Ficha 02 · Cálculo completo de uma ferramenta progressiva

Todos os exercícios desta ficha aplicam-se à mesma peça: uma anilha com diâmetro exterior Ø40 mm e furo central Ø16 mm, cortada de chapa de aço macio (resistência ao corte τ = 300 MPa) com e = 2 mm de espessura, numa ferramenta progressiva de duas estações (estação 1: furo Ø16; estação 2, um passo à frente: corte total Ø40).

Exercício 1 · Forças de corte

Calcula a força de corte do furo (Ø16 mm), a força de corte total (Ø40 mm) e a soma das duas.

Exercício 2 · Força total e escolha da prensa

Sabendo que Ke = 4% e Kd = 3%, calcula a força de extração, a força de expulsão, a força total, e escolhe a prensa (capacidades disponíveis: 63, 100, 160, 250 kN), aplicando uma margem de segurança de 25% sobre a força total.

Exercício 3 · Passo, largura da banda e aproveitamento

Usando b1 = 2 mm (ponte) e b2 = 2,6 mm (margem lateral, pela regra b2 ≈ 1,3×e da sebenta), calcula o passo, a largura da banda, a área útil da peça, a área do retângulo do passo e o aproveitamento da banda.

Exercício 4 · Centro de pressão e posição da espiga

Coloca a estação 1 (furo, F₁ = 30,16 kN) na origem (x₁ = 0) e a estação 2 (corte total, F₂ = 75,40 kN) um passo à frente (x₂ = 42 mm), ambas centradas no eixo da fita. Calcula o centro de pressão e a distância deste à estação 2.

Exercício 5 · Folga de corte, no lado certo

Usando c = 6% para aço macio, calcula a folga de corte j e aplica-a corretamente às duas estações, indicando o diâmetro final do punção e da matriz em cada uma.

Exercício 6 · Verificação de uma coluna à encurvadura

A ferramenta usa 4 colunas de guia Ø18 mm, comprimento 180 mm, aço E = 210 000 MPa, biarticuladas. Verifica se a coluna cumpre a encurvadura (coeficiente de segurança 3), sabendo que a carga em cada coluna é F_total/4.

Exercício 7 · Parafusos e pinos

A serra-chapas é fixada por 4 parafusos M8 classe 8.8 (área resistente 36,6 mm², Re = 640 MPa), sujeitos à força de extração calculada no Exercício 2. O alinhamento das placas é garantido por 2 pinos Ø8 mm (aço temperado), sujeitos a uma força lateral residual de 5% da força de corte total. Verifica as duas ligações.

Exercício 8 · Número de estações

Verifica se é preciso introduzir uma estação vazia entre as duas estações desta ferramenta, sabendo que a parede mínima recomendada é 2 vezes a espessura da chapa.