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Ferramenta de Engenharia Gratuita

Calculadora de Força de Estampagem Profunda

Calcule a razão de estampagem (coeficiente de estampagem) m = d/D e a força do punção (de estampagem) para peças cilíndricas estampadas em profundidade, bem como o raio recomendado da matriz e do punção e a força do prensa-chapas. Introduza o diâmetro do esboço, o diâmetro do produto, a espessura da chapa e a resistência à tração; a calculadora devolve a força em kN, N e tonelada-força, o coeficiente C₁ e a orientação dos raios.

Este é o cálculo que os nossos engenheiros de ferramentas executam ao projetar uma matriz de estampagem profunda. A razão de estampagem, o raio da matriz, o raio do punção e a força do punção determinam se a primeira estampagem é bem-sucedida, qual a tonelagem de prensa necessária e se é necessária uma reestampagem. O mesmo cálculo é realizado antes de cotarmos uma peça.

1 · Unidades
2 · Dimensões do esboço e do produto
Razão de estampagem m = d/D  ·  F = π·C₁·d·t·σs
mm
Diâmetro do esboço circular plano
mm
Diâmetro interior ou médio da taça estampada
mm
MPa
Resistência à tração máxima do material da chapa
3 · Raio da matriz e do punção
mm
Opcional. Se ficar em branco, o intervalo recomendado é apresentado no resultado.
mm
Opcional. Valor típico: 0,6–1,0 vezes o raio da matriz.
O raio da matriz controla o fluxo de material sobre o ombro da matriz. Um raio demasiado pequeno pode rasgar o esboço; um raio demasiado grande pode permitir o enrugamento e reduzir o controlo dimensional. O raio do punção controla principalmente a tensão na ponta do punção.
Referência rápida de materiais
σs é a resistência à tração, não a resistência ao corte, para estampagem profunda. Selecione um material para preencher o valor automaticamente.

Introduza o diâmetro do esboço D, o diâmetro do produto d, a espessura da chapa t e a resistência à tração σs. A razão de estampagem e a força do punção são atualizadas automaticamente.

A razão de estampagem m = d/D mede a severidade da estampagem. Para uma primeira estampagem, os metais situam-se habitualmente entre 0,50 e 0,62. A força do punção F = π·C₁·d·t·σs utiliza o coeficiente C₁ interpolado, o diâmetro do produto, a espessura da chapa e a resistência à tração. A força do prensa-chapas é estimada em aproximadamente 25% da força do punção. Acrescente uma margem de segurança de 10–20% para as condições de produção.

Cálculo da Força de Estampagem Profunda: Como Funciona

A estampagem profunda transforma um esboço circular plano numa taça oca com um punção e uma matriz. O prensa-chapas fixa a aba enquanto o punção empurra a chapa para a cavidade da matriz, formando a parede à medida que o material flui para o interior.

Perguntas Frequentes

A razão de estampagem m = d/D é a razão entre o diâmetro acabado d e o diâmetro do esboço plano D. Mede a severidade da deformação. Para uma primeira estampagem, as razões típicas dos metais são 0,50–0,62. Um m menor significa uma estampagem mais severa e um maior risco de fissuração no raio do punção. Um m maior é uma estampagem mais superficial, em que o enrugamento da aba se torna a principal preocupação.

Força do punção F = π·C₁·d·t·σs, em que C₁ é o coeficiente da primeira estampagem, d é o diâmetro acabado, t é a espessura da chapa e σs é a resistência à tração. C₁ é interpolado a partir da tabela padrão. Para uma taça de 70 mm estampada a partir de um esboço de 100 mm em aço de 1,2 mm com resistência à tração de 400 MPa, F é aproximadamente 63 kN.

O raio da matriz é normalmente 6–10% do diâmetro do esboço D para aço, 8–12% para aço inoxidável e 5–8% para alumínio. Um raio demasiado pequeno aumenta a tensão de flexão no ombro da matriz e pode rasgar o esboço. Um raio demasiado grande permite o enrugamento da aba e reduz o controlo da parede estampada. O raio do punção é tipicamente 0,6–1,0 vezes o raio da matriz.

Uma razão de estampagem mais baixa significa que o esboço tem de ser estampado mais em relação ao seu tamanho inicial. O trabalho de deformação por peça aumenta, pelo que C₁ e a força do punção sobem. É por isso que uma taça mais profunda necessita de mais tonelagem de prensa do que uma taça superficial com o mesmo diâmetro e espessura.

Um prensa-chapas é normalmente necessário quando m é inferior a cerca de 0,65; sem ele, a aba não suportada pode encurvar e produzir rugas. A força de fixação deve ser apenas suficientemente elevada para evitar o enrugamento, tipicamente cerca de 20–30% da força do punção. Uma força de fixação excessiva aumenta a carga do punção e pode rasgar a peça.

Se a razão necessária para uma operação ficar abaixo do limite da primeira estampagem do material, normalmente cerca de 0,50 para muitos aços, a peça tem de ser produzida em dois ou mais passos de estampagem. Pode ser necessário um recozimento intermédio para materiais que endurecem por deformação, como o aço inoxidável.

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Precisa de um projeto de matriz de estampagem profunda ou de um orçamento?

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