Corte por Arrombamento

Processos de Fabrico de Peças Metálicas
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Processos de Deformação Plástica de Metais
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Processos de Deformação Plástica de Metais
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Processos de Deformação Plástica de Metais
Processos de Deformação/ Enformação/ Conformação Plástica de Metais
(“Metal Forming Processes”)
Processos de deformação plástica na massa.
Forjamento
Extrusão
Laminagem
Processos de deformação plástica de chapa.
Quinagem
Estampagem
Calandragem
Fluo-torneamento
Corte por arrombamento
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Corte por Arrombamento
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O que é?
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Corte por arrombamento
Importância e combinações do processo.
Corte por arrombamento convencional, aparamento ou “shaving” e corte fino
ou de precisão.
Corte por arrombamento (peça final ou estampa), puncionamento (desperdício
ou rombo), estampagem e embutissagem/embutidura. “Blanking (blank),
punching (scrap), stamping, and drawing/(deep drawing)”.
Aplicações:
Carcaças de computadores e electrodomésticos;
Carroçarias e componentes de automóveis;
Fuselagens de aviões;
Utensílios de cozinha.
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Aplicações:
Corte por arrombamento
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Características do processo:
Corte por arrombamento
Corte de chapa, barra, tubo ou perfis.
Geralmente, a espessura máxima de corte para chapa de aço é: 6-8 mm.
Corte a frio (a morno para espessuras elevadas ou materiais frágeis).
Taxas de produção elevadas (com alimentador).
Resistência mecânica do material das peças “inalterada”.
Precisão dimensional e acabamento bons.
Custo baixo (função da série de fabrico).
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Corte por arrombamento convencional
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Mecanismo de corte
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Modelo:
Ferramentas com arestas afiadas.
Mecanismo de corte
Folga pequena entre punção e matriz: 5-10% da espessura da chapa.
Momento flector, empeno e concentração das forças de corte.
Corte produzido por tensões de corte que se distribuem pela espessura ao
longo do perímetro de corte.
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Mecanismo de corte
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Mecanismo de corte
Máximo de τCD e σCD = 0 para α α = 0º - secção AB (corte puro).
Quando F for tal que τ AB = τ crit inicia-se a deformação plástica.
τ crit = τ max = k – tensão limite de elasticidade em corte puro (critério de Tresca).
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Mecanismo de corte
Distorção, γ γ γ =AA’/AC, aumenta quando a folga diminui, para a mesma
penetração do punção.
Penetração do punção tensões de corte distorção progressiva do
material deformação plástica até um valor limite
Início da fissuração até à separação da peça/rombo da banda.
(depende das propriedades mecânicas do material – limite dado por γ max )
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Mecanismo de corte
Início da fissuração junto às arestas do punção e da matriz (direcções
favoráveis - 45º com a vertical).
Penetração do punção Rotação progressiva da direcção de propagação
das fendas para a vertical até se encontrarem
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Mecanismo de corte
Morfologia da superfície e fases/zonas do corte.
Repuchamento
Fase inicial – repuchamento das superfícies livres adjacentes ao punção e à
matriz (para folgas pequenas pode surgir identação) - deformação
permanente.
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Mecanismo de corte
Morfologia da superfície e fases/zonas do corte.
Penetração
Superfícies verticais definidas pelas paredes laterais do punção e da matriz
com dimensões regulares e precisas e de aspecto polido e brilhante.
Distorção imposta, γ < distorção máxima suportada pelo material, γ max
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Mecanismo de corte
Morfologia da superfície e fases/zonas do corte.
Cone de rotura
Quando γ = γ max , dá-se o início da fissuração junto das arestas do punção e
da matriz em direcções a 45º com a vertical.
Com a penetração do punção dá-se a rotação progressiva da direcção de
propagação das fissuras no sentido de aproximação da direcção da secção
resistente instantânea até se encontrarem.
Superfície cónica, irregular e baça.
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Mecanismo de corte
Morfologia da superfície e fases/zonas do corte.
Rebarba
Escoamento do material para o espaço aberto junto às arestas do
punção e da matriz pela propagação das fendas.
A dimensão da rebarba depende do desgaste das arestas de corte,
da ductilidade do material, da folga e da força de corte “local”.
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Cota nominal da peça/ferramenta.
Mecanismo de corte
No corte por arrombamento, a cota nominal da peça é definida pela matriz.
No puncionamento, a cota nominal da peça é definida pelo punção.
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Forças e trabalho de corte
A Força de corte depende da secção resistente e do encruamento, até à
fissuração.
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Forças e trabalho de corte
A Força de corte decresce rapidamente após a fissuração (redução rápida da
secção resistente).
A estabilização final deve-se ao atrito entre as ferramentas e o material durante
a fase de extracção.
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Forças e trabalho de corte
A dimensão conjunta das zonas de repuchamento e penetração depende
essencialmente das propriedades mecânicas do material e da folga.
Materiais mais dúcteis Maior penetração do punção Aumento e
decréscimo mais gradual da força de corte
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Forças e trabalho de corte
Força de corte ou força principal de corte
Valor máximo e a variação selecção das máquinas-ferramenta e projecto
das ferramentas
C varia entre 0,6 e 0,8 em função do material. Em projecto usa-se C=0,8.
Trabalho de corte
Corresponde à área abaixo da curva força de corte versus deslocamento
do punção
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Força de extracção do punção do arco
Forças de atrito e recuperação elástica Força de extracção e encostadores
Força de extracção depende de muitos factores (material, folga, lubrificação,
rugosidade do punção, etc. Expressão empírica
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Força de ejecção/expulsão da peça/rombo da matriz
Força de expulsão depende de muitos factores (material, folga, lubrificação,
rugosidade da matriz, etc. Expressão empírica
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Decalagem dos punções
Redução da força principal de corte
Penetração do 1º punção > 1/2h (corresponde ao final da zona de
penetração) Inicio do corte com o 2º punção.
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Decalagem dos punções
Inconvenientes:
Redução da força principal de corte
Aumento do curso da ferramenta;
Aumento da penetração dos punções nas matrizes;
Aumenta a tendência para o empenamento do sistema de guiamento.
Os punções de grande secção devem actuar antes dos punções com
pequena secção.
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Redução da força principal de corte
Inclinação da aresta de corte da matriz ou do punção
Produz um corte progressivo
A ferramenta deve ser simétrica
Inclinação máxima < 4º
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Redução da força principal de corte
Inclinação da aresta de corte da matriz ou do punção
Análise do corte na guilhotina
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Redução da força principal de corte
Inclinação da aresta de corte da matriz ou do punção
Análise do corte na guilhotina
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Redução da força principal de corte
Inclinação da aresta de corte da matriz ou do punção
Análise do corte na guilhotina
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Redução da força principal de corte
Inclinação da aresta de corte da matriz ou do punção
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Resultante das forças de corte
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Dimensão mínima de corte. Encurvatura dos punções
Dimensionamento do punção à compressão
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Dimensão mínima de corte. Encurvatura dos punções
Dimensionamento do punção à encurvatura/instabilidade
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Folga inferior à ideal, j r
Qualidade das superfícies obtidas. Folgas
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Qualidade das superfícies obtidas. Folgas
Força de corte em função do deslocamento e da folga
Trabalho de corte
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Qualidade das superfícies obtidas. Folgas
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Qualidade das superfícies obtidas. Folgas
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Qualidade das superfícies obtidas. Folgas
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Aproveitamento do arco/banda metálica
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Aproveitamento do arco/banda metálica
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Aproveitamento do arco/banda metálica
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Aproveitamento do arco/banda metálica
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Temperatura e desgaste de punções e matrizes
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Temperatura e desgaste de punções e matrizes
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Ferramentas para corte por arrombamento
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Ferramentas para corte por arrombamento
Classificação quanto ao modo de funcionamento
Ferramentas simples
Ferramentas progressivas
Ferramentas compostas
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Ferramentas simples
Ferramentas para corte por arrombamento
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Ferramentas para corte por arrombamento
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Ferramentas para corte por arrombamento
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Aparamento ou "Shaving"
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Corte fino ou de precisão
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Corte fino ou de precisão
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Corte fino ou de precisão
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