Natal Pasqualetti Neto*

 

 

Na instalação da ferramenta na mesa da prensa, é muito importante que o centro de força da ferramenta esteja alinhado com o centro da máquina. O não alinhamento do centro de força da ferramenta com o centro da prensa vai gerar carga excêntrica, a qual, se exceder o valor admissível, causará danos ao equipamento.

 

 

 

A carga excêntrica admissível deve ser informada pelo fabricante da máquina, no manual de serviço.


Com relação ao centro de forças, deve ser calculado durante o projeto da ferramenta. O importante é saber que o centro de forças de uma ferramenta não é necessariamente o centro da ferramenta.


Vamos entender melhor o centro de forças com o exemplo abaixo.


NOTA: Este exemplo é fictício. O objetivo aqui é apenas entender o conceito de centro de força.


 

Peça a ser estampada



 

Esta peça será estampada em três etapas:


 

1ª etapa – corte do diâmetro de 200;

2ª etapa – furação dos diâmetros de 30;

3ª etapa – corte externo da peça.



 

Dados do material


 



 

1ª etapa


 

Para corte do diâmetro de 200 temos que calcular o perímetro:


p1 = π x 200 = 628 mm


Multiplicando o perímetro pela espessura do material temos a área de corte:


Ac1 = p1 x e = 628 x 3 = 1.884 mm2

 

E finalmente, para o cálculo da força de corte, basta multiplicar a área de corte pela tensão de resistência ao corte do material:


Fc1 = Ac1 x Rc = 1.884 x 400 = 753.600 N


Fc1 = 753,6 kN ou 75,36 Ton


Por simetria, a posição do centro de força da 1ª etapa é o centro da peça.

 

 

2ª etapa


 

Para a furação dos quatro furos de 30 temos que calcular o perímetro:


p2 = 4 x π x 30 = 377 mm


Multiplicando o perímetro pela espessura do material temos a área de corte:


Ac2 = p2 x e = 377 x 3 = 1.131 mm2


E finalmente, para o cálculo da força de corte, basta multiplicar a área de corte pela tensão de resistência ao corte do material:


Fc2 = Ac2 x Rc = 1.131 x 400 = 452.400 N


Fc2 = 452,4 kN ou 45,24 Ton


Por simetria, a posição do centro de força da 2ª etapa é o centro da peça.



 

3ª etapa


 

Para o corte da peça temos que calcular o perímetro externo.

 

 

Observem que o perímetro dos quatro cantos arredondados equivale ao perímetro de uma circunferência de diâmetro 80; portanto temos:


p3 = (π x 80) + (4 x 300) = 251 + 1.200 = 1.451 mm


Multiplicando o perímetro pela espessura do material temos a área de corte:


Ac3 = p3 x e = 1451 x 3 = 4353 mm2


E finalmente, para o cálculo da força de corte, basta multiplicar a área de corte pela tensão de resistência ao corte do material:


Fc3 = Ac3 x Rc = 4.353 x 400 = 1.741.200 N


Fc3 = 1741,2 kN ou 174,12 Ton


Por simetria, a posição do centro de força da 3ª etapa é o centro da peça.


 

Sabendo a força de cada etapa e seu respectivo centro de força, vamos agora fazer um balanço de força para a ferramenta como um todo. Assim, vamos adotar dois eixos de referência (x,y) para o sentido da largura e o sentido da profundidade.

 

 

 

O centro de força da ferramenta é um ponto que, teoricamente, equivale à força total da ferramenta sendo aplicada naquele local.


Denominando as diversas forças de F1, F2, ... Fn e suas respectivas coordenadas de (x1, y1), (x2, y2), .... (xn, yn), e denominando a força total de Ft, somatória de todas as forças, temos que:


 


 

xc = [(F1 . x1) + (F2 . x2) + .... + (Fn . xn)] / Ft


 


 

yc = [(F1 . y1) + (F2 . y2) + .... + (Fn . yn)] / Ft


 

No nosso exemplo teremos:

 

 

 

 

Ft = 753,6 + 452,4 + 1741,2 (Ft = 2947,2 kN)


xc = [(753,6 x 200) + (452,4 x 600) + (1741,2 x 1.000)] / 2947,2


xc = 734 mm


yc = [(753,6 x 250) + (452,4 x 250) + (1741,2 x 250)] / 2947,2


yc = 250 mm

 

 

Concluindo, uma vez definido o centro de força da ferramenta, deve-se instalar a ferramenta com o centro de força alinhado com o centro da prensa.


O exemplo mostrado acima é bem simplificado. Temos muitas ferramentas complexas e devemos levar em conta todas as forças, inclusive as das molas e dos cilindros de nitrogênio, quando houver. Lembre-se que toda força envolvida no processo é proveniente do martelo da prensa.

 

 

 

 

 

 

Natal Pasqualetti Neto é engenheiro mecânico pós-graduado em Automação Industrial pelo Centro Universitário FEI (São Bernardo do Campo, SP). Sócio Proprietário da NATAL Treinamento e Consultoria – www.natal.eng.br.



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