Estampagem por repuxo profundo em vez de torneamento: eliminando uma operação de usinagem de uma peça com dupla tolerância

Se uma peça precisar manter uma tolerância no diâmetro internoeNo diâmetro externo, o estampagem profunda geralmente termina com uma operação de torneamento — ou duas. A alternativa é a repuxação por estiramento: a parede é afinada entre uma matriz e um punção dimensionados para os dois diâmetros, de modo que a peça sai da prensa com ambos já conformados.

Esta página compara a repuxação profunda por estiramento (ironing) com as quatro rotas que normalmente exigem torneamento: barra redonda, extrusão a frio a partir de barra, fundição e forjamento.

As quatro rotas de maquinagem e o que a calibração a frio altera

Rota	Operações antes da conclusão da peça	O que a calibração a frio elimina
Barra redonda, torneada	Serragem, faceamento, torneamento do diâmetro externo, mandrilamento do diâmetro interno, corte, rebarbação	Toda a operação de torneamento. O material entre o tarugo e a parede acabada transforma-se em cavacos; uma peça estampada por repuxo profundo parte de chapa com espessura próxima à final.
Extrusão a frio + torneamento	Extrusão de forma quase líquida a partir de barra, seguida de torneamento do furo e, geralmente, do exterior	Uma passagem completa de torneamento - o furo e o exterior são definidos pelo punção e pela matriz de repuxo
Fundição + torneamento	Fundido, depois usinar todas as superfícies funcionais, além do risco de porosidade	A maior parte da torneamento, e a questão da porosidade - a repuxação profunda atua sobre material forjado
Forjamento + torneamento	Forje, depois torneie o furo, o exterior e as faces, removendo o sobremetal de forjamento	A matriz de forjamento, a sobremetal e a maior parte da torneamento

Onde o custo realmente se move

Material.Uma peça torneada paga pela barra e depois transforma a maior parte dela em cavacos. Uma peça estampada por repuxo profundo é conformada a partir de chapa, e a espessura da chapa é próxima da parede acabada — portanto, a utilização do material é fundamentalmente diferente, não marginalmente melhor. Num invólucro de parede fina, os cavacos gerados pela rota da barra podem pesar mais do que a peça acabada.
Tempo de máquina.Uma única passagem pela prensa substitui um ciclo de torneamento. Num invólucro que exige o torneamento de ambos os diâmetros, isso significa frequentemente eliminar duas operações, e não apenas uma.
Configurações e dispositivos de fixação.Cada nova fixação é uma oportunidade de introduzir excentricidade entre o furo e o diâmetro externo. A calibração a frio (ironing) forma ambos em relação ao mesmo eixo da ferramenta, de modo que a concentricidade é uma propriedade da ferramenta, e não do quão bem a peça foi fixada.
Superfície.Uma superfície torneada apresenta marcas de avanço. Uma superfície estirada é uma cópia de um estampo e punção polidos, de modo que a rugosidade externa e interna melhora sem necessidade de uma operação de acabamento.
Fluxo de grãos.A torneagem corta a estrutura granular do material; a calibragem por estiramento (ironing) deforma-o ao longo da parede, razão pela qual os invólucros calibrados apresentam maior tensão de cedência e melhor comportamento ao desgaste em serviço.

Quando a torneação ainda é a melhor opção

O volume é baixo.A repuxação por estiramento requer um anel de estiramento e um punção fabricados especificamente para a peça; abaixo de algumas dezenas de milhares de peças por ano, o torneamento a partir de barra pode ser globalmente mais económico.
A peça não é cilíndrica.A estampagem por ferroamento reduz a espessura da parede; não cria geometria externa complexa.
Existem características usinadas.Orifícios roscados, furos transversais, faces de vedação e furos de tolerância apertada ainda precisam ser usinados. A calibração remove astorneamento da parede, não todas as operações.
O material não suportará a redução.Graus de baixa ductilidade ou de resistência muito elevada podem exigir várias passagens e recozimento, o que reduz a economia obtida.

Perguntas frequentes

O repuxamento profundo pode realmente substituir a torneamento?

Para peças cujas características críticas são o diâmetro interno, o diâmetro externo e a espessura da parede, sim. Essas três são formadas pelo punção e matriz de repuxo profundo, de modo que a peça já sai dentro da tolerância. A usinagem ainda é necessária quando o desenho exige uma rosca, um furo transversal, uma face de vedação ou um furo com tolerância mais apertada do que a conformação consegue manter.

Quanto material é economizado em comparação com a usinagem a partir de barras?

Depende da espessura da parede e do diâmetro da barra, mas a comparação é estrutural e não marginal: uma peça torneada parte de barra maciça e converte a diferença em cavacos, enquanto uma peça estampada por repuxo profundo e reestiramento parte de chapa cuja espessura é próxima à da parede acabada. Em carcaças de parede fina, o peso dos cavacos pode superar o peso da peça acabada.

O repuxamento profundo substitui a extrusão a frio?

Pode substituir a usinagem que normalmente segue a extrusão a frio e, em alguns casos, a própria extrusão. A extrusão a frio a partir de barra produz uma forma externa quase final, mas geralmente deixa o furo e, frequentemente, a superfície externa para serem torneados; uma pré-forma estampada por repuxo profundo que é subsequentemente calibrada por estiramento define ambas as superfícies na prensa. Veja a comparação deextrusão a frio e estampagem profunda para carcaças de válvulas solenoides.

E quanto à concentricidade entre o furo e o diâmetro externo?

É melhor por construção. O punção e o anel de repuxo são fabricados no mesmo eixo de ferramenta, de modo que a concentricidade é determinada pela ferramenta, e não pela precisão com que uma peça torneada foi refixada entre a operação externa e a operação de mandrilamento.

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