Aula 08 – Conformação de chapas finas

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1 Aula 08 – Conformação de chapas finas
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2 Classificação Processos de Fabricação Processos de Fabricação
Com remoção de cavaco Sem remoção de cavaco Usinagem Conformação Mecânica Laminação Forjamento Extrusão Trefilação Estampagem Convencional Não convencional Soldagem Torneamento Jato D’água Fundição Fresamento Jato Abrasivo Furação Fluxo Abrasivo Metalurgia do Pó Retificação Ultrasom

3 Objetivos: Apresentar o processo suas características e variáveis. Conhecer os principais defeitos que podem durante este processo.

4 Definição A conformação de chapas finas é um conjunto de processos de transformação mecânica que consistem em conformar uma chapa plana (blank) à forma de uma matriz, pela aplicação de esforços transmitidos através de um punção.

5 Características As ferramentas básicas utilizadas em um prensa de conformação de peças metálicas são o punção e a matriz.

6 Materiais usualmente conformados
Aço de baixo carbono Aços inoxidáveis Ligas alumínio-manganês Ligas alumínio-magnésio Latão (70%Cu 30%Ni)

7 Definição Basicamente, a conformação de chapas finas compreende as seguintes operações: Corte Dobramento ou encurvamento Estampagem

8 Corte Destina-se à obtenção de formas geométricas, a partir de chapas submetidas à ação de pressão exercida por um punção ou uma lâmina de corte. Quando o punção ou a lâmina inicia a penetração na chapa, o esforço de compressão converte-se em esforço cisalhante (esforço cortante) provocando a separação brusca de uma porção da chapa. O processo ocorre a frio.

9 Corte A chapa é deformada plasticamente e levada até a ruptura nas superfícies em contato com as lâminas.

10 Corte - Folga entre punção e a matriz

11 Corte Deve-se realizar um planejamento do corte para ter um melhor aproveitamento da chapa com o menor desperdício.

12 Corte O ideal é que matrizes e punções sejam projetados de maneira a permitir que os estágios sucessivos de conformação de uma peça sejam efetuados na mesma matriz, a cada ciclo da prensa. Esse procedimento é conhecido por conformação progressiva.

13 Dobramento A chapa sofre uma deformação por flexão em prensas que fornecem a energia e os movimentos necessários para realizar a operação. O dobramento pode ser conseguido em uma ou mais operações, com uma ou mais peças por vez, de forma progressiva ou em operações individuais. O processo ocorre a frio.

14 Dobramento Por causa da elasticidade do material, sempre há um pequeno retorno para um ângulo ligeiramente menor que o inicial, embora a chapa tenha sido dobrada além de seu limite elástico. Por causa disso, quando se constrói o estampo, o cálculo do ângulo de dobramento deve considerar esse retorno e prever um dobramento em um ângulo levemente superior ao desejado.

15 Dobramento A recuperação elástica será tanto maior quanto maior for o limite de escoamento, menor o módulo de elasticidade e maior a deformação plástica.

16 Dobramento Cantos vivos ou raios pequenos podem provocar a ruptura durante o dobramento. Em geral, a determinação do raio de curvatura é função do projeto ou desenho da peça, do tipo de material usado, da espessura da peça e do sentido da laminação da chapa. Materiais mais dúcteis como o alumínio, o cobre, o latão e o aço com baixo teor de carbono necessitam de raios menores do que materiais mais duros como os aços de médio e alto teores de carbono, aços ligados etc.

17 Teste seu conhecimento
1) Por que no dobramento há um retorno do material para um ângulo ligeiramente menor que o inicial?

18 Estampagem O processo também é conhecido como embutimento. Pode ocorrer a frio ou a quente. É o processo utilizado para fazer com que uma chapa plana, denominada de “blank”, adquira a forma de uma matriz, imposta pela ação de um punção. Vídeo: Ferramental de Estampagem Profunda Vídeo: Embutimento de Panela

19 Estampagem A distinção entre estampagem rasa e profunda é arbitrária:
A estampagem rasa geralmente se refere à conformação de um copo com profundidade menor do que a metade de seu diâmetro com pequena redução de parede. Na estampagem profunda, o copo é mais profundo do que a metade do seu diâmetro.

20 Estampagem Para o rendimento do processo, é importante que se tenha boa lubrificação pois reduz os esforços de conformação e o desgaste do material. Geralmente são óleos minerais com uma série de aditivos (Cl, Pb, P, e etc).

21 Estampagem Quando deve-se fabricar um copo com profundidade muito elevada pode-se ser necessário uma sequência de operações de estampagem, utilizando uma série de ferramentas e com diâmetros decrescentes.

22 Estampagem Deve-se ainda especificar a pressão a ser aplicada no prensa-chapas: Pressão pequena: pode surgir rugas nas laterais da peça. Pressão elevada: pode ocorrer ruptura da peça.

23 Estampagem A folga entre a matriz e o punção tem que ser suficiente para permitir o escoamento do material para o interior da matriz, sem que ocorra tensões cisalhantes ocasionadas pelo atrito, levando a ruptura do metal. Vídeo: O segredo das coisas Botijas de Gás

24 Estampagem Máquina usada

25 Estampagem - Defeitos Os principais defeitos encontrados em peças embutidas originam-se basicamente de defeitos preexistentes na chapa, de defeitos no projeto e construção da ferramenta e de defeitos na conservação das ferramentas. Os principais defeitos em peças embutidas, as causas e as recomendações para sua prevenção são as seguintes: pregas, furos alongados, estrias, diferenças de espessuras nas laterais da peça, e rompimento do fundo da peça

26 Conformação de chapas finas - Produtos
Panelas Componentes de automóveis Latas de bebidas Dobradiças Botijão de gás Talheres

27 Síntese Conformação de chapas finas
É um conjunto de processos de transformação mecânica que consistem em conformar uma chapa plana (blank) à forma de uma matriz, pela aplicação de esforços transmitidos através de um punção. Composta basicamente de: Corte Dobramento Estampagem Rasa Profunda

28 Bibliografia CHIAVERINI, Vicente. Tecnologia mecânica – Processos de fabricação e Tratamento. 2ª edição – São Paulo: McGraw-Hill, 1986. MORO, Norberto; AURAS, André P. Processos de fabricação – Conformação Mecânica II, Extrusão, Trefilação e Conformação de chapas. Disponível em < Acesso em: 10 de outubro de 2011. Estampagem. Disponível em: < >. Acesso em: 10 de outubro de 2011. PAVANATI, C. Henrique. Processos de Fabricação – . Disponível em < >. Acesso em: 9 de outubro de 2012. Telecurso Processos de fabricação.