da chapa é de 1 mm.

Cálculo

Ec = P . e . Rc Ec=100 . 1 .32=3200 Ec = 3200 kgf

100302020101010

=1P

Page 64: Projetos de Ferramentas

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2. Calcular o esforço de corte para obter a peça da figura abaixo. Onde a Rc = 32 kgf/mm2 e a espessura é de 1 mm

Cálculo

Ec = P . e . Rc Ec = 140 . 1. 32 = 4480 Ec = 4480 kgf P = 100 + 40 = 140 P = 140 mm

Observação

O valor da resistência ao corte se obtém da tabela e está relacionado diretamente com o tipo de material a trabalhar. Para reduzir o esforço de corte pode-se afiar a parte ativa dos punções e placas matrizes nas formas seguintes.

Esta forma de construção não se recomenda para cortar material de pouca espessura, porque as peças a obter sofrem deformações. Portanto, usa-se em material de considerável espessura. Também se pode reduzir o esforço de corte, construindo os punções ou matrizes de modo que trabalhem em forma escalonada.

100302020101010

=1P 4010101010

=2P

Page 65: Projetos de Ferramentas

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A efetividade deste sistema é que o esforço se produz parcialmente sobre o material a cortar.

Observação

A diferença de medida entre os punções ou matrizes, varia segundo a espessura do material a cortar Tabela de resistência ao core em kgf/mm2

ESTADO ESTADO MATERIAL

MACIO DURO MATERIAL

MACIO DURO Chumbo 2 � 3 - Chapa de aço - 40

Estanho 3 � 4 - Chapa de aço para embutir 30 � 35 -

Alumínio 6 � 11 13 � 16 Chapa de aço semi-duro 45 � 50 55 � 60

Duralumínio 15 � 22 30 � 38 Aço laminado com 0,1% C 25 32

Silumínio 10 � 12 20 Aço laminado com 0,2% C 32 40

- - - Aço laminado com 0,3% C 35 48

Zinco 12 20 Aço laminado com 0,4% C 45 56

Cobre 12 � 22 25 � 30 Aço laminado com 0,6% C 56 72

Latão 22 � 30 35 � 40 Aço laminado com 0,8% C 72 90

Bronze Laminado 32 � 40 40 � 60 Aço lami80nado com 1% C 80 105

Alpaca laminada 28 � 36 45 � 46 Aço ao silício 45 56

Prata Laminada 23 � 24 - Aço inoxidável 50 � 55 55 - 60

Page 66: Projetos de Ferramentas

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Page 67: Projetos de Ferramentas

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Passo de estampo

Denomina-se passo de um estampo o avanço necessário da tira para efetuar um novo corte. Determina-se o passo somando a largura máxima da peça a cortar, tomada em sentido longitudinal da tira, com a distância mínima entre as peças.

Nomenclatura

e = espessura do material c = comprimento da peça a = espaçamento longitudinal b = espaçamento lateral p = passo

Exemplo I

e = 2 mm c = 18 mm a = 2 mm b = 3 mm

P = c + a → P = 18 + 2 → P = 20 mm

Page 68: Projetos de Ferramentas

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Exemplo II

e = 2 mm c = 30 mm a = 2 mm b = 3 mm

P = c + a → P = 30 + 2 → P = 32 mm

Em função do passo, determina-se a colocação dos topes, a dimensão c da faca de avanço e calcula-se a quantidade de peças, por chapa, e a porcentagem de aproveitamento.

Page 69: Projetos de Ferramentas

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Sistema de avanço

Topos

São dispositivos de retenção, colocados no estampo, para posicionar a tira, obter uniformidade nas peças e relacionar-se diretamente com a economia de material.

Tipos Topes Fixos. São os que se colocam no conjunto inferior do estampo. Utilizam � se para baixa produção. Classificam-se em: a) Os que permitem avançar a tira, dando-lhe posição, ao

encontrar-se com o corte anterior.

b) Os que permitem a tira avançar diretamente até o tope

montado na parte exterior do estampo, mediante um suporte.

Page 70: Projetos de Ferramentas

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Observação

Para aplicar este sistema, é necessário que as peças sejam da mesma largura que a tira.

Topes Móveis. São utilizados no conjunto inferior do

estampo e se empregam para a alta produção. Tope de Balancín. Consiste num tope basculante e é

acionado pelo movimento da prensa. Este sistema permite obter maior produção que o anterior. É utilizado, geralmente, nos estampos nos quais a alimentação da tira se faz de forma automática.

Funcionamento

a) Ao empurrar a tira contra o tope �A�, este se apóia na face anterior da sua cavidade.

b) Ao descer o punção, depois de fixar a tira, obriga o tope �A� a levantar-se por meio do acionador �P�.

c) Efetuado o corte, o tope volta à sua posição pela ação da mola e se apóia sobre a tira.

Page 71: Projetos de Ferramentas

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d) Ao empurrar a tira que agora está livre, o tope �A� cai na cavidade recém cortado e se apóia novamente na face anterior desta e o ciclo recomeça.

Vantagem

É suficiente empurrar a tira, com movimento uniforme, para obter bom rendimento do estampo. Topes auxiliares. Utilizam-se em combinação com outros sistemas, para evitar perdas de material no começo e o final da tira. a) Para aproveitar a primeira peça, aciona-se manualmente o

tope.

b) Para aproveitar as últimas peças com movimento lateral e

efeito central.

Page 72: Projetos de Ferramentas

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Facas de avanço

Também são punções e suas larguras equivalem ao passo da matriz e são usados nos estampos de precisão para obter maior rapidez no trabalho. Estes punções fazem um corte lateral igual ao passo.

Dupla. Pode ser adaptada para determinar a largura da peça ou obter maior precisão.

Utilizam-se, também, para conseguir total aproveitamento da tira.

Page 73: Projetos de Ferramentas

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Observação

Para evitar o desgaste da guia lateral causado pelas consecutivas pancadas da tira e pelo atrito da faca de avanço, deve-se colocar um postiço de aço temperado.

Tipos Faca reta. É de fácil construção, portanto, a mais empregada. Desvantagem Geralmente, a faca de avanço reta sofre desgaste nos cantos vivos, dando origem a pequenas saliências na tira que impedem o deslizamento normal da mesma.

Com ressalto. Neste tipo, a saliência S, formada em conseqüência do desgaste da faca de avanço, é eliminada no corte sucessivo.

Page 74: Projetos de Ferramentas

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Observação

Por ser o ressalto R geralmente de pequena dimensão, existe o perigo da ruptura da faca. Adapta-se ao trabalho com materiais de poucas espessura. Com rebaixo. Neste tipo de faca de avanço, as saliências formadas nas tiras não necessitam ser eliminadas, pois, não interferem no deslizamento da tira. Tem a vantagem de não oferecer perigo de ruptura e assegurar um bom trabalho.

Page 75: Projetos de Ferramentas

73

Disposição da peça na tira

É um estudo de um projeto que tem por finalidade obter a osição da peça na tira, considerando: 1. Economia de material 2. Forma e dimensões da peça 3. Sentido do laminado na peça a ser dobrada As disposições mais comuns são: - reta e inclinada

- sem intervalos

- alternada

Page 76: Projetos de Ferramentas

74

- de arruelas e polígonos regulares.

Disposições Especiais

2. Em certos casos, uma ligeira modificação na forma da peça permite grande economia de material.

3. Em outros casos, pode-se aproveitar o retalho, quando este

se adapta às medidas de outra peça do mesmo material.

4. Quando a peça é submetida a uma ação de dobra, esta

será em sentido transversal ao laminado da tira, para dar-lhe maior resistência, já que ao contrário existe o perigo de ruptura na obra.

Page 77: Projetos de Ferramentas

75

Observações Na disposição alternada projeta-se o estampo de duas formas: 1. Para baixa produção com um punção, passamos duas

vezes a tira invertendo sua posição.

2. Para alta produção com dois punções.

Procedimento para determinar a melhor posição da peça na tira. 1. Desenhar no papel a figura da peça 2. Transportar para o papel transparente a mesma figura

várias vezes, procurando manter o mesmo espaçamento a para todo o contorno da peça na figura abaixo.

Observações 1. O espaçamento a é aproximadamente igual à espessura da

chapa, devendo ser no mínimo 1 mm 2. O espaçamento b obtém-se multiplicando a espessura da

chapa pelo fator 1,5. O espaçamento b não deve ser menor que 1,5 mm

Page 78: Projetos de Ferramentas

76

3. A largura da tira é igual à largura da peça mais 2 b; L = z + 2b.

4. Repetir os itens (1) e (2) para outras disposições.

5. Calcular a porcentagem de aproveitamento Pa da tira, para

cada posição encontrada, utilizando a fórmula:

..

=ANA

P pa 100 sendo Ap = Área da peça em mm2

N = Número de peças por metro de tira A = Área de um metro de tira em mm2

6. Comparar os valores de Pa referente à cada posição e

escolher o que apresentar maior Pa.

Page 79: Projetos de Ferramentas

77

Exemplos

1. Calcular a quantidade de peças (figura A) que se pode obter de uma chapa que tem 2m x 1m, com as disposições das figuras B e C. Calcular a porcentagem de aproveitamento.A espessura do material é de 1 mm.

Page 80: Projetos de Ferramentas

78

Desenvolvimento

1. Calcula-se a largura da tira, somando a largura da peça com os dois espaçamentos laterais. Largura da tira 30 + 1,5 + 1,5 = 33 mm Largura da tira 20 + 1,5 + 1,5 = 23 mm

2. Em seguida divide-se a largura da chapa pela largura da tira, para obter-se o número de tiras por chapa.

Número de tiras por chapa B =33

1000 30 tiras

Números de tira por chapa C tiras43=23

1000

3. Para determinar o número de peças por tira, divide-se a

largura desta (2m) pelo passo.

Número de peças por tira B =21

2000 95 peças

Número de peças por tira C =31

2000 64 peças

4. Calcula-se o número de peças por chapa, multiplicando-se o

número de peças numa tira pela quantidade de tiras da chapa. Número de peças por chapa A 95 x 30 = 2850 peças Número de peças por chapa B 64 x 43 = 2752 peças

5. Calcula-se a porcentagem de aproveitamento de material,

segundo a fórmula:

100.A

N.A=P p

a

Ap = área da peça em mm2

N = número de peças por chapa A = área da chapa em mm2

Page 81: Projetos de Ferramentas

79

Cálculos

Porcentagem de aproveitamento Pa Conforme a figura B Conforme a figura C

¨.100=A

.NpA=aP ¨.100=

A

.NpA=aP

¨¨ .100000 000 2850 2 . 500

=aP ¨¨ .100000 000 2752 2 . 500

=aP

¨¨ .100000 2285 . 5

=aP ¨¨ .100000 20752 2 . 5

=aP

¨¨ .100000 2425 1

=aP ¨¨ .100000 20760 3 1

=aP

¨.100 0,7125=aP¨ ¨¨ .100 0,688=aP

71,25%¨ =aP 68,8%¨ =aP

Resultados

Peças obtidas: 2 850 Peças obtidas: 2 752 Porcentagem de aproveitamento 71,25% Porcentagem de aproveitamento 68,8% 1. Da comparação dos resultados obtidos, conclui-se que a

melhor disposição é a que esta apresentada na figura 20. 2 800 peças com 71,25% de aproveitamento do material.

2. Calcular a porcentagem de aproveitamento em um metro de

tira, para cortar arruelas com as dimensões da figura abaixo.

Page 82: Projetos de Ferramentas

80

Desenvolvimento com um punção 1. Cálculo do número de peças por metro de tira segundo a

figura abaixo

¨A+D

000 1=N

¨15,51000

=N¨1,5+14

1000=N¨

64peças=N¨

a = e b = 1,5 . e → b = 1,5 . 1,5 → b = 2,25 mm

2. Determine da largura da tira: L = D + 2 b

→ L = 14 + 2 . 2,25→ → L = 14 + 4,5 → → L = 18,5 mm 3. Cálculo da porcentagem de aproveitamento:

Ap = + π . R2 - π . r2 →

¨.100A

.pA=aP

N

→Ap = 3,14 . 49 � 3,14 . 12,25 → →Ap = 153,86 � 38,46 → ¨ .100

500 1864 . 115,4

=aP¨ →Ap = 115,40 mm2

¨.100500 18

7385,6=aP¨

A = L . 1 000 → A = 18,5 . 1 000 → → Pa = 40% → A = 18 500 mm2

Desenvolvimento com dois punções 1. Cálculo da largura da tira para obter uma disposição que

proporcione o dobro de peças do desenvolvimento anterior determinado o valor de h.

h = sem 60º . (D + a) → → h = 0,866 . (14 + 1,5) → → h = 0,866 . 15,5 → → h = 13,42 mm L = h + D + 2 B → L = 13,42 + 14 + 2 . 2,25 → → L = 13,42 14 + 4,5 → → L = 31.92 mm

Page 83: Projetos de Ferramentas

81

2. Cálculo da porcentagem de aproveitamento

N = 64 . 2 → N = 128 peças ¨.100

A

N . pA=aP

Ap =115,40 mm2

¨.100920 31

128 . 115,40=aP¨

A = L . 1 000 → → A = 31,92 . 1 000→ ¨.100

920 31771,2 14

=aP¨ → A = 31 920 mm2

→ Pa = 46% Desenvolvimento com três punções 1. Calcule da largura da tira, para obter o triplo de peças do

primeiro desenvolvimento, determinado o valor de x.

h = sem 60º . (D + a) → ¨.100

A

N . pA=aP

→ h = 0,866 . (14 + 1,5) → → h = 0,866 . 15,5 → ¨.100

340 45192 . 115,40

=aP¨ → h = 13,42 mm

¨¨ .100340 45

156,8 22=aP

→ Pa = 48%

Da comparação dos três resultados obtidos, conclui-se que, quanto maior for o número de peças a cortar, devemos utilizar uma ferramenta que produza maior número de peças por golpe da prensa.

Page 84: Projetos de Ferramentas

82

Page 85: Projetos de Ferramentas

83

Localização da espiga

Processo gráfico e analítico

É determinar correntemente, a posição da espiga para que não haja desequilíbrio do conjunto superior do estampo durante o seu deslocamento, evitando assim esforços irregulares sobre os punções, principalmente quando os conjuntos não são guiados por colunas. A posição correta da espiga é no centro teórico de todos os esforços efetuados pelos punções. Podemos determinar o centro teórico dos esforços por processo gráfico ou por processo analítico.

Processo Gráfico Para determinar a posição correta da espiga pelo processo gráfico, devemos proceder da seguinte forma: 1. Referir o desenho do estampo a dois eixos ortogonais,

x e y NA. 2. Traçar paralelos a dois eixos, passando pelo centro dos

punções NA.

Page 86: Projetos de Ferramentas

84

3. Construir um sistema de eixos ortogonais auxiliar P1 01 P2 paralelos ao sistema XOY.

4. Marcar no semi-eixo 01 P1, a partir do ponto 01, em escala,

os diâmetros dos punções na mesma ordem em que estão apresentados na figura acima sobre o eixo OY;

5. Marcar no semi-eixo 01 P1, a partir do ponto 01, em escala, os diâmetros dos punções na mesma ordem e que estão apresentados na figura acima, sobre o eixo OX;

6. Traçar a bissetriz do sistema de eixos P101P2; 7. Traçar uma reta passando pelos pontos extremos 1 e 6

conforme a figura acima, determinando o ponto B sobre a bissetriz do sistema P101P2;

8. Traçar retas passando pelo ponto B e cada um dos pontos 2; 3; 4; 5;

Page 87: Projetos de Ferramentas

85

Determinação da abscissa (X) 9. Tomar um ponto qualquer I sobre a paralela ao eixo OY,

que passa sobre o centro do punção D1 e por este ponto passar uma paralela à direção B6 da figura acima.

10. Traçar pelo ponto I uma paralela a direção B5, que cortara a paralela ao eixo OY que passa pelo centro do punção D2 no ponto I I;

11. Traçar pelo ponto I I, uma paralela a direção B4, que cortara a linha de centro paralela ao eixo OY, do punção D3, ponto I I I;

12. Traçar pelo ponto I I I uma paralela a direção B0, que cortará a direção B6 no ponto P1;

13. Traçar uma paralela ao eixo OY, passando por P1.

Determinação da Ordenada (Y) 14. Tomar um ponto qualquer I sobre a paralela ao eixo 0X, que

passa pelo centro do punção D2 e por este ponto traçar uma paralela a direção B1 da figura

15. Traçar pelo ponto I uma paralela a direção B2 que cortará a linha de centro D3, paralela ao eixo 0X, no ponto I I;

16. Traçar pelo ponto I I uma paralela à direção B3, que cortará a linha de centro de D1,paralela do eixo OX, no ponto I I I;

17. Traçar pelo ponto I I I uma paralela à direção B0 que cortara a direção B1 do ponto P2;

18. Traçar uma paralela ao eixo OX passando pelo ponto P2 que cortara a paralela que passa por P1 determinando-se assim o ponto P que será o ponto de ligação da espiga.

Processo Analítico Para determinar a posição correta da espiga pelo processo analítico, procedemos da seguinte forma: 1. Redefenir o desenho do estampo a dois eixos ortogonais

XOY; 2. Calcular as distâncias dos centros dos punções, aos eixos X

e Y;

Page 88: Projetos de Ferramentas

86

3. As distâncias x e y que vão determinar a posição da espiga, obtem-se pelas formulas:

nD+...+D+D+DnxnD+...+xD+xD+xD

=x321

332211

nD+...+D+D+DnynD+...+yD+yD+yD

=y321

332211

D1 = 12 mm x1 = 10 mm y1 = 40 mm D2 = 15 mm x2 = 56 mm y2 = 30 mm D3 = 20 mm x3 = 25 mm y3 = 15 mm

¨20+ 15 + 12

25 . 20 + 56 . 15 + 10 . 12=x

mm 31,06=x¨47

1460= x ¨

¨20+15+12

.15 20+ . 30 . 15+ . 40 . 12=y

mm 26,17=y47

1230= x ¨¨

Diagrama para determinar a espessura da placa matriz

Entramos com o esforço de corte Ec, em tf, no eixo vertical e encontramos no eixo horizontal a espessura E em mm.

Page 89: Projetos de Ferramentas

87

Observação

Ec está em escala logarítmica.

Page 90: Projetos de Ferramentas

88

Page 91: Projetos de Ferramentas

89

Dureza das peças

PEÇAS DUREZA ROCKWELL � C

De corte Faca de avanço

60 � 62

De dobra De repuxo

56 � 58

De corte e dobra

P U N Ç Õ E S

De corte e repuxo 58 � 60

Placas-matrizes 60 � 62 Placas matrizes c/ partes frágeis Centradores

58 � 60

Pinos de guia Topes

56 � 58

Colunas Buchas

58 � 59

Placas de choque 54 � 56 Levantadores de tira Extratores

56 � 58

Page 92: Projetos de Ferramentas

90

Aços especiais para ferramentaria

Características e aplicações

DUREZA RC APÓS REVENIMENTO ºC COMPOSIÇÃO

QUÍMICA APLICAÇÕES FORNECIDO

COM DUREZA BRINELL

TEMPERAR A ºC

100 200 300 400 500 600 C � 0,37% Si � 1,00% Mn � 0,40% Cr � 5,30% Mo � 1,40% V � 1,00%

Boa resistência ao calor e ao desgaste em temperaturas elevadas. Recomendáveis nos estampos a quente, para metais não ferrosos.

175 210

1000 1050 óleo ar

53 50 50 52 55 49

C � 0,55% Si � 0,30% Mn � 0,40% Cr � 1,00% Mi � 3,00% Mo � 0,30%

Aço com têmpera profunda, grande resistência a abrasão e fadiga e extrema tenacidade após a tempera. É usado para cunhagem com impresso~es profundas

200 230

800 850 óleo

59 58 53 49 46 41

C � 0,50% Si � 0,75% Mn � 0,25% Cr � 1,30% W � 2,50% V � 0,2%

Boa tenacidade e dureza, para punções de alta capacidade de trabalho. Pode também ser cementado, sem perder sua qualidade.

190 220

880 925 óleo

58 57 55 52 48 43

DUREZA RC APÓS REVENIMENTO

ºC COMPOSIÇÃO QUÍMICA APLICAÇÕES

FORNECIDO COM

DUREZA BRINELL

TEMPERAR A ºC

100 200 300 400 500 600

C � 2,05% Si � 0,30% Mn � 0,75% Cr � 12,50% W � 1,30%

Altamente indeformável, é indicado para punções e matrizes que exigem

grande capacidade de corte e resistência ao desgaste.Bom para

corte de chapa siliciosa.

220 260

940 980 óleo ar

56 64 60 59 57 48

C � 0,90% Si � 0,30% Mn � 1,20% Cr � 0,50% W � 0,50% V � 0,10%

É a qualidade de aço mais utilizada para têmpera em óleo, sem

deformações. É usado na construção de matrizes, punções pinos e passadores e pinos de guia.

210 290

790 810 óleo

63 61 56 50 43 --

C � 1,05% Si � 0,20% Mn � 0,30%

Extratenaz duro, para punções, matrizes e cunhos, aplicados nos

estampos com gravuras. Aceita alta dureza, com profundidade de 2 a 5

mm, deixando o núcleo tenaz.

160 180

770 800 água

66 63 55 47 -- --

Page 93: Projetos de Ferramentas

91

Estampos de metal duro

As partes de um estampo fabricadas de metal duro ou carboneto de tungstênio são moldadas à pressão e sinterizadas pelo processo de pulvimentalurgia. Ordinariamente são fornecidas por empresas especializadas e seu ajuste final é dado por eletro-erosão ou retificadoras. Proporciona maior produção devido à grande resistência ao desgaste e à abrasão.

As peças de metal duro devem ser construídas de modo que permitam sua fácil troca em caso de ruptura. Os alojamentos devem ser usinados e ajustados, para se obter um assentamento correto das mesmas. Em caso contrário, ao efetuar-se o corte as peças se romperiam.

Page 94: Projetos de Ferramentas

92

Nos estampos de dobrar também se usa o metal duro apenas nos pontos sujeitos a maior desgaste, especialmente para aço inoxidável.

Nos estampos de repuxo, as bases de aço, onde estão alojadas guarnições de metal duro, devem ser reforçadas para agüentar os esforços a que serão submetidas.

Observação A duração das matrizes e punções feitos de metal duro é de dez a com vezes maior a dos estampos de aço que realizam idênticos trabalhos. Além disso, podem trabalhar com maior rapidez e se conservam por mais tempo.

Page 95: Projetos de Ferramentas

93

Emprego do cerromatrix

O cerromatriz é uma mistura de chumbo, bismuto e antimônio, cuja fusão se completa entre 103ºC a 227ºC e sua temperatura de corrida é de é de 175ºC. Tem a propriedade de dilatar-se durante a solidificação e emprega-se como material auxiliar para a fixação de punções, matrizes postiças nas construções de placas guias.

Este material pode ser refundido e utilizado novamente, pois, pois suas características permanecem constantes quando é refundido na temperatura apropriada.Oferece condições de economia, segundo os casos em que se aplica.

Fixação de Punções

Para fixar os punções na placa porta-punção, é necessário fazer ranhuras nos mesmos, segundo os casos, com a finalidade de que o cerromatrix retenha o punção durante o trabalho.

As cabeças dos punções devem ser planas e rigorosamente perpendiculares aos eixos dos mesmos. A espessura varia entre 15 a 40 mm, segundo as secções do estampo terminado e considerando o material a cortar.

Page 96: Projetos de Ferramentas

94

As cavidades nas placas porta-punção devem ser cônicas e maiores (de 6 a 10 mm) que a secção dos punções e ainda ter ranhuras para assegurar a fixação do cerromatriz

Os elementos sobre os quais se aplica este material devem ser pré-aquecidos aproximadamente a 150ºC.

Sistema de Fixação Quando o punção tem rebaixo, faz-se uma rosca na parte que ficará alojada dentro da placa porta-punção e, com a ajuda de uma placa suporte e dois calços paralelos. 1 � Prisioneiro 2 � Placa-Suporte 3 � Calços paralelos 4 � Placa porta-punção 5 � Placa guia 6� Punção 7 � Cavidade para o cerromatriz

Quando se trata de fixar punções simples, coloca-se este na placa-guia e, sobre esta, a placa porta-punção, fixando-a por meio de grampos paralelos.

Page 97: Projetos de Ferramentas

95

A parte superior do punção deve ficar no mesmo nível que a superfície superior da placa porta-punção.

Quando se tem a placa-matriz terminada e deseja-se fixar os punções, colocam-se estes nas cavidades correspondentes da placa-matriz, como mostra a figura abaixo, inverte-se a posição do conjunto, tira-se a placa-matriz levando-a cavidade destinada ao cerromatriz.

Para a fixação de punções de secção menor, não é necessário fazer rebaixos nos punções. É suficiente fazer cabeças na extremidade superior.

Page 98: Projetos de Ferramentas

96

Aplicação do Cerromatrix nas placas-guias Este material possue propriedades antifricçaõ, portanto, é possível seu emprego na construção de placas-guias. Nestes casos, é necessário cobrir o punção com fuligem, para compensar a dilatação do cerromatrix e, desta forma, obtém-se a folga necessária para seu deslizamento na placa-guia.

Aplicações em matrizes postiças Nos casos de matrizes postiças, a fixação das partes, pode ser feita mediante o emprego de cerromatrix. No exemplo da figura abaixo, as partes componentes se colocam na capacidade por meio de pinos passadores e são fixos à base por meio de cerromatrix.

Page 99: Projetos de Ferramentas

97

Colunas e buchas

As colunas e buchas de guia são peças cilíndricas que têm a função de manter o alinhamento entre os conjuntos superiores e inferiores de um estampo. Podem ser construídos de aço 1040 a 1050, cementados, temperados e retificados. As tolerâncias de fabricação da zona de trabalho das colunas e buchas correspondem a um ajuste H6 h5. No mínimo, empregam-se duas colunas e seu comprimento deve ser suficiente para impedir a separação dos conjuntos durante o trabalho. Seus diâmetros devem permitir boas condições de rigidez e fixação. Tipos de Colunas

Cilíndrica. E o tipo mais simples e se emprega geralmente quando a placa porta-espiga tem as cavidades que servem para guiar o conjunto superior. O emprego desta coluna permite a usinagem das cavidades da placa porta-espiga e placa-base, ao mesmo tempo. Tem uma ranhura R que facilita sua retificação.

Page 100: Projetos de Ferramentas

98

Cilíndrica com rebaixo. O diâmetro da parte de fixação é maior que o da parte de trabalho e oferece um encaixe mais firme. Pode adaptar-se para trabalhar com placas porta-espigas com cavidades guias, como a do exemplo anterior, ou com buchas que são fixas por encaixe ao porta-espiga.

Cilíndrica com rebaixo e fixação por rosca. Diferencia-se das anteriores por sua fixação; esta sés faz por meio de uma espiga com rosca e porca que se aloja na placa-base

Observação

A lubrificação das buchas e colunas pode ser feita por meio de ranhuras circulares ou helicoidais.

Page 101: Projetos de Ferramentas

99

Tipos de Buchas Simples. É mais economia na sua construção. É usada nas placas porta-espiga de maior espessura.

Com rebaixo. Este tipo de bucha é representado nas figuras acima e usa-se nas placas porta-espiga de pouca espessura.

Colunas e buchas padronizadas Cilíndricas

D 25 30 40 50 65 A 12 17 20 25 30 B 3 3 3 4 4 C 22 26 36 45 60 R 4 4 5 5 6

120 130 150 180 190 135 150 175 210 230 150 170 200 240 270 170 190 225 270 310

L

-- -- 250 300 350

Page 102: Projetos de Ferramentas

100

TABELA D 25 30 40 50 65 D1 35 42 54 66 82

L 65 70 70 80 80

Cilíndricas em rebaixo

Page 103: Projetos de Ferramentas

101

TABELAS D 30 40 50 65 80 D1 40 52 65 80 100 A 17 20 25 30 35 B 3 3 4 4 5 C 26 36 45 60 75 H 50 55 60 70 80 R 4 5 5 6 8

150 160 180 190 200 165 180 210 230 250 180 200 240 270 300 195 220 270 310 350 210 240 300 350 400

L

-- 260 -- -- --

D 30 40 50 65 80 D1 40 52 65 80 100 D2 48 60 75 90 110 A 29 34 39 44 49 B 40 50 60 65 70 L 69 84 99 109 119 R 4 5 5 6 8

Colunas e Buchas com Esferas São indicadas nos estampos para grande produção. A montagem entre colunas e buchas se faz de modo que as esferas trabalhem ajustadas. A diferença de medidas entre colunas e buchas deve ser de 0,004 a 0,006 menos que o dobro do diâmetro da esfera. Estas se alojam numa bucha-suporte que pode ser de bronze ou de aço.

Page 104: Projetos de Ferramentas

102

As zonas de trabalho, deste tipo de colunas e buchas, devem ser retificadas.

Observação

Se o curso do conjunto superior é igual a x, o rolamento perfaz

um trajeto de .2x

Para evitar o escape do conjunto de esferas, coloca-se, à pressão, um disco de alumínio na parte superior da bucha.

Page 105: Projetos de Ferramentas

103

Os detalhes da distribuição e alojamento das esferas na sua bucha observam-se nas figuras abaixo.

d d1 d2 D3 h1 h2 L d4 d5 Ø esf. 26 38 54 78 90 34 160 26,5 37,5 6 32 40 56 82 100 44 165 32,5 39,5 4 38 46 62 92 110 49 180 38,5 45,5 6 44 56 76 102 125 60 200 44,5 55,5 6

Page 106: Projetos de Ferramentas

104

Page 107: Projetos de Ferramentas

105

Bases com colunas e buchas

Armações

É um conjunto formado por dois elementos, placa-superior e placa-base que estão providos de buchas e colunas, para assegurar o alinhamento dos elementos que neles se montam. Emprega-se para trabalhos de ferramentaria que exigem maior precisão. São padronizadas e constroem-se de aço fundido e retificado. Pode-se obter, segundo a necessidade.

Page 108: Projetos de Ferramentas

106

Conjunto 1 ag 72 84 96 124 144 172 194 b 125 160 200 220 220 280 280 e 118 130 142 168 188 216 240 b2 118 130 142 168 188 216 240

Conjunto 2 84 96 124 144 172

b 96 124 144 172 194 194

e 90 100 120 134 164 194 b2 90 100 120 134 164 194

Medidas comuns para os dois conjuntos D 22 26 32 38 38 44 44 d1 26 30 36 42 42 48 48 c1 50 50 53 53 56 56 60 c2 35 35 40 40 40 40 40 c3 26 26 26 26 26 26 26 c4 40 � 70 42 � 70 44 � 70 47 � 80 50 � 80 53 � 90 56 � 90 L1 150 160 165 180 180 200 300 R 22 26 32 38 38 40 40

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107

Conjunto 1 ag 72 84 96 124 144 172 194 b 125 160 200 220 220 280 280 e 164 134 238 237 256 316 312 e1 47 56 57 75 83 106 109

Conjunto 2 84 96 124 144 172 194

b 96 124 144 172 194

e1 45 50 60 67 82 97 e 90 100 120 134 164 194

Medidas comuns para os dois conjuntos d 22 26 32 38 38 44 44 d1 50 50 53 53 56 56 60 c1 35 35 40 40 40 40 40 c2 40 � 70 42 � 70 44 � 70 47 � 80 50 � 80 53 � 90 56 � 90 c3 150 160 165 180 180 200 200 c4 22 26 32 38 38 40 40 L1 26 30 30 42 42 48 48 r 26 26 26 26 26 26 26

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Conjunto 1

ag 72 84 96 124 144 172 194 80 100 125 140 140 175 175

100 125 160 175 175 220 220 b

125 160 200 220 220 280 280

Conjunto 2 84 96 124 144 172 b 96 124 144 172 194

Medidas comuns para os dois conjuntos

c 140 160 180 200 240 280 320 d 22 26 32 28 38 44 44 d1 26 30 36 42 42 48 48 c1 50 50 53 53 56 56 60 c2 35 35 40 40 40 40 40 c3 26 26 26 26 26 26 26 c4 40 � 70 42 � 70 44 � 70 47 � 80 50 � 80 53 � 90 56 � 90 a 192 216 248 274 318 368 408 at 244 268 300 326 370 420 460 L1 150 160 165 180 180 200 200

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Parafusos tipo �Allen� e parafusos de cabeça cilíndrica

Parafuso A Alojamento B d mm H/1� D A d1 B D1 d1 A1

3/16� 4,76 24 8,0 4,76 3,47 5/31� 8,5 5,0 6 1/4" 6,35 20 9,52 6,35 4,72 3/16� 10,0 6,5 8 5/16� 7,94 18 11,11 7,94 6,13 7/32� 12,0 8,2 9 3/8� 9,53 16 14,28 9,53 7,49 5/16� 14,5 9,8 11

7/16� 11,11 14 15,87 11,10 8,79 5/16� 16,5 11,4 12 1/2" 12,70 12 19,05 12,70 9,99 3/8� 19,5 13,0 14 5/8� 15,88 11 22,22 15,80 12,91 1/2" 23,0 16,1 17 3/4" 19,05 10 25,4 19,05 15,80 9/16� 26,0 19,3 20 7/8� 22,22 9 28,57 22,22 18,61 9/16� 29,0 22,5 23 1� 25,40 8 33,33 25,40 21,33 5/8�

34,0 25,7

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Parafuso A Alojamento B D mm H/1� D A d1 g h D1 A1 d1

3/16� 4,76 24 5/16� 5,0 3,47 -- -- 8,5 6 5,0 1/4" 6,35 20 3/8� 6,5 4,72 1,8 2,5 10,0 8 6,5 5/16� 7,94 18 7/16� 8,0 6,13 2,0 2,9 12,0 9 8,2 3/8� 9,53 16 9/16� 9,5 7,49 2,2 3,6 15,0 11 10,0

7/16� 11,11 14 5/8� 11,0 8,79 2,5 4,3 16,5 12 11,5 1/2" 12,70 12 ¾" 13,0 9,99 2,8 4,8 19,5 14 13,0 9/16� 14,28 12 13/16� 14,0 11,58 3,1 5,5 21,0 15 14,6 5/8� 15,88 11 7/8� 16,0 12,91 3,5 6,1 23,0 17 16,1 3/4" 19,05 10 1� 19,0 15,80 3,9 7,2 26,0 20 19,5 7/8� 22,22 9 11/8� 22,0 18,61 4,4 8,5 29,0 23 23,0 1� 25,40 8 15/16� 25,0 21,33 5,0 9,4 34,0 26 26,0

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Molas para estampo

São elementos utilizados nos estampos, para facilitar as operações de corte, dobra e repuxo. Formam parte dos sistemas de retenção e expulsão e são construídos de arame de aço ao silício. São vários os tipos de molas empregados, porém os mais comuns são os helicoidais.

Notações

d = diâmetro do arame D = diâmetro interno da mola P = passo r = raio médio L = comprimento da mola sem carga L1 = comprimento da mola com carga máxima L2 = comprimento da mola com excesso de carga F = flexão total ativa

n = número de espirais úteis N = número total de espirais C = carga máxima admisible em kgf f = fechamento por espira

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Observação

No campo da flexão T não há aumento de resistência, havendo, porém, perigo de deformação permanente da mola. Esse campo deve, portanto ser evitado.

Fórmulas

r.143d

=C 314c.r

=d d

20,103.r=f

C.1432d

=D N = n + 1,5 F = f . n L = P . n + d

O aumento de 1,5 espiral no número de espirais úteis é necessário para o apoio dos extremos da mola. A resistência da mola aumenta até o limite máximo da flexão F. Nos estampos onde as molas devem suportar grandes esforços, podem-se empregar molas colocadas umas dentro das outras, cuja soma de esforços é igual ou superior a uma mola de arame grosso que ocupa maior espaço. Quando se colocam molas dentro de outras se deve inverter o sentido das espirais, para evitar que se entrelacem. A carga máxima admissível das molas deve ser igual ou superior ao esforço necessário.

Page 115: Projetos de Ferramentas

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d D P C f d D P C f

7 3 3,5 1,7 20 8,5 74,5 3,7 1

11 5,5 2,3 3,7 25 10,5 61,5 5,5 9 3,8 9 1,9 30 13 53 7,5

12 5 7 3

4

36 16 45 10,3 1,5

17 9 5,1 6 20 9 139 3,2 13 5,5 15 3 30 12,5 100 6,4 17 8 12 4,7 36 15 85 8,7 2

21 10,5 9,5 7

5

42 18 74,5 11,3 15 6,5 25 3,2 25 11 195 4,1 17 7,5 22,5 4 30 12,5 168 5,6 21 9 18,5 5,7 36 13,5 144 6,4

2,5

25 11 16 7,8 42 18 126 9,9 17 7 38 3,5

6

50 22 106 13,4 21 9 31,5 5 24 12 147 3,3 25 11 27 6,7

8 55 23 228 12,8

3

30 14 23 9,4 10 35 16 622 5,2 21 9 49 4,5 12 46 20 835 7,2

3,5 30 13 36 8,3 14 57 25 1080 9,3

16 68 29 1362 11,4 d = Diâmetro do arame D = Diâmetro interno P = Passo C = Carga em kgf f = Fechamento por espiral

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Estampos de duplo efeito

Definição

São estampos especiais, que trabalham com vários punções introduzidos uns dentro dos outros, de tal maneira que um punção também funciona como matriz em relação a outro. Caracteriza-se pelo sistema de expulsão do retalho e da peça, que se faz por meio de elementos elásticos e mecânicos auxiliares. Sua fabricação é complexa e cara, portanto, usa-se para peças de grande precisão ou quando se necessita de grande produção.

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Elementos fundamentais

Conjunto Superior Sistema de Expulsão 1. Espiga 2. Placa superior 3. Buchas 4. Placa de choque 5. Placa porta-punção 6. Placa-matriz 7. Punção

13.Expulsor 14.Pinos espulsores 15.Placa expulsora 16.Barra expulsora 17.Parafuso limitador da placa espulsora 18.Molas 19.Placa expulsora

Conjunto Inferior 8. Guia da tira 9. Tope de retenção 10.Punção hídrico 11.Base 12. Colunas de guia

Observação

A figura apresentada não é o único tipo destes estampos, pois, podem ser modificados, de acordo com a peça a estampar.

Funcionamento Primeira Fase. Coloca-se o material a cortar sobre o punção

hídrico e a placa de expulsão, que estão no mesmo plano quando o estampo está em repouso.

Page 119: Projetos de Ferramentas

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Segunda Fase. A parte superior baixa e, simultaneamente,

corta os furos e o contorno externo da peça. A placa de expulsão inferior, por efeito das molas, faz, nessa ocasião, a ação de prensa-chapa, fixando a tira, para obter um corte mais preciso.

Terceira Fase. Ao subir o conjunto superior, a placa

expulsora inferior desalojada, por pressão de molas ou borracha, o retalho que ficou aderido ao punção hídrico. O retalho interno do punção cai, por gravidade, pelo furo do mesmo.Em continuação, a barra expulsora do conjunto superior se encontra com um tope em forma de cruzeta, que tem a prensa e empurra por meio de expulsor superior, a peça cortada que ficou presa na matriz.

Observação

A peça cortada fica entre os dois conjuntos do estampo, portanto, é preciso colocar a prensa de forma inclinada e adaptar um bico de ar comprimido, para expulsá-la.

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Placa-Matriz Nos estampos de duplo efeito, esta placa deve ter forma cilíndrica e, na parte inferior, deve ter um alojamento para a colocação do expulsor. A cavidade central tem, na parte inferior, a forma da peça a cortar, como as outras placas matrizes, com a diferença de que não tem ângulo de saída já que a expulsão da peça se dá em sentido contrário ao que entrou.

Quando a peça a cortar é de forma complexa, a placa-matriz pode ser construída com peças postiças, em uma ou várias peças, adaptando-se a uma placa porta-matriz de aço 1020.

Page 121: Projetos de Ferramentas

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Punções Hídricos Podem trabalhar como punções, em relação à placa-matriz e como matriz, de acordo com os punções do conjunto superior. Também são construídos conforme as dificuldades apresentadas.

Sistemas de Expulsão São os dispositivos que se adaptam aos estampos de duplo efeito para expulsar as peças produzidas, já que, pela forma de construção, estas ficam aderidas a placa-matriz e o retalho ao punção hídrico. Para facilidade de construção e funcionamento, é conveniente que estes dispositivos sejam cilíndricos.

Page 122: Projetos de Ferramentas

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Tipos

A � Superior. Segundo o diâmetro do expulsor, este pode ser construído de suas formas: com funcionamento por mola e com barra expulsora.

B � Inferior. Os expulsores inferiores tem como objetivo separar o retalho do punção híbrido. Contam de uma placa expulsora que, em sua posição de repouso, mantém-se na altura do punção, por meio de parafusos que fixam sua posição. A pressão para manter a placa expulsora nesta posição, faz-se por um sistema elástico, geralmente de grande potência. Este sistema pode ser construído de três formas:

Page 123: Projetos de Ferramentas

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1. Com várias molas distribuídas ao redor do punção ou guiadas pelos parafusos limitadores.

2. com uma mola de grande potência na parte inferior da

placa-matriz, que aciona a placa expulsora através de outra e dos parafusos limitadores. A mola é guiada por um tubo guiado nos extremos, com uma porca, contra-porca e arruelas, para regular sua pressão. O tubo permite a saída dos retalhos cortados pelo punção superior.

Neste caso, substituímos a mola por uma serie de discos de borracha, para obtermos maior pressão, a qual é regulada um pouco além do necessário, uma vez que, do contrário, a placa expulsora não funcionaria.

Page 124: Projetos de Ferramentas

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3. De arruelas (Molas-Prato) � são acopladas em uma barra, como nos casos anteriores.

É recomendável porque pode acumular muita força em pouco espaço.

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Classificação e propriedades de chapas laminadas a frio (NORMA DIN � 1624)

Tipo de Aço Tratamento

Código Uso Código Estado Fornec. Superfície

Resist. A Tração kgf/mm2

Observações

K Duro G Recoz. Mole ST 0

Bási

co

LG Levemente Relaminado

Sem Especificar

Composição Química % C.0,12 Max � mn.0,20 � 0,45 � P.0,08 Max. � s

0,06 Max. K Duro Sem Especificar Composição Química % G Recoz. mole ≤ 43 C.0,12 Max. � Si 0,03-o,2

LG Lev. Relam GD, GBK ≤ 43 Mn 0,20 � 0,45 � P 0,07

Max K32 32 A 46 S 0,06 Max K40* 40 A 55 K50* 50 A 65 K60* 60 A 75

ST 1

Qua

lidad

e pa

ra

Dob

ras

K70*

Relaminado a Frio

GD, GGBK

> 70

G Recoz. Mole GD, GGBK 30 A 40 Composição Química %

LG Levemente Relaminado 32 A 42 C 0,10 Max, - Si 0,03 -

0,2

K32 32 A 44 Mn 0,20 � 0,45 � P 0,06Max.

K40 40 A 55 S 0,05 Max K50* 50 A 65 K60* 60 A 75

ST 2

Qua

lidad

e pa

ra R

epux

os

Leve

s

K70*

Relaminado a Frio

GD GBK RP

> 70 G Recoz. Mole GD,GBK 28 A 38 Composição Química %

LG Levemente Relaminado 30 A 40 C 0,10Max. Si 0,03 �

0,15

K32 32 A 42 Mn 0,2 � 0,45 � P 0,04 Max

K40 40 A 50 S 0,04 Max K50* 50 A 60 K60* 60 A 70

ST 3

Rep

uxos

Pro

fund

os

K70*

Relaminado a Frio

GD, DBK RP, RPG

> 70

Page 126: Projetos de Ferramentas

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*Em chapas com espessuras superiores a 4 milímetros não se pode obter dureza de laminação superior a K40. As abreviaturas para as laminações a frio têm as seguintes designações: 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 Superfície

GD = Recozido escuro � Cor cinza azulada, admissível escamas fortemente aderidas. GBK = Recozida e polida � Superfície polida RP = Sem trincas ou porosidades � Aspecto liso e uniforme RPG � Sem trincas ou porosidades � Superfície lisa e brilhante

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Prensas

São máquinas de fabricação robusta, destinadas a cortar, dobrar, repuxar ou embutir, utilizando-se, para isso, os diversos tipos de estampos confeccionados para esses fins. São utilizadas na fabricação de peças em série, uma vez que permitem alta produção e uniformidade nas mesmas.

Classificação

Classificam-se em: • Prensas mecânicas • Prensas hidráulicas • Prensas automáticas Prensas Mecânicas 1. De fusos (balancins). São acionadas manualmente, por

meio de uma barra com contra-pesos ou por um volante.

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2. Geralmente, são utilizadas para os ensaios, na construção de estampos e não é recomendável para produção de peças.

De fusos (com discos de fricção). São acionadas por um motor que transmite, através de dois discos, movimentos alternativos e intermitentes ao cabeçote, 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 cabeçote, para efetuar a operação. Logo o primeiro disco se afasta e pressiona o outro para dar-lhe o movimento de subida. Esses movimentos são controlados por topes reguláveis, porém, o curso Maximo é determinado pela resistência do material a trabalhar, que freia o movimento. Portanto, são recomendáveis nos trabalhos de cunhar e estampar a quente.

Nomenclatura

A � Corpo B � Bucha Roscada C � Fuso D � Volante E � Eixo F � Discos de Fricção G � Cabeçote H � Guia do Cabeçote I � Alavanca de Comando dos Discos J � Topes Reguláveis K � Inversor

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A capacidade em toneladas-força, deste tipo de prensa, é determinada pelo diâmetro do fuso.

Diâm. Fuso (mm) Carga Aprox. (tf) Diâm. Fuso (mm) Carga Aprox.

(tf) 30 35 40 45 50

1 1,5 2

3,5 5

55 65 70 80

10 15 20 25

2. Prensas Excêntricas. São as de uso geral, já que se adaptam à 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 peça a cortar, dobrar ou embutir, opõe resistência ao movimento. No eixo do volante alternativo ao cabeçote, que desliza por guias reguláveis, onde se acopla o conjunto superior do estampo. O conjunto inferior é fixado na mesa, por meio de parafusos e placas de fixação.

Nomenclatura

1. � Motor 2. � Volante 3. � Excêntrico 4. � Biela 5. � Cabeçote 6. � Guias do cabeçote 7. � Estampo 8. � Corpo

Page 131: Projetos de Ferramentas

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3. Prensas de efeito simples, frontal. É a que tem o excêntrico no extremo do eixo, situando a biela, cabeçotes e guias reguláveis, na frente do corpo da máquina. Esta prensa pode ter a mesa fixa quando é de pouca potencia, sendo adaptada em bancadas. Os estampos são fixados com auxílio de calços paralelos, quando são de pouca altura.

As prensas de grande potência têm a mesa móvel, para eliminar o uso de calços paralelos, obtendo-se uma fixação mais firme dos estampos.

Nomenclatura

A � Base B � Mesa Regulável C � Barra de Comando D � Guias Reguláveis E � Volante F � Eixo Excêntrico G � Biela H � Furo para Passagem das peças I � Fuso Regulador J � Volante Regulador K � Pedal

4. Prensas Inclináveis. Estes tipos de prensa são geralmente

utilizados nos estampos de duplo efeito e sua mesa dispõe de um disco central com ação de mola, permitindo o funcionamento do expulsor adaptado nos estampos. O

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ângulo de inclinação da prensa varia de 25º a 30º, para permitir uma boa visão do estampo, ao operador, e facilitar a saída das peças, em combinação 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 Inclinável I � Motor J � Parafuso Fixador do Corpo K � Calha L � Recipiente

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5. Prensas de Duplo Efeito São as que realizam ações distintas e sucessivas. Têm dois cabeçotes, um inteiro, cujo o movimento é retardado do extreno, um quarto de volta. O interno é movido pó um excêntrico, como nas prensas de efeito simples e nele é, geralmente, fixado o punção, para embutir nos estampos correspondentes. O externo é movido por um excêntrico que aciona a prensa-chapa e o cortador em alguns casos.

Nomenclatura

A � Excêntrico G � Prensa-chapa B � Biela H � Punção C � Guias I � Cabeçote interno D � Chapa a embutir J � Cabeçote externo E � Mesa K � Came F � Conjunto inferior L � Mola

Prensas Hidráulicas Estas prensas têm seus movimentos feitos através de pressão de óleo e são utilizadas, geralmente, para os estampos de grandes dimensões. Podem competir com as prensas mecânicas, desde que tenham as mesmas vantagens (alta velocidade de trabalho e autonomia). A bomba de êmbolo rolativa, de alimentação variável, apresenta a característica de conferir ao curso da prensa, a velocidade máxima quando a pressão é mínima e a velocidade é mínima quando a pressão é

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máxima. Portanto, o cabeçote da prensa desce rapidamente, sem exercer nenhuma pressão. Inicia-se, em seguida, a estampagem da chapa previamente colocada sobre o conjunto inferior; a velocidade diminui e, rapidamente, desenvolve toda a pressão requerida para a execução da estampagem. Terminada a ação, o cabeçote retorna até a parte superior, em grande velocidade, já que a única força necessária é o peso deste, É evidente, por este motivo, que a bomba oferece meios capazes de conferir ao curso do cabeçote, várias velocidades, em função da pressão necessária. Estas podem ser de simples, duplo e triplo efeito.

A = Expulsor inferior E = Motor com bomba B = Conjunto inferior F = Êmbolo C = Peça G = Cabeçote D = Conjunto superior H = Expulsor superior

Page 135: Projetos de Ferramentas

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Observação

Para embutimentos pequenos, existem também prensas hidráulicas rápidas.

Prensas Automáticas São máquinas modernas, que tendem a substituir as prensas excêntricas pelas vantagens que proporcionam, tais como: 1. São mais compactas, devido a distribuição dos seus

elementos. 2. Geralmente, são equipadas com alimentadores

automáticos, guias reguláveis para tira e dispositivos para recortar o retalho.

3. A mesa está disposta de modo a oferecer uma boa visibilidade a facilidade para colocar e retirar os estampos.

4. Permitem duplicar ou triplicar a produção, em razão da alta velocidade com que trabalha.

Os estampos, neste tipo de prensa, são guiados por quatro ou mais colunas que impedem totalmente inclinações, jogos ou desvios que normalmente ocorrem em algumas prensas excêntricas.

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Nomenclatura:

A � Base B � Bomba p/ lubrificação C � Calha D � Volante E � Alimentador automático F � Colunas-guias G � Cabeçote superior H � Dispositivo para cortar retalhos I � Condutor de lubrificação forçada J � Braço regular Estas máquinas foram projetadas para trabalhar com estampos para peças pequenas, como as empregadas na construção de máquinas de escrever, rádios, relojoaria, etc. No interior da armação, girando em mancais fixos nos montantes, encontra-se o eixo principal de comando, munido de um excêntrico. Este transmite seu movimento a biela regulável que comanda a alavanca de acionamento. As quatro colunas ligadas a esta alavanca transmitem o movimento ao cabeçote porta-punção. A mesa tem um furo central e um canal que conduz as peças ao exterior da armação. Estas prensas, completadas com dispositivos de alimentação automática, permitem efetuar trabalhos de corte e embutidos de pouca profundidade, ao ritmo de produção que alcança 500 a 700 golpes por minuto. OO curso, geralmente fixo, tem um valor de 15 a 25 mm, conforme as máquinas.

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Sistemas de segurança

Prensas e Estampos

São as preocupações necessárias, aplicadas a prensas e estampos, para evitar acidentes. O trabalho nas prensas pode ser perigoso, portanto, não devemos prescindir dos seguintes sistemas de segurança:

Precauções na Prensa Todos os mecanismos, volantes e engrenagens que estejam ao alcance das mãos do operador, devem ser cobertos.

Preocações no Estampo Pode se construir grades de tela metálica ou varetas, cobrindo parcialmente o estampo, para não tirar a visibilidade ao operador, de modo que deixam somente o espaço necessário para introduzir a tira ou a peça e impeçam a entrada de suas mãos. Essas grades podem ser adaptadas à mesa da prensa.

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Bloqueios São dispositivos mecânicos ou eletrônicos que, adaptados às prensas, impedem o funcionamento de um mecanismo, em certas condições.

Mecânicos Os chamados apalpadores de segurança, que se ajustam nos pulsos do operador, e, por meio de uma alavanca, impedem o acionamento da prensa,embora acionando o pedal. Outro tipo é constituído de um dispositivo que deve ser acionado com as mãos, para que o cabeçote da prensa possa ser destravado.

Eletrônicos São os mais cômodos e eficazes, funcionam por meio de uma célula fotoelétrica, ou seja, um dispositivo sensível aos raios de luz. Seu funcionamento efetua-se da seguinte forma:

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Uma lâmpada lança um raio de luz que atravessa a zona perigosa. Esta luz, recebida pela célula fotoelétrica, lança uma corrente elétrica, acionando o mecanismo que permite baixar o cabeçote da prensa. Se, pelo contrário, o raio de luz é interrompido pela mão do operador ou por um corpo estranho, a corrente se interrompe, destravando o mecanismo de segurança, impedindo que o cabeçote da prensa baixe.

Observações

1. Este sistema é utilizado nas grandes prensas, onde seria muito difícil a instalação de outros tipos.

2. Os bloqueios são necessários quando a colocação ou retirada da peça é feita com um instrumento de uso manual e indispensáveis quando é feita diretamente com as mãos.

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138

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139

Estampos de dobrar, curvar e enrolar

Definição e nomenclatura

São constituídos, em geral, de duas peças, de modo que o perfil de uma é o contra-perfil de outra, deduzida a espessura da peça a ser obtida, e sua função é dar a forma prevista a uma superfície plana, sem que se alterem as suas dimensões. Geralmente são construídos para trabalhar em chapas, mas também são utilizados em arames e lâmpadas perfiladas. São, em muitos aspectos, semelhantes aos estampos de corte.

Dobradores Simples São constituídos de punção e matriz e, geralmente, são guiados pelo cabeçote da prensa.

Punção É uma peça maciça, cuja parte inferior tem um perfil que corresponde à superfície interna da peça. Pode ser fixado diretamente na espiga.

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140

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

Guias da peça São elementos que se adaptam ao estampo, para dar uma posição conveniente à peça. Podem ser construídas com placas fixadas por parafusos, que têm um perfil parcial da peça, com pinos de guia, quando a peã cortada tem perfurações ou com pinos de guia que seguem parcialmente o perfil da peça.

Com um estampo simples de dobrar, podemos conseguir vários perfis, mudando somente a posição da peça, para obter a forma desejada.

Quando se projeta a construção de um dobrador, é necessário considerar vários aspectos que determinam a qualidade da peça, portanto, é conviniente prever os fenômenos que podem ocorrer com a peça durante a dobra.

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141

1. Conhecer o raio mínimo, para evitar o enfraquecimento da peça.

2. Conhecer os fenômenos (deformação e recuperação elástica do material).

3. Determinar a linha neutra do perfil da peça. 4. Calcular seu desenvolvimento. 5. Estudar a maneira mais simples de construção. 6. Calcular o esforço de dobra.

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142

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143

Fenômenos da dobra

Quando se submetem as peças à ação da dobra, nestas ocorrem dois fenômenos físicos que devemos considerar: 1. A peça comprime-se na parte interna da dobra e estende-se

na externa. Há 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 contrário, aumentar a espessura de peça.

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144

2. Pela recuperação elástica, a peça dobrada tende, por elasticidade, a recuperar sua forma primitiva e o ângulo da dobra, por conseguinte, fica maior. Por isso é preciso dar um ângulo menor do que o desejado, para que depois da recuperação elástica, a peça fique com a forma prevista. Em conseqüência deste fenômeno, a peça pode ficar aderida à matriz, sendo necessária a adaptação de um expulsor.

Observação

Determinar o ângulo menor, teoricamente, é muito difícil, já que a recuperação elástica depende muito da qualidade do material. Por isso é conveniente fazer um ensaio prévio com o material em questão. 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 mínimo, o qual depende do material em que se trabalha.

Pra calcular o raio mínimo praticamente, podem ser tomados os valores seguintes: a) para materiais macios ou recozidos: 1 a 2 vezes sua

espessura; b) para materiais rígidos ou friáveis: 3 a 4 vezes sua

espessura.

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145

Cálculo do desenvolvimento da Linha Neutra

É o cálculo necessário para determinar as dimensões de uma peça que será submetida à ação de dobra. A determinação 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, obtém-se um coeficiente com qual consulta-se a tabela para obter-se a porcentagem em que é localizada a linha neutra.

Espessurainterno Raio

=neutra Linha

da eCoeficient

A tabela seguinte nos dá os valores práticos para linha neutra, em relação à formula apresentada.

Page 148: Projetos de Ferramentas

146

.coef=Er

0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 2 3 4 5

Espessura do Material

Nº mm 30% 34% 37% 40% 41% 42 44 46 50

26 0,46 0,14 0,16 0,17 0,18 0,19 0,19 0,20 0,21 0,23 24 0,61 0,18 0,21 0,22 0,24 0,24 0,25 0,27 0,28 0,30 22 0,76 0,23 0,26 0,28 0,30 0,31 0,32 0,33 0,35 0,38 20 0,91 0,27 0,31 0,34 0,36 0,37 0,38 0,40 0,42 0,45 18 1,21 0,36 0,41 0,45 0,48 0,50 0,51 0,53 0,55 0,60 16 1,52 0,46 0,52 0,56 0,61 0,62 0,64 0,67 0,70 0,76 14 1,90 0,57 0,65 0,70 0,76 0,78 0,80 0,84 0,86 0,95 12 2,66 0,80 0,90 0,98 1,06 1,08 1,12 1,16 1,22 1,32 10 3,42 1,02 1,16 1,26 1,36 1,40 1,44 1,50 1,58 1,70 8 4,18 1,25 1,42 1,57 1,67 1,71 1,75 1,84 1,92 2,09 6 4,93 1,48 1,68 1,82 1,97 2,02 2,07 2,16 2,26 2,46

Exemplos: 1. Cálculo do desenvolvimento da Linha Neutra.

1,5ßcoef¨1,93

=coef¨Er

=coef

Page 149: Projetos de Ferramentas

147

O coeficiente 1,5 indica que a Linha Neutra passa a 41% da espessura conforme tabela, isto é, a 0,78 mm. O valor R (raio de curvatura) até a Linha Neutra será: 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.

mm 17,93=L¨5,93+12=L¨47,56 . 3,14

+12=L¨

¨40/6/3/

10/9/ . 7,56 . 3,14+2.6=L¨

360 D

+2A=Lα π

2. Cálculo do desenvolvimento da Linha Neutra.

1,2=coef¨4,18

5=coef¨

Er

=coef

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

Page 150: Projetos de Ferramentas

148

Desenvolvimento da Linha Neutra L

50,94mm=L¨

¨20,94+30=L¨2

3,14.13,14+30=L¨

¨2360

1.2.903,14.13,14+20+2.5=L¨

¨360

D+B+2A=L

α π

3. Calculo do desenvolvimento da Linha Neutra

1,0=coef¨1,92

=coef¨Er

=coef

O coeficiente 1,0 indica que a Linha Neutra passa à 375 da espessura, conforme tabela, isto é, a 0,70 mm. O valor de R será: R = r +0,70 → R = 2 + 0,70 → R = 2,70mm D = 2 . 2,70 → D = 5,40 mm Desenvolvimento da Linha Neutra

mm 52,12=L¨2,12+50=L¨8

5,40 . 3,14+50=L¨

¨8360

145 . 3,50 . 3,14+30+20=L¨

360 D

+B+A=Lα π

Page 151: Projetos de Ferramentas

149

4. Cálculo do desenvolvimento da Linha Neutra.

2,1=coef¨1,9A

=coef

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

mm 61,30=L

11,30+50=L8

9,60 . 3,14+50=L

8360

3135 . 9,60 . 3,14+30+20=L

360 D

+B+A=L

¨

¨¨

¨

¨α π

Page 152: Projetos de Ferramentas

150

Page 153: Projetos de Ferramentas

151

Esforço de dobra

É a força necessária para executar a ação da dobra. É calculada, a fim de determinar a prensa adequada para realizar o trabalho. Determina-se o esforço de dobra em V pela fórmula seguinte:

h

2E . L . R . C=ED

Nomenclatura

ED � Esforço de dobra em kgf C � Coeficiente conforme a distância h. R � Resistência a tração do material em kgf/mm2

L � Largura a dobrar. E � Espessura do material. h � Distância de fulcro a fulcro.

Page 154: Projetos de Ferramentas

152

Observação

Para dobras simples, o coeficiente C é determinado pelo gráfico da tabela acima, portanto, de acordo com o número de vezes que a espessura E do material estiver contida na distância h, determina o coeficiente C.

Page 155: Projetos de Ferramentas

153

1. Calcular o esforço de dobra em �V� para a

peça, em Latão.

Fórmula

h

2R . L . R . C=ED

Cálculo

kgf 175=ED24

4189,50=ED

249 . 10 . 35 . 1,33

=ED

¨

¨¨

¨

1. Calcular o esforço de dobra em �U� para a peça, em Latão.

Fórmula

hE

+1 E . L . R . 32

=ED )(

Cálculo

243

+1 3 . 10 . 35 . 32

=ED ¨)(

¨1,12 . 3 . 10 . 35 . 32

=ED¨

¨3

2352=ED¨

kgf 784=ED¨

Page 156: Projetos de Ferramentas

154

Observação

Quando a dobra é construída por sistema elástico, devemos somar o esforço das molas ou da borracha ao resultado anterior.

R = Resist. De ruptura a tração em kgf / mm2

Material Macio Duro

Chumbo Estanho Alumínio Alumínio duro Zinco Cobre Latão Bronze Laminado Chapa de aço para embutidos Aço com 0,1% C Aço com 0,2% C Aço com 0,3% C Aço com 0,4% C Aço com 0,6% C Aço com 0,8% C Aço com 1% C Aço de silício Aço inoxidável

25 � 4 4 � 5

8 � 12 26 15

22 � 28 28 � 35 40 � 50 32 � 38

32 40 45 56 72 90

100 55

65 - 70

-- --

17 � 22 48 28

30 � 40 40 � 60 50 � 75

-- 40 50 60 72 90

110 180 65 --

Page 157: Projetos de Ferramentas

155

Sistema de dobradores

Com mecanismo elástico

Quando se executa a ação de dobra, geralmente é necessário que o dobrador seja dotado de mecanismo elásticos, para obter melhores resultados na construção de peças. Por sua forma de construção, estes mecanismos podem ser montados na parte superior ou inferior do dobrador e exercem funções diferentes, conforme as necessidades, tais como:

Fixador da peça, para obter sua posição correta

É o mecanismo que prende a peça antes da atuação do punção dobrador.

Page 158: Projetos de Ferramentas

156

Prensa-chapa extratora, para evitar deformações

Pressione a peça contra o punção e a acompanha, servindo também de extrator

Dobrador com extrator

Possui na parte superior,a forma da peça e também atua como extrator da mesma.

Observação

Estes elementos não devem ser confundidos com os que servem para acionar as partes móveis do punção e matriz, que têm por objetivo executar o dobramento ou a curvatura, como veremos posteriormente.

Page 159: Projetos de Ferramentas

157

Com peças giratórias basculantes

Quando se trata de dobrar ou curvar uma peça de tal forma que dificulte a entrada ou saída do punção, como acontece quando a peça forma um arco maior de 180º, é necessário construir os dobradores de várias peças móveis no punção ou na matriz. A solução mais prática para casos simples é a das peças matrizes giratórias, que consistem em peças postiças que oscilam ao redor de um eixo, ao baixar o punção, completando a forma conveniente. Na figura abaixo, as peças móveis giram sobre um eixo e são acionadas por molas. Na outra figura abaixo, o eixo é constituído pela mesma peça móvel, que é cilíndrica pela sua parte externa e tem um contrapeso que a leva à sua posição original.

Observação

A saída da peça se faz à mão em sentido horizontal, uma vez que o mecanismo, ao expulsá-la, deixa-a solta.

Page 160: Projetos de Ferramentas

158

Com peças deslizantes

Neste tipo de dobrador, as peças móveis têm, geralmente, o movimento retilíneo. A seqüência do trabalho se faz por meio de cunhas e o retrocesso se faz, conforme os casos, com as mesmas cunhas ou elasticamente.

Com punção de duplo efeito

Este tipo de dobrador é usado, em geral, quando as peças têm várias dobras. Nestas, o punção está dividido em duas ou mais partes que atuam sucessivamente. Os que trabalham primeiro estão mais salientes e, uma vez que chegam ao final do seu curso, cedem elasticamente, ficando imóveis, embora continuem no seu curso outras peças que fazem a operação seguinte. Em alguns casos, o duplo efeito se verifica com um punção híbrido ou seja, que faz as vezes de punção para a primeira fase e de matriz para a segunda.

Page 161: Projetos de Ferramentas

159

Observações

1. Em certos casos, é a matriz que cede elasticamente, em lugar do punção.

2. As molas devem ser resistentes, uma vez que devem suportar, sem ceder, todo o esforço de dobra da primeira fase.

Mistos (dobrar e cortar)

Este tipo é muito comum e é utilizado para obter peças com dobras simples. Poe sua forma de construção, executa a operação em um só golpe.

Observação

Pode-se também obter a peça em dois ou mais passos, porém, este processo entra no estudo de estampos progressivos.

De enrolar

São os que executam a ação de curvar até formar um tubo. Para facilitar a operação de enrolar, é conveniente que a peça seja levemente curvada. Pode-se facilmente obter esta curvatura, na operação de corte.

Estes dobradores, geralmente, são empregados para a fabricação de3 dobradiças ou peças semelhantes.

Page 162: Projetos de Ferramentas

160

Nas figuras abaixo, apresentam-se várias formas de construção.

Page 163: Projetos de Ferramentas

161

Estampos de embutir

Definição e Nomenclatura

Os estampos de embutir são aqueles que têm por finalidade transformar chapas planas de metal laminado em peças ocas, de formas cilíndricas, elípticas, cônicas, quadradas, retangulares e outras. São empregados na fabricação de peças para automóveis, eletrodomésticos, rádios, televisores e outros. A figura abaixo apresenta os elementos que podem constituir um estampo de embutir.

Page 164: Projetos de Ferramentas

162

Nomenclatura 1 � Espiga 2 � Placa superior 3 � Material a embutir Prensa-chapa Parafuso limitador Parafuso de fixação

7 � Placa-base 8 � Saída de ar 9 � Mola 10 � Punção 11 � Matriz 12 � Extrator mecânico

Page 165: Projetos de Ferramentas

163

Fenômenos do embutimento

Ao submeter o material à ação de embutir, produzem-se vários fenômenos físicos que ocasionam efeitos de tração compressão, e de tração e compressão combinados, aos quais denominamos fenômenos do embutimento.

De tração São 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 tendência, natural neste caso, à contração no sentido perpendicular. A deformação que sofrerá a chapa será chamada estiramento, e se consegue com a redução da espessura do material.

Page 166: Projetos de Ferramentas

164

De compressão A figura abaixo nos apresenta um aspecto deste esforço, onde, por sua direção, alivia o material, evitando a flexão, por meio de dispositivos apropriados. Neste, a deformação chama-se encolhimento, e se consegue com a perda de superfície e, portanto, aumentando a espessura do material.

Tração e Compressão Quando a chapa é submetida, numa direção, a forças de tração e, em direção transversal, a forças de compressão, o resultado será como se indica na figura abaixo, se as forças estão convenientemente equilibradas, muda um pouco a forma, porém, a superfície fica igual e, por conseguinte, a espessura não varia. Este é o caso ideal do embutimento, que nunca se obtém perfeitamente, mas sim com muita aproximação.

Page 167: Projetos de Ferramentas

165

Folga entre punção e matriz

Embutido

É a tolerância natural que se deve deixar entre punção e matriz, e corresponde à espessura do material a embutir, mais 40% da tolerância máxima de laminação, para permitir que o material se adapte à forma do punção e evite o excesso de atrito que origina rachaduras e marcas na peça embutida.

Exemplo

Para embutir uma chapa de 4 mm de espessura, cuja tolerância de laminação é ± 0,1, teremos uma folga de:

mm 0,04=100

40 . 0,1=máxima Tolerância

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

Influência da Folga 1. Quando a folga é demasiadamente pequena, o material

tende a romper-se.

Page 168: Projetos de Ferramentas

166

2. Já com folga excessiva, a peça apresenta deformações no perfil, ou o deslocamento do punção, facilmente identificável pela variação na altura do embutimento.

Observação

Além do perfeito dimensionamento do punção e matriz, estes devem apresentar, nas partes ativas, um acabamento polido e, durante o funcionamento, devem ser lubrificados. Raios de embutir

É o arredondamento que se faz nas arestas da parte ativa do punção e da matriz, para evitar trincas e rupturas no material que sofre a ação do embutimento. Este está em função da chapa a ser trabalhada e praticamente se consegue de acordo com as características do material da forma seguinte: Para aço: r = 8 a 10 espessuras Para alumínio: r = 4 a 5 espessuras Para Latão: r = 6 a 8 espessuras

Page 169: Projetos de Ferramentas

167

Observações

1. Estes valores podem ser diminuídos para embutimentos pouco profundos.

2. Não convém aumentar o raio, porque sobrecarregam-se os valores indicados e poderiam formar-se dobras no material.

3. Arredondar as bordas do punção para evitar esforços inúteis na chapa. O raio que se deve utilizar neste caso é arbitrário, porém não convém que seja menor que duas vezes a espessura da chapa.

Desenvolvimento do embutido

É a determinação das dimensões da chapa e de sua forma para, depois da ação de embutir, obter-se a peça desejada com a máxima economia de material. Os desenvolvimentos determinados teoricamente correspondem normalmente a figuras de corpo geométricos regulares ou com secção circular. Não são exatos, devido ao estiramento que sofrem as paredes dos recipientes.

Podemos calcular o desenvolvimento uma peça pelo método gráfico ou matemático.

Page 170: Projetos de Ferramentas

168

Método gráfico Para se determinar graficamente o raio do disco, constrói-se um triângulo retângulo que deve ter um cateto h correspondente a altura da peça, e uma hipotenusa igual à altura h mais metade do diâmetro a metade do diâmetro a do embutido determinando o outro cateto que será o raio r do disco.

mm 42,7=2 . 21,35=Dmm 21,35=r¨212225,4=r

mm 24,5=hip¨

¨2

25+12=hip¨

2d

+hhip´=

Observação

Para obter maior precisão, desenha-se o gráfico em escala bem ampliada.

Método Analítico Determina-se através da fórmula:

D = ¨12 . 25 . 4+225=D̈h . d . 4+2d 42,7mm=D̈1825=D 1200+625=D¨

Para se obter um embutimento racional, a altura h, não deve ultrapassar a metade do diÂmetro d da peça. Quando h superar a metade de d, deve-se calcular o número de passagens. Através de experiências práticas, constatou-se que, na primeira passagem, deve haver, aproximadamente, uma redução de 40%, ou seja, tomar 0,6 do diâmetro D do disco, para determinar d1.

Para as passagens sucessivas a redução será de 20%, ou seja, tomar 0,8 de �d1�; �d2�...

Page 171: Projetos de Ferramentas

169

Exemplo

Calcular as dimensões d e h em cada passagem de um produto cujas dimensões finais são hs =80 e ds=20.

mm 82=D¨82,46=D¨6800=D¨4.20.80+220=D¨4.dshs+25d=D

D2 = 6.800 D = 82 mm

d1 = D . 0,6 d1 = 82 . 0,6 = 49,2 d1 = 49 mm

d1 . 4

21d . 2D

1h =

22,449 . 4

249 . 6.8001h ==

h1 = 22,4 mm d2 = d1 . 0,8 d2 = 49 . 0,8 = 39,2 d2 = 39 mm

d2 . 4

22d . 2D

1h =

33,849 . 4

239 . 6.8001h ==

h1 = 38,8 mm D3 = d2 . 0,8 D3 = 39 . 0,8 = 31,2 D3 = 31 mm

d3 . 4

23d . 2D

1h =

47,031 . 4

231 . 6.8001h ==

h1 = 47,0 mm D4 = d3 . 0,8 D4 = 31 . 0,8 = 24,8 D4 = 25 mm

d4 . 4

24d . 2D

1h =

61,725 . 4

225 . 6.8001h ==

h1 = 61,7 mm

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

d5 . 4

25d . 2D

1h =

80,020 . 4

220 . 6.8001h ==

h1 = 80,0 mm Observação

O número racional de passagens evita: alongamento excessivo, quebraduras e encruamento do material. Consegue-se, em casos excepcionais, a altura h igual ao diâmetro D, dependo da ductilidade da chapa e do lubrificante empregado.

Page 172: Projetos de Ferramentas

170

Fórmulas para desenvolvimento

Os diâmetros �D� dos discos, calculados através destas fórmulas, são aproximados.

Page 173: Projetos de Ferramentas

171

Lubrificação

É a aplicação de substâncias oleosas que se empregam na operação de embutir, para diminuir a resistência ao deslizamento, esforços desnecessários, peças 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 especificação do

fabricante, embora a experiência, em algum caso determinado, possa aconselhar algumas pequenas variações.

3. Os óleos, que se podem utilizar diluídos ou não em água, empregam-se puros para trabalhos que exijam melhor lubrificação e diluídos para outras operações. Os lubrificantes usados para diversos tipos de materiais são os seguintes:

a. Aço Gordura (vegetal ou animal) misturada com cera virgem Óleo de rícino (em casos especiais)

b. Alumínio e suas ligas Querosene � terebentina Óleo de coco � vaselina

c. Zinco � Chumbo Estanho Metal branco

Óleo mineral denso

d. Bronze Latão Cobre

Óleo solúvel � óleo mineral denso

Page 174: Projetos de Ferramentas

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Esforço de embutimento

Definição e Cálculo É a força necessária para produzir a deformação da chapa. Não se deve diminuí-la em momento algum porque é ligada ao mesmo processo de embutimento. Quando calculamos o esforço de embutimento, além do resultado teórico, prevendo a deformação, devemos considerar que, por sua forma de construção, a matriz pode ocasionar outros tipos de esforços 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 cilíndricos, podemos empregar a fórmula seguinte: EE = (3,5 D � 3 d) . e . R EE = esforço do embutimento e = espessura da chapa R = resistência à ruptura pó tração em kgf/mm2 D = diâmetro do disco d = diâmetro a obter

Exemplo

Calcular o esforço do embutimento num disco, para obter o cilindro da figura abaixo (Resistência à tração 32 kgf/mm2)

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Cálculo

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

Observações

1. O valor obtido neste processo é maior que o teórico, para compensar os esforços secundários mencionados anteriormente e a força dos mecanismos elásticos.

2. Para recipientes não cilíndricos, pode-se considerar um embutimento aproximado à secção do punção.

Page 176: Projetos de Ferramentas

174

Page 177: Projetos de Ferramentas

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Embutidores

Tipos e Aplicações

São os elementos que nos indicam as formas e procedimentos para o projeto dos estampo, de acordo com as dificuldades apresentadas pela peça a produzir. Existem muitos tipos de construção; porém; propomo-nos a conhecer os seus exemplos clássicos. a) O mais simples consta unicamente da matriz com a forma

externa da peça, e do punção da mesma forma, deduzida a espessura da chapa. Utiliza-se para embutimentos pouco profundos e, não obstante isto, tende a produzir �dobras� na peça.

b) Com sujeitador ou prensa-chapa, para eliminar o

inconveniente indicado na figura abaixo. O mais usual é de sujeitar elástico, que mantém a chapa prensada por meio de molas e convém que possa regular-se, uma vez que se for menor que o necessário, formarão-se- dobras e se for maior, dará-se lugar a esforços desnecessários que, em

Page 178: Projetos de Ferramentas

176

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

Observações 1. Deve-se levar em conta, especialmente, a importância do

sujeitador, devido a que a deformação não se efetua dentro da placa-matriz e sim quando a placa desliza sob o mesmo, ocasião em que se efetuam os esforços de tração e compressão.

2. O punção está provido de furos para permitir o escape do ar.

c) De punção elástico, geralmente de borracha que se

emprega para regula-lo e terminar de dar forma a uma peça embutida, quando tem de ter as dimensões interiores maiores que a boca.

d) Embutidor reversível, utilizado em alguns casos para

embutimentos profundos, cuja vantagem é evitar a deformação do laminado do material a trabalhar e não precisar ser recozido entre suas fases de execução, que são as seguintes:

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1. A peça, previamente embutida, é montada na matriz que tem a medida externa igual à parte interna da peça e a cavidade central com a redução apropriada.

2. Aciona-se o punção e começa a deformação reversível, em

conseqüência da forma da peça

3. Monta-se a peça na matriz com as dimensões requeridas.

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4. A última operação executa-se numa matriz de calibrar, que tem uma cunha elástica de expulsão e cujo objetivo é dar um bom acabamento à peça.

Observação As matrizes são construídas com sistema de fixação igual, para trocá-las no momento necessário. e) De duplo efeito, é o que apresenta operações distintas e

simultâneas, durante um movimento da prensa, ou seja, ao acioná-la, a matriz leva em sua medida externa a medida do disco, corta a chapa por um punção.

f) Embutimento inverso. Este tipo permite obter coeficientes

de redução mais importantes e é aplicado numa grande variedade de peças. Distingue-se pela sua forma de construção, por ser a matriz montada no cabeçote da

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

Observações 1. As superfícies que trabalham devem ser bem polidas. 2 O jogo entre punção e matriz do primeiro passo será 10%

maior que o normal.

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Estampos progressivos

Definição e Sistemas

São os que se constroem de maneira que, para obter a peça desejada, faz-se necessário realizar várias fases de execução. Suas formas de construção e os elementos que os compõem são semelhantes às estudadas nos assuntos anteriores, com a diferença de que nestes podem ser obtidas várias operações no mesmo estampo. São utilizadas para a obtenção de grande quantidade de peças pequenas. Sistema de Construção 1. Com guia de punções fixa. Neste caso, a progressão fica

encoberta pela guia. A primeira fase está destinada a dar o avanço da tira e é regulada por facas de avanço; as outras, que podem ser duas ou mais, fixam-se de acordo com as dificuldades da peça a obter.

Este tipo de estampo é recomendável quando as peças não são tão complicadas.

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

Aplicações

São os que realizam, progressivamente, operações na tira para obter a peça, determinam o passo por meio de facas de avanço e, em seguida, podem perfurar, dobrar, embutir e cortar. Geralmente, a tira é centralizada por pilotos nos furos da peça ou localizados especialmente para este fim no retalho da tira, quando for possível.

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Tipos

Corte. A placa matriz pode ser inteira ou de várias peças e postiços para facilitar sua construção, de maneira que sejam facilmente recambiáveis ou com vistas ao emprego do material apropriado para esta operação.

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

De embutir. Quando se trata de embutimentos profundos de pequenas dimensões, podemos fazê-los em várias fases numa matriz. Para isto, é necessário construí-las com faca de avanço e pilotos para centralizar a tira. Estes estampos têm facas que efetuam um semi-corte para facilitar o deslizamento do material durante a operação de embutir.

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

Observação

Em muitos casos, é necessário construir estampos para obter peças onde possamos aplicar os três tipos de operações.

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Referências bibliográficas

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