Coformação Plástica por Estampagem - Fabrição de Cárter

Fabricação de peça automotiva por estapagem: cárter

Equipe:
Igino Giordani
Leandro Santos
Maurício Lobo

04/02/2015
Conformação Plástica
3.3. Embutimento Profundo
Blank e peça após a estampagem

04/02/2015
Conformação Plástica
3.2. Dobramento
Cantos vivos ou raios de dobramento pequenos podem provocar uma ruptura localizada durante esta operação;
Materiais dúcteis (Al, Cu, Latão, Aço de Baixa Liga) podem ser dobrados utilizando raios de dobramento menores em relação aos materiais mais duros como os Aços de Médio e Alta Liga.
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3.2. Dobramento
Consiste em dobrar uma chapa plana uma ou mais vezes, para tal, utiliza-se uma ferramenta chamada estampo de dobra.
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3.1. Corte

A princípio, a espessura da chapa a ser cortada deve ser igual ou menor que o diâmetro do punção e deve existir uma folga mínima entra a matriz e o punção;

Curvas
Superior – Aço Duro;
Média – Aço Doce e Latão;
Inferior – Alumínio e
Metais Leves.

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3.1. Corte
Consiste na separação de uma porção de material da chapa, com contorno determinado, mediante golpe de uma prensa, utilizando o ferramental apropriado denominado estampo de corte;
As peças obtidas por corte, podem, eventualmente, ser submetidas a uma operação posterior de estampagem profunda.

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3. Processo de Estampagem
Essas ferramentas são
classificadas de acordo
com o tipo de operação
a ser executada:

Corte;
Dobramento;
Embutimento Profundo
(Repuxo).


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3. Processo de Estampagem
Na estampagem, são usadas ferramentas especiais, os estampos, que se constituem basicamente de um punção (ou macho) e uma matriz;
Na prensa, o punção é preso na parte
superior que executa os movimentos
verticais de subida e descida;
A matriz é presa na parte inferior
constituída por uma mesa fixa.
Esse ferramental deve ser resistente ao
desgaste, ao choque e à deformação,
ter usinabilidade e dureza elevada.

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3. Processo de Estampagem
Prensas Hidráulicas:
Estas prensas têm seus movimentos feitos através de pressão de óleo e são utilizadas, geralmente, para os estampos de grandes dimensões. Podem competir com as prensas mecânicas, desde que tenham as mesmas vantagens (alta velocidade de trabalho e autonomia).


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3.3. Embutimento Profundo
As tensões que atuam nesse processo, são diferentes em cada região da peça;
O produto final apresenta variações na sua espessura.

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Conformação Plástica
3.3. Embutimento Profundo
Existem quatro regiões no estampado que apresentam graus de deformação distintos:
O raio da matriz, onde se verifica um aumento de espessura pelas diferenças entre as tensões de tração, compressão e a componente tangencial;
Parte plana no fundo da peça. Sua espessura final é praticamente a mesma do blank e quase não apresenta deformação;
O raio do fundo da peça onde ocorre significativa deformação na espessura;
As paredes laterais onde ocorre um decréscimo gradual da espessura até o fundo da peça.


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4. Parâmetros do Processo
As chapas metálicas de uso mais comum na estampagem devem apresentar excelente ductilidade, do contrário a peça pode romper durante o processo. Exemplos:

Aço Carbono de Baixa Liga;
Aços Inoxidáveis;
Ligas Alumínio-Manganês;
Ligas Alumínio-Magnésio;
Latão 70-30.
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Conformação Plástica
4. Parâmetros do Processo
Um projeto de ferramental somente pode ser otimizado com o conhecimento da influência dos diferentes parâmetros no processo, bem como das características principais dos materiais: Estampabilidade, Limite de Escoamento, Anisotropia, Curvas Limite de Conformação, etc.
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4. Parâmetros do Processo
Para geometrias complexas como a do cárter, a estampagem é realizada através de mais de uma etapa, para garantir a conformação adequada do material e evitar o surgimento de trincas.
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Conformação Plástica
4. Parâmetros do Processo
Outra maneira de aproximar a
força necessária para deformar a
chapa na forma de um cárter é
adotar um modelo simplificado,
considerando o cárter concêntrico
com uma forma cilindrica;
Dessa forma é possível determinar
uma força maior que a necessária
para conformar a chapa
completamente em sua matriz.
04/02/2015
Conformação Plástica
4. Parâmetros do Processo
Um cálculo aproximado para os esforços na operação de embutimento, leva em consideração a força de corte que seria necessária para o corte da chapa, multiplicando esta força por um fator m, menor que 1 em função da relação d/D.


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4. Parâmetros do Processo
Vários são os parâmetros que influem nos esforços nescessários para realizar com sucesso o embutimento de uma chapa;
Métodos numéricos a base de elementos de volume finitos são nescessários para equacionar esse tipo problema quando se deseja um grau de precisão elevado.
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4. Parâmetros do Processo
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Conformação Plástica
4. Parâmetros do Processo
Além do material escolhido, também deve-se considerar a qualidade da chapa para uma determinada aplicação. Os itens que ajudam na avaliação da qualidade são:

Composição Química, que deve ser controlada no processo de fabricação do metal para evitar a segregação de elementos indesejados, que podem causar o comportamento irregular do material durante a estampagem;
Propriedades Mecânicas (Módulo de Elasticidade, Dureza, Direção da Laminação) ;
Especificações Dimensionais, que devem ser indicadas para conseguir o maior aproveitamento possível de material;
Acabamento Superficial (Grau de Rugosidade).
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4. Parâmetros do Processo
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Atendendo ao ponto da ductilidade, para este projeto de cárter, a matéria prima escolhida foi uma chapa de Aço SAE 1020 (Baixa Liga) com espessura 12mm.




3. Processo de Estampagem
Prensas Mecânicas (Excêntricas):
Nessas prensas, o volante acumula uma quantidade de energia, que cede no momento em que a peça a cortar, dobrar ou embutir, opõe resistência ao movimento.

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3.3. Embutimento Profundo
Ou repuxo, é uma operação que considera uma chapa metálica trabalhada por ferramentas rígidas (estampos de repuxo);
Através de ações de esforços de compressão e tração, uma geratriz plana (Blank) é tranformada em um corpo cilíndrico ou cônico, com ou sem flange;
Usando uma matriz com a forma adequada, o cárter pode ser produzido utilizando este processo.
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Roteiro de Apresentação
1. Cárter;
2. Processo de Estampagem;
2.1 Histórico ;
2.2 processo de estampagem;
3. Operações de estampagem;
3.1 Corte
3.2 Dobramento
3.3 Embutimento ou repuxo
4. Materiais mais utilizados;
5. Parâmetros de qualidade ;
6. Prensas para estampagem;
6.1 Prensas excêntricas
6.2 Variações de prensas excêntricas
6.3 Prensas hidráulicas
7. Outros equipamentos utilizados na estampagem;


1. Cárter
É a peça que fecha o bloco do motor do carro na sua parte inferior e serve como depósito para o óleo lubrificante;
Ele assegura a lubrificação das partes móveis do motor e protege a cambota e bielas das agressões do exterior;

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3. Processo de Estampagem
É realizada utilizando prensas (mecânicas ou hidráulicas), dotadas ou não de dispositivos de alimentação automática (para as chapas, as tiras cortadas ou bobinas);
A seleção da prensa (seu tipo e sua capacidade em termos de força) depende do formato, tamanho e quantidade de peças a serem produzidas e das ferramentas que serão usadas.
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1. Cárter
Normalmente é confeccionado utilizando chapas de aço estampadas. Também possa ser fundido em aluminio;
Deve possuir um formato adequado para permitir o contato permanente do óleo com a bomba do sistema.

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2. Histórico
Desde a antiguidade que chapas são utilizadas para a produção de peças com formatos simples, por exemplo as lâminas de espadas através que eram forjadas usando martelos e bigornas como ferramentas;

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2. Histórico
O desenvolvimento do processo de laminação possibilitou a produção em série de chapas;
E o surgimento das prensas e das ferramentas de corte e embutimento profundo tornou possível a produção em larga escala de produtos estampados.

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3. Processo de Estampagem
Estampagem é um processo de conformação mecânica, sem produção de cavacos, geralmente realizado a frio;
Compreende uma série de operações com a finalidade de submeter uma chapa plana a uma ou mais transformações com a finalidade de obtermos peças com a geometria e a forma desejada.
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Roteiro de Apresentação
1. Cárter;
2. Histórico;
3. Processo de Estampagem;
3.1. Corte;
3.2. Dobramento;
3.3. Embutimento Profundo;
4. Parêmetros do Processo;
5.;
6. Vantagens;
7. Considerações Finais.
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