LINGOTAMENTO DOS AÇOS

ESTAMPAGEM

Introdução - A estampagem é um processo de conformação mecânica, realizado geralmente a frio, que compreende um conjunto de operações, por intermédio das quais uma chapa plana é submetida a transformações de modo a adquirir umas novas formas geométricas, planas ou ocas.

Estampagem é um conjunto de operações com as quais sem produzir "cavacos" de uma chapa plana com uma ou mais deformações se obtém uma peça que possui forma geométrica própria, plana ou oca.

É conjunto de peças ou placas que, associado e adaptado prensas ou balancins executa operações em chapas, para a produção de peças em série . A parte util obtida da tira, é denominada "peça" e as sobras da tira "retalhos".

Estampagem é o processo no qual um blank ou peça de trabalho é forçado para dentro de uma matriz, através de um punção, com o objetivo de formar um componente que tenha praticamente a mesma espessura do material original.

Em conformação de metais, uma peça inicial (blank) é plasticamente deformada para obter a configuração final desejada. Desse modo, uma peça de geometria simples passa a ter uma forma complexa, por meio de ferramentas que possuem as características da geometria desejada e aplicam a pressão necessária no material a ser deformado, através do contato material-ferramenta. Este processo de fabricação é de grande aplicação nas industrias automobilísticas, aeroespacial, de artigos domésticos, de embalagens etc.

O propósito de usar técnicas de análise estrutural em conformação de metais é investigar o mecanismo dos processos de deformação plástica, com os seguintes objetivos:

• Estabelecer as relações cinemáticas (forma, velocidades, razões de deformação e deformações) desde a peça não deformada até a peça deformada ou acabada, ou seja, durante todo o processo de conformação.

• Estabelecer os limites de conformabilidade, ou seja, determinar se é possível ou não realizar a operação, sem causar danos superficiais ou internos no material, ao final do processo.

• Prever as tensões, os esforços e a energia necessária para realizar a operação de conformação. Essas informações são necessárias para o projeto das ferramentas e para a seleção dos equipamentos com capacidades apropriadas (força e energia),

Um grande número de defeitos e falhas são encontrados na estampagem de chapas. Vejamos à maioria dos defeitos em três classes principais:

• Erros de forma e dimensionais.

• Defeitos no produto final ou na sua superfície.

• Propriedades mecânicas insatisfatórias.

As causas dos defeitos podem ser:

• Defeitos no material do blank.

• Erro no projeto do produto final.

• Erros no processo (escolha da prensa, ferramentas desgastadas, qualidade das instalações, etc.).

Para se evitar os defeitos mencionados, é importante se ter um conhecimento profundo da distribuição de tensão gerada na estampagem, do comportamento mecânico dos materiais, e das condições dos equipamentos de conformação.

Os ajustes dos parâmetros de estampagem, muitas vezes são feitos por tentativa e erro, o que causa um grande prejuízo de tempo e material. Assim a simulação numérica pode ser utilizada para otimizar todas as fases do processo, com uma grande economia de tempo e redução de custos.

Qualquer fenômeno da natureza seja biológico, geológico ou mecânico, pode ser descrito com o auxílio das leis da física, em termos de equações algébricas, diferenciais ou integrais as quais relatam variáveis de interesse.

Objetivo – Conhecer as ferramentas, máquinas e caracteristicas dos processos de conformação por estampagem.

A deformação plástica é levada a efeito com o emprego de prensas de estampagem, com o auxilio de dispositivos especiais chamados estampos ou matrizes.

Basicamente, a estampagem compreende as seguintes operações:

• Corte

• Dobramento e encurvamento

• Estampagem profunda

Enquanto as duas primeiras são normalmente realizadas a frio, a estampagem profunda pode eventualmente ser realizada a quente, de acordo com as necessidades técnicas.

No caso mais simples, uma única deformação pode ser suficiente; entretanto, dependendo da profundidade de deformação desejada, pode ser necessária à aplicação de duas ou mais operações de estampagem.

Corte de chapas - O processo corresponde à obtenção de formas geométricas determinadas, a partir de chapas, submetidas à ação de uma ferramenta ou punção de corte, aplicada por intermédio de uma prensa que exerce pressão sobre a chapa apoiada numa matriz. No instante em que o punção penetra na matriz, o esforço de compressão converte-se em esforço de cisalhamento e ocorre o desprendimento brusco de um pedaço de chapa.

Chamando s a espessura da chapa e d o diâmetro do punção, verificou-se experimentalmente que, para chapas de aço e punções de aço temperado, a relação s/d apresenta o valor máximo de 1, 2, o que significa que, em princípio, a espessura da chapa a ser cortada deve ser igual ou menor que o diâmetro do punção.

Dobramento e encurvamento A figura a esquerda mostra as fases de operações simples de dobramento, nas quais se procura manter a espessura da chapa ou evitar qualquer outra alteração dimensional.

Em operações mais simples de dobramento, para obtenção de elementos relativamente curtos, usam-se matrizes montadas em prensas de estampagem. A figura a direita mostra, esquematicamente os principais componentes de uma dessas matrizes.

No dobramento, dois fatores são importantes: o raio de curvatura e a elasticidade do material. Devem-se sempre