Sebenta · Efetuar a montagem de cunhos e cortantes (UC04791)

Introdução

Um cunho e cortante é o conjunto de ferramenta que se monta numa prensa para cortar, dobrar ou conformar chapa metálica em série: a tampa de uma lata, a chapa de uma dobradiça, o corpo de um interruptor. A mesma ferramenta produz milhares de peças iguais, e a sua qualidade depende, mais do que de qualquer outro fator, do rigor com que foi montada, alinhada e testada em bancada.

Esta sebenta acompanha o percurso completo do técnico de produção de cunhos e cortantes: analisar as especificações técnicas de uma ferramenta, planear a estratégia de montagem, executar a montagem e o ajuste dos componentes, e avaliar o desempenho da ferramenta montada. Ao longo do caminho, cruzamos desenho técnico, metrologia, materiais, tratamentos térmicos e tolerâncias com o trabalho manual e mecânico de bancada, sempre sob normas de segurança, ambiente e qualidade.

Objetivos de aprendizagem (referencial): interpretar o desenho de fabrico e validar a lista de componentes de uma ferramenta de cunhos e cortantes; organizar e aferir os instrumentos de medição; preparar componentes e verificar acabamentos superficiais; montar os conjuntos de teto e de base; acoplar os dois conjuntos e verificar o alinhamento entre punção e matriz; ajustar o acoplamento e o deslizamento da platine; montar componentes pneumáticos ou hidráulicos quando aplicável; realizar testes de funcionamento e corrigir desvios; e aplicar as normas de segurança, ambiente e qualidade em todo o processo.

1. A profissão e o desenho de fabrico

Antes de tocar em qualquer componente, o técnico de montagem lê e interpreta o dossier técnico da ferramenta. É a primeira das quatro realizações da UC: analisar as especificações técnicas e funcionais.

O dossier de uma ferramenta de cunhos e cortantes inclui normalmente:

• Desenho de conjunto: mostra como todas as peças se encaixam, numa vista explodida ou em corte.
• Desenho de fabrico de cada componente: cotas, tolerâncias, acabamento superficial exigido e material.
• Especificações funcionais: força de corte necessária, curso da prensa, peça final a produzir, cadência de produção exigida.
• Lista de materiais (BOM, Bill of Materials): quantidade, referência e material de cada componente.

O desenho técnico segue simbologia e normalização próprias: tipos de linha (contorno, eixo, cota), vistas normalizadas (planta, alçado, perfil), cortes e secções, e a caixa de legenda com título, escala, data e autor. Um técnico que não domina esta simbologia lê mal a ferramenta antes sequer de a montar.

Exemplo resolvido · validar a lista de componentes

Antes de iniciar a montagem de um cortante simples, o técnico recebe a caixa de componentes e o desenho de conjunto com a lista de materiais:

1. Confere cada item da lista contra a caixa recebida: punção, matriz, porta-punção, colunas (2), casquilhos (2), placa de pressão, réguas de guia (2), parafusos e cavilhas.
2. Confirma que quantidade e referência batem certo com o desenho.
3. Deteta que falta uma cavilha de posicionamento na caixa.
4. Regista a não conformidade e solicita a peça em falta antes de iniciar a montagem, em vez de improvisar.

Resolução comentada: iniciar a montagem sem a totalidade dos componentes obriga quase sempre a desmontar depois. Validar a lista primeiro poupa tempo e evita montagens incompletas ou com peças substituídas indevidamente.

2. Metrologia dimensional

A metrologia dimensional garante que cada componente está dentro da cota e da tolerância exigidas pelo desenho, antes e durante a montagem.

Organizar e aferir os instrumentos

Antes de qualquer medição em bancada, o técnico segue sempre a mesma sequência:

1. Verifica o estado do instrumento: sem folgas, sem sujidade, sem risco nas faces de medição.
2. Afere o zero contra um padrão ou calço-padrão de referência conhecida.
3. Regista qualquer desvio encontrado e sinaliza o instrumento para calibração, se necessário.
4. Guarda o instrumento no seu estojo, limpo, depois de usar.

Exemplo resolvido · escolher o instrumento certo

O desenho de um punção pede o diâmetro com tolerância Ø12 h6, o que corresponde a uma tolerância de cerca de ±0,006 mm.

Resolução comentada: um paquímetro comum (resolução 0,02 mm) não tem precisão suficiente para verificar esta cota; usa-se obrigatoriamente um micrómetro (resolução 0,001 mm), previamente aferido. A escolha do instrumento depende sempre da tolerância pedida, não da conveniência.

3. Materiais e tratamentos térmicos

Cada componente de um cunho e cortante usa um material escolhido pela função que desempenha, com propriedades muitas vezes opostas:

• Dureza: resistência ao desgaste e à indentação, crítica em punções e matrizes.
• Tenacidade: capacidade de absorver impacto sem fraturar.
• Resistência ao desgaste: determina a vida útil da ferramenta em produção contínua.

Os aços de ferramenta mais usados são o AISI D2 (alto teor de crómio, boa resistência ao desgaste), o AISI O1 (temperável em óleo, fácil de maquinar) e o AISI H13 (resistente ao trabalho a quente, usado em ferramentas de estampagem exigente).

Tratamentos térmicos

Os componentes de corte (punções, matrizes) chegam à bancada de montagem já temperados e revenidos, e frequentemente já retificados às cotas finais. O técnico de montagem não reprocessa o tratamento térmico, mas tem de o reconhecer: um componente ainda em bruto (recozido) não deve ser usado como se já estivesse pronto para produção.

4. Tolerâncias dimensionais e geométricas

A tolerância dimensional é o intervalo admissível de variação de uma cota, indicado no desenho como Ø20 H7 ou 20 ±0,02. Os ajustes entre furo e veio classificam-se em três famílias:

• Ajuste com folga: o furo é sempre maior que o veio (ex.: guias que deslizam livremente).
• Ajuste com interferência: o veio é maior que o furo, cria fixação por atrito (ex.: casquilho prensado na placa).
• Ajuste incerto: pode dar folga ou aperto conforme o par concreto de peças produzidas.

Em cunhos e cortantes, a folga punção-matriz é a cota mais crítica de toda a ferramenta, porque define diretamente a qualidade da aresta de corte da peça produzida.

Tolerâncias geométricas

Além da dimensão em si, o desenho pode exigir forma e posição corretas:

O relógio comparador, montado num suporte magnético sobre a bancada, é o instrumento típico para verificar estas tolerâncias.

Exemplo resolvido · calcular a folga de corte

Vai cortar-se chapa de aço com 1,5 mm de espessura. A folga de corte recomendada para este material ronda 7,5% da espessura por cada lado.

Resolução comentada: folga por lado = 1,5 × 0,075 = 0,1125 mm, arredondado a 0,11 mm. Se o punção tem Ø20,00 mm, a matriz deve ter Ø20,22 mm (0,11 mm de folga em cada lado do diâmetro). Uma folga menor produz mais rebarba e desgasta o punção mais depressa; uma folga maior deforma a peça na zona de corte.

5. Organização do posto de trabalho e segurança

A organização da área e do posto de trabalho é uma das atitudes avaliadas nesta UC, não um detalhe de arrumação:

• Bancada de trabalho com torno de bancada fixo e área limpa antes de iniciar a montagem.
• Componentes organizados pela ordem de montagem, nunca misturados numa única caixa.
• Ferramentas manuais e de corte devolvidas ao seu lugar depois de cada uso.
• Aplicação do método 5S (triar, arrumar, limpar, normalizar, manter) ao posto de trabalho.

Equipamentos de proteção individual (EPI)

6. Anatomia de um cunho e cortante

Um cunho e cortante organiza-se sempre em dois conjuntos, que se movem um em relação ao outro:

• Conjunto superior (teto): fixa-se ao cursor da prensa, desce em cada ciclo, aloja o punção.
• Conjunto inferior (base): fixa-se à mesa da prensa, é fixo, aloja a matriz.
• As colunas guia ligam os dois conjuntos e garantem que descem sempre no mesmo alinhamento.
• A platine (a chapa a cortar) desliza entre os dois conjuntos, guiada pelas réguas de guia.

Tecnologia de cunhos e cortantes

Consoante a operação que realizam, os cunhos e cortantes classificam-se em:

A ferramenta progressiva é a mais usada em produção em série: entrega a peça acabada num único curso de prensa, depois de a chapa passar por todas as estações.

7. Componentes e acessórios da ferramenta

Conjunto superior

• Placa de pressão: prende a chapa antes do corte, evita que "suba" agarrada ao punção.
• Porta-punção: fixa o punção na posição e altura corretas dentro do teto.
• Punção: o componente que efetivamente corta ou conforma a chapa.
• Casquilhos: guiam as colunas dentro do conjunto superior, com folga mínima e ajustada.

Conjunto inferior e elementos de ligação

• Colunas: guiam o movimento vertical do conjunto superior.
• Matriz: recebe o punção, define o contorno de corte por baixo.
• Placa de guia: orienta e apoia a chapa durante o avanço.
• Réguas de guia: limitam o movimento lateral da platine.
• Elementos de ligação: parafusos, cavilhas de posicionamento e anilhas.
• Dispositivos de aperto: torno de bancada, grampos, mordentes, para fixar componentes durante o ajuste manual.

8. Maquinação e acabamento de superfícies

Os componentes chegam à bancada já maquinados; o técnico de montagem tem de reconhecer as operações usadas, para avaliar acabamentos e detetar desvios.

A retificação é normalmente a última operação, feita depois do tratamento térmico, porque é a única que garante a cota exata num material já endurecido.

Ferramentas manuais de acabamento

• Limas (planas, meia-cana, redondas): remoção manual de material e rebarba.
• Pedras de afiar e óleo de afiação: acabamento fino de arestas de corte.
• Escova metálica e panos abrasivos: limpeza e polimento de superfícies.

A verificação final faz-se com o rugosímetro (Ra, em micrómetros): um punção com má rugosidade desgasta-se mais depressa e produz rebarba na peça cortada.

9. Planear a estratégia de montagem

Planear é a segunda realização da UC, e acontece antes de qualquer aperto definitivo de parafuso:

1. Validar a lista de componentes contra o desenho de conjunto.
2. Definir a sequência de montagem: normalmente base primeiro, depois teto, depois acoplamento.
3. Identificar os pontos críticos de alinhamento a verificar em cada etapa (colunas, punção-matriz).
4. Reunir ferramentas, instrumentos e elementos de aperto necessários antes de começar.

Preparar os componentes

• Limpar cada componente, removendo óleo de proteção, limalha e sujidade.
• Inspecionar visualmente: riscos, mossas ou corrosão que impeçam um bom ajuste.
• Verificar acabamentos superficiais críticos, em particular arestas de corte e faces de deslizamento.
• Organizar os componentes pela ordem em que vão entrar na montagem.

Exemplo resolvido · sequenciar uma montagem

Recebida a caixa de componentes de um cortante simples (punção, matriz, teto, base, colunas, casquilhos, placa de pressão, réguas de guia), planeia-se a sequência:

Resolução comentada: 1) limpar e inspecionar todos os componentes; 2) montar a base (colunas, matriz, placa de guia, réguas de guia); 3) montar o teto (casquilhos, placa de pressão, porta-punção, punção); 4) acoplar teto e base pelas colunas; 5) verificar o alinhamento punção-matriz; 6) ajustar o que for necessário; 7) testar em bancada. Inverter a ordem entre 2 e 3, ou saltar a verificação do ponto 5, é a causa mais comum de retrabalho.

10. Montagem do conjunto superior (teto)

Sequência típica de montagem do teto:

1. Inserir os casquilhos no teto, com o ajuste de interferência previsto no desenho.
2. Fixar a placa de pressão na face inferior do teto.
3. Montar o porta-punção, alinhado com o furo previsto para o punção.
4. Inserir e fixar o punção no porta-punção, verificando o comprimento saliente.
5. Apertar os elementos de ligação em sequência cruzada (em estrela), nunca de um lado só.

Verificações durante a montagem do teto

• Comprimento saliente do punção: definido no desenho, controlado com paquímetro ou calibre.
• Perpendicularidade do punção face ao teto, verificada com esquadro ou relógio comparador.
• Aperto dos casquilhos: sem folga excessiva nem interferência que impeça o deslizamento nas colunas.
• Marcação de referência: confirmar que o teto só pode montar numa orientação, pelas cavilhas de posicionamento.

11. Montagem do conjunto inferior (base)

Sequência típica de montagem da base:

1. Fixar as colunas na base, verificando a perpendicularidade em relação à face de apoio.
2. Montar a matriz, alinhada com a posição do punção prevista no desenho de conjunto.
3. Fixar a placa de guia, que apoia e orienta a chapa sobre a matriz.
4. Montar as réguas de guia, ajustadas à largura exata da platine a processar.

A base é o referencial fixo de toda a ferramenta: o alinhamento de tudo o resto é medido a partir dela.

Alinhamento da matriz

• Usar calços e cavilhas para posicionar a matriz antes do aperto definitivo.
• Verificar com relógio comparador que a face superior está plana e nivelada.
• Ajustar as réguas de guia com folga mínima suficiente para a chapa deslizar sem prender nem "abanar".
• Confirmar que a matriz está centrada com a futura posição do punção, antes de fechar a base.

12. Acoplamento teto-base e alinhamento

Com os dois conjuntos montados em separado, junta-se a ferramenta:

1. Inserir as colunas da base nos casquilhos do teto, com movimento suave, sem forçar.
2. Descer o teto lentamente até ao fim de curso, verificando qualquer resistência anormal.
3. Confirmar que o teto desliza livremente ao longo de todo o curso, nas colunas.
4. Só depois disto se verifica o alinhamento entre punção e matriz, nunca antes.

Verificar o alinhamento entre punção e matriz

Com a ferramenta fechada, verifica-se a folga de corte, o parâmetro mais crítico de toda a montagem:

• Medir a folga com calibre de folgas (feeler gauge) ou por observação da luz entre as arestas.
• A folga típica ronda 5 a 10% da espessura da chapa, por cada lado.
• Verificar também o alinhamento entre as réguas de guia e os limitadores, que garantem que a chapa avança sempre na mesma posição.

Exemplo resolvido · diagnosticar uma folga irregular

Ao verificar a folga entre punção e matriz com o calibre de folgas, o técnico encontra 0,10 mm num lado e 0,25 mm no lado oposto.

Resolução comentada: a folga irregular indica que a matriz não está centrada com o punção. Corrige-se afrouxando ligeiramente os parafusos da matriz, reposicionando com calços finos do lado com mais folga, e medindo outra vez à volta de todo o perímetro antes de apertar em definitivo. Não se corrige limando o punção: o defeito está na posição da matriz, não na geometria do punção.

13. Ajustes e deslizamento da platine

Efetuar ajustes no acoplamento entre punção e matriz

Quando a folga ou o alinhamento não estão dentro do previsto, ajusta-se manualmente:

• Ferramentas manuais: limas finas e pedra de afiar, para pequenos desvios na aresta de corte.
• Ferramentas mecânicas: retificação pontual, quando o desvio excede o que se corrige à mão.
• Reposicionar a matriz com calços finos, quando o desalinhamento é de posição.
• Repetir a medição da folga à volta de todo o perímetro do punção depois de cada correção.

Verificar o deslizamento da platine

• Passar a chapa manualmente entre as réguas de guia, com a ferramenta aberta.
• Confirmar que desliza sem esforço e sem folga lateral percetível.
• Verificar o avanço até ao limitador, que define a posição exata de cada golpe de corte.
• Em ferramentas progressivas, confirmar o avanço em cada estação, não só na primeira.

Este é o último controlo antes de a ferramenta ir para os testes de funcionamento.

14. Sistemas pneumáticos, hidráulicos e estampagem

Componentes do circuito pneumático ou hidráulico

Algumas ferramentas usam sistemas auxiliares para funções como extração da peça ou reforço da pressão:

• Cilindro: converte pressão de ar ou óleo em força mecânica.
• Válvulas: controlam o sentido e o momento do movimento do cilindro.
• Mangueiras e racores: ligam os componentes, exigem aperto e vedação corretos.
• Extrator pneumático: empurra a peça cortada para fora da matriz, entre ciclos.

Tecnologia de estampagem

A estampagem é a família de operações que conforma a chapa por deformação, sem necessariamente a cortar:

Ferramentas de estampagem partilham a mesma lógica construtiva teto-base-colunas dos cunhos e cortantes de corte, e corte e estampagem combinam-se muitas vezes na mesma ferramenta progressiva.

15. Testes, validação e qualidade

Realizar testes de funcionamento e avaliar o desempenho

Com a ferramenta montada, ajustada e verificada, procede-se aos testes:

1. Teste em bancada: ciclo manual, sem prensa, para confirmar movimento livre e ausência de interferências.
2. Teste em prensa, a baixa cadência: correr alguns ciclos e recolher amostras de peças.
3. Avaliar o desempenho: medir as peças produzidas contra o desenho, verificar rebarba, planeza e cota.
4. Corrigir desvios na montagem detetados nas peças de teste, antes de libertar para produção.

Manutenção, resíduos, ambiente e qualidade

• Manutenção: limpeza, lubrificação e inspeção periódica das arestas de corte e das colunas de guia.
• Normas de gestão de resíduos: separação de aparas metálicas, óleos usados e panos contaminados.
• Normas de proteção ambiental: uso controlado de óleos de corte e produtos de limpeza.
• Normas da qualidade: registo de cada verificação e desvio, rastreabilidade da ferramenta montada.

Exemplo resolvido · interpretar o resultado de um teste

No teste em prensa, as primeiras 10 peças cortadas mostram rebarba visível num dos lados do contorno.

Resolução comentada: rebarba concentrada num só lado é sinal de folga de corte irregular, o mesmo defeito identificado no bloco 12, e não de um problema geral de material ou de prensa. Volta-se a medir a folga à volta de todo o perímetro com o calibre de folgas, corrige-se o lado com folga a menos, e repete-se o teste antes de libertar a ferramenta para produção.

Erros comuns

• Montar sem validar a lista de componentes, descobrindo peças em falta a meio da montagem.
• Inverter a sequência: montar o teto antes de a base estar alinhada, ou acoplar antes de verificar cada conjunto isoladamente.
• Apertar parafusos de um lado só em vez de em sequência cruzada, empenando a placa.
• Forçar o acoplamento com um martelo, riscando colunas e casquilhos de precisão.
• Eliminar toda a folga de corte "para ficar mais preciso", provocando desgaste prematuro e gripagem.
• Medir a folga só num ponto do perímetro, em vez de à volta de todo o punção.
• Saltar o teste manual em bancada e ir direto para a prensa, sem confirmar o deslizamento livre.
• Relaxar o EPI e a organização assim que a ferramenta "já está a funcionar".

Glossário

• Cunho e cortante · ferramenta montada em prensa para cortar, dobrar ou conformar chapa metálica.
• Punção · componente do conjunto superior que efetivamente corta ou conforma a chapa.
• Matriz · componente do conjunto inferior que recebe o punção e define o contorno de corte.
• Platine · a chapa metálica a processar pela ferramenta.
• Teto (conjunto superior) · parte móvel da ferramenta, fixa ao cursor da prensa.
• Base (conjunto inferior) · parte fixa da ferramenta, fixa à mesa da prensa.
• Folga de corte · espaço intencional entre punção e matriz, calculado a partir da espessura da chapa.
• Casquilho · peça que guia as colunas dentro do teto, com ajuste ajustado.
• BOM (Bill of Materials) · lista de materiais e quantidades de uma ferramenta.
• Ferramenta progressiva · ferramenta com várias estações que produz a peça acabada num único curso de prensa.
• Rugosímetro · instrumento que mede a rugosidade de uma superfície (Ra).
• 5S · método de organização do posto de trabalho, triar, arrumar, limpar, normalizar, manter.

Síntese

A montagem de um cunho e cortante segue sempre a mesma lógica: analisar o desenho e validar a lista de componentes, planear a sequência de montagem, executar a montagem por conjuntos, base primeiro e teto depois, acoplar e alinhar punção e matriz, ajustar os desvios encontrados, e avaliar o desempenho com testes de bancada e de prensa. Metrologia, materiais, tratamentos térmicos e tolerâncias sustentam cada decisão técnica ao longo do processo, e a segurança, o ambiente e a qualidade acompanham todo o trabalho, do primeiro ao último passo.

Exercícios resolvidos

1. Um cortante vai processar chapa de aço com 2 mm de espessura. Usando 7,5% de folga por lado, qual a folga de corte a aplicar?

Resolução: folga por lado = 2 × 0,075 = 0,15 mm. Se o punção tem Ø15,00 mm, a matriz deve ter Ø15,30 mm (0,15 mm de folga em cada lado).

2. Qual a diferença entre um ajuste com folga e um ajuste com interferência? Dá um exemplo de cada, num cunho e cortante.

Resolução: no ajuste com folga, o furo é sempre maior que o veio, exemplo: colunas nos casquilhos, que têm de deslizar. No ajuste com interferência, o veio é maior que o furo, exemplo: o casquilho prensado no seu alojamento no teto, que fica fixo por atrito.

3. Porque é que a base se monta antes do teto?

Resolução: a base é o referencial fixo de toda a ferramenta. Montar e alinhar a base primeiro dá um ponto de partida estável a partir do qual se verifica o alinhamento do teto e, depois, do punção com a matriz.

4. No teste em prensa, as peças saem com rebarba de um só lado. Qual é a causa mais provável e como se corrige?

Resolução: folga de corte irregular à volta do perímetro do punção. Corrige-se medindo a folga em todo o perímetro com o calibre de folgas e reposicionando a matriz com calços finos do lado com folga a menos, verificando outra vez antes de repetir o teste.

5. Porque é que um técnico deve remover as luvas antes de trabalhar num torno em rotação?

Resolução: porque a luva pode ser agarrada por um veio ou peça em rotação e arrastar a mão, um dos acidentes graves mais comuns em oficinas de maquinação. O EPI correto depende sempre da operação em curso.