1. Classificação básica do processo
De acordo com suas propriedades de deformação, o processo de estampagem pode ser dividido em duas categorias: separação de material e conformação.
O processo de separação refere-se ao processo de estampagem no qual o blank é quebrado e separado após a tensão da peça deformada atingir a resistência à tração sob a ação da força de estampagem, de forma a obter uma peça com a forma e tamanho desejados.
O processo de conformação refere-se ao processo de estampagem no qual a tensão da parte deformada do blank atinge o ponto de escoamento sob a ação da força de puncionamento, mas não atinge a resistência à tração, de forma que o blank é deformado plasticamente sem fratura e separação , obtendo assim uma peça de trabalho com a forma e tamanho necessários. .
2. Tipos de processo de separação
De acordo com seus diferentes mecanismos de deformação, o processo de separação é dividido em duas categorias: puncionamento e reparo.
Perfuração: Refere-se à perfuração de uma folha com uma matriz ao longo de uma determinada curva ou linha reta (incluindo as seguintes categorias)
Recondicionamento é um método de processamento separado para reprocessar a seção da peça cega. A deformação de reforma é um mecanismo de corte, e a precisão dimensional e a qualidade da seção transversal da peça de trabalho são melhores do que as da peça cega.
3. Tipos de processo de moldagem
Existem muitos processos de conformação, incluindo: processos de dobra, estampagem profunda, flangeamento, abaulamento e extrusão. (detalhes como segue:)
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Perfuração
1. Introdução ao processo de forma e conformação de produtos de estampagem
A forma do produto em branco. A seção do produto de blanking é dividida em: ângulo de colapso, zona brilhante, zona de fratura e rebarba. Essas quatro formas são produzidas em diferentes estágios, diferentes partes e sob diferentes tensões durante o processo de estampagem do produto.
Conforme mostrado na figura acima, 1. Ângulo de queda: a altura é aproximadamente igual a 8 por cento T a 15 por cento T; 2. Faixa brilhante: a altura é aproximadamente igual a 15 por cento T a 55 por cento T; 3. Zona de falha: a altura é aproximadamente igual a 35 por cento T a 75 por cento T; 4. Falha: a altura é aproximadamente igual a 5 por cento T a 10 por cento T
1) Estágio de deformação elástica
Análise de tensão: O material na aresta de corte está sujeito à força de cisalhamento e a magnitude da força é menor que o limite elástico. Se a força desaparece, o material retorna ao seu estado original.
Descrição do estado: O punção exerce pressão sobre o material e o material se espreme levemente na aresta de corte da matriz.
2) Estágio de deformação plástica
Análise de tensão: o material é tensionado de lado para o centro e gradualmente excede o limite elástico
Descrição do estado: O punção penetra mais fundo no material e, nesse estágio, a peça cega produz um ângulo recolhido e uma faixa brilhante
3) Estágio de cisalhamento
Análise de tensão: A tensão parcial do material próximo à aresta de corte da matriz atinge primeiro a resistência ao cisalhamento do material, o que aumenta as trincas geradas pelo material próximo à aresta de corte da matriz. Neste momento, o material na aresta de corte do punção ainda está no estágio de deformação plástica. À medida que o punção penetra mais no material, o material próximo ao punção também atinge a resistência ao cisalhamento e também são geradas trincas. Depois, as duas fissuras se sobrepõem e o material se separa.
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Descrição do estado: O material é separado e, quando as rachaduras superiores e inferiores se sobrepõem, elas se rasgam e produzem rebarbas
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03
Pontos-chave e exemplos de design da tecnologia de puncionamento relacionados ao design do produto
1. Classificação, função e estrutura dos produtos de vedação
piercing
Função 1. Usado como um furo de via geral (requisitos mais baixos); 2. Usado como um orifício inferior auto-roscante (o design do produto requer uma proporção maior de faixas brilhantes); 3. Usado como um furo de eixo de alta precisão (não requer rebarbas, menos cintas fraturadas) (por rebarbação mecânica ou inversão de molde)
Nota: Ao projetar o furo de punção, devido à limitação da força do punção, o tamanho do furo não deve ser muito pequeno (geralmente maior que 0.5T)
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Estampagem em branco
Função 1. Usado como uma forma geral (requisitos mais baixos); 2. Usado como um conjunto de soldagem a laser de junta de topo (sem rebarbas, grandes faixas brilhantes, pequenas lacunas na zona de fratura); 3. Usado como um suporte de decoração suave (requer ondulação ou rebarbação)
Nota: 1. Ao projetar o produto, as juntas das linhas retas ou curvas das partes cegas devem ter cantos arredondados apropriados. (Caso contrário, a tensão da matriz será concentrada e facilmente danificada); 2. Considerando a tecnologia de processamento do corte com fieira, as peças cegas ou o ângulo R mínimo das peças cegas não deve ser inferior a R0.2.
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Cortando a língua, cortando a música lançando
Função 1. Usado como fivela; 2. Usado como limite; 3. Economiza o processo, melhora a taxa de utilização de materiais e combina os dois processos de corte e dobra em um. (Desvantagem: A direção da rebarba não pode ser alterada, deve ser oposta à direção do punção)
Observação: é necessário que a distância entre a parte cortada e a parte dobrada seja grande o suficiente para atender à resistência do punção.
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Pontos de atenção no projeto estrutural de corte e dobra de lingueta:
1) A largura do punção deve ser grande o suficiente ao cortar, e a distância entre a peça de corte e a peça de dobra deve ser superior a 5 mm ao projetar a peça, caso contrário, a força do punção será baixa, o que afetará a vida útil do molde.
2) Ao projetar o molde, a parte cortante do fio da faca deve garantir uma borda reta de cerca de 3 mm para evitar que a faca desmorone. Deve haver uma quebra em ambos os lados do punção, para garantir que ele seja cortado primeiro e depois dobrado.
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Resumo dos pontos de design do produto relacionados ao blanking
1) Ao projetar o produto, as juntas das linhas retas ou curvas das partes cegas devem ter cantos arredondados apropriados. (Razão: 1. O ângulo R mínimo do corte de fio comum é 0.2, e os cantos vivos não são fáceis de garantir. 2. A matriz nos cantos vivos Concentração de tensão, o molde é facilmente danificado após ser estressado.)
2) A direção da rebarba deve ser marcada ao projetar o produto. A rebarba é muito importante para a segurança da equipe de montagem e operação do produto. (Nota: a direção da rebarba é marcada, não a direção da punção)
3) Ao projetar o furo de punção, devido à limitação da força do punção, o tamanho do furo não deve ser muito pequeno (geralmente maior que 0.5T, tente não fazer o diâmetro do furo menor que 0.8T)
4) Ao projetar o produto, a resistência à tração do material deve ser inferior a 630MPa, tanto quanto possível, caso contrário, o molde será difícil de fabricar. (Quando a resistência à tração do produto é inferior a 630MPa, o material do molde pode ser selecionado a partir de aço de molde comum relativamente barato, como: Cr12, Cr12MoV, SKD11, D2, etc. Quando a resistência à tração do produto é superior a 630MPa , o material do molde deve ser selecionado a partir de aço de molde especial mais caro, como SKH-9)
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5) Quando o projeto do produto possuir requisitos especiais para a seção de puncionamento, deve ser marcado o valor mínimo aceitável de cada seção.
6) Ao cortar, preste atenção em projetar o ângulo de corte no produto para facilitar a desmoldagem, reduzindo assim o desgaste do punção.
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2. Breve introdução da matriz de perfuração
1) puncionamento, matriz de corte
2) Molde de rebarbação
3) Matriz de perfuração lateral
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Forma do produto de dobra e introdução do processo de conformação
1. Forma de produtos curvos
Mecanismo de formação de dobra: A tensão no material metálico é maior que o limite elástico (resistência ao escoamento), mas menor que o limite de fratura (resistência à tração), fazendo com que a curvatura da chapa mude na zona de deformação da dobra, formando uma dobra.
Análise de tensão de flexão: ao dobrar, o lado interno do material é submetido a tensão de compressão e o lado externo é submetido a tensão de tração, e a tensão de tração desempenha um papel dominante, de modo que a camada neutra do material é o centro do material que é inclinado para o lado interno da dobra.
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Camada neutra: cerca de 0.255T do lado interno do material
A fibra externa do material se move em relação ao material devido à tensão de tração, e a insuficiência do material é complementada pela direção da largura
2. Processo de dobra (pegue a curva V como exemplo):
1) O movimento do punção e da folha de contato (branco) produz um momento fletor devido às diferentes forças de ponto de contato dos moldes convexo e côncavo, e ocorre deformação elástica sob a ação do momento fletor, resultando em flexão.
2) À medida que o punção continua a se mover para baixo, a peça bruta e a superfície da matriz gradualmente entram em contato, de modo que o raio de curvatura e o braço de dobra são reduzidos de acordo, e o ponto de contato entre a peça bruta e a matriz se move dos dois ombros da matriz para as duas inclinações da matriz.
3) À medida que o punção continua a descer, ambas as extremidades da peça bruta entram em contato com a inclinação do punção e começam a dobrar.
4) No estágio de achatamento, conforme a folga entre o punção e a matriz continua a diminuir, a chapa é achatada entre o punção e a matriz.
5) Na etapa de correção, quando o golpe termina, a chapa é corrigida para que os cantos arredondados e as bordas retas se encaixem no punção para formar a forma desejada.
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3. Dois tipos de problemas que podem ocorrer em produtos dobrados (rebote, rachaduras)
1) Rebote:
O motivo do retorno elástico: o material é composto de muitas camadas de fibras, e o estresse de cada camada de fibras é diferente (a camada mais externa tem o maior estresse de tração, a camada mais interna tem o maior estresse de compressão, a magnitude dos dois as forças diminuem em direção à camada neutra), portanto, após a dobra, nem todas as camadas de fibra são tensionadas acima do limite elástico do material; portanto, o material no estágio de deformação elástica apresenta um fenômeno de recuperação
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1) A tensão e a deformação da camada neutra são zero
2) A tensão de compressão da camada neutra aumenta gradualmente para o interior
3) A tensão de tração da camada neutra aumenta gradualmente para fora
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1) Quando a peça estampada é dobrada, a tensão da maioria das camadas de material entra na área de deformação plástica e essas camadas de material não voltam.
2) A tensão da camada de material mais próxima da camada neutra ainda está na região de deformação elástica, e essas camadas de material voltarão depois que a força externa desaparecer (o punção de dobra deixa a peça de trabalho)
Fatores que afetam o rebote:
(1) Quanto maior o limite elástico do material, maior a tensão de deformação necessária e maior o rebote
(2) Quanto menor o raio de curvatura relativo R/T do material, mais concentrada a tensão, menor a proporção de deformação elástica e menor o rebote
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2) rachaduras
Quando a tensão em parte da camada de material da peça de trabalho for maior que o limite de tração durante a dobra, a peça de trabalho irá rachar. (Quanto mais distante a camada de material estiver da camada neutra, maior será a tensão e a deformação)
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Maneiras de evitar rachaduras: Ao dobrar, o ângulo R dentro do canto é muito pequeno. (geralmente o valor R não é menor que 0.5T)
4. Características de deformação dos produtos dobrados
(1) Devido à tensão de tração da fibra externa do material, o material se move relativamente e a deficiência do material é complementada pelas direções de largura e espessura, de modo que a largura do material é reduzida.
(2) Devido à tensão de compressão das fibras da camada interna do material, o material da camada interna se move na direção da largura, resultando em um aumento na largura da camada interna do material.
(3) Quando a largura é inferior a 3 vezes a espessura do material, o fenômeno acima é óbvio e o design do produto deve evitar a situação em que a largura é inferior a 3 vezes a espessura do material.
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5. Pontos-chave e exemplos de design do processo de dobra relacionados ao design do produto
(1) The fillet radius of the bent part should not be smaller than the minimum bending radius to avoid cracks; but it should not be too large, otherwise the rebound will be large due to incomplete deformation. (Generally, the minimum bending radius R>=0.5T)
Perceber:
1) Ao projetar o produto, deve-se evitar que o ângulo R de dobra seja muito pequeno, caso contrário, causará facilmente concentração de tensão.
2) A dimensão do ângulo R deve ser marcada no interior. (Razão específica: a peça de trabalho está próxima da punção ao dobrar, e o ângulo R da punção determina o ângulo R da peça de trabalho e é fácil de controlar e ajustar.)
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(2) The length of the bending edge of the bending part should not be too small, otherwise the length of the support of the mold to the material is too small during the bending, it is not easy to obtain parts with accurate shape, and the bending part is often easy to fall out. H>R mais 2T.
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Nota: Ao projetar o produto, evite dobrar a borda reta muito pequena, caso contrário, causará facilmente queda para fora e será difícil controlar a verticalidade.
(3) A parte dobrada não deve ser dobrada na mudança repentina na largura da peça para evitar rasgos. Se precisar ser dobrado na mudança repentina de largura, a ranhura do processo deve ser projetada com antecedência.
(4) Uma vez que o espaço em branco irá deslizar mais ou menos durante a dobra, o furo do processo deve ser projetado tanto quanto possível durante o projeto do produto.
6. Breve introdução da matriz de dobra
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Forma do processo de moldagem e introdução do processo
1. Classificação e introdução do processo de moldagem
Mecanismo de conformação: A tensão no material metálico é maior que o limite elástico (resistência ao escoamento), mas menor que o limite de fratura (resistência à tração), e o modo de deformação desejado pelo projetista é produzido dentro da faixa de deformação plástica.
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Classificação do processo de conformação: 1. Estampagem profunda 2. Extrusão 3. Flange 4. Inversão (bombeamento) 5. Encolhimento e alargamento
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2. Pontos-chave do processo de moldagem relacionados ao design do produto e exemplos de design
1) Apertar
Existem três funções de casco convexo de extrusão:
(1) Usado como um pino de localização automática entre duas partes
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Perceber:
a. Quando a saliência é usada como pino de posicionamento, o diâmetro da saliência precisa ser rigorosamente controlado. Geralmente, a tolerância do diâmetro da saliência pode ser controlada em cerca de mais /- 0.04mm
b. Como o casco convexo é extrudado, os lados do casco convexo são todos bandas brilhantes;
(2) Usado como limite do mecanismo de movimento
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(3) Usado como ressalto para soldagem por projeção
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Pontos de atenção e tamanho do punção do design do casco convexo:
Principles: 1) It is necessary to ensure that there is sufficient material connection between the convex hull and the matrix, otherwise the convex hull is easy to fall off. 2) When used as projection welding, the bump diameter D>{{0}}t mais 0,7 e maior que 1,8 mm.
Bump height H>{{0}}(0.4t mais 0.25) e maior que 0,5 mm
As dimensões de projeto da altura limite do casco convexo são mostradas na figura abaixo
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Nota: Ao marcar o tamanho do casco convexo, apenas o tamanho da parte convexa pode ser controlado e o tamanho da parte côncava não pode ser controlado.
Estrutura da matriz convexa de extrusão: O tamanho da matriz determina o diâmetro do casco convexo. O dedal e o punção de extrusão juntos determinam a altura do casco convexo. Nota: Ao marcar o tamanho do casco convexo, apenas o tamanho da parte convexa pode ser controlado e o tamanho da parte côncava não pode ser controlado.
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2) orifício de bombeamento
O orifício de bombeamento tem duas funções:
a) Usado como peças de conexão de rebites (incluindo rebites de perfuração e rebites giratórios);
Vantagens: os rebites podem ser omitidos, economizando custos.
Desvantagens: Não pode suportar grande força de tração ou força de cisalhamento.
Furação e rebitagem: atua como uma conexão fixa.
Furo puxador girando rebitagem: atua como um eixo giratório.
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b) Usado como uma porca de conexão
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Pontos de atenção no desenho do furo e no tamanho do punção:
Princípios: a) Fluxo de material suficiente deve ser assegurado (ou seja, a viabilidade do bombeamento deve ser calculada).
b) Quando utilizado como rebite giratório, o diâmetro externo do furo de extração (dimensão diâmetro externo padrão) deve ser controlado.
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Nota: O molde pode controlar os diâmetros interno e externo do furo de bombeamento, o punção controla o diâmetro interno; a matriz controla o diâmetro externo, mas não ao mesmo tempo. Ou seja, cada parte pode controlar apenas um valor.
c) Quando usado como porca, o diâmetro interno do furo de bombeamento (dimensão diâmetro interno padrão) deve ser controlado.
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d) Quando usado como porca, deve-se garantir que a espessura da aresta desbastada seja maior que 1,3 vezes o passo da rosca.
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e) Quando for utilizada como porca e possuir requisitos de resistência, deve-se assegurar que a altura mínima da aresta após a furação seja superior a 3 vezes o passo da rosca.
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Cálculo de viabilidade do furo de bombeamento:
Hole Hole: Um processo de estampagem no qual o material é transformado em um flange lateral ao longo da circunferência do furo interno.
Coeficiente de torneamento do furo: a relação entre o diâmetro do furo pré-perfurado e o diâmetro da borda reta após o torneamento do furo (quanto maior o coeficiente de torneamento do furo, menor o grau de deformação)
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Fatores que afetam o coeficiente do furo de torneamento:
a) A plasticidade do material, quanto melhor a plasticidade, menor o coeficiente de giro do furo.
b) O diâmetro relativo D/t do furo pré-perfurado, quanto menor o D/t, menor o coeficiente de giro do furo.
c) Método de processamento do furo. (Se o furo torneado for mais alto, não é fácil rachar quando a rebarba está localizada na parte interna; quando está localizada na parte externa, é necessário aumentar o processo de superfície da guia e depois fazer o furo.)
d) A forma do furador. (O punção esférico pode reduzir o coeficiente de giro e aumentar o grau de deformação.)
Em teoria, é necessário julgar se o processo de bombeamento é viável de acordo com o coeficiente de bombeamento (este método precisa determinar muitos fatores, o que é demorado e trabalhoso). Em geral, pode ser julgado de acordo com a relação proporcional entre a pré-perfuração e a espessura do material. Quando o diâmetro relativo D/t do furo pré-perfurado é maior que 1, geralmente é considerado viável.
Cálculo do tamanho do furo pré-perfurado:
Princípio: O princípio do volume constante antes e depois de virar o furo.
AB={H*EF-(π/4-1)*EF*EF}/T
Diâmetro do furo pré-perfurado d=D-2*AB
Geralmente, a espessura do material torna-se mais fina depois de girar o furo, e o coeficiente de desbaste fica entre {{0}},45 e 0,9.
O fator de desbaste refere-se à relação entre EF e a espessura T da matéria-prima
It is generally believed that when d>=T, a perfuração é viável (valor empírico, julgamento detalhado pode se referir ao coeficiente de perfuração)
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Estrutura do molde de desenho de furo
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Estrutura do punção de furação: a) Quando é usado um punção parabólico, a qualidade do torneamento é maior devido ao arco excessivo. (A estrutura é a seguinte)
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Nota: Quando o raio do arco é diferente, o efeito de extrusão do punção no material é diferente. Como o punção de arco pequeno é muito pequeno, a força de extrusão instantânea no material é grande, então a deformação do material também é grande. Portanto, nas mesmas condições, o pequeno punção de arco é usado para girar o furo. Mais alto.
b) Punção de conformação única sem pré-puncionamento.
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Observação: o tamanho do furo perfurado é consistente com o tamanho do furo pré-perfurado nas duas formas (A=a, B=b). A estrutura de puncionamento e torneamento único é adequada apenas para o caso em que as limas de torneamento estão do lado de fora.
3) Flangeamento côncavo
Flangear é o processo de transformar o material em um lado lateralmente curto ao longo da curva de contorno.
a) Flangeamento côncavo (flange alongado): a deformação é semelhante à de um furo.
b) A taxa de desbaste varia entre 0,9 e 1 (a área mais severamente deformada está na face final mais alta)
Julgamento de viabilidade do flangeamento côncavo:
a) Tamanho expandido
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b) Julgamento
Comprimento final do arco L1 antes do flangeamento
Comprimento final do arco L2 após o flangeamento
Quando a taxa de deformação K da superfície final for maior que a taxa de alongamento da matéria-prima, ocorrerá trinca.
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Durante o projeto do produto, os valores de R, r e h podem ser ajustados para que a taxa de deformação da face final atenda aos requisitos do projeto sem rachaduras.
4) Flangeamento convexo
a) Flange convexo (flange de compressão): A propriedade de deformação pertence à moldagem por compressão.
b) Dimensões expandidas do flange convexo
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Introdução a outras estruturas de matrizes de estampagem
1. Estrutura do molde rolante (método 1)
Etapas: 1. Role um oitavo de um círculo, 2. Curve para cima obliquamente a 80 graus, 3. Empurre para baixo para formar um círculo.
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2. Estrutura do molde rolante (método 2)
Etapas: 1. Role um quarto de círculo, 2. Use o controle deslizante para empurrar para os lados.
3. Achate a estrutura do molde (achate a borda externa)
Etapas: 1. Obturação; 2. Flexão para cima 90 graus; 3. Pressionando 70 graus (o tamanho do punção R é o dobro da espessura do material menos 0,3) 4. Achatamento
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4. Achatamento da estrutura do molde (achatamento do furo interno)
Etapas: 1. Obturação; 2. Flexão para cima 90 graus; 3. Pressionando 70 graus (o tamanho do punção R é o dobro da espessura do material menos 0,3) 4. Achatamento
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5. Estrutura de estampagem profunda
