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Cálculo dos parafusos usados nas ferramentas de estampagem
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Cálculo dos parafusos de um estampo de corte

Postado em: 24/01/2014 Nenhum comentário

Neste artigo vamos estudar o comportamento teórico dos parafusos em um estampo de corte, que são os elementos fundamentais para todo o sistema de fixação da ferramenta. São os parafusos os responsáveis por fazer com que os estampos sejam fixados de acordo com uma montagem. A escolha errada desses elementos pode acarretar graves problemas no momento em que as ferramentas estiverem trabalhando, afinal, uma escolha errada dos parafusos de fixação pode fazer com que os outros elementos do estampo de corte se desprendam das suas respectivas posições de montagem. Além de quebrarem, esses elementos podem machucar o operador que estiver trabalhando.

parafusos

Nos estampos de corte, podemos definir que a solicitação mecânica sobre o parafuso é de tração e para o cálculo do diâmetro da rosca dos parafusos usaremos a seguinte definição:

formula do esforço de corte

Para o cálculo de resistência dos materiais usaremos um fator de segurança (coeficiente de segurança), que para este tipo de cálculo oscila entre 2.5 e 6 mm, portanto, aplicando-se a definição inicial, temos:

 fórmula do esforço de corte com o coeficiente de segurança

Onde:

  • coeficiente de tração = coeficiente de resistência a tração.
  • CS = coeficiente de segurança (geralmente adotado o valor 4 mm).
  • F = carga aplicada no parafuso.
  • A = área do núcleo (diâmetro interno da rosca).

Existe uma tabela pré-definida de coeficientes de resistência a tração:

Propriedades dos materiais

Temos a seguir um exemplo de cálculo do parafuso do seu estampo: sabendo que o coeficiente de resistência a tração do material de um parafuso é 20kgf/mm2 e recebe 1570kgf de carga, vamos calcular o diâmetro da sua rosca: Dados do exemplo:

Resistência a tração do material de um parafuso = 20kgf/mm2

Carga que o parafuso recebe = 1570kgf 

  • Com esses dados em mãos devemos primeiramente calcular a área interna do diâmetro do parafuso, baseando-se na definição escrita acima.
  • Em seguida, com o valor da área definida, aplicaremos uma nova fórmula:

formula da área do parafuso

Onde:

  • A = área do núcleo (diâmetro interno da rosca)
  • pi= 3.1415
  • d = diâmetro interno da rosca
  • 4= constante da fórmula

Com esta fórmula, vamos encontrar o valor da variável “d” e assim procurar na tabela abaixo o valor correspondente ao diâmetro interno da  rosca necessária. Esse valor encontrado na fórmula deve ser menor ou igual ao valor de referência da tabela.

Tabela para definição de parafusos allen

Considerações importantes sobre o cálculo dos parafusos

Depois de concluir os cálculos, o valor encontrado na definição se refere ao diâmetro interno da rosca (valor da variável “d” ). E com o auxílio da mesma tabela acima, vamos encontrar o valor real do diâmetro da rosca que será usado na sua ferramenta, representado pela variável “D” (na tabela).

Apesar de ser um pouco trabalhoso, devemos seguir ao pé da letra todos os passos necessários para escolher os parafusos do nosso estampo de corte, pois eles serão responsáveis por toda a fixação e a segurança da nossa ferramenta.

Caso você também queira saber mais sobre o Cálculo da força de corte de uma ferramenta de estampagem, pode acessar esse artigo o obter mais informações.

Sobre o autor:

Rafael Mascarenhas Projetista de ferramentas e Programador de máquinas CNC há mais de cinco anos. Ambas as funções realizadas com auxílio de softwares de CAD e CAM, tais como SolidWorks, NX, AutoCAD, SolidCAM, EdgeCAM, entre outros. Cursando ensino superior em Engenharia Mecânica.
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