Operação de desenho profundo (com diagrama) | Imprensa Trabalhando

Depois de ler este artigo, você aprenderá sobre: - 1. Significado do Desenho Profundo 2. Mecânica do Desenho Profundo 3. Requisito de Força 4. Variáveis que afetam 5. Requisito do Material de Estoque 6. Defeitos.

Significado do Desenho Profundo:

A fabricação de produtos profundos e em forma de tubo a partir de chapas finas é conhecida como estampagem profunda. O processo envolve um soco com um canto redondo e um molde com um grande raio. A folga da matriz de perfuração é ligeiramente maior que a espessura da chapa metálica a ser estampada a fundo.

À medida que a carga é aplicada através do punção, a chapa é forçada a fluir radialmente e afunda na cavidade do molde para formar um copo. O processo é mais adequado para problemas complexos. O processo de estampagem profunda é mostrado na Fig. 6.39.

Mecânica do Desenho Profundo:

A mecânica do processo de estampagem profunda é mostrada na Fig. 6.40. O processo de estampagem profunda envolve cinco estágios de flexão, endireitamento, atrito, compressões e tensão.

Breves discussões sobre estas etapas são dadas abaixo:

1. Dobra:

Quando a aplicação da carga começa, a peça em branco é primeiro dobrada na borda redonda da cavidade da matriz.

2. Endireitamento:

Agora, com o aumento adicional da carga, a parte dobrada da placa é endireitada para afundar a folga anular da matriz de punção. O resultado é uma formação de parede vertical curta e reta.

3. Fricção:

Em seguida, o resto da peça em branco começa a fluir, radialmente e a afundar no orifício da matriz. Mas a força de atrito entre a superfície inferior da superfície plana branca e superior do molde tenta impedir esse fluxo. A magnitude da força de atrito cai quando o metal em branco começa a se mover.

4. Compressão:

Agora, o branco sofre tensões de compressão. A largura do setor encolhe, de modo que o perímetro maior do espaço em branco pode caber no perímetro menor da cavidade do molde.

5. Tensão:

Com o aumento adicional na carga aplicada, quase todo o metal em branco afunda na cavidade do molde, formando assim uma parede vertical longa. A parte restante em branco assume a forma de uma pequena flange anular. A parede vertical é submetida a tensão uniaxial, como mostrado na Fig. 6.40 (b).

Exigência de Força para Desenho Profundo:

O processo de desenho profundo envolve cinco etapas, como discutido anteriormente: flexão, endireitamento, atrito, compressão e tensão. Assim, diferentes partes do branco são submetidas a diferentes estágios de tensão, como mostra a Fig. 6.41.

Portanto, a deformação não é uniforme ao longo do espaço em branco. Devido às tensões compressivas biaxiais, a flange fica mais espessa, enquanto a parede vertical fica mais fina, devido à tensão uniaxial.

O desbaste máximo está ocorrendo na parte mais baixa da parede vertical adjacente ao fundo do copo. Devido a este desbaste de tensão uniaxial, espera-se uma falha no local de desbaste máximo.

A força máxima de estiramento pode, portanto, ser dada pela equação:

Onde, F = Força máxima de desenho requerida.

d = Diâmetro do punção.

t = Espessura do branco.

δ _T = resistência à tracção final do material em branco.

Variáveis que afetam o Desenho Profundo:

Os efeitos de diferentes variáveis, no processo de desenho profundo são discutidos abaixo:

1. Titular do Banco:

No processo de desenho profundo, se

Onde, D _o = diâmetro em branco

d = diâmetro do punção

t = Espessura da chapa.

A flange anular irá dobrar e franzir. Esse defeito é conhecido como rugas. A maneira de eliminar o enrugamento ou flambagem do blank fino é apoiá-lo em toda a sua área. Isto é conseguido imprensando a peça em branco entre a superfície superior do aço da matriz e a superfície inferior de um anel anular. O anel anelar é referido como um suporte em branco que exerce pressão sobre o espaço em branco.

Por outro lado, o uso do suporte de placa aumenta a resistência ao atrito e, portanto, aumenta a necessidade de força para operação. Para compensar isso, a dubrificação como solução de sabão, óleo mineral, ceras são aplicadas em ambas as superfícies do branco. Normalmente, a força do detentor do espaço em branco é tomada como 1/3 da força de

Onde, F _bf = força bancária necessária

F _DF = Força de desenho

2. morre o raio de canto:

O raio do canto da matriz deve ser ótimo. Um pequeno raio do canto da matriz aumentaria as forças de flexão e retificação. Assim, aumentar a força de trefilação e a saída final não seria satisfatória.

3. Geometria do espaço em branco:

A geometria da peça em branco tem um efeito marcado no processo e no produto final. A maneira de expressar a geometria é o número que indica a espessura como uma porcentagem do diâmetro, ou seja,

Número representando geometria em branco = t / D × 100

Para um valor menor de número (por exemplo, 0, 5), o enrugamento excessivo deve ser esperado, a menos que um suporte em branco seja usado. Por outro lado, para valores mais altos do número (por exemplo, 3), nenhum enrugamento ocorre e, portanto, nenhum suporte em branco é necessário.

4. Relação de Desenho:

Outra variável importante é a taxa de desenho, que pode ser definida como

Onde, R = Relação de Desenho

D = diâmetro do espaço em branco

d = Diâmetro do soco

Para uma operação de desenho bem-sucedida, seu valor deve ser menor que dois.

5. Redução Percentual:

A redução percentual é dada por

Onde, r = redução percentual.

D = diâmetro do espaço em branco.

d = Diâmetro do punção.

Para um produto sólido sem rasgo, o valor de r deve ser inferior a 50%. Quando o produto final é longo e precisa aumentar a redução percentual além de 50%, um copo intermediário deve ser produzido primeiro, como mostra a Fig. 6.42.

O copo intermediário deve ter redução percentual abaixo de 50%. O valor da redução percentual geralmente é de 30% para o primeiro redesenho, 20% para o segundo e 10% para o terceiro redesenho. O produto deve ser recozido após cada duas operações de redesenhado, a fim de eliminar o endurecimento do trabalho e, assim, evitar qualquer rachadura no produto.

Requisito do material de estoque no desenho profundo:

A base para o cálculo do desenvolvimento em branco, segue a regra, que o volume do metal é constante. Em outros mundos, a área da superfície do produto final é igual à área da superfície do branco original. Vamos considerar um exemplo, como mostrado na Fig. 6.44. A área da superfície do copo é a área da superfície inferior mais a área da superfície da parede.

∴ De acordo com a regra.

Superfície do espaço em branco = área de superfície do copo

Assim, o diâmetro do branco (D) pode ser obtido pela fórmula acima.

Desenho de Copos Degraus, Cônicos e Cúpulas:

As taças escalonadas são produzidas em dois ou mais estágios pela operação de desenho profundo. No primeiro estágio, uma xícara é desenhada para ter o diâmetro maior. No segundo estágio, uma operação de redesenho é executada apenas na parte inferior do copo.

Da mesma forma, copos cônicos e cônicos não podem ser desenhados diretamente. Primeiro, eles têm que ser transformados em xícaras escalonadas, que são então alisadas e estendidas até as copas necessárias. Os desenhos profundos de diferentes taças são mostrados na Fig. 6.45.

Defeitos em peças desenhadas a fundo:

A seguir, uma breve descrição dos defeitos comumente encontrados:

1. Enrugando ou franzindo:

Os defeitos enrugados são uma espécie de flambagem da parte não usada do espaço em branco. Este defeito é causado pelas tensões excessivas de compressão se a razão de esbeltez for maior que um determinado valor. Isto pode ocorrer nas paredes verticais, como mostrado na Fig. 6.46 (a) e (h). Se esse defeito ocorrer no nariz do furador ao desenhar uma cúpula, é conhecido como Puckering.

2. rasgando:

O defeito de rasgamento ocorre geralmente no raio que conecta o fundo do copo e a parede. Esse defeito é causado por altas tensões de tração devido à obstrução do fluxo de metal no flange.

3. Brinco:

Como o próprio nome indica, a formação de orelhas nas bordas livres de uma taça cilíndrica de traçado profundo é conhecida como defeito auditivo, Fig. 6.46 (c). Esse defeito é causado pela anisotropia da chapa metálica.

4. Marcas de Superfície:

Esses defeitos incluem marcas de tração, polimento, anéis de degrau, etc. Esse defeito é causado pela folga da matriz de perfuração e pela lubrificação inadequada.

5. Irregularidades de Superfície:

Este defeito é causado por produção não uniforme de metal devido a forças não uniformes.

Exemplo 1:

Determine o número de sorteios se um copo de 8 cm de altura e 4 cm de diâmetro for feito de chapa de aço com 3 mm de espessura. Além disso, determine o diâmetro em diferentes estágios de redesenho. Suponha que a redução no 1º, 2º e 3º sorteio seja de 47%, 23% e 17%, respectivamente.

Solução:

Dada altura do copo = h = 8 cm.

Diâmetro do copo = d = 4 cm.

Espessura da chapa de metal = t = 3 mm.

Encontrar:

(i) Número de empates.

(ii) Diâmetro em diferentes estágios de redesenho.

Fórmula usada: