Número Browse:32 Autor:editor do site Publicar Time: 2024-04-25 Origem:alimentado
Este artigo representa o trabalho implementado no projeto, fabricação e operação de um modelo de uma máquina de estampagem profunda hidráulica barata (DDM), que é atualmente utilizada no laboratório de processos de fabricação do Departamento de Engenharia Industrial (IED) da Universidade Nacional An-Najah.A máquina está sendo utilizada na realização de diversos experimentos relacionados ao processo de estampagem profunda.
Como se sabe, a estampagem profunda é um processo de trabalho de chapa metálica no qual um punção puxa uma folha em branco para uma cavidade de matriz para formar peças em forma de copo ou caixa [1].
Este trabalho foi realizado em três etapas;a primeira foi a etapa de projeto, na qual todos os cálculos de projeto dos elementos DDM foram concluídos com base nas especificações do produto (copo) a ser desenhado.A segunda foi a fase de construção, na qual os elementos DDM foram fabricados e montados nas oficinas de engenharia da universidade.A última foi a etapa de operação e experimentação, na qual o DDM foi testado através da realização de diversos experimentos.
Concluindo, a experiência adquirida no projeto e construção de um equipamento de laboratório mecânico mostrou-se bem sucedida em termos de obtenção de resultados práticos concordantes com os disponíveis na literatura, economizando dinheiro em relação ao custo de um equipamento similar adquirido, bem como valorizando os alunos. 'habilidades na compreensão do processo de estampagem profunda em particular e dos conceitos de design de elementos de máquinas em geral.
Palavras-chave: Estampagem Profunda, Projeto de Elementos de Máquina, Projeto Dei, Montagem e Fabricação de Máquinas, Investigação Experimental de Força de Tração e Curso de Tração
A estampagem profunda é um processo de trabalho de chapa metálica usado para formar peças em forma de copo ou caixa usando um punção que puxa uma peça bruta para uma cavidade da matriz.Este processo é realizado colocando uma folha bruta de determinado tamanho sobre a abertura da matriz e pressionando esta folha bruta na cavidade da matriz com um punção, conforme mostrado na Figura 1, [1].Produtos típicos feitos por esse processo são latas de bebidas, banheiras, recipientes de diferentes tamanhos e formatos, pias e painéis de automóveis.
Neste trabalho é estudada a operação básica de desenho, que é o desenho de uma peça em forma de copo com parâmetros conforme mostrado na Figura 1, nesta operação básica uma folha circular de diâmetro Db e espessura t, é colocada sobre o abertura de uma matriz com raio de canto Rd.Em seguida, a peça bruta é segurada por um suporte de peça bruta (anel de fixação) com certa força.Depois disso, um punção com diâmetro Dp e raio de canto Rp é usado para puncionar a folha bruta na cavidade da matriz, formando assim a peça em forma de copo.
Além disso, o punção se move a uma certa velocidade V e aplica uma certa força descendente F para conseguir a deformação do metal, enquanto o suporte da peça bruta aplica a força de retenção Fh para evitar que a peça bruta
enrugando.
Na verdade, este artigo apresenta o projeto e fabricação de uma Máquina de Estampagem Profunda barata 'DDM' que produz produtos pré-identificados em formato de copo, o DDM agora está montado e sendo usado para experimentação no Laboratório de Processos de Fabricação no departamento de IE em Universidade An-Najah, o artigo apresenta o projeto detalhado dos principais elementos do DDM, incluindo o punção e a matriz, e a fabricação e montagem do DDM, também apresenta a operação e testes do DDM através da realização de experimentos sobre força de trefilação versus trefilação acidente vascular cerebral e compare os resultados com os dados publicados.
Esta seção discute alguns conceitos gerais do processo de estampagem profunda, incluindo as medidas de estampagem, força de estampagem e força de retenção
Uma das medidas mais importantes da operação de estampagem profunda é a taxa limite de estampagem LDR.A taxa limite de estiramento é definida como a relação máxima entre o diâmetro da folha em branco e o diâmetro do punção que pode ser trefilado sob condições ideais em um golpe sem falha [2].
A força no punção necessária para produzir um copo é a soma da força de deformação ideal, das forças de atrito e da força necessária para produzir o engomar.A Figura 2 mostra a relação entre a força de tração e o curso de tração [2].
A força de retenção h F desempenha um papel importante na estampagem profunda.Como uma aproximação aproximada, a pressão de retenção pode ser definida em um valor igual a 0,015 do limite de escoamento da chapa metálica [1].
Assim, multiplicando a pressão de retenção pela porção da área inicial da peça bruta que será retida pelo suporte da peça bruta, podemos estimar a força de retenção ( h F ) como [1].
Uma prensa mecânica de dupla ação é geralmente usada para estampagem profunda; prensas hidráulicas também são usadas.A prensa de dupla ação controla o punção e o suporte do blank de forma independente e forma a peça a uma velocidade constante.
Como a força do porta-chapas controla o fluxo da chapa metálica dentro da matriz, agora as prensas foram projetadas com força variável no porta-chapas.Nestas prensas a força do suporte da peça varia com o curso do punção.
O fator mais importante no projeto da matriz é o raio do canto (dR) da matriz.Este raio deve ter um valor ótimo já que o material é puxado sobre ele.O valor do raio ideal da matriz depende dos requisitos de impressão e do tipo de material que está sendo desenhado.Obviamente, quanto menor o raio da matriz, maior será a força necessária para estirar o copo.O raio da matriz pode ser entre quatro a oito vezes a espessura da peça bruta [3].
Praticamente, recomenda-se começar com d R igual a 4t e aumentá-lo se necessário.
Da mesma forma, o raio da ponta do punção (pR) é importante, pois molda o raio do fundo do copo produzido.Se p R for muito pequeno, o raio inferior do copo poderá rasgar.Pode ser necessário aumentar o raio do que o necessário e reduzir seu tamanho nas operações de desenho subsequentes.Para começar, uma espessura de raio até a peça bruta de 4t pode ser usada.[3].
O DDM foi projetado para produzir peças em formato de copo em um único golpe, como afirmado anteriormente, o objetivo do projeto do DDM é fornecer ao laboratório de processos de fabricação da Universidade An-Najah um aparelho que possa demonstrar o processo de estampagem profunda e também ser usado pelos alunos para realizar alguns experimentos básicos relacionados ao processo de estampagem profunda.Na verdade, para projetar um DDM adequado, é necessário primeiro determinar as especificações do produto (o copo), a força de tração e a força de retenção.
O produto do DDM requerido é escolhido para ser um copo simples com um determinado diâmetro interno (d) e profundidade (h) e para ser produzido utilizando uma chapa metálica de espessura (t).
As dimensões do copo devem ser selecionadas de modo que a operação de estampagem profunda seja viável para produzir o copo em um único golpe;para medir a viabilidade da operação, o LDR, a relação espessura-diâmetro (t/D) e o percentual de redução (Re) devem satisfazer as condições de viabilidade mencionadas na seção 2 deste artigo.Para tanto, decidiu-se que a espessura da chapa a ser utilizada na produção do copo é t = 1 32 pol. 0,8 mm, portanto -com base nas recomendações indicadas na seção 2-
O copo deve ser produzido em Latão Amarelo C 26800 (65% Cu, 35% Zn) com UTS 322MPa,S 98MPa.y = Usando a equação (5) com Dp = 50 mm;pode-se calcular a força de tração para produzir o copo como F = 36,4 KN.Da mesma forma, da equação (6) Fh = 14 KN.Portanto a força de tração total (Fd) a ser aplicada pelo DDM é igual à soma de F e Fh, ou seja Fd = 50,4 KN.Para fins de projeto de elementos DDM;o Fd deve ser multiplicado por um fator de carga igual a 1,6.
Esta seção apresenta o projeto dos principais elementos selecionados da máquina de estampagem profunda (DDM).A Figura (4) mostra uma seção do DDM, seus elementos e a legenda associada.A Figura (5) é a sua foto.
Uma vez determinadas as especificações do copo conforme explicado anteriormente, pode-se determinar o especificações da matriz e do punção usados para produzir aquele copo.
Ou seja, o punção deve ter diâmetro externo igual ao diâmetro interno do copo, ou seja, de 50 mm. Também deve ser alto o suficiente para produzir a profundidade necessária (20 mm) do copo.Assim, o soco foi projetado para ter um diâmetro externo de 50 mm, raio de punção ( p R ) de 3,2 mm e altura de 80 mm.
Matriz e punção são as peças correspondentes neste processo;portanto, o diâmetro interno da matriz será igual ao diâmetro externo do punção mais a compensação da folga entre eles.Figura (6) ilustra as dimensões da matriz.
A placa de suporte superior, como o próprio nome indica, é utilizada para apoiar o DDM segurando o hidráulico cilindro da máquina.Portanto, o projeto desta placa deve ser baseado na força máxima fornecido pela unidade hidráulica que equivale a 1,6 Fd = 80 KN.A Figura (7) mostra as dimensões deste placa, enquanto a Figura (8) é o diagrama de corpo livre da placa.Conforme mostrado na figura (8), a parte carregada do esta placa pode ser aproximada como um suporte fixo em ambas as extremidades com uma carga central aplicada pelounidade hidráulica.
As reações em A e C são iguais e iguais a 40 KN, e os momentos em A, B e C são iguais a MA = 2.090 Nm, MB = 2.200 Nm e MC = 2.090 Nm, respectivamente [4].A seção B (o meio do vão) é o ponto crítico seção.Sob este carregamento, a tensão normal máxima nesta seção é igual a 27,7 MPa.O prato é feito de aço laminado a quente com Sy = 170 MPa, portanto, o fator de proteção contra escoamento da placa superior é igual a 6.
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