A evolução da flexão de precisão

A evolução da flexão de precisão

Precisão com uma prensa mecânica

  Nas últimas três décadas, à medida que a tecnologia de freio de prensa evoluiu, a flexão de precisão evoluiu com ela. No início da década de 1970, a parte inferior com penetração com um freio de prensa mecânico era a única maneira de obter uma curvatura de ± 1 grau. Esses freios eram as máquinas mais simples e à prova de balas do mercado. É verdade que as prensas hidráulicas haviam surgido, mas seus machetes podiam se repetir a apenas ± 0,004 polegadas ou mais, muito imprecisas para a flexão de precisão.

  Pense no movimento do freio da prensa mecânica no que se refere ao braço de um boxeador atirando um soco. Se o braço se estender apenas parcialmente, dobrado no cotovelo, alguém pode movê-lo facilmente. Mas se o braço se estica até o fim, com o cotovelo travado, é incrivelmente difícil alguém empurrar o punho para trás e destravar o cotovelo - esse é o efeito de alavanca. Quando totalmente estendido, esse punho pode avançar com força tremenda.

  O mesmo vale para um freio mecânico. Considere um fundo de 90 toneladas com penetração. Produz 90 toneladas perto da parte inferior do traço e, à medida que se estende totalmente, o punção penetra no metal alguns milésimos de polegada, construindo a tonelagem e, com frequência, produzindo 50% mais energia; Assim, uma prensa de 90 toneladas é capaz de exercer 135 toneladas.

  Por essa razão, os projetistas construíram as estruturas e os rolamentos dessas máquinas para suportar essa tonelagem extra. A precisão veio com o ram totalmente estendido, produzindo uma "pilha rígida". de elementos, do virabrequim ao excêntrico, ao parafuso, ao carneiro, ao punção, ao material, ao dado - tão rígido quanto o braço de um pugilista estendido.

  Prensas mecânicas exigiam tremenda habilidade. Sem hidráulica ou CNC para auxiliar, o operador aprendeu a deslizar a embreagem da máquina com precisão. Foi quase uma arte. Se ele escorregasse a embreagem de forma inadequada, ele poderia abaixar o aríete muito rápido, o que criaria uma condição perigosa para ele, bem como uma parte ruim. Se ele permitisse que o carneiro desçasse muito, ele poderia causar grandes danos à máquina, arruinando os rolamentos e parafusos, e talvez até quebrando uma placa lateral. Ao mesmo tempo, esses freios tinham ferramentas planejadas, o que significava que a altura de ponta a ponta em uma extremidade da ferramenta pode ter sido alguns milésimos de polegada mais longa que a outra. Os operadores tinham que ajustar o nível do aríete para alcançar uma curva precisa e, muitas vezes, tinham que armar as seções do dado.

Hidráulica no centro do palco

As prensas hidromecânicas foram o próximo passo na precisão. Introduzidos durante o final dos anos 1970 e início dos anos 80, eles representavam os primeiros sistemas usando sistemas hidráulicos que podiam atingir repetibilidade de ± 0,001 pol. Um projeto introduzido na década de 1970 substituiu a embreagem e freio por cilindros hidráulicos. Este projeto eliminou a necessidade de ter um operador experiente, porque não havia necessidade de deslizar uma embreagem. Ele teve a excelente capacidade de cunhagem, com o efeito de alavancagem gerando até 50% mais tonelagem na parte inferior. Mas ainda não melhorou a repetibilidade das ram.

  Outro projeto usava um balancim, muito parecido com uma gangorra, com o cilindro hidráulico em uma extremidade e o braço na outra. Colocando o cilindro três vezes mais longe do ponto de articulação, como o carneiro produziu um efeito multiplicador. Para produzir 90 toneladas de força de flexão, o cilindro tinha que produzir apenas 30 toneladas de força. Mais importante, se o cilindro pudesse parar dentro de 0,003 pol., Então o aríete poderia parar dentro de 0,001 pol. Este projeto foi o primeiro avanço real no aumento da precisão de um freio de prensa hidráulica. Os motores hidráulicos deram maior controle sobre o aríete, enquanto as ligações mecânicas proporcionaram a precisão. Outros projetos hidromecânicos se seguiram, e o design ainda é muito popular hoje devido à sua simplicidade e preço.

  No início dos anos 80, um freio mecânico com penetração e curvatura de ar com uma máquina hidromecânica, enquanto produzia curvas precisas para o tempo, ainda poderia alcançar apenas 0,001 pol. repetibilidade de ram. As servoválvulas quebraram essa barreira de repetibilidade. Em uma máquina hidráulica, essas válvulas podem medir com precisão o fluxo do óleo para o cilindro hidráulico e se auto-ajustar. Era como se os fabricantes de máquinas dessem a essas válvulas hidráulicas um cérebro. No início, essas válvulas eram muito caras e sensíveis à sujeira e ao óleo. No entanto, finalmente, um sistema hidráulico - uma máquina mais controlável e mais segura - poderia executar o que é considerado hoje a flexão de ar de precisão, com ± 0,0004 pol. ou melhor repetibilidade de ram.

  O que veio a seguir - e o que, em última instância, empurrou a precisão para onde está hoje - é o controle numérico avançado do computador. Com melhores controles, os fabricantes transferiram o cérebro das válvulas do cilindro para o controle. Válvulas proporcionais substituíram as servo-válvulas. Com seu contínuo aumento de sofisticação e poder de processamento, os CNCs de ponta podem monitorar minúcias, medindo até microns.

  Os freios de precisão de hoje oferecem monitoramento inteligente para compensar as variações de mola, deflexão e material. Algumas técnicas se baseiam em bancos de dados de dobra que teoricamente predizem o que vai acontecer e ajustam antes que a dobra ocorra. A maioria oferece dispositivos que permitem aos fabricantes formar, medir e depois ajustar durante o processo de dobragem, interno ao freio da prensa (usando sensores de pressão) ou externo (com dispositivos de rastreamento a laser).

Sistemas servo ou eletro-hidráulicos e outros híbridos surgiram para um trabalho de precisão. Alguns fabricantes oferecem freios servo totalmente elétricos que eliminam a hidráulica complexa e dispendiosa e, ao mesmo tempo, mantêm seu controle e precisão.

A importância do ferramental

  Mas não importa quão precisa a máquina, não faria nada para melhorar a precisão sem ferramentas precisas. O ferramental de aterramento, com tolerâncias mantidas em ± 0,0008 pol, continua a ser um requisito para a dobra de ar de precisão em um prensa-estacas. O ferramental não apenas produz alta precisão, mas tecnologias como fixação hidráulica com botão de pressão facilitam a configuração, o que é particularmente valioso para uma mão de obra pouco qualificada.

Equilibrando Tecnologia e Habilidade

  Historicamente, a flexão de precisão exigiu três elementos principais: habilidade do operador, repetibilidade de ram e um controle que pode medir essa repetibilidade. Hoje, os dois últimos possibilitaram que um operador relativamente pouco qualificado acelerasse a precisão na flexão muito rapidamente.

  Mas, independentemente da tecnologia, os fabricantes de metal devem, como sempre, adequar a tecnologia às suas necessidades de negócios. Por exemplo, se uma loja coloca um dispositivo de medição de ângulo em uma prensa, pode melhorar a qualidade previsível, mas a que custo? Dependendo da tecnologia, esses dispositivos de medição podem aumentar os tempos de parada das barras; a operação demora mais e, portanto, custa mais.

  Considere uma aplicação de luminária usando um freio de prensa de alto desempenho com medição em tempo real e um freio inferior, ambos os quais podem produzir a dobra dentro das tolerâncias. Um teste pode revelar que uma peça pode ser produzida no freio inferior em 45 segundos. Por causa de seu aríete de habitação, o freio de ponta leva 60 segundos. Isso é significativamente mais lento. É verdade que o freio inferior pode exigir mais habilidade para configuração e operação - o que pode ser um verdadeiro obstáculo, especialmente se uma loja tiver dificuldade em encontrar pessoas qualificadas - mas se os funcionários do chão de fábrica tiverem habilidades básicas, o mais barato a tecnologia pode ser um bom ajuste.

  Em última análise, trata-se de obter uma qualidade previsível a um custo previsível que atenda às necessidades dos mercados atendidos por uma loja. Ao longo das décadas, esse fato nunca mudou.

Variáveis ​​que afetam a dobra de ar de precisão

A precisão da curva de ar de precisão final em um prensa hidráulico é uma função das seguintes variáveis:

Variáveis ​​da Máquina:

●Repetibilidade da RAM do freio de imprensa

● deflexão da cama e ram

● Deflexão das caixas laterais

● O tempo de resposta do sistema de enchimento e válvulas

● temperatura do ambiente e do óleo

● Tempo que o material é mantido sob carga

Variáveis ​​de ferramentas:

●Tolerância dimensional do punção, matriz e suporte da matriz

● Assento adequado e alinhamento do ferramental

● O desgaste do soco e morre

Variáveis ​​Material:

●Homogeneidade do material, particularmente a força de rendimento

● Espessura do material

● Direção de grãos do material durante a formação

● Revestimentos de proteção de material

● dureza da superfície

● Springback