Protec - Estampos

ESTAMPOS\nENGº FRANCESCO PROVENZA - CREA Nº 11.838/D\nEx-Oientador Técnico dos Cursos Profissionais e de Gráficos Industriais \"Pro-Tec\", Eng. Projetista de General Motors do Brasil, Prof. Ast. da Fac. Eng. Ind. da PUCSP; Prof. Contr. da Univ. Mackenzie e Prof. Regente da Esco la de Eng. Mauá.\n\nEsta obra foi composta e impressa na \"PRO-TEC\" - CENTRO ESCOLAR E EDITORIAL LTDA. à Rua Condessa de São Joaquim nº 258 - São Paulo - 1977\n\nÉ proibida toda a qualquer reprodução sem a devida autorização. UTILIZAÇÃO RACIONAL DA CHAPA - 2\nAntes de se iniciar o projeto de uma ferramenta é necessário fazer um estudo preliminar para um aproveitamento racional da chapa.\n\nUm desperdício injustificado do material eleva o custo do produto. É necessário, portanto, cortar convenientemente a chapa em tiras de modo a evitar sobras, ou aparas, e em certos casos considerar também o sentido de laminação da chapa que pode influenciar basicamente na qualidade do produto. Para isto é necessário dispor racionalmente a peça na tira.\n\nUm método simples e prático para este estudo consiste em recortar em cartolina um certo número de peças e distribuí-las de vários modos até acertar a melhor posição e a mais econômica.\n\nUma boa disposição além de reduzir ao mínimo os retalhos, proporciona peças de melhor acabamento, melhor qualidade e até simplifica e facilita as operações de estampagem.\n\nA disposição 2 é certamente mais econômica que a 1. 2.02\nExaminemos alguns exemplos de disposições convenientes.\n\nÀs vezes é conveniente cortar a tira primeiro de um lado e depois do outro (disposição IMBRICADA). Outras vezes, no 2º corte, é preciso virar a tira de ponta-cabeça, ou operar com 2 punções alternados.\n\nFuro e corte progressivo\n\nEm alguns casos, é até conveniente alterar levemente o formato ou as dimensões da peça.\n\nEnfim, várias são as disposições que permitem um ótimo aproveitamento da tira.\n\nAs figuras acima representam dois casos de aproveitamento sem retalhos. Este exemplo representa outro caso particular sem retalhos. Disposição progressiva de furos e cortes. 2.06\n\nDisposição alternada com vários punções:\n\nRETALHO DA TIRA\n\nMATRIZ\n\n1ª OPER.\n\n2ª OPER.\n\n3ª OPER.\n\n4ª OPER.\n\nDisposição progressiva:\n\n 2.07\n\nDisposições progressivas que permitem peças diferentes.\n\n 3.01\n\nSEPARAÇÃO DO PRODUTO E SOBRA LATERAL - 3\n\nSeja qual for a disposição, para se ter um bom produto e um bom funcionamento, é necessário que a separação entre uma peça e outra, assim como a largura da sobra lateral, obedeça à condição:\n\nx ≈ t ≥ e\n\nNão observando a condição acima, pode acontecer que a sobra ceda ao arrasto do punção provocando interferência e suas inevitáveis consequências: produto incompleto ou mal acabado, engripamento ou ruptura da própria ferramenta...\n\nO diagrama fornece a largura mínima de retalho para chapas de aço.\n\nPara e > 3 mm x ≈ t ≥ e\n\nQuando x é utilizado como referência (encosto de retrocesso) é aconselhável aumentá-lo de 20% para garantirmos que não se deforme sob a ação de arrastamento dos punções.\n\nPara cobre e análogos dobrar os valores do diagrama, especialmente no caso de chapas finas.\n\nPara cortiças e afins: x ≈ t ≥ 5 mm Alguns autores e alguns industriais adotam para o estudo da tira os dados fornecidos pela tabela abaixo.\n\nEstes valores são de orientação e podem ser alterados convenientemente. Eles são escolhidos em relação à A ou B conforme o caso, dependendo da influência de cada um. É bom não esquecer que a tira deve permanecer rígida.\n\nEspessura A ou B t \nmm 10 0,5 0,5-1,2\n>0,2-0,5 10-30 0,5-1,2 1,5 0,5\n30-100 1,2-3 1,5 0,5 3.5\n100-300 2-3 2,5 1,2 4\n>0,5-1 10 1,5 1,5-2,5 1.2 3.5\n10-30 1,5-2.5 2 1.2 3.6\n30-100 2,5-2.5 1,5 1.5 4\n100-300 2,5 2,5 1 5\n>1,5-2 10 3,5 2,5-3,5 3 4\n10-30 3-4 2.5 2.5-3.5 \n30-100 4-5 2,5 2 5\n100-300 5-6 4.5 2.5 5\n>2-5 10 3,5 2-2.5 4-6\n10-30 3-3.5 1.5 2,5 5-6\n>2,5-3 10 4-4.5 3 4\n10-30 4-5 . . . \n\n Planejamento\nValores orientativos para espaçamento de almas e bordas de tiras\n\nMedidas em mm\n\nComp. do alma ou borda\nMedida nominal Atf 16 Atf 50 Atf 100 Atf 160 Atf 250 Atf 400 Atf 630\n1 \"a\" do alma \n \"b\" da borda\n \"c\" do corte da face de avance\n\nAtf 0.50 1.5 2.0 3.5 4.0 5.0 6.0\n0.55 ..............................................\n0.75 ..............................................\n0.80 ..............................................\n(continuação da tabela) \n\n Valores orientativos para espaçamento de almas e bordas de tiras\n\nMedidas em mm\nRecorte paralelo ou formas idênticas.\nTemos aqui um comprimento de alma de 90 mm, consequentemente com uma espessura de chapa de 2 mm temos uma alma com largura \"b\" =3 mm. \nComo o comprimento do bordé de 40 mm, a largura de mesmo assimo a mesma de largura: b\" = 2,5 mm.\n\nTabela de tolerâncias de corte e respectivo exemplo de cálculo:\nTolerância: 0,25 Tolerância: 0,6 \n---------------------------------------------\nTiras laminadas de chapa | Tiras laminadas de tiras com bordas \n---------------------------------------------\n Valores orientativos\npara espaçamento de tiras e bordas de tiras\n\nla figura da tira temos a seguinte nomenclatura:\n\na) - parte cortada pela faca de avanço\nb) - largura da tira antes dos recortes\nc) - largura da chapa.\nd) - largura da tira sem faca de avanço\ne) - largura da tira com faca de avanço.\n\nOs valores para \"-\" e \"7\" podem ser obtidos na tabela de medidas acima.\nVeja exemplo.\n\na) Recorte de platinas circulares:\n\nComo exemplificado, se toma por base um comprimento de 16 mm da alma ou borda e o avanço de 1,5 mm. Assim sendo, a medida \"b\" deve ser somada a tolerância para menos conforme tabela abaixo 1,2).\n\nx = 50 - i = 51.6\nb = 8.50 - 2 x 1.6 = 53.2\n\nDevem ser tomados por base sempre as tolerâncias\npara menina (isto é, a medida \"b\" deve ser somada\na tolerância para menos conforme tabela abaixo 1,2).\n\nTiras cortadas da chapa\nespessura: 0,25\n\n1 ¹ 54,8 0,25 55,05\n\nmedir para 55,5 mm\n\n) Todas os valores calculados em função das larguras da tira, devem ser arredondadas sempre em meio\nmilímetros ou milímetro inteiro.\n) Nos casos de tiras que trabalham sem faca de avanço a tolerância para menor deve ser somada\na medida \"b.\" CÁLCULO DE UTILIZAÇÃO E RETALHOS - 4\n\nBoa economia de material se obtém usando tiras mais estreitas possíveis e passos de avanços mínimos.\n\nAs ilustrações abaixo mostram tiras nas quais se procurou gastar o mínimo de material.\n\nL = A\np = B\n\nL = A\np = B + x\n\nL = A + 2t\np = B + x\n\nL = A sen α + B cos α + 2t + z\np = B + x\n\nPorcentagem de retalhos:\n\nμ = R / M 100\n\nPorcentagem de utilização do material:\n\nη = S / M 100\n\nS = superfície da peça [mm²]\nM = L • ρ = material bruto por peça [mm²]\nR = M - S = retalho por peça [mm²] EXERCÍCIOS\n\nEXERCÍCIO 1\n\nUm exemplo de aproveitamento da tira é dado pelo Gutter.\nEstudar a tira para a obtenção da peça do figura.\n\nO sentido de laminação da chapa não influi.\n\nChapa de aço SAE 1010 a frio.\nDimensões da chapa: 1 x 2 m.\nEspessura da chapa: e = 1,06 mm.\n\nPelo diagrama temos: t = x = ε = 1 mm.\nA tabela fornece valores maiores, adotaremos:\n\tt = 1,5 mm\n\tx = 1 mm\n\n1 - Disposição reta longitudinal:\n\npasso: 50 + 1 = 51 mm larg. da tira: 35 + 2 + 1,5 = 38 mm\nnúmero de tiras por chapa: 1000/38 = 26\nnúmero de peças por tira: 2000/51 = 39\nnúmero de peças por chapa: 39 x 26 = 1014 4.04\n\n2 - Disposição reta transversal:\npasso: 35 + 1 = 36 mm largura da tira: 50 + 3 = 53 mm\tnúmero de tiras por chapa: 2000/53 = 37\nnúmero de peças por tira: 1000/36 = 27\nnúmero de peças por chapa: 37 x 27 = 999\n\n3 - Disposição inclinada:\nAB = 10 + 1 = 11 mm\nBC = 12,5 + 10 + 1 = 23,5 mm\ntang α = BC/AB = 23,5/11 = 2,13333\nα = 65°\nsen α = 0,90631\ncos α = 0,42262 4.05\n\nDE = 10 + 1 + 50 = 61 mm\nEF = 61 sen α = 61 * 0,90631 = 55,28 mm\nEH = 1 mm\nEG = 1 cos α = 1 * 0,42262 = 0,42 mm\nGF = 55,28 - 0,42 = 54,86 mm\n\n-Largura da tira: 1,5 + 54,86 + 1,5 = 57,86 = 58 mm\nNúmero de tiras: 2000/58 = 34\nPasso: AC = AB/cos α = 11/0,42262 = 26,02 ≈ 26 mm\nA 1ª peça necessita de um avanço maior:\nMN = 12,5 sen α = 12,5 * 0,90631 = 11,32 mm\nNO = 50 cos α = 50 * 0,42262 = 21,12 mm\nOP = 10 sen α = 10 * 0,90631 = 9,06 mm\n\nLogo, X = 41,51 + 1,5 = 43,01 ≈ 43 mm\nNúmero de peças por tira:\n1000 - 43\n + 1 + 36 + 1 = 37 peças\n\nNúmero de peças por chapa: 37 * 26 = 1258 peças 4.06\n\n4 - Disposição imbricada (de retorno):\n1ª - solução:\n\nPasso: 1 + 35 + 1 + 10 = 47 mm\nLargura da tira: 50 + 1,5 + 1,5 = 53 mm\nNúmero de tiras por chapa: 2000/53 = 37\nNúmero de peças por tira: 2 * 1000/47 = (21 * 2) = 42\n\nSendo o resto da divisão 13, teremos material suficiente também para a última peça.\nNúmero de peças por chapa: (21 * 2) 37 = 1554 peças\n\n2ª solução: Passo: 35 + 1 = 36 mm\nLargura da tira: 1,5 + 50 + 1 + 10 + 1,5 = 64 mm\nNúmero de tiras por chapa: 2000/64 = 31\nNúmero de peças por tira: 2 * 1000/36 = 54\nNúmero total de peças: 54 * 31 = 1674 peças\n\n5 – Disposição imbricada oblíqua\n\nPasso: 26 mm (ver item 3)\nFG = 54,86 mm\nBD = 1 + 10 + 1 + 10 = 22 mm\nBC = 22 sen α = 22 * 0,90631 = 19,93 mm\nLargura da tira: 1,5 + 54,86 + 19,93 + 1,5 = 77,79 ≈ 78 mm\nNúmero de tiras por chapa: 2000/78 = 25 O 1º avanço será de:\nMP = (ver item 3) 41,51 mm\nPR = 1 cos α = 1 * 0,42262 = 0,42 mm\nRS = 1,5 sen α = 1,5 * 0,90631 = 1,35 mm\nST = 10 cos α = 10 * 0,42262 = 4,22 mm\nX = 47,50 + 1,5 = 49 mm\nNúmero de peças por fita: (1000 - 49 / 26 + 1) 2 = 74\nNúmero de peças por chapa: 74 * 25 = 1850 peças\n\nOBSERVAÇÕES\nEstes exemplos dão idéia de como se aproveita a chapa.\nA escolha de uma ou outra disposição depende da quantidade de peças a produzir.\nO custo da ferramenta varia conforme se trate de corte reto ou inclinado, de corte simples com retorno ou de corte duplo. LARGURA DA FITA PARA OBTER DISCOS – 5\nDiâmetro dos discos φ = 15 mm aço SAE 1010\nEspessura da chapa e = 1,6 mm\nPelo diagrama: t = x = r = 1,25 mm\n\n1º caso (1 fileira)\nL = φ + 2t = 15 + 2 * 1,25 = 17,5 mm\n\n2º caso (2 fileiras)\nL = 2 φ cos α + φ + 2t = (φ + x) cos 30° + φ + 2t = (15 + 1,25) 0,866 + 15 + 2 * 1,25 = 14,7 + 15 + 2,5 = 31,6 mm\n\n3º caso (3 fileiras)\nL = 2 φ cos α + φ + 2t = 2(φ + x) cos 30° + φ + 2t = 2(15 + 1,25) 0,866 + 15 + 2 * 1,25 = 28,14 + 15 + 2,5 = 45,66 mm\n\n4º caso (n fileiras)\nL = (n - 1)(φ + x) 0,866 + φ + 2t\nExemplo: 25 fileiras\nL = (25 - 1)(15 + 1,25) 0,866 + 15 + 2 * 1,25 = 355,24 mm 5.04\n\n2 - Disposição em 5\n\nL = (n - 1)(φ + x) · 0,866 + φ + 2t =\n= 4 (20 + 2) · 0,866 + 20 + 2 · 3 = 102 mm\n\npasso = 20 + 2 = 22 mm\n\tnúmero de peças por metro = 1000\n\n= 4 · 5 = 45 · 5 = 225 peças\n\nporcentagem de chapa utilizada:\n\nη = 314 · 225\n\n102 · 1000 \n=\n69,4%\n\nporcentagem de retalhos: η = 100 - 69,4 = 30,6% 6.02 CICLO DE OPERAÇÕES - 6\nNa maioria dos casos o produto não é obtido de uma vez com um único golpe de estampagem, e sim progressivamente após uma certa série de operações simples ou combinadas.\nPara darmos uma ideia, apresentaremos aqui alguns exemplos que requerem outras operações além do corte:\nEstampo progressivo com faca de avanço\nEstampo progressivo, com duas facas de avanço, para confecção de rotor e do estator de um pequeno motor elétrico 6.03 6.04 6.05