Matriz De Conformação Metalica

CENTRO UNIVERSITÁRIO ANHANGUERA

UNIDADE CAMPO LIMPO

ENGENHARIA MECÂNICA

Processos de Fabricação II

Como é a fabricação matriz de conformação

Data da realização: 24/10/2014

8° Semestre

São Paulo

2014

Introdução

1. Introdução...............................................................................................................4

2. Objetivo.............................................................................................................................4

3. Materiais para fabricção........................................................................................5

4. Tipos de matriz................................................................................................................6

5. Princípio de funcionamento e componentes...........................................................8

6. Composição básica .........................................................................................................8

7. Como é fabricado uma matriz ...............................................................................9

8. Bibliografia.....................................................................................................................15

Entrar nesse site http://www.cimm.com.br/portal/material_didatico/6482-metodos-de-conformacao-maquinas-e-ferramentas#.VFgwO_nF_DE

Resumo

A maior parte da produção seriada de partes conformadas a partir de chapas finas é realizada em prensas mecânicas ou hidráulicas.

Nas prensas mecânicas a energia é geralmente, armazenada num volante e transferida para o cursor móvel no êmbolo da prensa. As prensas mecânicas são quase sempre de ação rápida e aplicam golpes de curta duração, enquanto que as prensas hidráulicas são de ação mais lenta, mas podem aplicar golpes mais longos. As prensas podem ser de efeito simples ou de duplo efeito.

Algumas vezes pode ser utilizado o martelo de queda na conformação de chapas finas. O martelo não permite que a força seja tão bem controlada como nas prensas , por isso não é adequado para operações mais severas de conformação.

 

Introdução

As ferramentas básicas utilizadas em uma prensa de conformação de peças metálicas são o punção e a matriz.

O punção, normalmente o elemento móvel, é a ferramenta convexa que se acopla com a matriz côncava. Como é necessário um alinhamento acurado entre a matriz e o punção, é comum mantê-los permanentemente montados em uma subprensa, ou porta matriz, que pode ser rapidamente inserida na prensa.

.1.1 OBJETIVO

Elaborar trabalho de especificação de uma matriz especificam-se alguns dos conjuntos típicos do ferramental usado em processos específicos, a saber: estampagem profunda, conformação progressiva (corte/perfuração), processo .

 

Materiais fabricação

As matrizes são feitas de metal duro, aço rápido ou aço VC130 podem ser feitas interissas ou compostas. As matrizes compostas são mais empregadas em casos com alta concentração de tensão (raios muito pequenos ou cantos vivos), pois à medida que esta região se desgasta ou trinca só há a necessidade de trocar esta região e não a matriz inteira. O ideal é que a matriz seja composta por partes simétricas, facilitando seu feitio e sua manutenção (peças em estoque).

Espiga: é a peça de fixação da ferramenta no martelo da prensa. A espiga deve estar localizada no centro de gravidade das forças da ferramenta, a fim de evitar esforços desiguais e danos, tanto na ferramenta quanto nas guias da prensa. Para calcular a posição da espiga, deve-se fazer:

 

Tipo de Matriz:

Matriz Aberta: ferramenta simples, geralmente usada para o pré-forjamento (preparação do material para operações mais complexas), peças grandes. O escoamento do material ocorre na direção perpendicular à de aplicação da força.

Matriz Fechada: geometrias mais complexas, maior controle do material.

Movimentação do Material na Matriz:

Recalque: redução da altura da peça

Alargamento: Movimentação do material na direção perpendicular à de aplicação de força, ocorre simultaneamente com o Recalque (o volume de material é constante)

Ascensão: movimentação de material na direção paralela à da aplicação de força

Ao forjar uma peça, suas propriedades mecânicas melhoram em virtude de: dispersão da zona de segregação, tornar o material mais homogêneo, produz uma estrutura granular fibrosa (devido aos altos esforços, melhorando as propriedades mecânicas na direção paralela à direção de escoamento dos grãos), reduz o tamanho de grão (devido ao encruamento).

Linha de Fluxo na Peça Forjada: linha de deslizamento, ou de fluxo de material, que permite a redução do tamanho de grão do material, melhorando suas propriedades. Em virtude da grande solicitação são aconselháveis tratamentos térmicos para reduzir a tensão residual, homogeneizar a estrutura e aumentar a usinabilidade do material. Em peças com furos o ideal é que as linhas de fluxo, interna e externa e a linha de rebarba, não estejam alinhadas, melhorando assim a distribuição do material.

Ao se projetar e desenhar a peça forjada, deve-se deixar um sobre-metal de aproximadamente 4mm, pois a peça geralmente deve ser usinada (e esse sobre-metal retirado) para melhorar o acabamento superficial do forjado (que costuma ser ruim).

Segundo a norma NBR 8999, existem dois tipos de qualidade para a peça forjada: Qualidade F (qualidade comercial, comum) e Qualidade E (mais complicada de se atingir com processos convencionais devido às tolerâncias, melhor qualidade). Além disso, essa norma também classifica os materiais forjados como:

 

Matrizes de Pré-Forjamento: podem ser feitas na matriz de Forjamento Final ou não, e tem por finalidade dar dimensões ao material para preencher totalmente a Matriz de Forjamento Final.

Matrizes de Forjamento Final: sua construção é feita a base da peça final, tendo por finalidade dar a forma final à peça. Matriz 4 da figura abaixo. Seu projeto deve seguir as seguintes regras:

Bloco da matriz deve ser rígido o suficiente para suportar os choques, evitando, por exemplo, os poros decorrentes do processo de fundição (concentradores de tensão trincas). Para isso, o usual é realizar exames de ultra-som no bloco.

Considerar a contração do material a ser forjado, propriedade inerente do material. Manter o espaçamento correto entre as impressões para evitar trincas e quebras durante o processo.

 

Princípio de funcionamento e componentes

COLUNAS DE GUIA

As COLUNAS DE GUIA com ou sem buchas, garantem o alinhamento da base e do cabeçote.

Podem ser de aço com alto teor de C (Aço 1040/50) temperadas e retificadas, ou Aço 1010/20, cementadas, temperadas e retificadas.

Em certos casos, as colunas de guia são substituídas por outros artifícios que também garantem o alinhamento entre as bases inferior e superior.

As BUCHAS representam um aperfeiçoamento das ferramentas; são confeccionadas com material mais mole que as colunas: Aço 1010 cementado, temperado e retificado, ou bronze.

As buchas deslizam sobre as colunas por meio de gaiola de esferas. Para evitar montagem errada das ferramentas, costuma-se escolher

as duas colunas com ø diferentes.

BUCHAS

Material: Aço temperado 1020, cementado e retificado.

Os punções e a matriz constituem os elementos fundamentais de uma ferramenta; eles transformam a chapa plana em produtos desejados, conformando-os de uma vez ou em várias etapas.

Os punções e as matrizes so chamados também de machos e fêmeas o diâmetro mínimo do punção é determinado pela espessura da chapa:

 

Elementos da matriz

COLUNAS DE GUIA

As COLUNAS DE GUIA com ou sem buchas, garantem o alinhamento da base e do cabeçote. Podem ser de aço com alto teor de C (Aço 1040/50) temperadas e retificadas, ou Aço 1010/20, cementadas, temperadas e retificadas.

Em certos casos, as colunas de guia são substituídas por outros artifícios que também garantem o alinhamento entre as bases inferior e superior.

As colunas devem ser: no mínimo duas

As BUCHAS representam um aperfeiçoamento das ferramentas; são confeccionadas com material mais mole que as colunas: Aço 1010 cementado, temperado e retificado, ou bronze.

As buchas deslizam sobre as colunas por meio de gaiola de esferas.

Para evitar montagem errada das ferramentas, costuma-se escolher as duas colunas com ø diferentes

BUCHAS DESMONTÁVEIS

 

Os PARAFUSOS E PINOS DE FIXAÇÃO servem para unir os vários elementos entre si e às respectivas bases.

Os PINOS além de servirem como elementos de referência e posicionamento, agüentam grande parte dos esforços provenientes dos impactos operacionais.

Os PARAFUSOS absorvem apenas uma pequena parte destes esforços.

Os PINOS devem ser superdimensionados, feitos de aço 1010/20, cementados e retificados e, nos casos de grande responsabilidade, devem ser feitos de aço prata. Em geral se escolhe os pinos e os parafusos com o mesmo diâmetro.

TECNICA DE PROJETO

Pinos guias

 

O Ar localizado nos furos cegos, comprimido pelos pinos, impedem uma montagem correta; Este inconveniente se resolve abrindo furos de respiro

ou plainando os pinos ao longo da geratriz.

Espiga fixa o cabeçote ao cilindro da prensa

 

Esta inclinação tornará irregular a folga entre o punção e a matriz e a peça apresentará rebarbas além de um desgaste da matriz no lado mais justo.

 

Placa de choque

Os punções e as matrizes so chamados também de machos e fêmeas . Para impedir que o punção penetre no cabeçote, coloca-se entre a cabeça do punção e o cabeçote da ferramenta, uma placa de aço temperado com espessura máxima de 5 mm

A placa de choque é dimensionada para a pressão específica de: p = 4 kg/mm²

FACAS DE AVANÇO

 

MOLAS

De acordo com os diferentes tipos de ferramentas, podemos utilizar as seguintes molas:

Molas helicoidais

Molas prato

Molas de borracha e molas de plastiprene

MOLAS HELICOIDAIS

 

Bibliografia

• Projeto de Ferramentas de Conformação

• Google.com

• Youtube.com

• ALTAN, T., Conformação de metais: fundamentos e aplicações, EESC/USP,São Carlos-SP, 1999.

• SELLARS, C.M., Modelling microstructural development during hot rolling,Materials Science and Technology, 6, 1990, 1072-1081.