Aulas Corte Arrombamento

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Processos de Fabrico de Peças Metálicas-

Processos de Deformação Plástica de Metais

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� Processos de Deformação/ Enformação/ Conformação Pl ástica 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), pun cionamento (desperdício

ou rombo), estampagem e embutissagem/embutidura. “B lanking (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:

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� Características do processo:� 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 m ateriais frágeis).� Taxas de produção elevadas (com alimentador).� Resistência mecânica do material das peças “inalter ada”.� 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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Mecanismo de corte

� Modelo:� Ferramentas com arestas afiadas.� Folga pequena entre punção e matriz: 5-10% da espes sura da chapa.� Momento flector, empeno e concentração das forças d e corte.

� Corte produzido por tensões de corte que se distrib uem pela espessura ao longo do perímetro de corte.

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Mecanismo de corte

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Mecanismo de corte

� Máximo de ττττCD e σσσσCD = 0 para α α α α = 0º - secção AB (corte puro).

� Quando F for tal que ττττAB = ττττcrit inicia-se a deformação plástica.� ττττcrit = ττττmax = k – tensão limite de elasticidade em corte puro (c ritério de Tresca).

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Mecanismo de corte

� Distorção, γ 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 – li mite dado por γγγγmax)

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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 àmatriz (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, γmax

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Mecanismo de corte

� Morfologia da superfície e fases/zonas do corte.� Cone de rotura

� Quando γ = γmax, 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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Mecanismo de corte

� Cota nominal da peça/ferramenta.� 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 àfissuração.

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� A Força de corte decresce rapidamente após a fissur ação (redução rápida da secção resistente).

� A estabilização final deve-se ao atrito entre as fe rramentas e o material durante a fase de extracção.

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� A dimensão conjunta das zonas de repuchamento e pene tração depende essencialmente das propriedades mecânicas do materi al e da folga.

� Materiais mais d úcteis �� Maior penetra ção do pun ção �� Aumento e decr éscimo mais gradual da for ça de corte

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� 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 p rojecto usa-se C=0,8.

� Trabalho de corte� Corresponde à área abaixo da curva força de corte ve rsus 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 (mate rial, 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 (mater ial, folga, lubrificação, rugosidade da matriz, etc. �� Expressão empírica

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Redução da força principal de corte

� Decalagem dos punções� 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:

� 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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� Inclinação da aresta de corte da matriz ou do punçã o� Produz um corte progressivo� A ferramenta deve ser simétrica� Inclinação máxima < 4º

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� Inclinação da aresta de corte da matriz ou do punçã o� Análise do corte na guilhotina

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� Inclinação da aresta de corte da matriz ou do punçã o

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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/instabilidad e

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Qualidade das superfícies obtidas. Folgas

� Folga inferior à ideal, j r

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� Força de corte em função do deslocamento e da folga� Trabalho de corte

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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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� Classifica ção quanto ao modo de funcionamento� Ferramentas simples� Ferramentas progressivas� Ferramentas compostas

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� Ferramentas simples

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Aparamento ou "Shaving"

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Corte fino ou de precisão

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