Conformação dos Metais

Conformação dos Metais

(Parte 1 de 3)

Universidade Metodista de Piracicaba (UNIMEP)

Faculdade de Engenharia Arquitetura e Urbanismo (FEAU)

Curso de Engenharia de Controle e Automação

Grupo 2

PROCESSO DE FABRICAÇÃO E METROLOGIA: Conformação dos Metais

Santa Bárbara D’ Oeste – SP Maio / 2009

Ivan De Latorre MonfrinatoRA: 0609248
Lucas JacetteRA: 0605667
Rubens da Silveira Lara JrRA: 0605667

Conformação dos Metais

PROFESSOR: Antonio Fernando Godoy

Relatório de Experimento apresentado para avaliação da Disciplina de Processos de Fabricação e Metrologia do 7º semestre, do Curso de Engenharia de Controle e Automação, da Universidade Metodista de Piracicaba sob orientação do Prof. Antônio Fernando Godoy.

Data da entrega:13/05/2009

Santa Bárbara D’ Oeste – SP Maio / 2009

1 OBJETIVO4
2 INTRODUÇÃO5
2.1 Estampos de Corte5
2.2 Estampos de Dobra6
2.3 Estampos de Repuxo7
3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA9
3.1 Materiais Utilizados9
3.2 Método9
4 RESULTADOS13
5 ANÁLISE DE RESULTADOS14
6 RESPOSTAS ÀS QUESTÕES DO ROTEIRO DA AULA PRÁTICA15
7 CONCLUSÃO20
Figura 2.1 Esquema de Matriz e Estampos de corte progressivo6
Figura 2.2 Esquema de Matriz e Estampos de dobra7
Figura 2.3 Esquema de Matriz e Estampo de repuxo8
Figura 3.1 Prensa excêntrica10
Figura 3.2 Processo de estampagem10
Figura 3.3 Guilhotina1
Figura 3.4 Processo de corte1
Figura 3.5 Calandra12
Figura 3.6 Processo de calandragem12
Figura 3.7 Viradeira12
Figura 3.8 Processo de dobragem12
Figura 4.1 Chapas cortadas na Guilhotina13
Figura 4.2 Formas estampadas na Prensa Excêntrica13
Figura 4.3 Chapa calandrada13
Figura 4.4 Chapa dobrada na viradeira13
Figura 4.1 Chapas cortadas na Guilhotina13

1 OBJETIVO

Essa prática foi realizada com o objetivo de adquirir conhecimento sobre o funcionamento de equipamentos voltados a conformação mecânica, bem como o processo de preparação dos mesmos. Além disso, essa prática tem o intuito de apresentar as ferramentas utilizadas nestes equipamentos (matrizes), assim como a seqüência de fabricação de peças conformadas. Sem esquecer os cuidados a serem observados na operação destes equipamentos, principalmente com relação à segurança do operador.

2 INTRODUÇÃO

A conformação de chapas é uma operação que consiste em transformar uma chapa plana em um copo de forma côncava sem mudar a espessura da chapa. Constitui um trabalho de deformação plástica.

O estampo é a ferramenta usada nos processos de corte, de dobra e de repuxo. Compõe-se de um conjunto de peças ou placas que, associado a prensas ou executa operações de corte e de dobra para produção de peças em série.

2.1 Estampos de Corte

De modo geral, os estampos de corte são formados por dois conjuntos de peças: o superior e o inferior. O conjunto superior é a parte móvel do estampo. É fixada à máquina, realiza movimentos de “sobe-desce” e apresenta os seguintes componentes: espiga, placa superior, placa de choque, placa porta-punções, punções e faca de avanço. O conjunto inferior é a parte imóvel do estampo. É fixada à máquina e apresenta os seguintes componentes: placa-guia, guias laterais, placa-matriz e placa-base.

Em relação ao conjunto superior, pode-se dizer que a Espiga é uma peça geralmente cilíndrica de aço com médio teor de carbono (1020 a 1030) que, introduzida e presa no alojamento do cabeçote da prensa, sustenta o conjunto superior; a Placa Superior é uma placa, também de aço médio carbono que tem por finalidade fixar a espiga e unir a placa de choque e a placa porta-punção; a Placa de Choque é uma placa de aço com alto teor de carbono, temperada e retificada, que tem a função de receber choques produzidos pelas cabeças dos punções no momento em que eles furam ou cortam a chapa, evitando sua penetração na placa superior; a Placa Porta-Punções é uma placa de aço situada abaixo da placa de choque, e tem a função de sustentar punções e cunhas; o Punção é uma peça de aço com alto teor de carbono que faz o corte, dando forma ao produto; a Faca de Avanço é um punção cuja largura equivale ao passo da matriz. É usada em estampos progressivos para obter uma rapidez no trabalho. A faca de avanço faz corte lateral na tira com a mesma medida do passo, o que possibilita um corte padronizado.

Em relação ao conjunto inferior, pode-se dizer que a Placa Guia é uma placa de aço médio carbono que tem por finalidade guiar os punções e pilotos centradores; as Guias Laterais são placas de aço localizadas na lateral da placamatriz, que tem como função guiar a chapa de metal a ser cortada; a Placamatriz é uma placa de aço com cavidades que têm a mesma seção dos punções, e tem como função reproduzir peças pela ação dos punções; a Placa-Base é uma placa que serve de apoio à placa-matriz. A placa-base tem sempre uma cavidade maior, para facilitar a saída das peças cortadas.

Figura 2.1 Esquema de Matriz e Estampos de corte progressivo.

(Fonte: http://www.cenusfer.com.br/GaleriaFotos.aspx?categoriaid=&galeriaid=3, acessado em 12 de Maio de 2009)

2.2 Estampos de Dobra

O estampo de dobra, conhecido como dobrador é formado por apenas punção e matriz e, geralmente, guiado pelo cabeçote da prensa. O punção é uma peça de aço cuja parte interior tem um perfil correspondente à superfície interna da peça. A matriz é uma peça de aço e sua parte superior tem a forma da parte exterior da peça.

Dentro dos estampos de corte e dobra, podemos citar o estampo misto, cujas estruturas são resultados da união dos estampos de corte e de dobra, podendo realizar as duas funções.

Figura 2.2 Esquema de Matriz e Estampos de dobra. (Fonte: Apostila do Telecurso2000 – Aula 72: Repuxo)

2.3 Estampos de Repuxo

O repuxo é um processo de fabricação onde uma chapa metálica adquire forma volumétrica oca. As ferramentas que executam esse trabalho têm as mesmas características dos estampos de corte e dobra. São formados basicamente por punção e matriz. O estampo de repuxo simples tem custo mais baixo que os outros. São poucos usados devido à formação de rugas nas bordas durante o processo. Já os estampos de repuxo mais elaborados possuem um prensa-chapas, dispositivo esse que evita que as bordas, depois de repuxadas, apresentem rugas. Esses estampos de repuxo são os tipos mais usados na operação de repuxar, embora seu custo seja mais elevado.

Figura 2.3 Esquema de Matriz e Estampo de repuxo. (Fonte: Apostila do Telecurso2000 – Aula 72: Repuxo)

3 DESCRIÇÃO DA PRÁTICA

3.1 Materiais Utilizados

- Prensa Excêntrica; - Guilhotina;

- Calandra;

- Viradeira;

- Chapas de aço 1020 de 2 m.

3.2 Método

Primeiramente nos foi apresentado os equipamentos básicos de conformação (prensa, guilhotina, calandra e dobradeira), ressaltando os movimentos fundamentais, fixação da peça e ferramenta e função de alguns elementos adicionais. Além disso, foram abordados os cuidados que se devem ter ao operar esses equipamentos, bem como os procedimentos de segurança do operador.

Também foi feito um breve comentário sobre outros métodos, como a

Laminação, Extrusão, Trefilação, Forjamento e Estampagem Rasa e Profunda.

Primeiramente explicou-se sobre as características gerais de um equipamento de conformação, onde os mesmos podem trabalhar a partir de chapas ou blocos, dependendo de sua capacidade e tamanho, sendo esses dados fornecidos pelo fabricante.

O primeiro equipamento mostrado durante a prática foi a Prensa, a qual é composta de matriz, base superior fixada no martelo, martelo, estampo e base inferior. Nesse processo foi visto um corte e estampagem de uma chapa, verificando que com a mesma ferramenta e dependendo apenas da profundidade, pode-se cortar ou amassar (estampar) um material. Ainda dentro da estampagem, foi comentado alguns tipos de erros que são ocasionados durante esse processo, que são basicamente furos alongados, diferenças de espessuras na chapa, desprendimento do fundo, ruptura do fundo, forma abaulada, formação de pregas e trincas na aba, entre outros.

Após toda a explicação do equipamento, foi realizada a estampagem de forma circular em uma chapa.

Figura 3.1 Prensa excêntrica. Figura 3.2 Processo de estampagem.

Em seguida foi apresentado a Guilhotina. Pode-se observar que a mesma possui uma “faca” trabalhando em ângulo, como um sistema de tesoura, realizando um esforço localizado. Além da “faca”, a guilhotina possui um êmbolo excêntrico, onde se tem uma roda acionada por um motor, a qual serve para vencer a inércia da máquina que é pesada, facilitando o corte. Nela também existe um sistema de embreagem acionado por um pedal, o qual faz com que o mesmo desça a faca efetuando o corte e parando por um sistema de freio através de lona.A Guilhotina tem como auxiliar uma régua a qual serve para que cortes de mesmo tamanho sejam efetuados várias vezes.

Após explicações do equipamento, foi realizado o corte de uma chapa de aço.

Figura 3.3 Guilhotina. Figura 3.4 Processo de corte.

Depois da guilhotina, nos foi apresentado uma Calandra, a qual é constituída por três rolos (superior, posterior e inferior). Seu processo dá-se primeiramente pelo posicionamento da chapa, feito isso eleva-se o rolo que dará a curvatura a mesma tomando cuidado para que essa não saia do posicionamento. Faz-se movimentos de ida e volta dos rolos passando a chapa por entre eles. Esses procedimentos são repetidos até que as emendas se juntem.

Após explicações do equipamento, foi fabricado um “tubo” com cerca de 110 m de diâmetro. Para isso foi calculado o perímetro da chapa e, através de instrumentos de medição, foi marcado e riscado em uma chapa de aço. A chapa foi cortada no tamanho ideal, por uma guilhotina, e foi posta na calandra. Realizando os movimentos acima descritos, foi obtido um tubo, porém ainda necessitaria de uma solda na emenda, fechando o tubo.

Por último, nos foi apresentado o processo de dobra de chapas através de uma Viradeira. Primeiramente faz-se marcação da dobra na peça e posicionou a mesma próxima ao prensa chapa em forma de faca, e para finalizar o processo levanta-se a parte móvel dando o ângulo desejado ao metal.

Figura 3.5 Calandra. Figura 3.6 Processo de calandragem.

Figura 3.7 Viradeira. Figura 3.8 Processo de dobragem.

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