Ferramenta Progressiva
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1. INTRODUÇÃO A produção de peças em chapa estampada, é uma atividade de grande importância na indústria, especialmente nas produções em série. O emprego de peças estampadas é feito nas mais variadas áreas, como em aeronaves, bicicletas, calculadoras, automóveis, etc. Em geral,é aceito que um componente estampado substituí, ou pelo menos reduz os processos de soldagem e usinagem, pois no lugar de muitas peças unidas, constrói-se uma única peça, com a vantagem de uma maior simplicidade e maior resistência mecânica. 2. ESTAMPAGEM Define-se “estampado” como o conjunto de operações com as quais submete-se uma chapa plana a uma ou mais transformações, com o fim de obter uma peça com forma geométrica própria, seja esta plana ou dobrada. Em outras palavras, a chapa pode ser submetida a uma deformação plástica ou cisalhamento. Estas operações se dão mediante dispositivos especiais chamados matrizes ou estampos e aplicados em máquinas denominadas prensas. As peças de forma geométrica complicada e irregular, são obtidas em operações sucessivas de estampagem. As operações de estampagem geralmente se subdividem em:a)Cortar; b)Dobrar e curvar; c)Embutir. As operações “a” e “b”, geralmente acontecem a frio, e a operação “c” pode ser a quente ou a frio, segundo as necessidades técnicas requeridas. 3. PROBLEMA O problema abordado neste trabalho é o projeto de uma ferramenta progressiva de corte e dobra para a confecção de terminais elétricos utilizados na indústria automotiva, de eletrodomésticos, etc. Na figura 1 é apresentado um modelo do terminal em perspectiva e o respectivo desenho das vistas ortográficas com as dimensões da peça. Projeto de uma ferramenta de corte e dobra Projeto de uma ferramenta de corte e dobra progressiva para confecção de terminais elétricos progressiva para confecção de terminais elétricos Claudinei Windberg, Nilson Luiz Maziero Acad. de Eng. Mec.-UPF Orientador; professor Fear/UPF Faculdade de Engenharia e Arquitetura UPF UPF UPF O espaçamento entre as peças é dada pelas fórmulas seguintes: e=espessura máxima do material m ≅ 1 * e1 m1 ≅ 1,2 * e1 Neste caso, define-se a espessura máxima igual a 0,5 mm. 6. Taxa de aproveitamento Para calcularmos a taxa de retalhos nas duas disposições, necessita-se saber a área do terminal planificada e a área de chapa necessária para o corte de 10 peças. Usa-se então a seguinte fórmula: Cálculo do aproveitamento = ((Área da chapa- Área do terminal) /Área da chapa )*100 Disposição 1: 8. CONCLUSÕES O projeto de uma ferramenta deste tipo envolve muito conhecimento, não apenas teórico, mas de ordem prática, pois muitas decisões dependem de ensaios para se ter a certeza do bom desempenho da ferramenta. A primeira dificuldade decorre da decisão da disposição da seqüência de operações que deve ser executa. Pois definindo a quantidade de operações a menos, não há forma de aumentar a ferramenta, a não ser iniciar uma nova. O próximo passo a ser executado, é a definição das dimensões da ferramenta, e a forma definitiva de cada peça que vai atuar na conformação. 4. METODOLOGIA O trabalho inicia com a determinação da peça planificada, ou seja, qual a forma da peça quando a chapa está aberta. A partir da peça planificada, é possível efetuar o estudo do layout da tira, onde é definida a posição que oferece o melhor rendimento (menor perda de material). A partir do layout definido, passa-se a estudar as operações de corte e dobra a serem efetuadas, de acordo com a seqüência de operações definidas para a obtenção da peça. Tendo definida as operações, o próximo passo é a definição da forma da ferramenta e a disposição dos punções e matrizes, que darão a configuração final da ferramenta. 5. ESTUDO DA TIRA No estudo da tira ou da peça, levam-se em conta vários fatores que definem a quantidade de estampos necessários para se obter o produto desejado. Para o desenvolvimento do estudo, os fatores mais importantes são: - As dimensões da peça e sua precisão; - Quantidade de peças desejadas. - Conforme as dimensões da peça e sua precisão, é definido a melhor disposição sobre o material solicitado. Em todos os casos, deve-se procurar o máximo aproveitamento da tira, observando-se sempre o mínimo intervalo existentes entre as peças e a margem da tira. Na figura 1 tem-se o desenho do terminal elétrico planificado. Na figura 2, tem-se o desenho da peça disposta na tira para o estudo da disposição, para obter o melhor aproveitamento de chapa e maior produtividade da matriz, onde apresenta-se as duas disposições mais viáveis. Área da chapa: 7092.75 mm 2 . Área do terminal (x10) = 4335.14 mm 2 . Cálculo de retalhos = 7092.75 – 4335.14 = 2757.61 mm 2 . Aplicando a fórmula, taxa = 38.88% ≅ 39% Figura 1 - Terminal elétrico em perspectiva e em vistas ortográficas Área da chapa: 8798.7 mm 2 . Área do terminal (x10) = 4335.14 mm 2 . Cálculo de retalhos = 8798.7 – 4335.14 = 4463.56 mm 2 . Aplicando a fórmula, taxa = 50.72% ≅ 51% Obs.: cálculo das áreas executado em sistema CAD. Disposição 2: Figura 3 - Disposição para o cálculo de aproveitamento - disposição 1 Figura 4 - Disposição para cálculo de aproveitamento - disposição 2. 7. RESULTADO Na figura 5, está representada a seqüência de estampagem do terminal elétrico definido como problema a ser resolvido. Nas posições 1 e 2, na figura5, estão as operações de corte que dão o formato inicial da peça, que como pode ser observado, corresponde a disposição 2, 1ue possui o melhor aproveitamento, bem como permite que os terminais fiquem unidos uns aos outros de modo a permitir na utilização posterior facilidades. Na posição 3, é feita a dobra das pontas. Na posição 4, a peça se aproxima da forma final, resultando num U, mais aberto. Na posição 5, a peça já está com a forma adequada para que se possa produzir o enrolamento final, que é feito na posição 6, estando a peça totalmente conformada. Figura 5 - Seqüência de operações. Figura 2 - Disposição das peças na tira
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Ferramenta progressiva par aterminais elétricos
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1. INTRODUÇÃO
A produção de peças em chapa estampada, é uma atividade de grande importância na indústria, especialmente nas produções em série.
O emprego de peças estampadas é feito nas mais variadas áreas, como em aeronaves, bicicletas, calculadoras, automóveis, etc.
Em geral,é aceito que um componente estampado substituí, ou pelo menos reduz os processos de soldagem e usinagem, pois no lugar de muitas peças unidas, constrói-se uma única peça, com a vantagem de uma maior simplicidade e maior resistência mecânica.
2. ESTAMPAGEM
Define-se “estampado” como o conjunto de operações com as quais submete-se uma chapa plana a uma ou mais transformações, com o fim de obter uma peça com forma geométrica própria, seja esta plana ou dobrada. Em outras palavras, a chapa pode ser submetida a uma deformação plástica ou cisalhamento. Estas operações se dão mediante dispositivos especiais chamados matrizes ou estampos e aplicados em máquinas denominadas prensas. As peças de forma geométrica complicada e irregular, são obtidas em operações sucessivas de estampagem. As operações de estampagem geralmente se subdividem em:a)Cortar; b)Dobrar e curvar; c)Embutir.
As operações “a” e “b”, geralmente acontecem a frio, e a operação “c” pode ser a quente ou a frio, segundo as necessidades técnicas requeridas.
3. PROBLEMA
O problema abordado neste trabalho é o projeto de uma ferramenta progressiva de corte e dobra para a confecção de terminais elétricos utilizados na indústria automotiva, de eletrodomésticos, etc.
Na figura 1 é apresentado um modelo do terminal em perspectiva e o respectivo desenho das vistas ortográficas com as dimensões da peça.
Projeto de uma ferramenta de corte e dobra Projeto de uma ferramenta de corte e dobra progressiva para confecção de terminais elétricosprogressiva para confecção de terminais elétricos
Claudinei Windberg, Nilson Luiz MazieroAcad. de Eng. Mec.-UPF Orientador; professor Fear/UPF
Faculdade de Engenharia e ArquiteturaU PFU PFU PF
O espaçamento entre as peças é dada pelas fórmulas seguintes:e=espessura máxima do materialm ≅ 1 * e1m1 ≅ 1,2 * e1Neste caso, define-se a espessura máxima igual a 0,5 mm.
6. Taxa de aproveitamentoPara calcularmos a taxa de retalhos nas duas disposições, necessita-se saber a área do
terminal planificada e a área de chapa necessária para o corte de 10 peças. Usa-se então a seguinte fórmula:Cálculo do aproveitamento = ((Área da chapa- Área do terminal) /Área da chapa )*100
Disposição 1:
8. CONCLUSÕES
O projeto de uma ferramenta deste tipo envolve muito conhecimento, não apenas teórico, mas de ordem prática, pois muitas decisões dependem de ensaios para se ter a certeza do bom desempenho da ferramenta.
A primeira dificuldade decorre da decisão da disposição da seqüência de operações que deve ser executa. Pois definindo a quantidade de operações a menos, não há forma de aumentar a ferramenta, a não ser iniciar uma nova.
O próximo passo a ser executado, é a definição das dimensões da ferramenta, e a forma definitiva de cada peça que vai atuar na conformação.
4. METODOLOGIA
O trabalho inicia com a determinação da peça planificada, ou seja, qual a forma da peça quando a chapa está aberta. A partir da peça planificada, é possível efetuar o estudo do layout da tira, onde é definida a posição que oferece o melhor rendimento (menor perda de material).
A partir do layout definido, passa-se a estudar as operações de corte e dobra a serem efetuadas, de acordo com a seqüência de operações definidas para a obtenção da peça.
Tendo definida as operações, o próximo passo é a definição da forma da ferramenta e a disposição dos punções e matrizes, que darão a configuração final da ferramenta.
5. ESTUDO DA TIRA
No estudo da tira ou da peça, levam-se em conta vários fatores que definem a quantidade de estampos necessários para se obter o produto desejado. Para o desenvolvimento do estudo, os fatores mais importantes são:
- As dimensões da peça e sua precisão;- Quantidade de peças desejadas.- Conforme as dimensões da peça e sua precisão, é definido a melhor disposição sobre o material solicitado.Em todos os casos, deve-se procurar o máximo aproveitamento da tira, observando-se
sempre o mínimo intervalo existentes entre as peças e a margem da tira.Na figura 1 tem-se o desenho do terminal elétrico planificado. Na figura 2, tem-se o desenho
da peça disposta na tira para o estudo da disposição, para obter o melhor aproveitamento de chapa e maior produtividade da matriz, onde apresenta-se as duas disposições mais viáveis.
Área da chapa: 7092.75 mm2.Área do terminal (x10) = 4335.14 mm2.Cálculo de retalhos = 7092.75 – 4335.14 = 2757.61 mm2.Aplicando a fórmula, taxa = 38.88% ≅ 39%
Figura 1 - Terminal elétrico em perspectiva e em vistas ortográficas
Área da chapa: 8798.7 mm2.Área do terminal (x10) = 4335.14 mm2.Cálculo de retalhos = 8798.7 – 4335.14 = 4463.56 mm2.Aplicando a fórmula, taxa = 50.72% ≅ 51%Obs.: cálculo das áreas executado em sistema CAD.
Disposição 2:
Figura 3 - Disposição para o cálculo de aproveitamento - disposição 1
Figura 4 - Disposição para cálculo de aproveitamento - disposição 2.
7. RESULTADO
Na figura 5, está representada a seqüência de estampagem do terminal elétrico definido como problema a ser resolvido.
Nas posições 1 e 2, na figura5, estão as operações de corte que dão o formato inicial da peça, que como pode ser observado, corresponde a disposição 2, 1ue possui o melhor aproveitamento, bem como permite que os terminais fiquem unidos uns aos outros de modo a permitir na utilização posterior facilidades.
Na posição 3, é feita a dobra das pontas. Na posição 4, a peça se aproxima da forma final, resultando num U, mais aberto.
Na posição 5, a peça já está com a forma adequada para que se possa produzir o enrolamento final, que é feito na posição 6, estando a peça totalmente conformada.Figura 5 - Seqüência de operações.
Figura 2 - Disposição das peças na tira
