1. Morrer por socar
Conforme mostrado na Figura 1, a matriz utilizada no experimento de puncionamento possui um curso superior do molde de 45 mm.
Quando o processo de puncionamento estiver concluído, a distância entre o fundo do molde superior e a superfície superior do molde inferior é de 0,3 mm, conforme ilustrado na Figura 2.
Esta disposição é feita para evitar que a lâmina penetre muito profundamente no molde inferior, evitando assim o desgaste excessivo do molde superior.
O material utilizado neste experimento é uma liga de cobre (ver Figura 3), com espessura de 0,23mm.
2. Condições Experimentais
Este experimento utilizou quatro folgas de punção diferentes de 0 mm, 0,01 mm, 0,02 mm e 0,03 mm, em duas velocidades de punção de 30 mm/s e 80 mm/s, perfazendo um total de oito parâmetros experimentais.
O experimento foi conduzido em uma prensa projetada especificamente para puncionamento e utilizou um microscópio digital Keyence para observar o formato da peça após o puncionamento.
3. Resultados Experimentais e Discussão
A Figura 4 compara as rebarbas nas peças puncionadas quando a velocidade de puncionamento é de 30 mm/s e as folgas de puncionamento são de 0 mm e 0,03 mm.
a-0 mm, 30 mm/m, b-0,03 mm, 30 mm/s
Fica claro na Figura 4 que para uma folga de 0mm, a superfície da peça puncionada é muito lisa e sem rebarbas, enquanto que com uma folga de 0,03mm, as rebarbas permanecem na ruptura, medindo aproximadamente 75μm de largura.
Isso pode ser devido ao arredondamento da borda da lâmina devido ao desgaste quando a folga é muito grande, reduzindo assim a concentração de tensão na borda da lâmina e fazendo com que a rachadura apareça mais longe da borda da lâmina.
À medida que a velocidade de puncionamento aumenta para 80 mm/s, os efeitos das diferentes folgas de puncionamento nas peças puncionadas são visivelmente diferentes.
Para uma folga de 0 mm, a seção transversal da peça perfurada permanece livre de rebarbas, mas a borda da peça é muito mais completa do que quando a velocidade é de 30 mm/s (ver Figura 5a), quase desprovida de perda de material devido a corte. Portanto, a qualidade da superfície é melhor do que quando a velocidade é de 30 mm/s.
Em contraste, com uma folga de 0,03 mm, as rebarbas na peça perfurada são visivelmente maiores e mais largas do que quando a velocidade é de 30 mm/s, como mostrado na Figura 5b. Semelhante ao caso da folga de 0 mm, a borda da peça produzida com uma folga de 0,03 mm também é bastante completa.
As Figuras 6 e 7 apresentam imagens de cortes transversais de peças puncionadas formadas sob duas diferentes velocidades de punção e diversas folgas de punção, ampliadas 500 vezes.
a-0 mm, 30 mm/m, b-0,03 mm, 30 mm/s
A Figura 6 ilustra que quando a folga de punção é de 0 mm, as zonas brilhantes e fraturadas da peça puncionada são muito perceptíveis.
Além disso, a zona brilhante é mais larga, enquanto a zona fraturada é mais plana. Isto sugere que quando a velocidade de puncionamento é de 30 mm/s e a folga de puncionamento é de 0 mm, o material puncionado sofre um processo completo de deformação por cisalhamento plástico e fratura.
No caso de uma folga de 0,03 mm, não aparecem zonas brilhantes e fraturadas distintas, mas são observados cantos colapsados bastante perceptíveis e um processo gradual de fluxo plástico.
Isto revela que um aumento na folga é desfavorável para a rápida fratura do material. Uma folga de punção muito grande enfraquece a deformação por cisalhamento do material e aumenta o fluxo plástico, impactando significativamente a precisão da seção transversal da peça puncionada.
Por outro lado, quando a velocidade de puncionamento aumenta, como pode ser visto na Figura 7a, a zona brilhante diminui e a zona fraturada aumenta com uma folga de 0 mm. Isto indica que um aumento na velocidade de puncionamento acelera a deformação por cisalhamento e o processo de fratura do material puncionado.
A Figura 7b também demonstra que mesmo com um aumento na folga sob condições de puncionamento de alta velocidade, a deformação por cisalhamento e o processo de fratura da peça puncionada permanecem claros e completos. Isto mostra que um aumento na velocidade de puncionamento é benéfico para garantir a qualidade e a precisão da seção transversal da peça puncionada.
4. Conclusão
O impacto da folga e da velocidade de puncionamento na qualidade da seção transversal da peça puncionada é evidente.
Para peças puncionadas de liga de cobre mais finas, a escolha de uma folga menor tem um impacto direto na supressão da formação de rebarbas: folgas menores levam a processos rápidos de deformação por cisalhamento e fratura, resultando em superfícies lisas e um resultado livre de rebarbas.
Além disso, um aumento na velocidade de puncionamento pode acelerar a deformação elástica e plástica do material, controlando o fluxo plástico e melhorando a qualidade da superfície.
