Processo de corte de metais: 4 parâmetros

A seguir estão alguns parâmetros do processo que afetam o processo de corte de metais: 1. Folga do Punch-Die 2. Força Necessária 3. Ângulo de Puncionamento e Die (folga angular) 4. Stripping Force.

Parâmetro nº 1. Liberação por puncionamento:

A folga adequada da punção é necessária para o acabamento ideal de uma aresta de corte. A liberação depende de vários fatores.

Alguns deles são:

(i) Tipo de metal.

(ii) Espessura do material de trabalho.

(iii) Propriedades mecânicas do metal a ser cisalhado.

Normalmente, o valor ótimo de folga é considerado de 10 a 15% da espessura do metal. Os metais mais duros requerem uma maior folga e permitem uma menor penetração do punção do que os metais dúcteis.

A tabela a seguir 6.1. Mostra a folga para diferentes materiais a serem trabalhados:

Vamos considerar dois casos de liberação:

1. A folga é muito grande (excessiva):

Fig. 6.28. (a) Mostra o caso em que a folga do punção é muito grande e é quase igual à espessura da chapa metálica.

Neste caso, o metal é dobrado nas bordas arredondadas do punção e da matriz, formando uma pequena parede circular.

À medida que a carga aumenta, a parede se alonga sob o estresse de tração e ocorre um rasgo. Como pode ser visto, o espaço em branco obtido é dobrado e vira a borda ao redor. Portanto, este espaço em branco não tem valor, isto é, não é útil.

2. A folga está muito apertada (insuficiente):

Fig. 6.28. (b) Mostra o caso em que a folga do punção está muito apertada. As rachaduras se originam das bordas da ferramenta, não se encontram e o corte é então completado por um outro processo de corte (secundário). A peça em branco obtida tem um lado extremamente áspero.

Outro problema é que o estoque de chapas tende a prender o punção como mostrado na Fig 6.29. (a) e, portanto, aumentando a necessidade de força adicional para retirar o punção do buraco. Essa força adicional é conhecida como força de remoção.

Além disso, desgaste excessivo e menor vida útil da ferramenta são as desvantagens da folga curta. Nesse caso, a peça em baixo sofre recuperação elástica e, portanto, é necessário dar algum alívio no orifício do molde, como na Fig. 6.29 (b).

Uma conclusão é que, em ambos os casos acima, as rachaduras propagadas pelas bordas da ferramenta não se encontram exatamente, e um corte bruto é obtido. Portanto, a folga precisa da punção é necessária para produzir bordas de corte limpas.

Parâmetro # 2. Força Necessária em Operações de Corte:

A força necessária para cortar a peça em bruto pode ser determinada pela área sujeita a tensão de corte multiplicada pela resistência ao corte final do metal a ser cortado.

A força de supressão pode ser calculada pela seguinte fórmula:

F = K x Q ctx τ _Uultimato

Onde;

F = força de supressão necessária.

K = fator de desvio de estresse (geralmente 1, 3).

Q = Perímetro do espaço em branco.

t = espessura da chapa,

τ _ultimate = tensão final de cisalhamento.

= 0, 8 de tensão de tração.

Parâmetro # 3. Ângulo de punção e morte:

Quando a força de supressão exigida é maior que a capacidade da prensa disponível, a chanfragem da face do punção e da superfície superior do aço da faca é feita. Isto também é particularmente importante quando se apaga placas relativamente grossas.

Um pouco de consideração mostrará que, o chanfro de Punch resulta em um buraco perfeito, mas um branco distorcido, enquanto que o chanfro da matriz resulta em um perfeito buraco branco, mas distorcido. O valor do ângulo de chanfro depende da espessura da chapa, geralmente; varia entre 2 ° e 8 °.

Às vezes, um punção chanfrada dupla é usada para evitar a possibilidade de deslocamento horizontal de chapas metálicas durante a operação de puncionamento. Fig. 6.30. mostra o bisel do soco e morre. Também mostra o punção de bisel duplo.

Parâmetro # 4. Força de remoção:

Um parâmetro importante que afeta as operações de corte é a força de extração. Pode ser definido como a força necessária para puxar o soco para fora do buraco.

A força de decapagem, geralmente tomada como 10 por cento da força de corte, depende também do número de parâmetros da folga, do tipo de lubrificação, elasticidade e plasticidade da chapa, etc.

Exemplo 1:

Um orifício quadrado de 20 mm deve ser cortado em chapa de 0, 75 mm de espessura. A tensão máxima de cisalhamento permitida é de 2880 kg / cm ² . Determine a força de corte necessária. Suponha que o fator de desvio de tensão seja 1, 3.

Solução:

Dado comprimento de corte, L = 20 mm = 2 cm

Largura do corte, W = 20 mm = 2 cm

Espessura da chapa, t = 0, 75 mm = 0, 075 cm.

Max. Tensão de _cisalhamento τ _cisalhamento = 2880 kg / cm ²

Fator de desvio de estresse, K = 1, 3

Encontrar:

Força de corte, F

Fórmula usada:

(i) F = K × Q × t × τ _final

Onde, F = força de corte necessária

K = fator de desvio de estresse

Q = perímetro de corte

t = espessura da chapa.

τ _ultimate = tensão de cisalhamento final do material

(ii) Q = 2 (L + W) (para cortes retangulares)

Onde, Q = perímetro de corte,

L = comprimento de corte

W = Largura do corte

Procedimento:

(i) Para determinar o perímetro de corte,

Q = 2 (L + W)

= 2 (2 + 2)

= 8 cm.

(ii) Para determinar a força de corte,

F = K × Q × t × τ _final

= 1, 3 × 8 × 0, 075 × 2880

= 2246 kg.

Resultado:

A força de corte necessária é de 2246 kg.

Exemplo 2:

Determine a força necessária para cortar uma peça de 30 mm de largura e 35 mm de comprimento de uma peça de metal de 3 mm de espessura. A tensão de cisalhamento final do material é de 450 N / mm ² . Veja também o trabalho realizado se a porcentagem de penetração for de 40% da espessura do material. Suponha K-1.3.

Solução:

Dado

Comprimento de corte = L = 35 mm

Largura do corte = W = 30 mm

Espessura da chapa de metal = 3 mm

Tensão final de cisalhamento = τ _final = 450N / m ²

Percentagem de penetração = 40% da espessura do metal.

Encontrar:

(i) força de supressão, F

(ii) Trabalho realizado, W

Fórmula usada:

(i) F = K × Q × t × τ _final

(ii) Q = 2 (L + W)

(iii) W = F × Punch travel

Procedimento:

(i) Para determinar o perímetro do espaço em branco, Q

0 = 2 (35 + 30) = 130 mm.

(ii) Para determinar a força de supressão, F

F = K × Q × t × τ _final

= 1, 3 × 130 × 3 × 450

= 228150N.

(iii) Para determinar o trabalho realizado, W

W = força de supressão × deslocamento do soco

= F × (espessura do material × percentagem de penetração)

= 228150 × 3/1000 × 40/100

= 273, 78 Nm Ans.

Resultado:

(i) Força Bancária = 228150 N

(ii) Trabalho realizado = 273, 78 Nm

Exemplo 3:

Determine a força total e as dimensões da ferramenta para fazer uma arruela de 6 cm. diâmetro externo e furo de 3 cm. A espessura da tira é de 5 mm e a tensão de corte final é de 350 N / mm2. Suponha que K = 1, 3.

Solução:

Dado Externo Diâmetro de corte (arruela) D _b = 6 cm = 60 mm.

Diâmetro interno do furo cortado = D _p = 3 cm = 30 mm.

Espessura da tira = t = 5 mm

Tensão final de cisalhamento = 350 N / mm ² .

Encontrar:

(i) Força total = força de supressão + força de perfuração

(ii) Diâmetro do punção perfurante e punção.

(iii) Diâmetro do punção de supressão e matriz de supressão.

Fórmula Usada:

(i) Força de supressão, F _b = K × Q _b × τ _final

(ii) Força de perfuração, F _p = K × Q _p × t × τ _final