Por Serhat Kaya e Taylon Altan*

 

Publicado em Corte e Conformação de Metais, edição de dezembro de 2009.

 

A obtenção de peças por corte fino (fine blanking), em suas várias formas, está se tornando cada vez mais aceita pela indústria automobilística para a produção de componentes feitos com chapas metálicas que devam apresentar bordas lisas, sem necessitar de operações adicionais de acabamento. A figura 1 mostra um típico ciclo de corte fino.

 

 

 

Fig. 1 – Ciclo de corte fino com movimentação do punção inferior.

 

A partir do centro morto inferior, onde o ferramental está plenamente aberto, a placa se move para cima sob alta velocidade até a abertura pré-definida do ferramental. A velocidade da placa é reduzida no ponto “b” para permitir a operação de sensoriamento. Ela então começa seu deslocamento para produção do blanque (c) sob menor velocidade. A velocidade de corte é importante e pode variar entre 5 e 50 mm/s, conforme o material. No centro morto superior a operação está completa e a placa retorna rapidamente ao centro morto inferior (d).

 

Projeto da peça

 

As peças produzidas por corte fino requerem superfície de corte com alta qualidade, tolerâncias dimensionais rígidas e planicidade. O formato geométrico da peça, a espessura da chapa metálica e as características do material determinam se o processo é possível.

 

Características da peça, tais como largura de ranhuras, largura da seção, diâmetros de orifícios, formatos dentados, ângulos dos cantos e raios determinam o quão difícil será produzir o blanque. Orifícios extremamente pequenos, com razão de espessura de blanque/diâmetro de orifício aproximadamente igual a dois, também podem ser processados por corte fino sem grandes problemas.

 

 

Tolerâncias dimensionais e de formato

 

As tolerâncias que podem ser atingidas na peça dependem do material, da espessura da peça sob processamento e do formato geométrico. A prensa de corte fino, a matriz e o lubrificante também constituem fatores significativos na determinação da qualidade que se pode conseguir para a peça.

 

Por exemplo, a largura do rolamento da matriz depende de sua altura. Superfícies de corte não apresentam ângulos retos absolutos em relação ao plano da chapa metálica. Os contornos exteriores do blanque no lado da rebarba são maiores do que os do lado do rolamento da matriz. Uma diretriz impõe que a diferença tem de ser de 0,0026 mm a cada 1 mm de espessura do blanque, valor que depende de diversas variáveis de influência.

 

 

Parâmetros do projeto do ferramental

 

Folga da matriz

Nos processos de corte convencional e fino, a folga da matriz é um dos parâmetros de processo mais importantes, uma vez que ela afeta a qualidade da superfície cisalhada. Na prática, a folga da matriz é expressa na forma de uma porcentagem, ou seja, a razão do comprimento da folga (um lado apenas) e a espessura da chapa.

 

 

Fig. 2 – Gráfico mostrando a relação entre a folga da matriz e a espessura do material.

 

 

Usa-se um valor de folga entre 5 e 10% no caso do corte convencional, enquanto uma folga de 0,5% é mais comum para o corte fino. A figura 2 mostra a mudança na folga da matriz ao se alterar a espessura do material.

 

 

Dimensões do anel em “V”

Uma característica significativa do ferramental de corte fino são as dimensões do anel em “V”. Sua função é manter o material puncionado sob tensões compressivas. Os anéis em “V” podem estar localizados na placa-guia, na placa da matriz ou em ambos os locais.

 

 

Fig. 3 – Diretrizes geométricas para o projeto do anel em “V”.

 

 

A espessura do material define se é necessário o uso de um ou dois anéis em “V”, um sobre a placa-guia e o outro sobre a placa da matriz. As dimensões do anel em “V” e a distância a partir da borda cortada dependem da espessura da chapa metálica. A figura 3 mostra as diretrizes geométricas para o projeto de um anel em “V” localizado na placa superior da matriz.

 

Esta é a segunda parte de uma série de três artigos sobre o desenvolvimento do processo de corte fino (fine blanking). A terceira parte, que será publicada no site da revista Corte e Conformação de Metais, abordará aspectos ligados ao corte fino sob alta velocidade e ao método de elementos finitos.

 

*Este estudo foi preparado por Serhat Kaya, pesquisador do Centro para Conformação de Precisão (Center for Precision Forming, CPF), da The Ohio State University, e Taylan Altan (www.ercnsm.org), professor e diretor da instituição. Este artigo foi publicado originalmente na seção R&D Updates do periódico norte-americano Stamping Journal e na edição de dezembro de 2009 da revista Corte e Conformação de Metais. Tradução e adaptação de Antonio Augusto Gorni. Reprodução autorizada.

Tecnologia em conformação

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