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Projetos de-ferramentas Projetos de-ferramentas Document Transcript

  • Projeto de ferramentas SENAI - SP, 2006Trabalho elaborado pela Escola SENAI Roberto Simonsendo Departamento Regional de São Paulo.Coordenação Geral Dionisio PretelCoordenação Laur ScalzarettoNivaldo FerrariOrganização: Boanerges LombardiEditoração Adriana Ribeiro NebuloniÉcio Gomes Lemos da SilvaEscola SENAI Roberto SimonsenRua Monsenhor Andrade, 298 – BrásCEP 03008-000 - São Paulo, SPTel. 11 3322-5000 Fax. 11 3322-5029E-mail: senaibras@sp.senai.brHome page: http//:www.sp.senai.br
  • SumárioPáginaProjeto 3Estampo de corte 25Placa-base 41Punções 45Pilotos centradores 49Pinos de guia 51Corte em ferramentaria 55Esforço de corte 61Passo de estampo 65Sistema de avanço 67Disposição da peça na tira 73Localização da espiga 83Dureza das peças 89Emprego do cerromatrix 93Colunas e buchas 97Bases com colunas e buchas 105Parafusos tipo “Allen” e parafusos de cabeça cilíndrica 109Molas para estampo 111Estampos de duplo efeito 115Classificação e propriedades de chapas laminadas a frio(NORMA DIN - 1624)123Prensas 125Sistemas de segurança 135Estampos de dobrar, curvar e enrolar 139Fenômenos da dobra 143Cálculo do desenvolvimento da linha neutra 145Esforço de dobra 151Sistema de dobradores 155Estampos de embutir 161Folga entre punção e matriz 165Embutidores 175Estampos progressivos 181Referências bibliográficas 187
  • 3ProjetoA idéia de um projeto surge com a necessidade da produção de umadeterminada peça.Há algum tempo atrás, as duas noções “projetar” e “ método de trabalho”,nada tinham entre si, isto mudou. Simplesmente porque percebemos, que umproblema qualquer, sempre mostra dois aspectos, sendo um objetivo(prático), e outro de aspecto metódico.Procurando uma solução, costumamos logo de imediato tratar o problemasobre o ponto de vista prático. Quase sempre nos falta tempo. Muitas vezesjá tarde percebemos, que tomamos um caminho errado, que passosimportantes não foram observados, e que foram aplicadas métodos falsos.O que é projetarÉ difícil em poucas palavras dar uma definição precisa sobre projetar.Observar do ponto de vista objetivo podemos dizer que: Dada umdeterminada tarefa, projetar, seria encontrar uma solução que, tecnicamentefosse a mais perfeita possível, que seja econômica e tenha uma estéticasatisfatória.O trabalho de um projetista caminha de acordo com as muitas diferentesidéias surgidas.
  • 4Fundamentos básicos para elaborar um projetoO êxito de um projeto está diretamente ligado à formulação cuidadosa dealgumas questões como:- Qual é a aplicação?- Em que condições trabalha?- Qual é a importância na contra peça e em geral no conjunto de comotrabalha?- Quais são suas exigências físicas para atender plenamente a qualidade?As fases de desenvolvimento de um projeto.Fase de planejamento, fase de concepção , fase de esboço, fase deelaboração , aprovação da produção e produção.Tópicos de matemática elementarFraçõesO símbolobasignifica a:b, sendo a e b números naturais e b diferente dezero.Chamamos:-bade fração;- a de numerador- b de denominadorse a é múltiplo de b, entãobaé um numero natural.Veja um exemplo:A fração28é igual a 8:2. Neste caso, 8 é o numerador e 2 é o denominador.Efetuando a divisão de 8 por 2, obtemos o quociente 4.Assim,28é um numero natural e 8 é múltiplo de 2.
  • 5Durante muito tempo, os números naturais foram os únicos conhecidos eusados pelos homens. Depois começaram a surgir questões q não poderiamser resolvidas com números naturais. Então surgiu o conceito de numerofracionário.O significado de uma fração:Algumas vezesbaé um numero natural. Outras vezes, isso não acontece.Neste caso, qual é o significado deba?Uma fração envolve a seguinte idéia: dividir algo em partes iguais. Dentreessas partes, consideramos uma ou algumas, conforme o nosso enteresse.Exemplo: Roberval comeu43de um chocolate. Isso significa que, sedividíssemos o chocolate em 4 partes iguais, Roberval teria comido 3 partes:ChocolateNa figura acima as partes pintadas seriam as partes comidas por Sandoval, ea parte branca a que sobrou do chocolate.Classificação das fraçõesFração própria: o numerador é menor que denominador:32,41,53Fração imprópria: o numerador é igual ou maior ao denominador34,55,46fração aparente: o numerador é múltiplo do denominador.36,1224,48Frações equivalentesFrações equivalentes são frações que representam a mesma parte do todo.Exemplo:21,42,84são equivalentes.
  • 6Para encontrar frações equivalentes devemos multiplicar o numerador e odenominador por um mesmo numero natural, diferente de zero.Denominação de ferramentasEsta denominação necessita de uma certa lógica para evitar confusões.Se a ferramenta efetua varias operações, poderá ser útil mencionar cada umadelas, indicando eventualmente a ordem na qual irão ser efetuadas.Classificação das ferramentasPodem ser classificadas inicialmente, pelas operações que efetuam; temosentão:• ferramentas de corte• ferramentas para deformação• ferramentas de embutir ou repuxarEm outros casos as ferramentas podem combinar varias operações; temosassim:• ferramentas combinadasa- Ferramentas de corteEstas ferramentas podem ser classificadas pelo tipo de trabalho:- ferramenta de corte simples- ferramenta de corte progressivo- ferramentas de corte totalPelas formas da ferramenta:- ferramentas de corte; aberta(para corte simples)- ferramentas de corte de coberta ou placa de guia (para corte simples ouprogressivo)- ferramenta de corte com colunas (para simples ou progressivo ou total)- ferramentas de corte com guia cilíndrica (para corte total)
  • 7b- Ferramentas para deformaçãoA classificação destas ferramentas pode ser feita somente em função doserviço a ser realizado:- ferramentas de dobra em V, U ou L- ferramentas de enrolar (extremos ou total)- ferramentas de aplainar- ferramentas de estamparc- Ferramentas de embutir ou repuxarclassificam pelo tipo de trabalho:- ferramenta de repuxo sem prendedor de chapa (para repuxo de açãosimples)- ferramenta de repuxo com prendedor de chapa (para repuxo de açãodupla), para prensas de simples e duplo efeitod- ferramentas combinadasApresentam-se sob formas diversas, sendo possível classificá-las em:- Ferramentas combinadas totais- Ferramentas combinadas progressivasTratamentos térmicosOs tratamentos térmicos são operações de aquecimento e resfriamento quevisam modificar as propriedades dos aços e ligas.Os tratamentos térmicos não alteram a composição química da liga.Modificam a constituição, a estrutura e o equilíbrio mecânico do metal. Tenta-se melhorar as qualidades mecânicas da liga agindo sobre a constituição e aestrutura sem alterar o estado de equilíbrio.
  • 8Componentes dos aços normais- FerritaÉ constituída por ferro que tem somente vestígios de carbono. Poucotenaz, R=30kg/mm² porém é muito dúctil.É magnética a temperatura ordinária.- CementitaÉ um carbureto de ferro CFe3 , magnética até 210° C. Muito dura (h=700Brinel, 240 kg/mm²), é muito frágil.- PerlitaÉ uma mistura de ferrita e cementita, que pode apresentar-se emcamadas alternadas (perlita lamear) ou em glóbulos de cementitaenvolvidos na ferrita (perlita globular). É o material que forma o açoordinário com 0,85% de carbono- AustenitaÉ uma solução sólida de carbono no ferro, estável a altas temperaturas.Pouco duro H=300, R=105 kg/mm², é relativamente maleável.- MartensitaÉ o material que constitui os aços temperados até a máxima dureza.Formada por uma solução sólida supersaturada de carbono no ferro, éfrágil e muito dura.- Troostita e sorbitaEstes dois componentes tem a mesma composição física e química que aperlita, porem, a estrutura é muito mais fina. A troostita obtém-sediretamente por resfriamento, a sorbita Obtém-se por aquecimento de umaço temperado a máxima dureza.- BainitaÉ um componente ainda pouco conhecido que é encontrado nos açosespeciais. Quase tão dura quanto a martensita, é, contudo menos frágil.
  • 9Diagrama de equilíbrioChamado igualmente de Roozeboon, que permite a compreensão dosfenômenos de têmpera e recozimento de aços.O ferro puro pode apresentar-se sob dois estados:- estado ą (alfa) abaixo de 906° C.- estado ý (gama) acima de 906° C.O ferro ą praticamente não dissolve o carbono (0,006% a 0° C, 0,04% a 700° C).É magnético até 768° C.O ferro ý pode dissolver até 1,7% de carbono a 1145° C, não é magnético.Exame do diagrama de equilíbrio- abaixo de 720° C.O aço que contém menos de 0,85% de carbono é composto de ferrita eperlita. Não tem bastante CFe3 com toda ferrita e formar a perlita.O aço que contem mais e 0,85% de carbono é composto de perlita ecementita. (Existe acesso de carburetos de ferro.)- A 720° C.Inicia uma transformação, que acaba a uma temperatura indicada pelaslinhas SG e SE e que varia conforme o teor de C. Acima destas temperaturaso aço é completamente transformado.O ferro ą tornou-se ferro ý, o carbono esta em solução sólida. O acido éaustenítico.Observação: O aço de 0,85% de C, denominado aço pertílico transforma-se àtemperatura constante.
  • 10Designa-se por:A1 : a primeira temperatura de transformação;A 3 : a temperatura no fim da transformação dos aços de 0,05 a 0,85% C.A cm : a temperatura no fim da transformação dos aços som mais de 0,85% C.As linhas GS e SE de situação dos pontos A 3 e A cm , tem um papelimportante nos tratamentos térmicos.Durante o resfriamenTo muito lento de um aço que foi aquecido até umatemperatura superior ao ponto A 3 , as transformações vão se repetindo emsentido inverso, à temperaturas ligeiramente inferiores (ex. A1 de 650 a 720 C).Se o resfriamento for rápido as transformações não poderão ser realizadasparcialmente. Os componentes corresponderão a um estado sem equilíbrio,denominando têmpera.Se o resfriamento for efetuado com bastante velocidade, não ocorreránenhuma transformação e a austenita persistirá à temperaturaambiente(alguns aços especiais permitem obter este resultado).As velocidades de resfriamento superiores a 100° C/seg, o ferro ý daaustenita se transforma em ferro a , porém o carbono não consegue separar-se. Forma-se um novo componente: a martensita.A uma velocidade de resfriamento menor o ferro ý se transforma em ferro a ,o carbono restitui carburetos de ferro e uma pequena quantidade de perlitatende a se reorganizar. O aço então normal em relação aos componentesmas anormal no que diz respeito à grossura das parcelas dos componentes(menor espessura das lamelas). Obtém-se a troostita.Para velocidades de resfriamento compreendidas entre dois valores tem-seum complexo martensita-troostita.Foram estabelecidos diagramas que indicam para cada tipo de aço, ostempos necessários para a transformação dos elementos componentes.
  • 11Estes diagramas são denominados- diagrama TTT(tempo, temperatura, transformação) ou curva em S.A denominação exata é:- diagrama de transformação isométrica da austenita sub-resfriada.Estes diagramas permitem determinar o tempo necessário para eresfriamento, em cada tipo de tratamento térmico.TêmperaÉ um tratamento térmico que consiste em aquecer a peça e resfriá-labruscamente.Objetivo: Aumentar a dureza do metal.Modo de execução: O aço é aquecido a uma temperatura a uma temperaturade A 3 + (50 a 100° C) e resfriado rapidamente.N.B.:Somente os aços que contem mais de 0,3% de C permitem a têmpera.Os fatores q influenciam os resultados deste tratamento são:a) Temperatura da têmpera;b) Velocidade de resfriamento.Os aços-carbonos ou com pequenas porcentagens de elementos de adiçãodevem ser resfriados por água tão rápida e profundamente quanto possívelpara adquirirem a máxima dureza.Os aços-liga poderão ser resfriados no óleo, no ar em movimentos ousimplesmente no ar repouso. Cada espécie de aço exige uma determinadavelocidade mínima de resfriamento, para obter a dureza máxima. A curva emS mostra o q ocorre se não resfriarmos o aço com a rapidez suficiente(formação de perlita ou bainita).
  • 12Banhos para têmperaA temperatura inicial. O volume, a viscosidade e a condutibilidade térmica sãomuito importante, pois condicionam a velocidade de resfriamento e, portanto,o valor da têmpera.Os banhos mais usuais são:a) Água a 15°C, normalmente utilizada para os aços carbono normais;proporciona um resfriamento rápido e, portanto, uma têmpera energética.b) Óleo mineral, liquido, viscoso, ocasiona um resfriamento relativamentelento, e uma têmpera suave. É utilizado para a tempera de aços especiaise de peça de aço-carbono, porém de forma complexa ou de pequenasecção:c) O sopro de ar é empregado para temperar aços especiais com pequenavelocidade crítica de têmpera (aços autotemperáveis).Realização da têmperaN. B.: É interessante temperar somente peças que não apresente tensõesinternas. Nunca peça muito usinada é vantajoso recozer antes da têmpera.1- Aquecer lentamente a peça em um forno de pré-aquecimento até 400°C;2- Situar a peça tão aprumada quanto possível, no forno estabilizado atemperatura da tempera. A peça alcançará a temperatura desejadaquando apresentar a mesma cor que as paredes do forno;3- Manter esta temperatura durante uma fração de tempo, proporcional aespessura da peça. Mover a peça sobre o pavimento do forno, afim deque o calor seja repartido uniformemente;4- Tirar a Eça, submergi-la no banho, agitá-la sem exagero, a menos que oliquido não seja agitado mecanicamente, e tirá-la quando friaDefeitos de têmperaAs duas causas de possíveis defeitos aquecimento e resfriamento.1- Falta de dureza.Pode ser causada por uma temperatura muito baixa ou por umadecarburação superficial (forno mal regulado). As partes menos duraspodem ser provocadas pelas bolhas de vapor que ficaram coladas pelasuperfície da peça, durante sua imersão.
  • 132- Deformações.É possível suprimi-las por completo. Podem decorrer do aquecimento oudo resfriamento não uniforme.3- FendasSão produzidos especialmente nas mudanças de secção, em virtude deresfriamento demasiado rápido.Têmpera IsométricaNa têmpera ordinária o resfriamento do núcleo da peça efetua-se lentamente,a formação da martensita verifica-se, portanto, inicialmente na superfície,mais tarde, no interior da peça. Este atraso tem riscos graves, pois aformação de martensita e acompanhada por uma dilatação sensível do aço.A superfície da peça pode fender-se quando o núcleo se dilata. Fendas detêmpera aparecerão na peça. Em outros casos a superfície não se altera,mas a peça se deforma ou se retorce, especialmente se for de formaassimétrica.Em lugar de resfriar a peça em água ou óleo à temperatura ambiente. Amesma pode ser resfriada em um banho metálico ou de sal, cuja atemperatura é imediatamente superior a M s(formação de martensita) para oaço a ser tratado.Mantém-se a peça no banho o tempo necessário para permitir a equalizaçãodas temperaturas, mas não tanto que permita começar a transformaçãobainítica.Em continuação retira-se a peça do banho, deixando-a resfriar, ao ar livre ouuma corrente de ar, até a temperatura ambiente.A formação da martensita e a dilatação que a acompanha tem lugar durante olento resfriamento no ar, e uniformemente em toda a secção, pois a diferençade temperaturas entre a superfície e o núcleo era pequeno.Após e resfriamento total até a temperatura ambiente efetua-se umrevenimento normal para obter a dureza desejada.
  • 14A vantagem da têmpera isotérmica reside na diminuição dos riscos de fendase de deformação. Esta vantagem é limitada pelo fato de que este métodoexige um banho especial, ademais, pode ser aplicada somente nos aços paraas têmperas no óleo e no ar, por causa da capacidade de resfriamento, todaa transformação que possa produzir uma estrutura doce. Apesar dessaslimitações, a têmpera isotérmica tem, cada dia, maior aplicação e se temrevelado especialmente útil para o tratamento de ferramentas complicadas ede peças de produção, para as quais exigem uma grande precisão.Tempera bailíticaDe igual modo que na tempera isotérmica, as peças são resfriadas em umbanho, em que a temperatura é um pouco maior que a de formação demartensita.O tempo da operação é suficientemente grande para que a austenita possatransformar-se completamente em bainita.Esta estrutura bastante dura e extraordinariamente tenaz. A dureza máximaque pode ser obtida pela tempera bainítica alcança 60-61 Rc para algunsaços, mas é sensivelmente inferior para outros.As vantagens deste método são: em certos limites de dureza, a estruturaobtida é mais tenaz do que é possível se obter por qualquer outro tratamentotérmico. (Uma peça que tenha sido temperada por este processo é mãostenaz que a peça idêntica, temperada e revenida normalmente, com igualdureza). Ademais, este tratamento ocasiona as mínimas distorções edeformações possíveis.Para os aços fracamente ligados, o processo é aplicado somente a peças depequenas dimensões. Para aços fracamente ligados, processo é aplicadosomente a peças de pequenas dimensões, enquanto que nos aços depequeno teor de elementos de adição, o tempo necessário para obter umatransformação completa é freqüentemente, muito grande e torna a operaçãodemasiadamente cara. A têmpera bainítica tem, até agora, suas principaisaplicações no tratamento de ferramentas pequenas que devem ser muitotenazes e não demasiadamente duras, e em pequenas peças de produção.
  • 15RevenimentoEste tratamento é aplicado somente a peças temperadas.Consiste em reaquecer o metal com o objetivo de permitir um retorno mais oumenos acentuado ao estado normal a frio.Nos aços sem liga, quanto maior é a temperatura de revenido, mais diminui adureza, quando a temperatura do revenido alcança os 400-500°C. Osdiagramas de revenido indicam a dureza obtida após revenido a diferentestemperaturas.Permite suprimir as tensões internas provocadas pela têmpera e diminuir afragilidade das peças temperadas, conservando a dureza necessária.Modo de execução do revenido1- com forno e pirômetro:a) Estabilizar o forno a temperatura desejadab) Manter a peça no forno durante um tempo variável (dependente daespessura da peça);c) Resfriar no ar, no óleo ou a água.2- Na forja:A temperatura se avalia pelas cores que o metal toma.- Cinza esverdeado: 330°C- Azul claro: 310°C- Violeta: 280°C- Amarelo escuro: 250°CObservação: o calor necessário para o revenido de um pequeno punção,de um pino etc, pode ser fornecido por uma reserva de calor, conservadapor cima da parte resfriada, na operação de têmpera. Igualmente, podeser fornecida por um bloco previamente aquecido, sobre o qual se situa apeça que deve ser revenida.
  • 16RecozidoEste tratamento térmico consiste em aquecer a peça e deixá-la esfriar o maislentamente possível.Motivos:1- suprimir os efeitos da têmpera;2- regenerar um metal superaquecido (queimado)3- eliminar a fragilidades ou as tensões internas;Eis porque a palavra “recozimento” não poderá ser empregada só, maisacompanhada de termos que indiquem seus efeitos:1- recozimento para eliminar a dureza;2- recozimento para normalizar;3- recozimento para eliminar as tensões;Modo de execução: aquecer uma temperatura que varia de 600°C a umasuperior a A 3 , segundo o tipo de recozimento e, em continuação, resfriar,tanto mais lentamente quanto mais carburado seja o aço.O resfriamento é feito em cinzas, areia ou forno apagado.Recozimento das chapasNas peças embutidas, o recozimento, para eliminar tensões, permitereadquirir as primitivas propriedades. Mas este recozimento deve serefetuado no momento certo. Com efeito quando um aço esta endurecidosomente a 20%, o recozimento engrossa, de modo considerável, e o grão demetal perde uma parte de suas possibilidades de embutição. É precisorecozer as peças, se for necessário, o mais tarde possível.Todo o metal aquecido ao ar livre se oxida e a oxidação aumentarapidamente, com a temperatura. A camada de oxido pode alcançar váriosdécimos de milímetro de espessura da chapa.
  • 17É preciso após cada recozimento limpar, decapar e lavar as peças. Estasoperações são caras e exigem instalações apropriadas. Alem disso, se estasoperações eliminam o óxido, não podem evitar a perda de espessura dachapa.Portanto, se há interesse em se evitar a formação de oxido, deve-se quandopossível, fazer o recozimento em forno fechado ou em atmosfera controlada.O resfriamento, após o aquecimento influi no valor da operação. Orecozimento, para o aço e o alumínio, é melhor, quanto mais lentamente forresfriada a peça. O contrario se da para o latão, o resfriamento deve serbrusco e feito na água fria.CementaçãoEste tratamento térmico consiste em provocar uma carburação superficial noaço de menos de 0,2% de Carbono, para permitir a têmpera superficial.A cementação compreende:1- Carburação superficial das peças, levando-as a uma temperatura igual ousuperior a A 3 , em presença de um carburante (o ferro dissolve o carbono,formando a austenita).2- Uma série de operações de têmpera, para dar ao núcleo e à superfície dapeça as qualidades requeridas.Principais carburantes (compostos para cementar): os principais carburantesutilizados são:- sólidos: carbonato de bário, carvão de madeira;- líquidos: cianureto de sódio(cianuração );cloreto de sódio; carbonato desódio;- gasosos; gás de rua.A velocidade de penetração é:- 0,1 mm/hora, com carburantes em pó:- 0,2 mm/hora, com carburantes granulados
  • 18No inicio do tratamento esta velocidade é maior nos carburantes líquidos,porem diminui rapidamente.N.B.: Se a carburação deve ser parcial, é suficiente recobrir eletroliticamente,com cobre, as partes que não se desejam cementar, para impedir penetraçãodo carbono.Modo de realizar a operação1- Em caixa, com carburante sólido.As peças são colocadas junto com o carburante, em caixas de materialrefratário, estas são cobertas e fechadas com terra, no forno, para obter aestanqueidade; após são aquecidas à temperatura desejada. O temponecessário, para obter a cementação exigida, é contado a partir domomento em que esta temperatura é alcançada.2- Em banho com carburante liquido.As peças são submersas no banho, suspensas em ganchos ou colocadasem um cesto metálico.Observação: As peças carburadas deforma-se durante o tratamentosendo necessário prever-se uma ligeira sobre espessura para poderretocarTratamento após a carburaçãoApós a carburação no banho, as peças podem ser temperadas diretamenteno óleo.Após a carburação na caixa, podem ser realizados vários tratamentos,segundo o tipo de aço e as fadigas previstas para as peças:1- resfriamento na caixa e, em continuação, uma têmpera a 900°C e outra a800°C;2- têmpera na saída da caixa,seguida de uma outra a 800°C;3- resfriamento na caixa e, em continuação, têmpera a 800°C, no óleo.
  • 19NitretaçãoÉ um tratamento para endurecer a superfície, que permite alcançartemperaturas superiores as conseguidas por cementação. Consiste noaquecimento do metal de 500 a 525°C, em presença do nitrogênio (gás deamônia ), durante o tempo necessário para se obter a espessura denitruração desejada (0,01 mm por hora).As zonas que não devem ser nitruradas serão estanhadas previamente.Quando a operação esta acabada as peças resfriadas na caixa, tem corazulada mas não sofrem transformações.Estampos - componentesA - PunçãoNas peças de pequenas dimensões, os funções são fabricados geralmenteem uma só peça.Nas peças de dimensões médias, os punções podem ser fabricados em duaspeças: uma faca, em aço duro temperado, fixado por parafusos e pinos deguia ao corpo do punção, fabricado em aço semiduro.Este tipo de fabricação pode facilitar a usinagem, diminuir ou evitar astransformações na têmpera e economizar o aço duro.Nas peças de grandes dimensões, os punções são fabricados geralmentecom facas acopladas. O corpo do punção será em aço semiduro ou defundição.As facas terão como máximo 250mm de comprimento (para evitar adeformação na têmpera).
  • 20Em geral a forma da peça a ser cortada é dada sobre a toda a altura. Pode-seigualmente prever a fabricação usinando somente esta forma sobre 15 ou20mm.É possível evitar a flexão dos punções redondos de pequeno diâmetro,prevendo dois diâmetros no punção, a parte que tem o diâmetro a serpuncionado terá um comprimento de 8 a 10mm e será continuada pelo corpodo punção fabricado com diâmetro bastante maior.Às vezes fabricado em duas peças: uma bucha exterior que reforça o punção(permite o emprego de aço calibrado).Dimensões: para evitar rupturas demasiado freqüentes, o diâmetro mínimo acortar deve ser a espessura d9o material.Altura dos punções: em geral, adota-se 70mm.Para pequenos punções redondos deverá ser verificada a resistência aflambagem pela formula:EI700h =Na qual: h = altura do punçãoE = esforço de corteI = coeficiente dimensional.Punção redondo64dπi4=Punção quadrado12aI4=Punção triangular36haI3=Punção tubular )( 44dD −==64πIPunção retangular12abI3=
  • 21B – MatrizComo para os punções, são possíveis 3 tipos de fabricação.- em uma peça- com placa acoplada, de uma peça ou fracionada- com peças acopladasSaídaO furo das matrizes é formado por uma parte “cilíndrica”, de perfil edimensões constantes, continuada por uma conicidade chamada saída.A parte “cilíndrica” deve ser igual a 3 ou 4 vezes e (espessura da chapa) até 2mm (1,5 vez se e >2).Se a ferramenta deve ser utilizada para uma série muito grande, a altura daparte “cilíndrica” pode ser verificada, tendo em conta o material retirado cadavez que a ferramenta é afiada e o numero de peças cortadas entre estasoperações.50000a30ldepeçasnúmerototax0,15H =0,15 representa a espessura retirada em cada retificação.30000 a 50000 representa numero de peças cortadas entre 2 retificações.O ângulo de saída varia de 1 a 3°.Em alguns casos a saída é prolongada até a face de corte, mas então épreferível fazer esta saída com um ângulo menor na parte superior (0,5°).Nos furos redondos é possível fazer continuar a fase de corte por um furocilíndrico que tenha mais ou menos 2 mm de diâmetro a mais que o furo decorte, porem é preferível continuar em forma cônica (evitem que os retalhosfiquem presos).
  • 22A fabricação com placa de corte fracionada pode ser feita de dois modos:1- normal: O suporte da matriz, de aço semiduro, é fabricado com umencaixe para receber as peças acopladas, fixadas por parafusos e pinosde guia.A divisão da placa de corte será feita de forma a facilitar a usinagem e evitaras deformação na têmpera.Nunca deve-se secionar no ângulo ou no alinhamento de uma seção de facasacopladas do punção.Nos furos redondos, podem ser previstas buchas ajustadas; estas serãoencaixadas a pressão na matriz, ou montadas sem folga e retidas por umapresilha.2- de blocos: A matriz esta formada por:a) um suporte em aço semiduro. Este tem a forma de uma placa furada quetem, nos dois lados parafusos de pressão.(A dimensão do encaixe serásuperior em 3mm às dimensões totais dos blocos.)b) blocos de aço duro temperado. São peças segmentadas das quais todasas partes são retificadas, e que, unidas por parafuso de pressão, formama placa de corte da matriz.Determinações das uniões. Neste caso, a matriz é acabadaindependentemente dos punções. As uniões serão feitas de preferência noalinhamento das arestas cortantes.Todos os blocos devem encaixar entre si e se manter fixos mutuamente sobos apertos dos parafusos de pressão.Dimensões do suporte da matriz.Em geral são deixados de 25 a 30 mm entre a aresta cortante e o cantoexterno.Espessura: 18 a 28 mm (20 a 30 antes de usinar, conforme as dimensões).
  • 23Para as placas ou facas acopladas. Espessura de 8 a 23 mm(idem para ospunções). aplicando uma das duas formulas;1- Matriz que se apóiam em dois suplementos:Rxlhbx32E2d <2- Matriz montada no ar:Rxl6hbE2d <Nas quais:dE = força total do corteR = coeficiente de trabalho do aço com o qual é fabricado a ferramental = distancia entre 2 suplementos ou comprimento do arb = largura da placa matriz diminuída na largura dos furosh = espessura da placa matriz.Duração de uma matrizPode ser admitido que uma ferramenta bem fabricada pode cortar de 30000 a50000 peças sem ser adiada.Cada afiação necessita em media da retirada de 0,15mm de material sobre amatriz. Será possível então cortar de 1200000 a 2000000 de pacas antes deserem retiradas 6mm da matriz.
  • 24
  • 25Estampo de corteDefinição e NomenclaturaÉ um conjunto de peças ou placas que, associado e adaptadoas prensas ou balancins executa operações em chapas, para aprodução de peças em série.
  • 26A parte útil obtida da tira é denominada peça e as sobras dastira, retalhos.Conjuntos PrincipaisÉ formado por dois conjuntos de peças ou placas que sedenominam superior e inferior.Conjunto SuperiorÉ a parte móvel do estampo, que é fixada ao cabeçote daprensa pela espiga, realizando movimentos verticaisdescendentes e ascendentes.
  • 27Nomenclatura1 – Alojamento da espiga 5 - Conjunto superior2 – Mandril 6 – Placa de fixação3 – Conjunto inferior 7 – Mesa4 – CabeçoteConjunto InferiorÉ a parte do estampo que é fixada na mesa da prensa oubalancins por meio de parafusos e placas de fixação.EspigaÉ a peça cilíndrica, de aço 1020 a 1030 que, introduzida epresa no alojamento do cabeçote, sustenta o conjunto superior.Nomenclatura1 – cabeçote2 – Alojamento da espiga3 – Espiga4 – Parafuso de fixação5 – Mandril6 – Conjunto Superior7 – Base do cabeçote
  • 28TiposCilíndricaAdapta-se, mediante o uso de buchas cortadas, a diversoscabeçotes. Tem o inconveniente de não oferecer uma boafixação.Cilíndrica com rebaixo cônicoPara cabeçotes com alojamentos para espiga padronizada, tema vantagem de permitir uma boa fixação.Funções da parte cônica da espigaA parte cônica da espiga tem duas funções:Ao apertar o parafuso,a pressão exercidanesta parte eleva a espiga forçando oencosto da placa superior no cabeçote daprensa;As rebarbas formadas pelo parafuso naparte cônica da espiga não chegam aatingir o alojamento no mandril,permitindo uma correta fixação.
  • 29ObservaçãoO rasgo “G” da figura ao lado é feito paradar aperto ou afrouxar a espiga da placasuperior, por meio de uma chave radial.Tabela de dimensões da espigaCapacidadedaprensaDA B C rD1métricafinaE F G10 tf/cm220 tf/cm225 13 23 13 314 x 1,518 x 1,520 2,5 530 tf/cm238 19 34 19 4 27 x 1,5 30 4 850 tf/cm250 25 45 25 5 36 x 1,5 40 5 1080 tf/cm273,5 31 57 31 6 44 x 1,5 50 6 12Placa SuperiorÉ uma placa de aço 1020 a 1030, ou de ferro fundido, na qual éfixada a espiga e tem por finalidade unir, por meio deparafusos, a placa de choque e a placa porta-punção.
  • 30Tiposa) A placa superior mais simples está representada na figuraabaixo.b) Os estampos de corte, guiados por colunas, são mais favoráveis, no quese refere a sua capacidade de produção e durabilidade
  • 31ObservaçãoExiste outro tipo de placa superior usado em prensasautomáticas. Sua fixação é feita por meio de parafusos e placasde fixaçãoPlaca de ChoqueÉ uma placa de aço 1060 a 1070, temporada e retificada, quetem a função de receber choques produzidos pelas cabeçasdos punções, no momento que estes furam ou cortam a chapa,evitando que os mesmos penetrem na placa superior. Suaespessura varia conforme o material a ser cortado.TiposOs mais comuns são:Placa de choque inteiriça. Quando tem o mesmo tamanho quea placa superior
  • 32Placa de choque em partes. Usa-se quando o estampo é degrandes dimensões e pode deforma-se no tratamento térmicoDiscos postiços. Usam-se quando a placa superior é degrandes dimensões para obter-se economia de materialPlaca porta-punçõesÉ uma placa de aço 1020 a 1030 situada logo abaixo da placade choque ou da placa superior e fixa-se por meio deparafusos.Sua função é sustentar punções, centradores, cunhas e ascolunas de guia quando forem necessárias.
  • 33Nomenclatura1 – Placa de choque2 – Alojamento para cabeças depunções3 – Placa porta-punções4 – Alojamento de punçõesOs alojamentos para colocar os punções podem ser usinadosou realizados manualmente.AjusteQuando o estampo se destina a trabalhar em prensasautomáticas, o ajuste dos punções na placa porta-punçõesdeve ser H7 h6.Em prensas excêntricas, o ajuste é H7 g6.ObservaçãoPara o projeto de uma placa porta-punções, devemosconsiderar:a) Espessura adequada para prender os punções.b) Suficiente penetração dos parafusos para suportar o esforçode separação dos punções.Placa-guiaÉ uma placa de aço 1020 a 1030 que tem a punção de guiar ospunções e pilotos centradores, nas cavidades cortantes damatriz.A espessura da guia varia conforme o tamanho do estampo, ocurso e a função dos punçõesOs punções deverão receber, na guia, um ajuste deslizante H7 g6.
  • 34Em casos de grande produção de peças, pode-se estudar apossibilidade de encaixar peças postiças ou buchastemperadas nas guias, evitando-se assim o desgasteprematuro.TiposFixa. Monta-se conjunto inferior por meio de parafusos e pinosde guia
  • 35Prensa chapa. Monta-se no conjunto superior, guiada porcolunas, quando existe o perigo de deformar a tira, no momentoem que os punções realizam as operações. Seu movimento éregulado por meios de parafusos limitadores e com molas, paraque funcione como expulsor do retalho.NotaA guia prensa-chapa é geralmente utilizada em estamposprogressivos.
  • 36Guias lateraisSão duas peças de aço 1040 a 1060, colocadas nas laterais daplaca-matriz. Podem ser temperadas e revenidas. Sua função éguiar a tira de material a cortar.DimensõesA espessura das guias será 20% maior do que a da tira acortar. A distância entre estas deve ser igual à largura da tira acortar mais uma pequena folga que facilite o movimento damesma.O comprimento pode ser igual ao da placa-matriz, masrecomenda-se construí-las mais compridas, colocando-lhes umsuporte, o que lhes dá rigidez e, ao mesmo tempo, serve deapoio a tira.FixaçãoAs guias laterais são fixadas entre a placa-guia e a placa-matriz, por meio de parafusos e dois pinos de guia.
  • 37ObservaçãoQuando a tira a cortar é de pouca espessura, as guias podemser substituídas por um canal na placa, que devera ser de 1,5 a2 vezes a espessura da tira.Placa-matrizÉ uma peça de aço inoxidável, temperada revenida e retificada;é provida de cavidades que têm a mesma secção dos punçõese cuja função é reproduzir peças pela ação dos mesmos.TiposInteiriças. Quando são construídas de uma só peça
  • 38Seccionadas. Quando são construídas de várias peças.Para estampos de grandes dimensõesQuando as dimensões são muito pequenas e representamdificuldades de construção, as peças postiças são encaixadasna placa-matriz.Compostas. Faz-se este tipo para facilitar a construção ereparação da placa-matriz.Classificam-se em:a) Placas-matrizes com peças postiças
  • 39b) Placa Matriz com pastilhas encaixadas em material de baixoteor de carbono.Ângulo de saídaQuando se fazem as cavidades da placa-matriz, estas não sãode medidas uniformes porque vão se alargando de formainclinada, para facilitar a saída das peças.Com saída no inicio da aresta cortante. Para os estampos demenor produção, e quando o material a cortar é muito macio ede grande espessura, a inclinação começa na aresta cortanteda matriz.Com secção de corte paralela. Esta forma é a que se usanormalmente veja a figura abaixo, Neste caso a cavidade temuma parte paralela chamada secção de corte, que tem de duasa três vezes a espessura da chapa a cortar, iniciando-se daíuma inclinação de 1º a 3º.
  • 40Com secção de corte inclinada. É semelhante a anterior, poréma secção de corte ou parte ativa se faz ligeiramente cônica(meio grau).É usada para placas-matrizes de pouca precisão e materiaisduros.Em caso de furos, faz-se a saída utilizando-se uma broca dediâmetro maior.Nos furos de pequeno diâmetro, a seção de corte éligeiramente cônica, para diminuir o esforço do punção efacilitar a saída do retalho. Obtem-se esta conicidade por meiode um alargador cônico.
  • 41Placa-BaseDefiniçãoÉ uma placa que serve de apoio à placa matriz e se fixa a estapor meio de parafusos e pinos de guia. É construída de aço1020 a 1030 ou ferro fundido. Quando o produto obtido sai pelaparte inferior da matriz, a placa base terá uma cavidade maior,para facilitar sua saída.TiposSimples. É a mais econômica pela sua forma de construção.Seu tamanho é maior que as outras placas, para permitir suafixação na mesa da prensa.Semi-embutida. Este sistema tem a vantagem de reforçarlateralmente a placa matriz, permitindo reduzir suas dimensões.
  • 42Embutida. Para placa-matriz submetida a grandes esforçoslaterais ou quando sua construção apresenta perigos deruptura.Universais. Constroem-se para poder adaptar placas-matrizesde diferentes medidas. A forma de fixação pode ser direta oucom réguas de ajuste, por meios de parafusos.Com colunas. São usadas nos estampos de alta produção econstroem-se com colunas-guias de dimensões normalizadas.
  • 43Sistemas de fixaçãoPara fixação de placa-base na mesa da prensa, procede-se deduas maneiras:Por meio de parafusos, diretamente na placa-base.Por meio de parafusos e placas de fixação.
  • 44Placa-base universalDimensõesNºDimA B C D E F G1 290 215 165 150 75 11 152 290 215 190 150 75 11 153 290 215 215 150 75 11 154 320 245 175 180 75 14 155 320 245 200 180 100 14 196 320 245 230 180 100 14 197 370 290 235 205 130 17 198 370 290 240 205 130 17 22
  • 45PunçõesDefiniçãoSão peças de aço indeformável, temperadas e revenidas, queefetuam o corte ao introduzir-se nas cavidades da placa-matriz,dando forma ao produto.TiposClassificam-se em:a) Simples: sua forma não apresenta dificuldade deconstrução.Com postiços: apresentam partes frágeis que serãosubmetidas a grandes esforços.
  • 46c) Seccionadas. Constroem-se desta forma, quando são degrandes dimensões e também para facilitar sua construçãoe reparação.Sistemas de fixaçãoSimples: Quando a espiga e o punção formam uma únicapeça.Com cabeça remachada: Fixam-se diretamente à placa porta-punção ou por meio de uma bucha.
  • 47Com cabeças usinadas:ObservaçãoQuando a seção de corte não é cilíndrica, deve-se determinarsua posição para evitar ruptura do punção.Outros Tipos de FixaçãoAlém dos tipos comuns existem outros que se utilizam emcasos especiais.Punção semi-embutido e preso por parafuso e pino de guia,para posicioná-lo.
  • 48Quando os punções são de pouca espessura, fixam-se pormeio de pinos de guia perpendiculares à sua posição; oconjunto embute-se na placa porta-punção.Quando o punção tem uma base de apoio suficiente pode-sefixá-lo à placa porta-punção por meio de parafusos e, nomínimo, dois pinos de guia.VantagensNão é necessário embutir o punção na placa. Permiteeconomia na construção do punção.
  • 49Pilotos centradoresDefiniçãoOs pilotos centradores são pinos que permitem posicionar atira, já furada, sobre a cavidade da matriz, para se obter umproduto com boa precisão. O material indicado para suaconstrução é o aço-prata que deve ser temperado e revenido.TiposPilotos fixos no punção, com ajuste forçado duro H7 m6.Pilotos fixos no punção, com espiga roscada.
  • 50Empregam-se nos casos em que os furos a centrar encontram-se dentro do contorno da peça a cortar.Pilotos fixos na placa porta-punção com cabeça remachada.Empregam-se quando a peça a fabricar não tem furos. Nestecaso os pilotos devem ser colocados lateralmente sobre oretalho da tira.Detalhes de construçãoR = DR = 0,3 . DE = espessura da tira . 0,5D = 2/3 . DD = menor que o furo a centrar, de acordocom a tolerância desejada.
  • 51Pinos de guiaDefiniçãoSão peças cilíndricas geralmente de aço-prata temperadas erevenidas.Sua função posicionar as placas de um conjunto, ou peçasentre si, eliminando a folga dos parafusos da fixação.O ajuste nas diversas placas deve ser H7 j 6.
  • 52Empregam-se, no mínimo, dois pinos de guia, localizados omais distante possível entre si, tendo-se em conta a segurançada placa-matriz.Ø mm 3 – 5 6 – 12 12 – 20x 6 10 13Segundo a necessidade, os alojamentos dos pinos de guia seefetuam de diversas formas.TiposPassante: Emprega-se quando as peças a posicionar permitemum alojamento total.
  • 53Não passante: Emprega-se geralmente na fixação dospunções.Os pinos de guia colocados nos furos não passantes podemser ocos ou com um pequeno plano, facilitando a saída de arpara sua melhor extração.As dimensões dos pinos de guia se determinam pela espessuradas placas a fixar e pelo esforço que suportam.
  • 54Tabelas práticas para uso dos pinos de guia.LD4 6 8 10 12 14 16 20405060708090100110120130140150Comprimentodopinodeguia160
  • 55Corte em ferramentariaDefiniçãoEntende-se por corte, em ferramentaria, a separação total ouparcial de um material sem formação de cavacos.
  • 56Processo de cortea) O punção, ao descer, pressiona a tira contra a placa-matrize empurra a parte a cortar dentro da cavidade da mesma,produzindo deformações na superfície da tira a cortar,iniciando-se as linhas de ruptura.b) Para que o produto obtido não apresente rebarbas, énecessário que a folga entre o punção e a placa-matriz sejaadequada.c) A pressão que o punção continua exercendo, provoca aseparação das peças.
  • 57Folga, cálculo e aspectoA folga que deve existir entre o punção e a placa-matriz, paraque a ação do corte seja correta, traz como conseqüência aconservação do corte da placa matriz e a qualidade da peça.DimensionamentoQuando precisamos obter contornos externos, a placa-matrizleva a medida nominal da peça e a folga fica no punção.No caso de contorno interno, o punção leva a medida nominal ea folga se acrescenta à placa-matriz.CálculoPara determinar as medidas correspondentes ao punção eplaca-matriz. Podem-se aplicar as fórmulas seguintes:Para aço macio e latão20e=FPara aço semi-duro16e=F F = Folga em mm;Para aço duro14e=F E = espessura da chapa em mm
  • 58ExemploDeterminar as medidas do punção e placa-matriz para construirpeças de aço semi-duro.16e=F161=F F = 0,006 mmContorno externo16 – 2 (0,006) = 15,88 mmContorno interno6 + 2 (0,006) = 6,12 mmQuando há dificuldade para medir a folga entre o punção e aplaca-matriz é necessário fazer ensaios na prensa ou balancin,para determiná-la pelo aspecto da peça.Aspectos da peçaA parte cortada na peça apresenta duas partes, uma brilhante eoutra fosca.Este fenômeno ocorre em função da folga entre o punção e aplaca-matriz. Suas medidas variam de acordo com a espessurae o tipo do material a ser cortado.Exemplos1. Para materiais não ferrosos, dúcteis e de pouca resistênciaà tração, parte fosca tem 1/3 da espessura.2. Em materiais ferrosos que não oferecem grande resistênciaà tração, a parte fosca tem a metade da espessura.
  • 593. Para materiais ferrosos que oferecem maior resistência àtração, a parte fosca tem 2/3 da espessura.ObservaçãoExistem outros materiais que se adaptam a qualquer dos trêscasos citados, como sejam: folha de flandres, aço silicioso, açoinoxidável, materiais isolantes e plásticos.Tabela prática para determinar a folga entre opunção e a placa-matriz
  • 60FOLGAS “F”Espessurada chapaem mmAçoMacioLatão Siliciosa Cobre AlumínioAlumínioduro0,250,50,751,01,251,51,752,02,53,03,54,04,55,05,56,00,0150,030,040,050,060,0750,090,1050,130,180,250,3250,410,50,620,750,010,020,030,040,050,060,070,080,110,140,180,210,270,3250,40,480,0150,030,040,050,060,0750,090,1050,130,160,0150,030,040,050,060,0750,090,1050,130,160,220,280,340,420,50,60,0080,010,0150,020,030,040,050,060,080,10,020,040,060,080,10,120,140,160,190,22
  • 61Esforço de corteDefiniçãoÉ a força necessária para efetuar um corte no material edeterminar a capacidade, em toneladas, da prensa a utilizar.Para calcular o esforço de corte podemos aplicar a seguintefórmula:Ec = P . e . RcEc = esforço de corteP = Perímetro da peça a cortar (em mm)E = espessura da chapa (em mm)Rc = resistência ao corte do material (em kgf/mm2)Exemplos1. Queremos saber o esforço necessário para cortar apeça da figura abaixo. A resistência do material a cortaré de 32/kgf/mm2e a espessura da chapa é de 1 mm.CálculoEc = P . e . RcEc=100 . 1 .32=3200Ec = 3200 kgf100302020101010=1P
  • 622. Calcular o esforço de corte para obter a peça da figuraabaixo. Onde a Rc = 32 kgf/mm2e a espessura é de 1 mmCálculoEc = P . e . RcEc = 140 . 1. 32 = 4480Ec = 4480 kgfP = 100 + 40 = 140P = 140 mmObservaçãoO valor da resistência ao corte se obtém da tabela e estárelacionado diretamente com o tipo de material a trabalhar.Para reduzir o esforço de corte pode-se afiar a parte ativa dospunções e placas matrizes nas formas seguintes.Esta forma de construção não se recomenda para cortarmaterial de pouca espessura, porque as peças a obter sofremdeformações. Portanto, usa-se em material de considerávelespessura.Também se pode reduzir o esforço de corte, construindo ospunções ou matrizes de modo que trabalhem em formaescalonada.100302020101010=1P4010101010=2P
  • 63A efetividade deste sistema é que o esforço se produzparcialmente sobre o material a cortar.ObservaçãoA diferença de medida entre os punções ou matrizes, variasegundo a espessura do material a cortarTabela de resistência ao core em kgf/mm2ESTADO ESTADOMATERIALMACIO DUROMATERIALMACIO DUROChumbo 2 – 3 - Chapa de aço - 40Estanho 3 – 4 - Chapa de aço para embutir 30 – 35 -Alumínio 6 – 11 13 – 16 Chapa de aço semi-duro 45 – 50 55 – 60Duralumínio 15 – 22 30 – 38 Aço laminado com 0,1% C 25 32Silumínio 10 – 12 20 Aço laminado com 0,2% C 32 40- - - Aço laminado com 0,3% C 35 48Zinco 12 20 Aço laminado com 0,4% C 45 56Cobre 12 – 22 25 – 30 Aço laminado com 0,6% C 56 72Latão 22 – 30 35 – 40 Aço laminado com 0,8% C 72 90Bronze Laminado 32 – 40 40 – 60 Aço lami80nado com 1% C 80 105Alpaca laminada 28 – 36 45 – 46 Aço ao silício 45 56Prata Laminada 23 – 24 - Aço inoxidável 50 – 55 55 - 60
  • 64
  • 65Passo de estampoDenomina-se passo de um estampo o avanço necessário datira para efetuar um novo corte.Determina-se o passo somando a largura máxima da peça acortar, tomada em sentido longitudinal da tira, com a distânciamínima entre as peças.Nomenclaturae = espessura do materialc = comprimento da peçaa = espaçamento longitudinalb = espaçamento lateralp = passoExemplo Ie = 2 mmc = 18 mma = 2 mmb = 3 mmP = c + a → P = 18 + 2 → P = 20 mm
  • 66Exemplo IIe = 2 mmc = 30 mma = 2 mmb = 3 mmP = c + a → P = 30 + 2 → P = 32 mmEm função do passo, determina-se a colocação dos topes, adimensão c da faca de avanço e calcula-se a quantidade depeças, por chapa, e a porcentagem de aproveitamento.
  • 67Sistema de avançoToposSão dispositivos de retenção, colocados no estampo, paraposicionar a tira, obter uniformidade nas peças e relacionar-sediretamente com a economia de material.TiposTopes Fixos. São os que se colocam no conjunto inferior doestampo. Utilizam – se para baixa produção. Classificam-seem:a) Os que permitem avançar a tira, dando-lhe posição, aoencontrar-se com o corte anterior.b) Os que permitem a tira avançar diretamente até o topemontado na parte exterior do estampo, mediante umsuporte.
  • 68ObservaçãoPara aplicar este sistema, é necessário que as peças sejam damesma largura que a tira.Topes Móveis. São utilizados no conjunto inferior doestampo e se empregam para a alta produção.Tope de Balancín. Consiste num tope basculante e éacionado pelo movimento da prensa.Este sistema permite obter maior produção que o anterior.É utilizado, geralmente, nos estampos nos quais a alimentaçãoda tira se faz de forma automática.Funcionamentoa) Ao empurrar a tira contra o tope “A”, este se apóia na faceanterior da sua cavidade.b) Ao descer o punção, depois de fixar a tira, obriga o tope “A”a levantar-se por meio do acionador “P”.c) Efetuado o corte, o tope volta à sua posição pela ação damola e se apóia sobre a tira.
  • 69d) Ao empurrar a tira que agora está livre, o tope “A” cai nacavidade recém cortado e se apóia novamente na faceanterior desta e o ciclo recomeça.VantagemÉ suficiente empurrar a tira, com movimento uniforme, paraobter bom rendimento do estampo.Topes auxiliares. Utilizam-se em combinação com outrossistemas, para evitar perdas de material no começo e o final datira.a) Para aproveitar a primeira peça, aciona-se manualmente otope.b) Para aproveitar as últimas peças com movimento lateral eefeito central.
  • 70Facas de avançoTambém são punções e suas larguras equivalem ao passo damatriz e são usados nos estampos de precisão para obtermaior rapidez no trabalho. Estes punções fazem um cortelateral igual ao passo.Dupla. Pode ser adaptada para determinar a largura da peçaou obter maior precisão.Utilizam-se, também, para conseguir total aproveitamento datira.
  • 71ObservaçãoPara evitar o desgaste da guia lateral causado pelasconsecutivas pancadas da tira e pelo atrito da faca de avanço,deve-se colocar um postiço de aço temperado.TiposFaca reta. É de fácil construção, portanto, a mais empregada.DesvantagemGeralmente, a faca de avanço reta sofre desgaste nos cantosvivos, dando origem a pequenas saliências na tira queimpedem o deslizamento normal da mesma.Com ressalto. Neste tipo, a saliência S, formada emconseqüência do desgaste da faca de avanço, é eliminada nocorte sucessivo.
  • 72ObservaçãoPor ser o ressalto R geralmente de pequena dimensão, existe operigo da ruptura da faca.Adapta-se ao trabalho com materiais de poucas espessura.Com rebaixo. Neste tipo de faca de avanço, as saliênciasformadas nas tiras não necessitam ser eliminadas, pois, nãointerferem no deslizamento da tira.Tem a vantagem de não oferecer perigo de ruptura e assegurarum bom trabalho.
  • 73Disposição da peça na tiraÉ um estudo de um projeto que tem por finalidade obter aosição da peça na tira, considerando:1. Economia de material2. Forma e dimensões da peça3. Sentido do laminado na peça a ser dobradaAs disposições mais comuns são:- reta e inclinada- sem intervalos- alternada
  • 74- de arruelas e polígonos regulares.Disposições Especiais2. Em certos casos, uma ligeira modificação na forma da peçapermite grande economia de material.3. Em outros casos, pode-se aproveitar o retalho, quando estese adapta às medidas de outra peça do mesmo material.4. Quando a peça é submetida a uma ação de dobra, estaserá em sentido transversal ao laminado da tira, para dar-lhe maior resistência, já que ao contrário existe o perigo deruptura na obra.
  • 75ObservaçõesNa disposição alternada projeta-se o estampo de duas formas:1. Para baixa produção com um punção, passamos duasvezes a tira invertendo sua posição.2. Para alta produção com dois punções.Procedimento para determinar a melhor posição da peça natira.1. Desenhar no papel a figura da peça2. Transportar para o papel transparente a mesma figuravárias vezes, procurando manter o mesmo espaçamento apara todo o contorno da peça na figura abaixo.Observações1. O espaçamento a é aproximadamente igual à espessura dachapa, devendo ser no mínimo 1 mm2. O espaçamento b obtém-se multiplicando a espessura dachapa pelo fator 1,5. O espaçamento b não deve ser menorque 1,5 mm
  • 763. A largura da tira é igual à largura da peça mais 2 b; L = z + 2b.4. Repetir os itens (1) e (2) para outras disposições.5. Calcular a porcentagem de aproveitamento Pa da tira, paracada posição encontrada, utilizando a fórmula:..=ANAPpa 100 sendoAp = Área da peça em mm2N = Número de peças por metro de tiraA = Área de um metro de tira em mm26. Comparar os valores de Pa referente à cada posição eescolher o que apresentar maior Pa.
  • 77Exemplos1. Calcular a quantidade de peças (figura A) que se pode obterde uma chapa que tem 2m x 1m, com as disposições dasfiguras B e C. Calcular a porcentagem de aproveitamento.Aespessura do material é de 1 mm.
  • 78Desenvolvimento1. Calcula-se a largura da tira, somando a largura da peça comos dois espaçamentos laterais.Largura da tira 30 + 1,5 + 1,5 = 33 mmLargura da tira 20 + 1,5 + 1,5 = 23 mm2. Em seguida divide-se a largura da chapa pela largura datira, para obter-se o número de tiras por chapa.Número de tiras por chapa B =33100030 tirasNúmeros de tira por chapa C tiras43=2310003. Para determinar o número de peças por tira, divide-se alargura desta (2m) pelo passo.Número de peças por tira B =21200095 peçasNúmero de peças por tira C =31200064 peças4. Calcula-se o número de peças por chapa, multiplicando-se onúmero de peças numa tira pela quantidade de tiras dachapa.Número de peças por chapa A 95 x 30 = 2850 peçasNúmero de peças por chapa B 64 x 43 = 2752 peças5. Calcula-se a porcentagem de aproveitamento de material,segundo a fórmula:100.AN.A=PpaAp = área da peça em mm2N = número de peças por chapaA = área da chapa em mm2
  • 79CálculosPorcentagem de aproveitamento PaConforme a figura B Conforme a figura C¨.100=A.NpA=aP ¨.100=A.NpA=aP¨¨ .10000000028502.500=aP ¨¨ .10000000027522.500=aP¨¨ .1000002285.5=aP ¨¨ .100000207522.5=aP¨¨ .10000024251=aP ¨¨ .1000002076031=aP¨.1000,7125=aP¨ ¨¨ .1000,688=aP71,25%¨ =aP 68,8%¨ =aPResultadosPeças obtidas: 2 850 Peças obtidas: 2 752Porcentagem de aproveitamento 71,25% Porcentagem de aproveitamento 68,8%1. Da comparação dos resultados obtidos, conclui-se que amelhor disposição é a que esta apresentada na figura 20.2 800 peças com 71,25% de aproveitamento do material.2. Calcular a porcentagem de aproveitamento em um metro detira, para cortar arruelas com as dimensões da figuraabaixo.
  • 80Desenvolvimento com um punção1. Cálculo do número de peças por metro de tira segundo afigura abaixo¨A+D0001=N¨15,51000=N¨1,5+141000=N¨64peças=N¨a = eb = 1,5 . e → b = 1,5 . 1,5 → b = 2,25 mm2. Determine da largura da tira: L = D + 2 b→ L = 14 + 2 . 2,25→→ L = 14 + 4,5 →→ L = 18,5 mm3. Cálculo da porcentagem de aproveitamento:Ap = + π . R2- π . r2→¨.100A.pA=aPN→Ap = 3,14 . 49 – 3,14 . 12,25 →→Ap = 153,86 – 38,46 →¨.1005001864.115,4=aP¨→Ap = 115,40 mm2¨.100500187385,6=aP¨A = L . 1 000→ A = 18,5 . 1 000 →→ Pa = 40%→ A = 18 500 mm2Desenvolvimento com dois punções1. Cálculo da largura da tira para obter uma disposição queproporcione o dobro de peças do desenvolvimento anteriordeterminado o valor de h.h = sem 60º . (D + a) →→ h = 0,866 . (14 + 1,5) →→ h = 0,866 . 15,5 →→ h = 13,42 mmL = h + D + 2 B→ L = 13,42 + 14 + 2 . 2,25 →→ L = 13,42 14 + 4,5 →→ L = 31.92 mm
  • 812. Cálculo da porcentagem de aproveitamentoN = 64 . 2 → N = 128 peças¨.100AN.pA=aPAp =115,40 mm2¨.10092031128.115,40=aP¨A = L . 1 000 →→ A = 31,92 . 1 000→¨.10092031771,214=aP¨→ A = 31 920 mm2→ Pa = 46%Desenvolvimento com três punções1. Calcule da largura da tira, para obter o triplo de peças doprimeiro desenvolvimento, determinado o valor de x.h = sem 60º . (D + a) →¨.100AN.pA=aP→ h = 0,866 . (14 + 1,5) →→ h = 0,866 . 15,5 →¨.10034045192.115,40=aP¨→ h = 13,42 mm¨¨ .10034045156,822=aP→ Pa = 48%Da comparação dos três resultados obtidos, conclui-se que,quanto maior for o número de peças a cortar, devemosutilizar uma ferramenta que produza maior número de peçaspor golpe da prensa.
  • 82
  • 83Localização da espigaProcesso gráfico e analíticoÉ determinar correntemente, a posição da espiga para que nãohaja desequilíbrio do conjunto superior do estampo durante oseu deslocamento, evitando assim esforços irregulares sobreos punções, principalmente quando os conjuntos não sãoguiados por colunas.A posição correta da espiga é no centro teórico de todos osesforços efetuados pelos punções.Podemos determinar o centro teórico dos esforços porprocesso gráfico ou por processo analítico.Processo GráficoPara determinar a posição correta da espiga pelo processográfico, devemos proceder da seguinte forma:1. Referir o desenho do estampo a dois eixos ortogonais,x e y NA.2. Traçar paralelos a dois eixos, passando pelo centro dospunções NA.
  • 843. Construir um sistema de eixos ortogonais auxiliar P1 01 P2paralelos ao sistema XOY.4. Marcar no semi-eixo 01 P1, a partir do ponto 01, em escala,os diâmetros dos punções na mesma ordem em que estãoapresentados na figura acima sobre o eixo OY;5. Marcar no semi-eixo 01 P1, a partir do ponto 01, em escala,os diâmetros dos punções na mesma ordem e que estãoapresentados na figura acima, sobre o eixo OX;6. Traçar a bissetriz do sistema de eixos P101P2;7. Traçar uma reta passando pelos pontos extremos 1 e 6conforme a figura acima, determinando o ponto B sobre abissetriz do sistema P101P2;8. Traçar retas passando pelo ponto B e cada um dos pontos2; 3; 4; 5;
  • 85Determinação da abscissa (X)9. Tomar um ponto qualquer I sobre a paralela ao eixo OY,que passa sobre o centro do punção D1 e por este pontopassar uma paralela à direção B6 da figura acima.10.Traçar pelo ponto I uma paralela a direção B5, que cortara aparalela ao eixo OY que passa pelo centro do punção D2 noponto I I;11.Traçar pelo ponto I I, uma paralela a direção B4, que cortaraa linha de centro paralela ao eixo OY, do punção D3, ponto II I;12.Traçar pelo ponto I I I uma paralela a direção B0, quecortará a direção B6 no ponto P1;13.Traçar uma paralela ao eixo OY, passando por P1.Determinação da Ordenada (Y)14.Tomar um ponto qualquer I sobre a paralela ao eixo 0X, quepassa pelo centro do punção D2 e por este ponto traçar umaparalela a direção B1 da figura15.Traçar pelo ponto I uma paralela a direção B2 que cortará alinha de centro D3, paralela ao eixo 0X, no ponto I I;16.Traçar pelo ponto I I uma paralela à direção B3, que cortaráa linha de centro de D1,paralela do eixo OX, no ponto I I I;17.Traçar pelo ponto I I I uma paralela à direção B0 que cortaraa direção B1 do ponto P2;18.Traçar uma paralela ao eixo OX passando pelo ponto P2que cortara a paralela que passa por P1 determinando-seassim o ponto P que será o ponto de ligação da espiga.Processo AnalíticoPara determinar a posição correta da espiga pelo processoanalítico, procedemos da seguinte forma:1. Redefenir o desenho do estampo a dois eixos ortogonaisXOY;2. Calcular as distâncias dos centros dos punções, aos eixos Xe Y;
  • 863. As distâncias x e y que vão determinar a posição da espiga,obtem-se pelas formulas:nD+...+D+D+DnxnD+...+xD+xD+xD=x321332211nD+...+D+D+DnynD+...+yD+yD+yD=y321332211D1 = 12 mm x1 = 10 mm y1 = 40mmD2 = 15 mm x2 = 56 mm y2 = 30mmD3 = 20 mm x3 = 25 mm y3 = 15mm¨20+15+1225.20+56.15+10.12=xmm31,06=x¨471460=x¨¨20+15+12.1520+.30.15+.40.12=ymm26,17=y471230=x ¨¨Diagrama para determinar a espessura daplaca matrizEntramos com o esforço de corte Ec, em tf, no eixo vertical eencontramos no eixo horizontal a espessura E em mm.
  • 87ObservaçãoEc está em escala logarítmica.
  • 88
  • 89Dureza das peçasPEÇAS DUREZA ROCKWELL – CDe corteFaca de avanço60 – 62De dobraDe repuxo56 – 58De corte e dobraPUNÇÕESDe corte e repuxo 58 – 60Placas-matrizes 60 – 62Placas matrizes c/ partes frágeisCentradores58 – 60Pinos de guiaTopes56 – 58ColunasBuchas58 – 59Placas de choque 54 – 56Levantadores de tiraExtratores56 – 58
  • 90Aços especiais para ferramentariaCaracterísticas e aplicaçõesDUREZA RC APÓSREVENIMENTO ºCCOMPOSIÇÃOQUÍMICAAPLICAÇÕESFORNECIDOCOM DUREZABRINELLTEMPERARA ºC100 200 300 400 500 600C – 0,37%Si – 1,00%Mn – 0,40%Cr – 5,30%Mo – 1,40%V – 1,00%Boa resistência ao calor e aodesgaste em temperaturaselevadas. Recomendáveis nosestampos a quente, para metaisnão ferrosos.17521010001050óleoar53 50 50 52 55 49C – 0,55%Si – 0,30%Mn – 0,40%Cr – 1,00%Mi – 3,00%Mo – 0,30%Aço com têmpera profunda,grande resistência a abrasão efadiga e extrema tenacidade apósa tempera. É usado paracunhagem com impresso~esprofundas200230800850óleo59 58 53 49 46 41C – 0,50%Si – 0,75%Mn – 0,25%Cr – 1,30%W – 2,50%V – 0,2%Boa tenacidade e dureza, parapunções de alta capacidade detrabalho. Pode também sercementado, sem perder suaqualidade.190220880925óleo58 57 55 52 48 43DUREZA RC APÓS REVENIMENTOºCCOMPOSIÇÃOQUÍMICAAPLICAÇÕESFORNECIDO COMDUREZABRINELLTEMPERARA ºC100 200 300 400 500 600C – 2,05%Si – 0,30%Mn – 0,75%Cr – 12,50%W – 1,30%Altamente indeformável, é indicadopara punções e matrizes que exigemgrande capacidade de corte eresistência ao desgaste.Bom paracorte de chapa siliciosa.220260940980óleoar56 64 60 59 57 48C – 0,90%Si – 0,30%Mn – 1,20%Cr – 0,50%W – 0,50%V – 0,10%É a qualidade de aço mais utilizadapara têmpera em óleo, semdeformações. É usado na construçãode matrizes, punções pinos epassadores e pinos de guia.210290790810óleo63 61 56 50 43 --C – 1,05%Si – 0,20%Mn – 0,30%Extratenaz duro, para punções,matrizes e cunhos, aplicados nosestampos com gravuras. Aceita altadureza, com profundidade de 2 a 5mm, deixando o núcleo tenaz.160180770800água66 63 55 47 -- --
  • 91Estampos de metal duroAs partes de um estampo fabricadas de metal duro oucarboneto de tungstênio são moldadas à pressão e sinterizadaspelo processo de pulvimentalurgia. Ordinariamente sãofornecidas por empresas especializadas e seu ajuste final édado por eletro-erosão ou retificadoras. Proporciona maiorprodução devido à grande resistência ao desgaste e à abrasão.As peças de metal duro devem ser construídas de modo quepermitam sua fácil troca em caso de ruptura. Os alojamentosdevem ser usinados e ajustados, para se obter umassentamento correto das mesmas.Em caso contrário, ao efetuar-se o corte as peças seromperiam.
  • 92Nos estampos de dobrar também se usa o metal duro apenasnos pontos sujeitos a maior desgaste, especialmente para açoinoxidável.Nos estampos de repuxo, as bases de aço, onde estãoalojadas guarnições de metal duro, devem ser reforçadas paraagüentar os esforços a que serão submetidas.ObservaçãoA duração das matrizes e punções feitos de metal duro é dedez a com vezes maior a dos estampos de aço que realizamidênticos trabalhos. Além disso, podem trabalhar com maiorrapidez e se conservam por mais tempo.
  • 93Emprego do cerromatrixO cerromatriz é uma mistura de chumbo, bismuto e antimônio,cuja fusão se completa entre 103ºC a 227ºC e sua temperaturade corrida é de é de 175ºC. Tem a propriedade de dilatar-sedurante a solidificação e emprega-se como material auxiliarpara a fixação de punções, matrizes postiças nas construçõesde placas guias.Este material pode ser refundido e utilizado novamente, pois,pois suas características permanecem constantes quando érefundido na temperatura apropriada.Oferece condições deeconomia, segundo os casos em que se aplica.Fixação de PunçõesPara fixar os punções na placa porta-punção, é necessáriofazer ranhuras nos mesmos, segundo os casos, com afinalidade de que o cerromatrix retenha o punção durante otrabalho.As cabeças dos punções devem ser planas e rigorosamenteperpendiculares aos eixos dos mesmos. A espessura variaentre 15 a 40 mm, segundo as secções do estampo terminadoe considerando o material a cortar.
  • 94As cavidades nas placas porta-punção devem ser cônicas emaiores (de 6 a 10 mm) que a secção dos punções e ainda terranhuras para assegurar a fixação do cerromatrizOs elementos sobre os quais se aplica este material devem serpré-aquecidos aproximadamente a 150ºC.Sistema de FixaçãoQuando o punção tem rebaixo, faz-se uma rosca na parte queficará alojada dentro da placa porta-punção e, com a ajuda deuma placa suporte e dois calços paralelos.1 – Prisioneiro2 – Placa-Suporte3 – Calços paralelos4 – Placa porta-punção5 – Placa guia6– Punção7 – Cavidade para o cerromatrizQuando se trata de fixar punções simples, coloca-se este naplaca-guia e, sobre esta, a placa porta-punção, fixando-a pormeio de grampos paralelos.
  • 95A parte superior do punção deve ficar no mesmo nível que asuperfície superior da placa porta-punção.Quando se tem a placa-matriz terminada e deseja-se fixar ospunções, colocam-se estes nas cavidades correspondentes daplaca-matriz, como mostra a figura abaixo, inverte-se a posiçãodo conjunto, tira-se a placa-matriz levando-a cavidadedestinada ao cerromatriz.Para a fixação de punções de secção menor, não é necessáriofazer rebaixos nos punções. É suficiente fazer cabeças naextremidade superior.
  • 96Aplicação do Cerromatrix nas placas-guiasEste material possue propriedades antifricçaõ, portanto, épossível seu emprego na construção de placas-guias. Nestescasos, é necessário cobrir o punção com fuligem, paracompensar a dilatação do cerromatrix e, desta forma, obtém-sea folga necessária para seu deslizamento na placa-guia.Aplicações em matrizes postiçasNos casos de matrizes postiças, a fixação das partes, pode serfeita mediante o emprego de cerromatrix. No exemplo da figuraabaixo, as partes componentes se colocam na capacidade pormeio de pinos passadores e são fixos à base por meio decerromatrix.
  • 97Colunas e buchasAs colunas e buchas de guia são peças cilíndricas que têm afunção de manter o alinhamento entre os conjuntos superiorese inferiores de um estampo. Podem ser construídos de aço1040 a 1050, cementados, temperados e retificados.As tolerâncias de fabricação da zona de trabalho das colunas ebuchas correspondem a um ajuste H6 h5.No mínimo, empregam-se duas colunas e seu comprimentodeve ser suficiente para impedir a separação dos conjuntosdurante o trabalho.Seus diâmetros devem permitir boas condições de rigidez efixação.Tipos de ColunasCilíndrica. E o tipo mais simples e se emprega geralmentequando a placa porta-espiga tem as cavidades que servempara guiar o conjunto superior. O emprego desta coluna permitea usinagem das cavidades da placa porta-espiga e placa-base,ao mesmo tempo. Tem uma ranhura R que facilita suaretificação.
  • 98Cilíndrica com rebaixo. O diâmetro da parte de fixação émaior que o da parte de trabalho e oferece um encaixe maisfirme. Pode adaptar-se para trabalhar com placas porta-espigascom cavidades guias, como a do exemplo anterior, ou combuchas que são fixas por encaixe ao porta-espiga.Cilíndrica com rebaixo e fixação por rosca. Diferencia-sedas anteriores por sua fixação; esta sés faz por meio de umaespiga com rosca e porca que se aloja na placa-baseObservaçãoA lubrificação das buchas e colunas pode ser feita por meio deranhuras circulares ou helicoidais.
  • 99Tipos de BuchasSimples. É mais economia na sua construção. É usada nasplacas porta-espiga de maior espessura.Com rebaixo. Este tipo de bucha é representado nas figurasacima e usa-se nas placas porta-espiga de pouca espessura.Colunas e buchas padronizadasCilíndricasD 25 30 40 50 65A 12 17 20 25 30B 3 3 3 4 4C 22 26 36 45 60R 4 4 5 5 6120 130 150 180 190135 150 175 210 230150 170 200 240 270170 190 225 270 310L-- -- 250 300 350
  • 100TABELAD 25 30 40 50 65D1 35 42 54 66 82L 65 70 70 80 80Cilíndricas em rebaixo
  • 101TABELASD 30 40 50 65 80D1 40 52 65 80 100A 17 20 25 30 35B 3 3 4 4 5C 26 36 45 60 75H 50 55 60 70 80R 4 5 5 6 8150 160 180 190 200165 180 210 230 250180 200 240 270 300195 220 270 310 350210 240 300 350 400L-- 260 -- -- --D 30 40 50 65 80D1 40 52 65 80 100D2 48 60 75 90 110A 29 34 39 44 49B 40 50 60 65 70L 69 84 99 109 119R 4 5 5 6 8Colunas e Buchas com EsferasSão indicadas nos estampos para grande produção.A montagem entre colunas e buchas se faz de modo que asesferas trabalhem ajustadas.A diferença de medidas entre colunas e buchas deve ser de0,004 a 0,006 menos que o dobro do diâmetro da esfera. Estasse alojam numa bucha-suporte que pode ser de bronze ou deaço.
  • 102As zonas de trabalho, deste tipo de colunas e buchas, devemser retificadas.ObservaçãoSe o curso do conjunto superior é igual a x, o rolamento perfazum trajeto de .2xPara evitar o escape do conjunto de esferas, coloca-se, àpressão, um disco de alumínio na parte superior da bucha.
  • 103Os detalhes da distribuição e alojamento das esferas na suabucha observam-se nas figuras abaixo.d d1 d2 D3 h1 h2 L d4 d5 Ø esf.26 38 54 78 90 34 160 26,5 37,5 632 40 56 82 100 44 165 32,5 39,5 438 46 62 92 110 49 180 38,5 45,5 644 56 76 102 125 60 200 44,5 55,5 6
  • 104
  • 105Bases com colunas e buchasArmaçõesÉ um conjunto formado por dois elementos, placa-superior eplaca-base que estão providos de buchas e colunas, paraassegurar o alinhamento dos elementos que neles se montam.Emprega-se para trabalhos de ferramentaria que exigem maiorprecisão.São padronizadas e constroem-se de aço fundido e retificado.Pode-se obter, segundo a necessidade.
  • 106Conjunto 1ag 72 84 96 124 144 172 194b 125 160 200 220 220 280 280e 118 130 142 168 188 216 240b2 118 130 142 168 188 216 240Conjunto 284 96 124 144 172b96 124 144 172 194 194e 90 100 120 134 164 194b2 90 100 120 134 164 194Medidas comuns para os dois conjuntosD 22 26 32 38 38 44 44d1 26 30 36 42 42 48 48c1 50 50 53 53 56 56 60c2 35 35 40 40 40 40 40c3 26 26 26 26 26 26 26c4 40 – 70 42 – 70 44 – 70 47 – 80 50 – 80 53 – 90 56 – 90L1 150 160 165 180 180 200 300R 22 26 32 38 38 40 40
  • 107Conjunto 1ag 72 84 96 124 144 172 194b 125 160 200 220 220 280 280e 164 134 238 237 256 316 312e1 47 56 57 75 83 106 109Conjunto 284 96 124 144 172 194b96 124 144 172 194e1 45 50 60 67 82 97e 90 100 120 134 164 194Medidas comuns para os dois conjuntosd 22 26 32 38 38 44 44d1 50 50 53 53 56 56 60c1 35 35 40 40 40 40 40c2 40 – 70 42 – 70 44 – 70 47 – 80 50 – 80 53 – 90 56 – 90c3 150 160 165 180 180 200 200c4 22 26 32 38 38 40 40L1 26 30 30 42 42 48 48r 26 26 26 26 26 26 26
  • 108Conjunto 1ag 72 84 96 124 144 172 19480 100 125 140 140 175 175100 125 160 175 175 220 220b125 160 200 220 220 280 280Conjunto 284 96 124 144 172b96 124 144 172 194Medidas comuns para os dois conjuntosc 140 160 180 200 240 280 320d 22 26 32 28 38 44 44d1 26 30 36 42 42 48 48c1 50 50 53 53 56 56 60c2 35 35 40 40 40 40 40c3 26 26 26 26 26 26 26c4 40 – 70 42 – 70 44 – 70 47 – 80 50 – 80 53 – 90 56 – 90a 192 216 248 274 318 368 408at 244 268 300 326 370 420 460L1 150 160 165 180 180 200 200
  • 109Parafusos tipo “Allen” e parafusosde cabeça cilíndricaParafuso A Alojamento Bd mm H/1” D A d1 B D1 d1 A13/16” 4,76 24 8,0 4,76 3,47 5/31” 8,5 5,0 61/4" 6,35 20 9,52 6,35 4,72 3/16” 10,0 6,5 85/16” 7,94 18 11,11 7,94 6,13 7/32” 12,0 8,2 93/8” 9,53 16 14,28 9,53 7,49 5/16” 14,5 9,8 117/16” 11,11 14 15,87 11,10 8,79 5/16” 16,5 11,4 121/2" 12,70 12 19,05 12,70 9,99 3/8” 19,5 13,0 145/8” 15,88 11 22,22 15,80 12,91 1/2" 23,0 16,1 173/4" 19,05 10 25,4 19,05 15,80 9/16” 26,0 19,3 207/8” 22,22 9 28,57 22,22 18,61 9/16” 29,0 22,5 231” 25,40 8 33,33 25,40 21,33 5/8” 34,0 25,7
  • 110Parafuso A Alojamento BD mm H/1” D A d1 g h D1 A1 d13/16” 4,76 24 5/16” 5,0 3,47 -- -- 8,5 6 5,01/4" 6,35 20 3/8” 6,5 4,72 1,8 2,5 10,0 8 6,55/16” 7,94 18 7/16” 8,0 6,13 2,0 2,9 12,0 9 8,23/8” 9,53 16 9/16” 9,5 7,49 2,2 3,6 15,0 11 10,07/16” 11,11 14 5/8” 11,0 8,79 2,5 4,3 16,5 12 11,51/2" 12,70 12 ¾" 13,0 9,99 2,8 4,8 19,5 14 13,09/16” 14,28 12 13/16” 14,0 11,58 3,1 5,5 21,0 15 14,65/8” 15,88 11 7/8” 16,0 12,91 3,5 6,1 23,0 17 16,13/4" 19,05 10 1” 19,0 15,80 3,9 7,2 26,0 20 19,57/8” 22,22 9 11/8” 22,0 18,61 4,4 8,5 29,0 23 23,01” 25,40 8 15/16” 25,0 21,33 5,0 9,4 34,0 26 26,0
  • 111Molas para estampoSão elementos utilizados nos estampos, para facilitar asoperações de corte, dobra e repuxo. Formam parte dossistemas de retenção e expulsão e são construídos de aramede aço ao silício.São vários os tipos de molas empregados, porém os maiscomuns são os helicoidais.Notaçõesd = diâmetro do arameD = diâmetro interno da molaP = passor = raio médioL = comprimento da mola sem cargaL1 = comprimento da mola com carga máximaL2 = comprimento da mola com excesso de cargaF = flexão total ativan = número de espirais úteisN = número total de espiraisC = carga máxima admisible em kgff = fechamento por espira
  • 112ObservaçãoNo campo da flexão T não há aumento de resistência, havendo,porém, perigo de deformação permanente da mola. Essecampo deve, portanto ser evitado.Fórmulasr.143d=C 314c.r=dd20,103.r=fC.1432d=D N = n + 1,5 F = f . n L = P . n + dO aumento de 1,5 espiral no número de espirais úteis énecessário para o apoio dos extremos da mola.A resistência da mola aumenta até o limite máximo da flexão F.Nos estampos onde as molas devem suportar grandesesforços, podem-se empregar molas colocadas umas dentrodas outras, cuja soma de esforços é igual ou superior a umamola de arame grosso que ocupa maior espaço. Quando secolocam molas dentro de outras se deve inverter o sentido dasespirais, para evitar que se entrelacem.A carga máxima admissível das molas deve ser igual ousuperior ao esforço necessário.
  • 113d D P C f d D P C f7 3 3,5 1,7 20 8,5 74,5 3,7111 5,5 2,3 3,7 25 10,5 61,5 5,59 3,8 9 1,9 30 13 53 7,512 5 7 3436 16 45 10,31,517 9 5,1 6 20 9 139 3,213 5,5 15 3 30 12,5 100 6,417 8 12 4,7 36 15 85 8,7221 10,5 9,5 7542 18 74,5 11,315 6,5 25 3,2 25 11 195 4,117 7,5 22,5 4 30 12,5 168 5,621 9 18,5 5,7 36 13,5 144 6,42,525 11 16 7,8 42 18 126 9,917 7 38 3,5650 22 106 13,421 9 31,5 5 24 12 147 3,325 11 27 6,7855 23 228 12,8330 14 23 9,4 10 35 16 622 5,221 9 49 4,5 12 46 20 835 7,23,530 13 36 8,3 14 57 25 1080 9,316 68 29 1362 11,4d = Diâmetro do arameD = Diâmetro internoP = PassoC = Carga em kgff = Fechamento por espiral
  • 114
  • 115Estampos de duplo efeitoDefiniçãoSão estampos especiais, que trabalham com vários punçõesintroduzidos uns dentro dos outros, de tal maneira que umpunção também funciona como matriz em relação a outro.Caracteriza-se pelo sistema de expulsão do retalho e da peça,que se faz por meio de elementos elásticos e mecânicosauxiliares. Sua fabricação é complexa e cara, portanto, usa-separa peças de grande precisão ou quando se necessita degrande produção.
  • 116Elementos fundamentaisConjunto Superior Sistema de Expulsão1. Espiga2. Placa superior3. Buchas4. Placa de choque5. Placa porta-punção6. Placa-matriz7. Punção13.Expulsor14.Pinos espulsores15.Placa expulsora16.Barra expulsora17.Parafuso limitador da placa espulsora18.Molas19.Placa expulsoraConjunto Inferior8. Guia da tira9. Tope de retenção10.Punção hídrico11.Base12. Colunas de guiaObservaçãoA figura apresentada não é o único tipo destes estampos, pois,podem ser modificados, de acordo com a peça a estampar.FuncionamentoPrimeira Fase. Coloca-se o material a cortar sobre o punçãohídrico e a placa de expulsão, que estão no mesmo planoquando o estampo está em repouso.
  • 117Segunda Fase. A parte superior baixa e, simultaneamente,corta os furos e o contorno externo da peça. A placa deexpulsão inferior, por efeito das molas, faz, nessa ocasião, aação de prensa-chapa, fixando a tira, para obter um corte maispreciso.Terceira Fase. Ao subir o conjunto superior, a placaexpulsora inferior desalojada, por pressão de molas ouborracha, o retalho que ficou aderido ao punção hídrico. Oretalho interno do punção cai, por gravidade, pelo furo domesmo.Em continuação, a barra expulsora do conjunto superiorse encontra com um tope em forma de cruzeta, que tem aprensa e empurra por meio de expulsor superior, a peçacortada que ficou presa na matriz.ObservaçãoA peça cortada fica entre os dois conjuntos do estampo,portanto, é preciso colocar a prensa de forma inclinada eadaptar um bico de ar comprimido, para expulsá-la.
  • 118Placa-MatrizNos estampos de duplo efeito, esta placa deve ter formacilíndrica e, na parte inferior, deve ter um alojamento para acolocação do expulsor.A cavidade central tem, na parte inferior, a forma da peça acortar, como as outras placas matrizes, com a diferença de quenão tem ângulo de saída já que a expulsão da peça se dá emsentido contrário ao que entrou.Quando a peça a cortar é de forma complexa, a placa-matrizpode ser construída com peças postiças, em uma ou váriaspeças, adaptando-se a uma placa porta-matriz de aço 1020.
  • 119Punções HídricosPodem trabalhar como punções, em relação à placa-matriz ecomo matriz, de acordo com os punções do conjunto superior.Também são construídos conforme as dificuldadesapresentadas.Sistemas de ExpulsãoSão os dispositivos que se adaptam aos estampos de duploefeito para expulsar as peças produzidas, já que, pela forma deconstrução, estas ficam aderidas a placa-matriz e o retalho aopunção hídrico. Para facilidade de construção e funcionamento,é conveniente que estes dispositivos sejam cilíndricos.
  • 120TiposA – Superior. Segundo o diâmetro do expulsor, este pode serconstruído de suas formas: com funcionamento por mola e combarra expulsora.B – Inferior. Os expulsores inferiores tem como objetivoseparar o retalho do punção híbrido. Contam de uma placaexpulsora que, em sua posição de repouso, mantém-se naaltura do punção, por meio de parafusos que fixam suaposição. A pressão para manter a placa expulsora nestaposição, faz-se por um sistema elástico, geralmente de grandepotência. Este sistema pode ser construído de três formas:
  • 1211. Com várias molas distribuídas ao redor do punção ouguiadas pelos parafusos limitadores.2. com uma mola de grande potência na parte inferior daplaca-matriz, que aciona a placa expulsora através de outrae dos parafusos limitadores. A mola é guiada por um tuboguiado nos extremos, com uma porca, contra-porca earruelas, para regular sua pressão. O tubo permite a saídados retalhos cortados pelo punção superior.Neste caso, substituímos a mola por uma serie de discos deborracha, para obtermos maior pressão, a qual é regulada umpouco além do necessário, uma vez que, do contrário, a placaexpulsora não funcionaria.
  • 1223. De arruelas (Molas-Prato) – são acopladas em uma barra,como nos casos anteriores.É recomendável porque pode acumular muita força em poucoespaço.
  • 123Classificação e propriedades dechapas laminadas a frio (NORMADIN – 1624)Tipo deAçoTratamentoCódigo Uso Código Estado Fornec.SuperfícieResist. ATraçãokgf/mm2ObservaçõesK DuroG Recoz. MoleST 0BásicoLGLevementeRelaminadoSem EspecificarComposição Química %C.0,12 Max – mn.0,20 –0,45 – P.0,08 Max. – s0,06 Max.K Duro Sem Especificar Composição Química %G Recoz. mole ≤ 43 C.0,12 Max. – Si 0,03-o,2LG Lev. RelamGD, GBK≤ 43Mn 0,20 – 0,45 – P 0,07MaxK32 32 A 46 S 0,06 MaxK40* 40 A 55K50* 50 A 65K60* 60 A 75ST 1QualidadeparaDobrasK70*Relaminado aFrioGD,GGBK> 70G Recoz. MoleGD,GGBK30 A 40 Composição Química %LGLevementeRelaminado32 A 42C 0,10 Max, - Si 0,03 -0,2K32 32 A 44Mn 0,20 – 0,45 – P0,06Max.K40 40 A 55 S 0,05 MaxK50* 50 A 65K60* 60 A 75ST 2QualidadeparaRepuxosLevesK70*Relaminado aFrioGDGBKRP> 70G Recoz. Mole GD,GBK 28 A 38 Composição Química %LGLevementeRelaminado30 A 40C 0,10Max. Si 0,03 –0,15K32 32 A 42Mn 0,2 – 0,45 – P 0,04MaxK40 40 A 50 S 0,04 MaxK50* 50 A 60K60* 60 A 70ST 3RepuxosProfundosK70*Relaminado aFrioGD,DBKRP,RPG> 70
  • 124*Em chapas com espessuras superiores a 4 milímetros não sepode obter dureza de laminação superior a K40.As abreviaturas para as laminações a frio têm as seguintesdesignações:LG = 1/16 dura – K32 – 1/8 dura = 1/4 duraK50 = 1/2 dura – K60 – 3/4 dura ou total K70 dureza de molas.Qualidade de SuperfícieGD = Recozido escuro – Cor cinza azulada, admissívelescamas fortemente aderidas.GBK = Recozida e polida – Superfície polidaRP = Sem trincas ou porosidades – Aspecto liso e uniformeRPG – Sem trincas ou porosidades – Superfície lisa e brilhante
  • 125PrensasSão máquinas de fabricação robusta, destinadas a cortar,dobrar, repuxar ou embutir, utilizando-se, para isso, os diversostipos de estampos confeccionados para esses fins. Sãoutilizadas na fabricação de peças em série, uma vez quepermitem alta produção e uniformidade nas mesmas.ClassificaçãoClassificam-se em:• Prensas mecânicas• Prensas hidráulicas• Prensas automáticasPrensas Mecânicas1. De fusos (balancins). São acionadas manualmente, pormeio de uma barra com contra-pesos ou por um volante.
  • 1262. Geralmente, são utilizadas para os ensaios, na construçãode estampos e não é recomendável para produção depeças.De fusos (com discos de fricção). São acionadas por um motorque transmite, através de dois discos, movimentos alternativose intermitentes ao cabeçote, que podem ser controlados pelooperador.
  • 127FuncionamentoAo acionar a prensa, pressiona-se um dos discos de encontroao volante e este transmite o movimento de descida docabeçote, para efetuar a operação. Logo o primeiro disco seafasta e pressiona o outro para dar-lhe o movimento de subida.Esses movimentos são controlados por topes reguláveis,porém, o curso Maximo é determinado pela resistência domaterial a trabalhar, que freia o movimento. Portanto, sãorecomendáveis nos trabalhos de cunhar e estampar a quente.NomenclaturaA – CorpoB – Bucha RoscadaC – FusoD – VolanteE – EixoF – Discos de FricçãoG – CabeçoteH – Guia do CabeçoteI – Alavanca de Comando dosDiscosJ – Topes ReguláveisK – Inversor
  • 128A capacidade em toneladas-força, deste tipo de prensa, édeterminada pelo diâmetro do fuso.Diâm. Fuso (mm) Carga Aprox. (tf) Diâm. Fuso (mm)Carga Aprox.(tf)303540455011,523,5555657080101520252. Prensas Excêntricas. São as de uso geral, já que seadaptam à maioria dos trabalhos de ferramentaria.Apresentam dificuldades para o embutimento profundo.FuncionamentoNestas prensas, o volante acumula uma quantidade de energia,que cede no momento em que a peça a cortar, dobrar ouembutir, opõe resistência ao movimento. No eixo do volantealternativo ao cabeçote, que desliza por guias reguláveis, ondese acopla o conjunto superior do estampo. O conjunto inferior éfixado na mesa, por meio de parafusos e placas de fixação.Nomenclatura1. – Motor2. – Volante3. – Excêntrico4. – Biela5. – Cabeçote6. – Guias do cabeçote7. – Estampo8. – Corpo
  • 1293. Prensas de efeito simples, frontal. É aque tem o excêntrico no extremo doeixo, situando a biela, cabeçotes eguias reguláveis, na frente do corpo damáquina. Esta prensa pode ter a mesafixa quando é de pouca potencia,sendo adaptada em bancadas. Osestampos são fixados com auxílio decalços paralelos, quando são de poucaaltura.As prensas de grande potência têm a mesa móvel, paraeliminar o uso de calços paralelos, obtendo-se uma fixaçãomais firme dos estampos.NomenclaturaA – BaseB – Mesa RegulávelC – Barra de ComandoD – Guias ReguláveisE – VolanteF – Eixo ExcêntricoG – BielaH – Furo para Passagem das peçasI – Fuso ReguladorJ – Volante ReguladorK – Pedal4. Prensas Inclináveis. Estes tipos de prensa são geralmenteutilizados nos estampos de duplo efeito e sua mesa dispõede um disco central com ação de mola, permitindo ofuncionamento do expulsor adaptado nos estampos. O
  • 130ângulo de inclinação da prensa varia de 25º a 30º, parapermitir uma boa visão do estampo, ao operador, e facilitara saída das peças, em combinação com um bico de arcomprimido que as dirige a uma calha, caindo numrecipiente.A - Parafuso Fixador da EspigaB – Barra ExpulsoraC – Conjuntos do EstampoD – Mesa da PrensaE – BaseF – Pedal acionadorG – VolanteH – Corpo InclinávelI – MotorJ – Parafuso Fixador do CorpoK – CalhaL – Recipiente
  • 1315. Prensas de Duplo EfeitoSão as que realizam ações distintas e sucessivas. Têm doiscabeçotes, um inteiro, cujo o movimento é retardado doextreno, um quarto de volta. O interno é movido pó umexcêntrico, como nas prensas de efeito simples e nele é,geralmente, fixado o punção, para embutir nos estamposcorrespondentes. O externo é movido por um excêntrico queaciona a prensa-chapa e o cortador em alguns casos.NomenclaturaA – Excêntrico G – Prensa-chapaB – Biela H – PunçãoC – Guias I – Cabeçote internoD – Chapa a embutir J – Cabeçote externoE – Mesa K – CameF – Conjunto inferior L – MolaPrensas HidráulicasEstas prensas têm seus movimentos feitos através de pressãode óleo e são utilizadas, geralmente, para os estampos degrandes dimensões. Podem competir com as prensasmecânicas, desde que tenham as mesmas vantagens (altavelocidade de trabalho e autonomia). A bomba de êmbolorolativa, de alimentação variável, apresenta a característica deconferir ao curso da prensa, a velocidade máxima quando apressão é mínima e a velocidade é mínima quando a pressão é
  • 132máxima. Portanto, o cabeçote da prensa desce rapidamente,sem exercer nenhuma pressão. Inicia-se, em seguida, aestampagem da chapa previamente colocada sobre o conjuntoinferior; a velocidade diminui e, rapidamente, desenvolve toda apressão requerida para a execução da estampagem.Terminada a ação, o cabeçote retorna até a parte superior, emgrande velocidade, já que a única força necessária é o pesodeste, É evidente, por este motivo, que a bomba oferece meioscapazes de conferir ao curso do cabeçote, várias velocidades,em função da pressão necessária. Estas podem ser de simples,duplo e triplo efeito.A = Expulsor inferior E = Motor com bombaB = Conjunto inferior F = ÊmboloC = Peça G = CabeçoteD = Conjunto superior H = Expulsor superior
  • 133ObservaçãoPara embutimentos pequenos, existem também prensashidráulicas rápidas.Prensas AutomáticasSão máquinas modernas, que tendem a substituir as prensasexcêntricas pelas vantagens que proporcionam, tais como:1. São mais compactas, devido a distribuição dos seuselementos.2. Geralmente, são equipadas com alimentadoresautomáticos, guias reguláveis para tira e dispositivos pararecortar o retalho.3. A mesa está disposta de modo a oferecer uma boavisibilidade a facilidade para colocar e retirar os estampos.4. Permitem duplicar ou triplicar a produção, em razão da altavelocidade com que trabalha.Os estampos, neste tipo de prensa, são guiados por quatro oumais colunas que impedem totalmente inclinações, jogos oudesvios que normalmente ocorrem em algumas prensasexcêntricas.
  • 134Nomenclatura:A – BaseB – Bomba p/ lubrificaçãoC – CalhaD – VolanteE – Alimentador automáticoF – Colunas-guiasG – Cabeçote superiorH – Dispositivo para cortar retalhosI – Condutor de lubrificação forçadaJ – Braço regularEstas máquinas foram projetadas para trabalhar com estampospara peças pequenas, como as empregadas na construção demáquinas de escrever, rádios, relojoaria, etc.No interior da armação, girando em mancais fixos nosmontantes, encontra-se o eixo principal de comando, munidode um excêntrico. Este transmite seu movimento a bielaregulável que comanda a alavanca de acionamento. As quatrocolunas ligadas a esta alavanca transmitem o movimento aocabeçote porta-punção. A mesa tem um furo central e um canalque conduz as peças ao exterior da armação.Estas prensas, completadas com dispositivos de alimentaçãoautomática, permitem efetuar trabalhos de corte e embutidos depouca profundidade, ao ritmo de produção que alcança 500 a700 golpes por minuto. OO curso, geralmente fixo, tem umvalor de 15 a 25 mm, conforme as máquinas.
  • 135Sistemas de segurançaPrensas e EstamposSão as preocupações necessárias, aplicadas a prensas eestampos, para evitar acidentes. O trabalho nas prensas podeser perigoso, portanto, não devemos prescindir dos seguintessistemas de segurança:Precauções na PrensaTodos os mecanismos, volantes e engrenagens que estejam aoalcance das mãos do operador, devem ser cobertos.Preocações no EstampoPode se construir grades de tela metálica ou varetas, cobrindoparcialmente o estampo, para não tirar a visibilidade aooperador, de modo que deixam somente o espaço necessáriopara introduzir a tira ou a peça e impeçam a entrada de suasmãos. Essas grades podem ser adaptadas à mesa da prensa.
  • 136BloqueiosSão dispositivos mecânicos ou eletrônicos que, adaptados àsprensas, impedem o funcionamento de um mecanismo, emcertas condições.MecânicosOs chamados apalpadores de segurança, que se ajustam nospulsos do operador, e, por meio de uma alavanca, impedem oacionamento da prensa,embora acionando o pedal. Outro tipo éconstituído de um dispositivo que deve ser acionado com asmãos, para que o cabeçote da prensa possa ser destravado.EletrônicosSão os mais cômodos e eficazes, funcionam por meio de umacélula fotoelétrica, ou seja, um dispositivo sensível aos raios deluz. Seu funcionamento efetua-se da seguinte forma:
  • 137Uma lâmpada lança um raio de luz que atravessa a zonaperigosa. Esta luz, recebida pela célula fotoelétrica, lança umacorrente elétrica, acionando o mecanismo que permite baixar ocabeçote da prensa. Se, pelo contrário, o raio de luz éinterrompido pela mão do operador ou por um corpo estranho,a corrente se interrompe, destravando o mecanismo desegurança, impedindo que o cabeçote da prensa baixe.Observações1. Este sistema é utilizado nas grandes prensas, onde seriamuito difícil a instalação de outros tipos.2. Os bloqueios são necessários quando a colocação ouretirada da peça é feita com um instrumento de uso manuale indispensáveis quando é feita diretamente com as mãos.
  • 138
  • 139Estampos de dobrar, curvar eenrolarDefinição e nomenclaturaSão constituídos, em geral, de duas peças, de modo que operfil de uma é o contra-perfil de outra, deduzida a espessurada peça a ser obtida, e sua função é dar a forma prevista a umasuperfície plana, sem que se alterem as suas dimensões.Geralmente são construídos para trabalhar em chapas, mastambém são utilizados em arames e lâmpadas perfiladas. São,em muitos aspectos, semelhantes aos estampos de corte.Dobradores SimplesSão constituídos de punção e matriz e, geralmente, sãoguiados pelo cabeçote da prensa.PunçãoÉ uma peça maciça, cuja parte inferior tem um perfil quecorresponde à superfície interna da peça. Pode ser fixadodiretamente na espiga.
  • 140MatrizÉ um bloco de aço, que tem a parte superior da mesma formaque a parte externa da peça. Pode ser fixada diretamente sobrea mesa da prensa.Guias da peçaSão elementos que se adaptam ao estampo, para dar umaposição conveniente à peça. Podem ser construídas complacas fixadas por parafusos, que têm um perfil parcial da peça,com pinos de guia, quando a peã cortada tem perfurações oucom pinos de guia que seguem parcialmente o perfil da peça.Com um estampo simples de dobrar, podemos conseguir váriosperfis, mudando somente a posição da peça, para obter aforma desejada.Quando se projeta a construção de um dobrador, é necessárioconsiderar vários aspectos que determinam a qualidade dapeça, portanto, é conviniente prever os fenômenos que podemocorrer com a peça durante a dobra.
  • 1411. Conhecer o raio mínimo, para evitar o enfraquecimento dapeça.2. Conhecer os fenômenos (deformação e recuperaçãoelástica do material).3. Determinar a linha neutra do perfil da peça.4. Calcular seu desenvolvimento.5. Estudar a maneira mais simples de construção.6. Calcular o esforço de dobra.
  • 142
  • 143Fenômenos da dobraQuando se submetem as peças à ação da dobra, nestasocorrem dois fenômenos físicos que devemos considerar:1. A peça comprime-se na parte interna da dobra e estende-sena externa. Há uma parte onde esta contida a fibra neutra.Quando a dobra se realiza em forma correta, a espessurado material permanece uniforme.Em certas formas de dobra, pode produzir-se um afinamento,ou, ao contrário, aumentar a espessura de peça.
  • 1442. Pela recuperação elástica, a peça dobrada tende, porelasticidade, a recuperar sua forma primitiva e o ângulo dadobra, por conseguinte, fica maior. Por isso é preciso darum ângulo menor do que o desejado, para que depois darecuperação elástica, a peça fique com a forma prevista. Emconseqüência deste fenômeno, a peça pode ficar aderida àmatriz, sendo necessária a adaptação de um expulsor.ObservaçãoDeterminar o ângulo menor, teoricamente, é muito difícil, já quea recuperação elástica depende muito da qualidade domaterial. Por isso é conveniente fazer um ensaio prévio com omaterial em questão.3. quando se experimenta dobrar violentamente uma chapacom um raio muito pequeno, esta pode trincar, romper ouficar debilitada, portanto, neste tipo de dobra, deve serobservado um raio mínimo, o qual depende do material emque se trabalha.Pra calcular o raio mínimo praticamente, podem ser tomados osvalores seguintes:a) para materiais macios ou recozidos: 1 a 2 vezes suaespessura;b) para materiais rígidos ou friáveis: 3 a 4 vezes suaespessura.
  • 145Cálculo do desenvolvimento daLinha NeutraÉ o cálculo necessário para determinar as dimensões de umapeça que será submetida à ação de dobra.A determinação do desenvolvimento efetua-se somando ocomprimento das partes planas e curvas na linha neutra. Alinha neutra, nas partes planas, localiza-se no centro daespessura e nas curvas, aproximadamente, dividindo o raiointerno pela espessura do material. Com o resultado, obtém-seum coeficiente com qual consulta-se a tabela para obter-se aporcentagem em que é localizada a linha neutra.EspessurainternoRaio=neutraLinhadaeCoeficientA tabela seguinte nos dá os valores práticos para linha neutra,em relação à formula apresentada.
  • 146.coef=Er0,5 0,8 1,0 1,2 1,5 2 3 4 5Espessura doMaterialNº mm30% 34% 37% 40% 41% 42 44 46 5026 0,46 0,14 0,16 0,17 0,18 0,19 0,19 0,20 0,21 0,2324 0,61 0,18 0,21 0,22 0,24 0,24 0,25 0,27 0,28 0,3022 0,76 0,23 0,26 0,28 0,30 0,31 0,32 0,33 0,35 0,3820 0,91 0,27 0,31 0,34 0,36 0,37 0,38 0,40 0,42 0,4518 1,21 0,36 0,41 0,45 0,48 0,50 0,51 0,53 0,55 0,6016 1,52 0,46 0,52 0,56 0,61 0,62 0,64 0,67 0,70 0,7614 1,90 0,57 0,65 0,70 0,76 0,78 0,80 0,84 0,86 0,9512 2,66 0,80 0,90 0,98 1,06 1,08 1,12 1,16 1,22 1,3210 3,42 1,02 1,16 1,26 1,36 1,40 1,44 1,50 1,58 1,708 4,18 1,25 1,42 1,57 1,67 1,71 1,75 1,84 1,92 2,096 4,93 1,48 1,68 1,82 1,97 2,02 2,07 2,16 2,26 2,46Exemplos:1. Cálculo do desenvolvimento da Linha Neutra.1,5ßcoef¨1,93=coef¨Er=coef
  • 147O coeficiente 1,5 indica que a Linha Neutra passa a 41% daespessura conforme tabela, isto é, a 0,78 mm.O valor R (raio de curvatura) até a Linha Neutra será:R = r + 0,78 → R = 3 + 0,78 → R = 3,78 mm;D = 2 . 3,78 → D = 7,56 mm1. Desenvolvimento da Linha Neutra L.mm17,93=L¨5,93+12=L¨47,56.3,14+12=L¨¨40/6/3/10/9/.7,56.3,14+2.6=L¨360D+2A=Lαπ2. Cálculo do desenvolvimento da Linha Neutra.1,2=coef¨4,185=coef¨Er=coefO coeficiente 1,2 indica que a Linha Neutra passa a 40% daespessura, conforme tabela, isto é, a 1,67 mm.R = r + 1,67 → R = 5 + 1,67 → R = 6,67 mm;D = 2 . 6,67 → D = 13,34 mm
  • 148Desenvolvimento da Linha Neutra L50,94mm=L¨¨20,94+30=L¨23,14.13,14+30=L¨¨23601.2.903,14.13,14+20+2.5=L¨¨360D+B+2A=Lαπ3. Calculo do desenvolvimento da Linha Neutra1,0=coef¨1,92=coef¨Er=coefO coeficiente 1,0 indica que a Linha Neutra passa à 375 daespessura, conforme tabela, isto é, a 0,70 mm.O valor de R será:R = r +0,70 → R = 2 + 0,70 → R = 2,70mmD = 2 . 2,70 → D = 5,40 mmDesenvolvimento da Linha Neutramm52,12=L¨2,12+50=L¨85,40.3,14+50=L¨¨8360145.3,50.3,14+30+20=L¨360D+B+A=Lαπ
  • 1494. Cálculo do desenvolvimento da Linha Neutra.2,1=coef¨1,9A=coefPela tabela o coef 2,1 indica 42% da espessura, isto é, 0,80mm.R = r + 0,80 → R = 4 + 0,80 → R = 4,80 mmD = 2 . 4,80 → D = 9,60 mmmm61,30=L11,30+50=L89,60.3,14+50=L83603135.9,60.3,14+30+20=L360D+B+A=L¨¨¨¨¨απ
  • 150
  • 151Esforço de dobraÉ a força necessária para executar a ação da dobra. Écalculada, a fim de determinar a prensa adequada para realizaro trabalho.Determina-se o esforço de dobra em V pela fórmula seguinte:h2E.L.R.C=EDNomenclaturaED – Esforço de dobra em kgfC – Coeficiente conforme a distância h.R – Resistência a tração do material em kgf/mm2L – Largura a dobrar.E – Espessura do material.h – Distância de fulcro a fulcro.
  • 152ObservaçãoPara dobras simples, o coeficiente C é determinado pelo gráficoda tabela acima, portanto, de acordo com o número de vezesque a espessura E do material estiver contida na distância h,determina o coeficiente C.
  • 1531. Calcular o esforço de dobra em “V” para apeça, em Latão.Fórmulah2R.L.R.C=EDCálculokgf175=ED244189,50=ED249.10.35.1,33=ED¨¨¨¨1. Calcular o esforço de dobra em “U” para apeça, em Latão.FórmulahE+1E.L.R.32=ED )(Cálculo243+13.10.35.32=ED ¨)(¨1,12.3.10.35.32=ED¨¨32352=ED¨kgf784=ED¨
  • 154ObservaçãoQuando a dobra é construída por sistema elástico, devemossomar o esforço das molas ou da borracha ao resultadoanterior.R = Resist. De ruptura a tração em kgf / mm2MaterialMacio DuroChumboEstanhoAlumínioAlumínio duroZincoCobreLatãoBronze LaminadoChapa de aço para embutidosAço com 0,1% CAço com 0,2% CAço com 0,3% CAço com 0,4% CAço com 0,6% CAço com 0,8% CAço com 1% CAço de silícioAço inoxidável25 – 44 – 58 – 12261522 – 2828 – 3540 – 5032 – 383240455672901005565 - 70----17 – 22482830 – 4040 – 6050 – 75--405060729011018065--
  • 155Sistema de dobradoresCom mecanismo elásticoQuando se executa a ação de dobra, geralmente é necessárioque o dobrador seja dotado de mecanismo elásticos, para obtermelhores resultados na construção de peças. Por sua forma deconstrução, estes mecanismos podem ser montados na partesuperior ou inferior do dobrador e exercem funções diferentes,conforme as necessidades, tais como:Fixador da peça, para obter sua posição corretaÉ o mecanismo que prende a peça antes da atuação do punçãodobrador.
  • 156Prensa-chapa extratora, para evitar deformaçõesPressione a peça contra o punção e a acompanha, servindotambém de extratorDobrador com extratorPossui na parte superior,a forma da peça e também atua comoextrator da mesma.ObservaçãoEstes elementos não devem ser confundidos com os queservem para acionar as partes móveis do punção e matriz, quetêm por objetivo executar o dobramento ou a curvatura, comoveremos posteriormente.
  • 157Com peças giratórias basculantesQuando se trata de dobrar ou curvar uma peça de tal forma quedificulte a entrada ou saída do punção, como acontece quandoa peça forma um arco maior de 180º, é necessário construir osdobradores de várias peças móveis no punção ou na matriz. Asolução mais prática para casos simples é a das peçasmatrizes giratórias, que consistem em peças postiças queoscilam ao redor de um eixo, ao baixar o punção, completandoa forma conveniente.Na figura abaixo, as peças móveis giram sobre um eixo e sãoacionadas por molas.Na outra figura abaixo, o eixo é constituído pela mesma peçamóvel, que é cilíndrica pela sua parte externa e tem umcontrapeso que a leva à sua posição original.ObservaçãoA saída da peça se faz à mão em sentido horizontal, uma vezque o mecanismo, ao expulsá-la, deixa-a solta.
  • 158Com peças deslizantesNeste tipo de dobrador, as peças móveis têm, geralmente, omovimento retilíneo. A seqüência do trabalho se faz por meiode cunhas e o retrocesso se faz, conforme os casos, com asmesmas cunhas ou elasticamente.Com punção de duplo efeitoEste tipo de dobrador é usado, em geral, quando as peças têmvárias dobras. Nestas, o punção está dividido em duas ou maispartes que atuam sucessivamente. Os que trabalham primeiroestão mais salientes e, uma vez que chegam ao final do seucurso, cedem elasticamente, ficando imóveis, emboracontinuem no seu curso outras peças que fazem a operaçãoseguinte. Em alguns casos, o duplo efeito se verifica com umpunção híbrido ou seja, que faz as vezes de punção para aprimeira fase e de matriz para a segunda.
  • 159Observações1. Em certos casos, é a matriz que cede elasticamente, emlugar do punção.2. As molas devem ser resistentes, uma vez que devemsuportar, sem ceder, todo o esforço de dobra da primeirafase.Mistos (dobrar e cortar)Este tipo é muito comum e é utilizado para obter peças comdobras simples. Poe sua forma de construção, executa aoperação em um só golpe.ObservaçãoPode-se também obter a peça em dois ou mais passos, porém,este processo entra no estudo de estampos progressivos.De enrolarSão os que executam a ação de curvar até formar um tubo.Para facilitar a operação de enrolar, é conveniente que a peçaseja levemente curvada. Pode-se facilmente obter estacurvatura, na operação de corte.Estes dobradores, geralmente, são empregados para afabricação de3 dobradiças ou peças semelhantes.
  • 160Nas figuras abaixo, apresentam-se várias formas deconstrução.
  • 161Estampos de embutirDefinição e NomenclaturaOs estampos de embutir são aqueles que têm por finalidadetransformar chapas planas de metal laminado em peças ocas,de formas cilíndricas, elípticas, cônicas, quadradas,retangulares e outras.São empregados na fabricação de peças para automóveis,eletrodomésticos, rádios, televisores e outros.A figura abaixo apresenta os elementos que podem constituirum estampo de embutir.
  • 162Nomenclatura1 – Espiga2 – Placa superior3 – Material a embutirPrensa-chapaParafuso limitadorParafuso de fixação7 – Placa-base8 – Saída de ar9 – Mola10 – Punção11 – Matriz12 – Extrator mecânico
  • 163Fenômenos do embutimentoAo submeter o material à ação de embutir, produzem-se váriosfenômenos físicos que ocasionam efeitos de traçãocompressão, e de tração e compressão combinados, aos quaisdenominamos fenômenos do embutimento.De traçãoSão as formas que tendem a alargar o material, como severifica na, supondo que o mesmo tenha sido fixado pelas suasabas laterais, para evitar a tendência, natural neste caso, àcontração no sentido perpendicular. A deformação que sofreráa chapa será chamada estiramento, e se consegue com aredução da espessura do material.
  • 164De compressãoA figura abaixo nos apresenta um aspecto deste esforço, onde,por sua direção, alivia o material, evitando a flexão, por meio dedispositivos apropriados. Neste, a deformação chama-seencolhimento, e se consegue com a perda de superfície e,portanto, aumentando a espessura do material.Tração e CompressãoQuando a chapa é submetida, numa direção, a forças de traçãoe, em direção transversal, a forças de compressão, o resultadoserá como se indica na figura abaixo, se as forças estãoconvenientemente equilibradas, muda um pouco a forma,porém, a superfície fica igual e, por conseguinte, a espessuranão varia. Este é o caso ideal do embutimento, que nunca seobtém perfeitamente, mas sim com muita aproximação.
  • 165Folga entre punção e matrizEmbutidoÉ a tolerância natural que se deve deixar entre punção e matriz,e corresponde à espessura do material a embutir, mais 40% datolerância máxima de laminação, para permitir que o materialse adapte à forma do punção e evite o excesso de atrito queorigina rachaduras e marcas na peça embutida.ExemploPara embutir uma chapa de 4 mm de espessura, cuja tolerânciade laminação é ± 0,1, teremos uma folga de:mm0,04=10040.0,1=máximaTolerânciaFolga = 2 . 4,0 + 0,04 = 8,04 mmInfluência da Folga1. Quando a folga é demasiadamente pequena, o materialtende a romper-se.
  • 1662. Já com folga excessiva, a peça apresenta deformaçõesno perfil, ou o deslocamento do punção, facilmenteidentificável pela variação na altura do embutimento.ObservaçãoAlém do perfeito dimensionamento do punção e matriz, estesdevem apresentar, nas partes ativas, um acabamento polido e,durante o funcionamento, devem ser lubrificados.Raios de embutirÉ o arredondamento que se faz nas arestas da parte ativa dopunção e da matriz, para evitar trincas e rupturas no materialque sofre a ação do embutimento. Este está em função dachapa a ser trabalhada e praticamente se consegue de acordocom as características do material da forma seguinte:Para aço: r = 8 a 10 espessurasPara alumínio: r = 4 a 5 espessurasPara Latão: r = 6 a 8 espessuras
  • 167Observações1. Estes valores podem ser diminuídos para embutimentospouco profundos.2. Não convém aumentar o raio, porque sobrecarregam-se osvalores indicados e poderiam formar-se dobras no material.3. Arredondar as bordas do punção para evitar esforços inúteisna chapa. O raio que se deve utilizar neste caso é arbitrário,porém não convém que seja menor que duas vezes aespessura da chapa.Desenvolvimento do embutidoÉ a determinação das dimensões da chapa e de sua formapara, depois da ação de embutir, obter-se a peça desejada coma máxima economia de material.Os desenvolvimentos determinados teoricamentecorrespondem normalmente a figuras de corpo geométricosregulares ou com secção circular. Não são exatos, devido aoestiramento que sofrem as paredes dos recipientes.Podemos calcular o desenvolvimento uma peça pelo métodográfico ou matemático.
  • 168Método gráficoPara se determinar graficamente o raio do disco, constrói-seum triângulo retângulo que deve ter um cateto hcorrespondente a altura da peça, e uma hipotenusa igual àaltura h mais metade do diâmetro a metade do diâmetro a doembutido determinando o outro cateto que será o raio r dodisco.mm42,7=2.21,35=Dmm21,35=r¨212225,4=rmm24,5=hip¨¨225+12=hip¨2d+hhip´=ObservaçãoPara obter maior precisão, desenha-se o gráfico em escalabem ampliada.Método AnalíticoDetermina-se através da fórmula:D = ¨12.25.4+225=D¨h.d.4+2d42,7mm=D¨1825=D1200+625=D¨Para se obter um embutimento racional, a altura h, não deveultrapassar a metade do diÂmetro d da peça. Quando h superara metade de d, deve-se calcular o número de passagens.Através de experiências práticas, constatou-se que, na primeirapassagem, deve haver, aproximadamente, uma redução de40%, ou seja, tomar 0,6 do diâmetro D do disco, paradeterminar d1.Para as passagens sucessivas a redução será de 20%, ou seja,tomar 0,8 de “d1”; “d2”...
  • 169ExemploCalcular as dimensões d e h em cada passagem de um produtocujas dimensões finais são hs =80 e ds=20.mm82=D¨82,46=D¨6800=D¨4.20.80+220=D¨4.dshs+25d=DD2= 6.800 D = 82 mmd1 = D . 0,6d1 = 82 . 0,6 =49,2d1 = 49 mmd1.421d.2D1h =22,449.4249.6.8001h ==h1 = 22,4 mmd2 = d1 . 0,8d2 = 49 . 0,8 =39,2d2 = 39 mmd2.422d.2D1h =33,849.4239.6.8001h ==h1 = 38,8 mmD3 = d2 . 0,8D3 = 39 . 0,8 =31,2D3 = 31 mmd3.423d.2D1h =47,031.4231.6.8001h ==h1 = 47,0 mmD4 = d3 . 0,8D4 = 31 . 0,8 =24,8D4 = 25 mmd4.424d.2D1h =61,725.4225.6.8001h ==h1 = 61,7 mmD5 = d4 . 0,8D5 = 25 . 0,8 =20,0D5 = 20 mmd5.425d.2D1h =80,020.4220.6.8001h ==h1 = 80,0 mmObservaçãoO número racional de passagens evita: alongamento excessivo,quebraduras e encruamento do material. Consegue-se, emcasos excepcionais, a altura h igual ao diâmetro D, dependo daductilidade da chapa e do lubrificante empregado.
  • 170Fórmulas para desenvolvimentoOs diâmetros “D” dos discos, calculados através destasfórmulas, são aproximados.
  • 171LubrificaçãoÉ a aplicação de substâncias oleosas que se empregam naoperação de embutir, para diminuir a resistência aodeslizamento, esforços desnecessários, peças defeituosas edesgastes prematuro do estampo.O lubrificante a empregar varia com o material a embutir e como tipo de embutimento, no entanto, podemos apresentaralgumas normas gerais:1. Empregar produtos preparados especialmente para estefim, de qualidades comprovadas.2. Deve-se utilizar o lubrificante conforme a especificação dofabricante, embora a experiência, em algum casodeterminado, possa aconselhar algumas pequenasvariações.3. Os óleos, que se podem utilizar diluídos ou não em água,empregam-se puros para trabalhos que exijam melhorlubrificação e diluídos para outras operações. Oslubrificantes usados para diversos tipos de materiais são osseguintes:a. AçoGordura (vegetal ou animal) misturada com cera virgemÓleo de rícino (em casos especiais)b. Alumínio e suas ligasQuerosene – terebentinaÓleo de coco – vaselinac. Zinco – ChumboEstanhoMetal brancoÓleo mineral densod. BronzeLatãoCobreÓleo solúvel – óleo mineral denso
  • 172Esforço de embutimentoDefinição e CálculoÉ a força necessária para produzir a deformação da chapa.Não se deve diminuí-la em momento algum porque é ligada aomesmo processo de embutimento. Quando calculamos oesforço de embutimento, além do resultado teórico, prevendo adeformação, devemos considerar que, por sua forma deconstrução, a matriz pode ocasionar outros tipos de esforçospor “atrito”, como o produzido entre a prensa-chapa e a chapaque se embute, o desta e a parte superior da matriz e outrosmenores, como o atrito da chapa nas paredes internas damatriz do estampo.Para embutimentos cilíndricos, podemos empregar a fórmulaseguinte:EE = (3,5 D – 3 d) . e . REE = esforço do embutimentoe = espessura da chapaR = resistência à ruptura pó tração em kgf/mm2D = diâmetro do discod = diâmetro a obterExemploCalcular o esforço do embutimento num disco, para obter ocilindro da figura abaixo (Resistência à tração 32 kgf/mm2)
  • 173CálculoEE = (3,5 D – 3 d).e . REE = (3,5 . 40 – 3 . 20) . 3 . 32EE = (140 – 60) . 3 . 32EE = 80 . 3 . 32EE = 7680 kgf = 7,680 tfObservações1. O valor obtido neste processo é maior que o teórico, paracompensar os esforços secundários mencionadosanteriormente e a força dos mecanismos elásticos.2. Para recipientes não cilíndricos, pode-se considerar umembutimento aproximado à secção do punção.
  • 174
  • 175EmbutidoresTipos e AplicaçõesSão os elementos que nos indicam as formas e procedimentospara o projeto dos estampo, de acordo com as dificuldadesapresentadas pela peça a produzir. Existem muitos tipos deconstrução; porém; propomo-nos a conhecer os seus exemplosclássicos.a) O mais simples consta unicamente da matriz com a formaexterna da peça, e do punção da mesma forma, deduzida aespessura da chapa. Utiliza-se para embutimentos poucoprofundos e, não obstante isto, tende a produzir “dobras” napeça.b) Com sujeitador ou prensa-chapa, para eliminar oinconveniente indicado na figura abaixo. O mais usual é desujeitar elástico, que mantém a chapa prensada por meiode molas e convém que possa regular-se, uma vez que sefor menor que o necessário, formarão-se- dobras e se formaior, dará-se lugar a esforços desnecessários que, em
  • 176alguns casos poderão chegar a romper a chapa que seembute.Observações1. Deve-se levar em conta, especialmente, a importância dosujeitador, devido a que a deformação não se efetua dentroda placa-matriz e sim quando a placa desliza sob o mesmo,ocasião em que se efetuam os esforços de tração ecompressão.2. O punção está provido de furos para permitir o escape doar.c) De punção elástico, geralmente de borracha que seemprega para regula-lo e terminar de dar forma a uma peçaembutida, quando tem de ter as dimensões interioresmaiores que a boca.d) Embutidor reversível, utilizado em alguns casos paraembutimentos profundos, cuja vantagem é evitar adeformação do laminado do material a trabalhar e nãoprecisar ser recozido entre suas fases de execução, quesão as seguintes:
  • 1771. A peça, previamente embutida, é montada na matriz quetem a medida externa igual à parte interna da peça e acavidade central com a redução apropriada.2. Aciona-se o punção e começa a deformação reversível, emconseqüência da forma da peça3. Monta-se a peça na matriz com as dimensões requeridas.
  • 1784. A última operação executa-se numa matriz de calibrar, quetem uma cunha elástica de expulsão e cujo objetivo é darum bom acabamento à peça.ObservaçãoAs matrizes são construídas com sistema de fixação igual, paratrocá-las no momento necessário.e) De duplo efeito, é o que apresenta operações distintas esimultâneas, durante um movimento da prensa, ou seja, aoacioná-la, a matriz leva em sua medida externa a medida dodisco, corta a chapa por um punção.f) Embutimento inverso. Este tipo permite obter coeficientesde redução mais importantes e é aplicado numa grandevariedade de peças. Distingue-se pela sua forma deconstrução, por ser a matriz montada no cabeçote da
  • 179prensa e o punção na mesa desta. Quando baixa ocabeçote, a matriz pressiona o disco sobre o sujeitador eembute com o punção 1. Logo desce o punção 2 e embutea segunda parte com a matriz formada no punção 1.Observações1. As superfícies que trabalham devem ser bem polidas.2 O jogo entre punção e matriz do primeiro passo será 10%maior que o normal.
  • 180
  • 181Estampos progressivosDefinição e SistemasSão os que se constroem de maneira que, para obter a peçadesejada, faz-se necessário realizar várias fases de execução.Suas formas de construção e os elementos que os compõemsão semelhantes às estudadas nos assuntos anteriores, com adiferença de que nestes podem ser obtidas várias operaçõesno mesmo estampo. São utilizadas para a obtenção de grandequantidade de peças pequenas.Sistema de Construção1. Com guia de punções fixa. Neste caso, a progressão ficaencoberta pela guia. A primeira fase está destinada a dar oavanço da tira e é regulada por facas de avanço; as outras,que podem ser duas ou mais, fixam-se de acordo com asdificuldades da peça a obter.Este tipo de estampo é recomendável quando as peças nãosão tão complicadas.
  • 1822. Ao ar, com colunas descobertas e sem guia de punções.Tem a vantagem de permitir a visão do trabalho que seefetua, procurando evitar qualquer dificuldade naprogressão das fases. Outra vantagem que oferece é a depermitir a limpeza do estampo sem desmontá-lo da mesa.AplicaçõesSão os que realizam, progressivamente, operações na tira paraobter a peça, determinam o passo por meio de facas de avançoe, em seguida, podem perfurar, dobrar, embutir e cortar.Geralmente, a tira é centralizada por pilotos nos furos da peçaou localizados especialmente para este fim no retalho da tira,quando for possível.
  • 183TiposCorte. A placa matriz pode ser inteira ou de várias peças epostiços para facilitar sua construção, de maneira que sejamfacilmente recambiáveis ou com vistas ao emprego do materialapropriado para esta operação.
  • 184Corte e dobra. Em certos casos, podemos adaptar aosestampos progressivos de corte, punções dobradores, com ofim de obter a peça dobrada, quando o caso o requer, ao finaldas operações.De embutir. Quando se trata de embutimentos profundos depequenas dimensões, podemos fazê-los em várias fases numamatriz. Para isto, é necessário construí-las com faca de avançoe pilotos para centralizar a tira. Estes estampos têm facas queefetuam um semi-corte para facilitar o deslizamento do materialdurante a operação de embutir.
  • 185Ao final das fases de embutimento, localiza-se o punçãocortador, para obter a peça de acordo com a forma desejada.ObservaçãoEm muitos casos, é necessário construir estampos para obterpeças onde possamos aplicar os três tipos de operações.
  • 186
  • 187Referências bibliográficasSENAI-SP. SM0 Ferramentaria: FIT – Metal. São Paulo, s.d.