Dobra de chapa de precisão, batida por batida

As ferramentas e a configuração corretas tornam o trabalho de dobrar solavancos mais eficiente

figura 1

O comprimento do arco é a superfície interna medida do raio colidido.

Um raio amplo e suave em uma placa grossa e de alta resistência parece bastante simples, mas, na verdade, formar nada mais é do que isso. Uma curva de colisão é realmente dezenas de curvas, batidas pelo soco do freio alguns graus de cada vez. Cada linha de dobra tem todas as variáveis ​​que entram em uma dobra convencional. Se ocorrer um erro, ele se acumula no raio de impacto, fornecendo uma peça defeituosa que precisa ser retrabalhada ou descartada.

A criação de ferramentas grandes o suficiente para lidar com essas dobras maciças em um ou apenas alguns hits geralmente não é rentável e, às vezes, não é prática; a tonelagem necessária e a variação de retorno de lote para lote são muito grandes. Dependendo das características da dobra, você pode fazer a forma em um rolo de chapa. Mas, muitas vezes, pisar no freio da prensa de alta tonelagem continua sendo a opção mais prática e flexível.

Muitos operadores usam modelos para garantir que estão colidindo com uma peça no raio e ângulo corretos. É um trabalho tedioso, mas se os técnicos se prepararem adequadamente e tiverem as ferramentas certas, a flexão de inclinação pode se tornar muito mais previsível e eficiente.

Comprimento do arco, inclinação do raio e largura da matriz

Você começa determinando o comprimento do arco, conforme medido na superfície interna do raio (veja a Figura 1). \"Há muitas maneiras diferentes de calcular esse comprimento\", escreve Benson,\"e uma das mais fáceis é: Comprimento do arco = 6,28 × Raio interno × (ângulo de curvatura complementar / 360).\"

O passo do raio é a distância entre os ressaltos (etapas) usada para dobrar o ângulo (ver Figura 2). Quanto maior o número de etapas, mais suave será o raio externo. Para um raio externo suave em uma curva de 90 graus, você pode optar por bater o metal apenas 2 graus a cada golpe. Isso significa que, após 45 etapas, você terá criado uma curva de inclinação de 90 graus (45 etapas × 2 graus cada etapa = 90 graus). Para obter a afinação do raio, divida o número de etapas pelo comprimento do arco. Determinar a afinação do raio é crítico. Embora um passo estreito possa criar um raio de curvatura externo extremamente suave, também torna a operação mais demorada e cara.

[Um passo estreito] multiplica qualquer pequeno erro que possa ocorrer na máquina, no material ou nas ferramentas. Se uma face já dobrada repousa dentro da matriz, agrava um cálculo fácil de dobra. Essa condição também desenvolve forças de deslocamento nas ferramentas que a máquina deve gerenciar.\"

Em seguida, vem a largura da matriz. durante a flexão da colisão, o soco desce no molde apenas alguns graus para cada colisão. Uma abertura ideal da matriz é o dobro do passo do raio. Essa estreita abertura em V permite que a peça fique plana nos dois ombros da matriz. Idealmente, se as ferramentas certas estiverem disponíveis, a largura da matriz governará o passo do raio. Quanto maior o dado, maior o tom do raio e mais \"irregular \" a curvatura se torna.

Se a largura da matriz fosse maior que o dobro do passo do raio, as seções formadas anteriormente afundariam um pouco dentro da abertura da matriz. Isso altera as características da dobra e pode deslocar a borda da placa contra a contra-ré para cima, o que pode alterar o ângulo de dobra resultante.

Além disso, é uma prática recomendada usar um raio de ponta de punção grande o suficiente para não deixar uma linha de dobra profunda a cada solavanco, o que, por sua vez, criará uma superfície externa mais áspera. Ele recomenda que o raio do punção seja superior a 63% da espessura do aço macio; o raio da ponta do perfurador pode ser maior se você estiver trabalhando com outros materiais, como placas de alta resistência, para os quais os operadores podem usar um raio da ponta do perfurador várias vezes a espessura do material (consulte \"Como uma curvatura do ar fica acentuada \", disponível em thefabricator.com).

Por fim, é necessário determinar a profundidade da penetração, que, para uma curva suave, não deve ser muito mais profunda do que o ponto de aperto, onde o nariz perfurado segura firmemente o material. \"Como ponto de partida para curvas de teste, \" \"a profundidade de penetração pode ser expressa como Profundidade de penetração = (Largura da matriz / 2) + Espessura do material - 0,02.

Figura 2

Quanto menor a distância entre duas linhas de relevo, mais suave é o raio de curvatura externo.

Observe isso como apenas um\"ponto de partida para curvas de teste\". A determinação das configurações ideais para uma curva de relevo, especialmente a profundidade da penetração, é uma questão de tentativa e erro. Por exemplo, o primeiro ressalto pode exigir uma penetração um pouco mais do que o segundo e, a partir daí, a profundidade do perfurador pode variar um pouco de um passo para o outro, dependendo da natureza da dobra e da espessura, dureza e retorno do material.

Quando se trata de largura da matriz e penetração do punção, Benson acrescenta uma ressalva sobre a largura da matriz: \"Observe a sua tonelagem carregada. \" Apesar da única penetração leve da punção, as tonelagens formadas aumentam rapidamente, especialmente em materiais grossos ou duros.

Materiais duros com retorno significativo também complicam as coisas. O Springback requer flexão excessiva, portanto, para subir 2 graus, será necessário que o perfurador penetre mais longe. Quão longe? Mais uma vez, é complicado. Se você tiver uma largura estreita da matriz, alterar o nível de penetração do punção torna-se extremamente sensível. Uma pequena variação na posição do punção pode alterar drasticamente o ângulo de curvatura - um desafio quando você bate alguns graus de cada vez.

Além disso, uma largura estreita da matriz geralmente significa um passo de raio estreito e várias etapas ao longo do comprimento do arco da dobra. Erros de minutos no início da sequência podem acumular erros angulares significativos após dezenas de choques.

O software de dobragem progrediu até o ponto em que o ato de programar não é tão complicado quanto antes. Mas determinar as variáveis ​​iniciais, incluindo a profundidade da penetração do soco, ainda pode envolver tentativa e erro.

Os freios de prensa modernos podem realizar moldagem adaptativa, com dispositivos de medição de ângulo que podem corrigir variações no processo, mas funcionam melhor para as dobras de raio padrão, não necessariamente para as dobras. Cada \"colisão\" individual é, em essência, uma curva de raio extremamente amplo, apenas alguns graus complementares, e uma medição que cria desafios. Os sistemas de medição em forma adaptativa começam a funcionar quando um ângulo de curvatura atinge entre 9 e 25 graus complementares, dependendo da tecnologia específica usada. \"Os dispositivos também precisam de faces planas para serem comparadas\", disse ele, acrescentando que durante uma curva, isso não é possível.

Considerando todos esses desafios, os técnicos fazem bom uso dos modelos. Eles podem precisar esbarrar um pouco, compará-lo ao modelo, esbarrar um pouco mais, medir com o modelo e esbarrar novamente, certificando-se de não dobrar demais. Eles podem precisar girar a placa para formar um flange ou raio de impacto no outro lado. Os flanges dobrados anteriormente não são bons pontos de medição, é claro, portanto, aqui eles podem contar com marcas de linha de dobra. Alguns freios emitem um laser infravermelho para ajudar a alinhar o punção com a linha de dobra pretendida.

Todo esse trabalho, combinado ao fato de placas grandes não serem fáceis de mover, significa que a maior parte do tempo do ciclo em flexões pesadas consiste em tudo o que os técnicos fazem entre as curvas: mover e medir a peça de trabalho e fazer ajustes no processo, quando necessário . É aqui que as estratégias de manuseio de materiais e ferramentas entram em jogo.

Posicionamento de peças

Quando possível, os técnicos empurram a placa contra o backgauge, e o primeiro solavanco começa em direção à frente do comprimento do arco (veja a Figura 3). O contra-medidor avança a cada passo até o último solavanco. Isso facilita a remoção da peça pelos operadores e oferece a eles uma borda plana da placa para medir.

Figura 3

Quando possível, a flexão de inclinação ocorre de trás para a frente, com a contra-ré movendo-se progressivamente para a frente a cada golpe.

Obviamente, o operador não pode ir com segurança atrás do freio para manter o material firme. E se um solavanco fizer com que a peça se desloque levemente contra o backgauge? Isso desencadeia o posicionamento da peça, de modo que, quando o medidor avança para o próximo solavanco, o soco não bate onde deveria. Um pequeno erro de posicionamento no início da progressão da lombada pode afetar significativamente o ângulo final.

Weidgraaf descreveu uma operação que usa um backgauge especializado. Um dedo convencional de contra-escala possui um batente vertical e um componente horizontal que suporta o material. Weidgraaf, no entanto, descreveu um dedo de bitola traseira de 6 eixos que funciona como uma pinça. É essencialmente um dedo de contra-medida com polegares opostos que agarram a placa por cima e por baixo para garantir que a posição da bitola permaneça consistente ao longo da sequência de flexão (veja a Figura 4).

As pinças também ajudam a posicionar peças grandes. Quando uma folha plana é trazida para o freio, os medidores agarram a borda da placa e a puxam de volta para a posição programada, tornando os trabalhos dos operadores muito mais fáceis e seguros. Uma equipe de técnicos não precisa mais se esforçar para posicionar um prato grande.

Matrizes variáveis

A troca de ferramentas também adiciona tempo entre os trabalhos. Digamos que um trabalho exija uma curva de inclinação, seguida por uma curva de raio convencional. Uma dobra suave deve exigir uma largura estreita da matriz, enquanto a dobra do raio, particularmente em chapas grossas, exigirá uma abertura muito maior. Um dado variável pode ser usado para ambas as dobras. \"Um dado variável significa que você pode alterar a abertura do dado entre acertos\", disse Linderot.

Da mesma forma, matrizes variáveis ​​podem ajudar ao esbarrar em curvas complexas, como aquelas com um raio mais largo em uma extremidade da peça e um raio mais curto na outra extremidade. O técnico pode definir uma largura curta da matriz para aumentar com um passo de raio estreito e, em seguida, definir uma largura maior para aumentar o raio mais amplo, que pode ser formado suavemente com um passo maior de raio (ou seja, mais espaço entre as saliências).

Coroação avançada

Ainda outra variável é a deflexão. Todos os freios de prensa são desviados sob carga e isso pode se tornar um grande problema quando você tem peças extremamente grandes. Digamos que você esteja curvado e que tenha um erro constante de apenas uma fração de grau. Você verá que, depois que toda a peça de trabalho é formada, você tem um arco ou torção.

Os freios modernos possuem sistemas automáticos de compensação de coroação para controlar esse efeito. Como Weidgraaf explicou, eles são mais exatos e certamente mais eficientes do que o calçamento. Certos sistemas têm compensação mecânica não apenas no centro da cama, mas também em incrementos especificados em todo o espaço de trabalho. Essa tecnologia, alimentando as informações de volta ao CNC, oferece aos técnicos a capacidade de ajustar a formação ao longo de uma linha de dobra extremamente longa - alguns milésimos aqui, alguns milésimos ali (veja a Figura 5).

O Tempo Entre

Ao analisar uma operação de colisão de peças grandes, você pode descobrir que a colisão real não leva muito tempo. O que leva tempo é tudo o que acontece entre as dobras: mover e transportar peças grandes dentro e fora do freio da prensa.

Os suportes das peças podem ajudar. Isso inclui rolos que ajudam a posicionar a placa no leito do freio da prensa, além de suportes que se movem para cima com a peça de trabalho conforme ela é formada. Os suportes das peças podem tornar a operação muito mais eficiente, não apenas porque liberam uma ponte rolante, mas também porque mantêm a placa na posição formada após cada batida, pronta para o operador verificar com um gabarito.

Se ele precisar reconectá-lo, ele pode pegar exatamente a mesma linha de dobra. Se você colocar uma peça grande no chão, torna-se uma arte bastante levantá-la e posicioná-la exatamente na mesma linha de dobra. \"

Figura 4

Durante o ciclo de dobra, a garra segura a placa sem perder o ponto de referência. É mostrada uma dobra de raio, embora a tecnologia possa ser usada também para dobras de relevo.

Linderot acrescentou que acidentes graves podem ocorrer se o guindaste for usado para apoiar a peça. Se os operadores não tiverem cuidado, um freio pode exercer tanta tonelagem em uma peça de trabalho que pode puxar para baixo e destruir uma ponte rolante tentando segurá-la.

Além disso, ele disse que algumas aplicações podem se beneficiar do manuseio de sistemas que realmente rodam a peça. Os apoios aproximam a peça da frente e de trás das ferramentas, levantam a peça pesada da matriz e giram para o outro lado, sem a necessidade de guindaste

Adicionando eficiência ao Craft

A flexão de relevo - particularmente em peças grandes e grossas - continua sendo mais arte do que ciência. As características do material variam de lote para lote. Contracorrente precisa (por exemplo, quando você tem dobras nas duas extremidades da peça) às vezes simplesmente não é possível. Porém, executar os cálculos básicos antecipadamente e ter as ferramentas certas pode tornar esses trabalhos desafiadores menos demorados e, o mais importante, muito mais seguros.