Tolerâncias de repuxo e acabamento superficial: o que uma parede afinada pode suportar

Duas questões determinam se uma peça pode ser repuxada por estampagem profunda em vez de torneada: quão rigorosos devem ser os diâmetros e a parede, e quão boa deve ser a aparência das superfícies. Esta página explica de onde vem, na prática, a tolerância em uma peça repuxada, e por que uma superfície repuxada se comporta de maneira diferente de uma torneada.

De onde vem a tolerância

Numa peça estirada, existem três características conformadas — diâmetro externo, diâmetro interno e espessura de parede — e são produzidas por duas ferramentas:

O anel de repuxo (matriz).O seu furo é ligeiramente menor do que a copa de entrada, pelo que o diâmetro exterior da peça acabada é uma réplica do furo da matriz, deduzido o retorno elástico do material.
O punção.O seu diâmetro exterior define o furo da peça, novamente com menor recuperação elástica.
A diferença entre eles.A folga radial entre o punção e o furo da matriz corresponde à espessura de parede final - razão pela qual, numa peça estirada por repuxo profundo, a espessura de parede é uma dimensão da ferramenta e não um resultado aleatório do processo.

Três consequências decorrem disso. Primeiro, a tolerância nos dois diâmetros depende da precisão do ferramental, e não apenas do retorno elástico. Segundo, as tolerâncias de espessura de parede do blank de entrada importam menos, pois é a repuxação com redução de parede que define a parede. Terceiro, a concentricidade entre o furo e o diâmetro externo é uma propriedade da ferramenta, e não de quão bem a peça foi fixada.

Quando um desenho exige diâmetros mais justos do que a simples repuxagem proporciona, um curtopasse de calibração- uma segunda etapa leve de repuxamento ou um passe de calibração - é adicionada após a redução principal.

Valores típicos para uma peça estirada

Característica	Típico para uma parede estirada	Nota
Espessura da parede	Normalmente de 0,3 mm a 1,5 mm em carcaças	Definido pela folga entre punção e matriz, não pela tolerância do blank
Variação da espessura da parede	Uniforme ao longo do comprimento estirado; variação controlada como característica de desenho	É para isso que a operação existe
Diâmetro externo e interno	Mantido na mesma peça; o desenho define o limite e é adicionada uma passagem de calibração onde a tolerância é mais apertada	A recuperação elástica é compensada na ferramenta
Concentricidade / excentricidade	Depende do eixo de ferramentaria, não de dispositivos de fixação	Verificado em um medidor de concentricidade
Rugosidade superficial, faces calibradas	Ra tipicamente na faixa de 0,4-1,6 µm, definido pelo acabamento do ferramental e pelo lubrificante	Tanto o interior quanto o exterior apresentam melhorias
Marcas de estampagem / estriações	Não produzido no comprimento estirado	A parede é comprimida entre superfícies polidas em vez de ser estirada sobre um raio
Retidão da parede	Retos e paralelos	Não é necessário ângulo de saída para desmoldagem

Estes são valores típicos, não uma especificação. O desenho é que decide: as tolerâncias não indicadas no desenho seguem a ISO 2768-m por padrão, e as características verdadeiramente relevantes são sinalizadas durante a revisão de DFM, para que nada seja descoberto apenas na inspeção da primeira peça.

Como uma superfície estirada difere de uma torneada

Sem marcas de avanço.A torneagem deixa uma marca helicoidal da ferramenta cujo passo é definido pela taxa de avanço. A calibragem por estiramento deixa o acabamento do molde e do punção, portanto não há padrão de avanço a observar ou medir.
Sem estrias provenientes do estiramento.Uma superfície estampada por repuxo profundo apresenta as marcas do escoamento do material sobre o raio da matriz. O estiramento ocorre após essa redução, numa parede reta, entre duas superfícies polidas.
Ambas as faces melhoram.Numa peça torneada, apenas a face maquinada melhora; numa peça estirada por repuxo, tanto o exterior como o interior são brunidos na mesma passagem.
O trabalho a frio é benéfico — até certo ponto.A estampagem por ferro (ironing) aumenta a resistência ao escoamento e a resistência ao desgaste. Além de um determinado grau de redução, o material necessita de recozimento e, em peças de material magnético macio, é a etapa de recozimento que define as propriedades magnéticas.

As superfícies são inspecionadas no próprio laboratório da Balford, com um rugosímetro portátil, em conjunto com os controles dimensionais: micrômetros externos e de três pontos para furos, para os diâmetros e a parede, um medidor de concentricidade para o runout, e um projetor óptico 2.5D para perfil e forma.

Perguntas frequentes

Qual é a espessura de parede mais justa possível numa peça estirada por ferro?

A espessura da parede é definida pela folga radial entre o punção de repuxamento e o furo da matriz, sendo, portanto, uma dimensão de ferramental e mais consistente do que o blank de entrada. A tolerância que o desenho pode suportar é confirmada durante a revisão de DFM e, onde os diâmetros precisam ser mais justos do que a passagem principal de repuxamento proporciona, uma curta passagem de calibração é adicionada.

O repuxo profundo deixa marcas de estiramento na superfície?

Não no comprimento estirado. As marcas de estiramento provêm do escoamento do material sobre o raio da matriz durante a estampagem profunda; a estiragem por redução ocorre depois, numa parede reta entre um punção polido e uma matriz anelar polida, pelo que a superfície é brunida em vez de estirada. Tanto o interior como o exterior melhoram.

Por que o acabamento superficial é melhor em uma peça estampada por repuxo profundo do que em uma peça torneada?

Porque é conformado por ferramentas de superfície lisa, em vez de ser cortado por uma ferramenta com avanço. O torneamento produz uma marca helicoidal de avanço cujo passo é definido pelo avanço; a calibração a frio (ironing) reproduz o acabamento do punção e da matriz, e não há padrão de avanço.

A parede fica mais reta após a calibração?

Sim. A estampagem por repuxo profundo com parede reta e paralela, sem o ângulo de desmoldagem necessário numa peça repuxada ou fundida, é uma das razões pelas quais os corpos estampados por repuxo são utilizados onde uma armadura ou um veio tem de deslizar no furo.

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