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

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

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

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

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

  • Esse processo é chamado de estampagem.

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

As chapas metálicas de uso mais comum na estampagem são:

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

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

  • Os aços inoxidáveis;

  • As ligas alumínio-manganês;

  • Alumínio-magnésio

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

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

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

  • Os itens que ajudam na avaliação da qualidade são:

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

Composição química

  • Composição química

  • Deve ser controlada no processo de fabricação do metal.

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

Propriedades mecânicas

  • Propriedades mecânicas

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

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

Especificações das dimensões

  • Especificações das dimensões

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

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

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

Aproveitamento máximo da chapa (lay out de tira)

  • Aproveitamento máximo da chapa (lay out de tira)

Aproveitamento máximo da chapa (lay out de tira)

  • Aproveitamento máximo da chapa (lay out de tira)

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

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

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

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

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

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

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

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

As prensas hidráulicas são mais usadas na estampagem profunda.

  • As prensas hidráulicas são mais usadas na estampagem profunda.

Corte;

  • Corte;

  • Dobramento;

  • Estampagem profunda (ou "repuxo").

  • Isso só é possível devido a plasticidade.

  • Nem todo material pode passar pelas operações de estampagem.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Folgas muito grandes provocam rebarbas que podem ferir os operadores. As folgas pequenas provocam fissuras, ou seja, rachaduras, que causarão problemas nas operações posteriores.

  • Folgas muito grandes provocam rebarbas que podem ferir os operadores. As folgas pequenas provocam fissuras, ou seja, rachaduras, que causarão problemas nas operações posteriores.

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

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

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

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

Constituição básica:

  • Constituição básica:

  • •Punção (macho);

  • •Matriz

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

  • •Ferramentas para corte;

  • •ferramentas para dobramento;

  • •ferramentas para estampagem profunda.

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

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

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

  • Esse ferramental deve ser resistente ao desgaste, ao choque e à deformação, ter usinabilidade e grande dureza.

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

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

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

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

No dobramento, a chapa sofre uma deformação por flexão em prensas que fornecem a energia e os movimentos necessários para realizar a operação. A forma é conferida mediante o emprego de punção e matriz específicas até atingir a forma desejada.

  • No dobramento, a chapa sofre uma deformação por flexão em prensas que fornecem a energia e os movimentos necessários para realizar a operação. A forma é conferida mediante o emprego de punção e matriz específicas até atingir a forma desejada.

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

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

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

Cantos vivos ou raios pequenos podem provocar a ruptura durante o dobramento.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

Desenho esquemático de uma matriz simples para estampagem profunda.

  • Desenho esquemático de uma matriz simples para estampagem profunda.

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

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

Basicamente, existem quatro regiões com deformações distintas:

  • Basicamente, existem quatro regiões com deformações distintas:

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

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

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

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

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

Formas mais comuns de punções em processos de embutimento.

  • Formas mais comuns de punções em processos de embutimento.

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

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

O erro demonstrado abaixo ocorre porque somente em chapas de perímetro arredondado é possível obter um copo com arestas perfeitas (onde indica a aresta B, na figura).

  • O erro demonstrado abaixo ocorre porque somente em chapas de perímetro arredondado é possível obter um copo com arestas perfeitas (onde indica a aresta B, na figura).

1) Lubrificador:

  • 1) Lubrificador:

  • Neste exemplo, 6 operações de estampagem com 2 recozimentos entre as operações 2 e 3, depois 4 e 5.

2) Dedal de costura:

  • 2) Dedal de costura:

  • A partir do corte da chapa, 7 operações são realizadas. A quinta operação é mais conhecida por cunhagem.

3) Cartucho:

  • 3) Cartucho:

  • Para fabricação deste componente, 11 operações contendo embutimentos, estiramentos e reduções são necessárias. As operações de 1 a 5 são de embutimento-estiramentos. As de 6 a 9 procuram formar a base do cartucho. Da décima operação em diante, a redução da frente do cartucho é realizada. Uma observação interessante é que a bala que irá ser montada no cartucho também necessita de 8 operações de estampagem para ser conformada.

Cartucho

  • Cartucho

Quando a profundidade do embutimento é maior que o diâmetro da peça, e são necessárias várias operações sucessivas para obtê-Ia.

  • Quando a profundidade do embutimento é maior que o diâmetro da peça, e são necessárias várias operações sucessivas para obtê-Ia.

  • A redução teórica máxima que se obtém numa única operação de estampagem é cerca de 50% e mesmo nas condições mais favoráveis não ultrapassa 60%.

Reestampagem direta ou de ação simples

  • Reestampagem direta ou de ação simples

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