Encurvamento do estágio aumenta a produtividade do freio de prensa

Anos atrás, um operador poderia instalar um único punção e um conjunto de ferramentas em uma prensa e manter essa configuração de ferramentas por dias, até semanas. Ele exemplificou a visão tradicional da eficiência da produção no seu melhor.

Mas o encolhimento dos tamanhos de pedidos e os lead times mudaram tudo. Agora, um fabricante personalizado pode precisar executar 20 ou mais tarefas diferentes no acionador de pressão em um turno, com muitos, se não todos, exigindo ferramentas diferentes e todo o tempo de troca que os acompanha. Os fabricantes raramente podem se dar ao luxo de tal ineficiência no tempo ou no trabalho.

Dobrar peças complexas cria tantos desafios. Com várias dobras que exigem conjuntos de ferramentas diferentes, as peças complexas exigem muito mais trabalho, configuração e tempo de desmontagem.

Como os fabricantes ganham eficiência ao formar peças complexas ou uma série de diferentes partes, todas exigindo várias configurações de ferramentas? Nesses casos, os fabricantes se voltam para o encurvamento do estágio, no qual vários conjuntos de ferramentas (combinações de punção e matriz) são colocados próximos um do outro através do leito de freio da prensa.

Os operadores podem completar uma parte complexa em uma máquina em uma configuração. Eles também podem usar uma configuração para dobrar uma variedade de peças - cinco partes aqui, três partes ali, uma dúzia de peças depois disso - cada uma usando alguma combinação do ferramental em uma única prensa de freio.

A prática tornou-se comum em muitas lojas, onde os operadores especializados em freios de prensa trabalham regularmente em várias situações de ferramental encenadas. Mas a tarefa não é tão simples quanto parece. Isso não acontece apenas organizando ferramentas seccionadas ao longo do trinco de pressão. Uma configuração preparada deve permitir que um operador remova uma peça após cada curva, sem danificar a peça. Depois vem o fator mais crítico: a altura do fechamento ou o espaço entre a cama do freio e o aríete na parte inferior de um curso de flexão para um determinado trabalho. Para que o dobramento gradual funcione, todos os conjuntos de ferramentas devem executar a tarefa pretendida na mesma altura de fechamento.

Considerando tudo isso, como os técnicos de configuração de freio de prensa e os operadores criam essas configurações para que possam executar a flexão gradual de forma eficiente e eficaz? Eles têm várias opções.

Shimming: uma boa opção

Digamos que um operador tenha um conjunto de ferramentas de 90 graus e, em seguida, outro conjunto de ferramentas de 90 graus com uma abertura V diferente, lado a lado. Isso pressupõe que a linha de dobra é curta o suficiente para carregar ambos os conjuntos de ferramentas no freio ao mesmo tempo. Para formar o segundo ângulo de 90 graus na abertura V maior e mais profunda, a ponta do punção desce um pouco mais. Isso cria um traço mais profundo que, se não for contabilizado, causaria o colapso do primeiro conjunto de ferramentas, danificando as ferramentas e o freio de prensa e criando um sério risco de segurança para qualquer pessoa próxima.

Para evitar isso, os operadores usam o truque mais antigo do livro: shimming. Especificamente, eles inserem um calço ou riser improvisado sob o conjunto de ferramentas com a abertura V maior e mais profunda, de modo que ele compartilhe uma altura de fechamento comum com o primeiro conjunto de ferramentas. Isso permite que o operador carregue ambos os conjuntos de ferramentas ao mesmo tempo em uma configuração que evita que as ferramentas colidam.

Embora aparentemente simples, o uso de calços e tirantes pode ser bastante complexo, exigindo tempo e habilidade significativa do operador. Além disso, cada configuração pode exigir espaçadores ou tirantes de tamanhos diferentes devido a diferentes ferramentas necessárias para alcançar a altura de fechamento comum. Isso significa que cada configuração pode exigir um calço individual para cada peça. Isso é mais comum em alguns tipos de ferramentas do que outros. Independentemente disso, ele pode causar estragos nas práticas enxutas e geralmente causa muito tempo de inatividade, tornando mais rápidas as peças em configurações múltiplas e mais simples.

Uma opção melhor: ferramentas da mesma família

Normalmente visto como uma solução intermediária, esse tipo de dobra de estágio usa ferramentas da mesma família de punções juntamente com o mesmo ângulo e a mesma abertura em V. A matriz e o ângulo de punção em cada conjunto de ferramentas devem corresponder. Por exemplo, uma configuração preparada pode ter uma matriz de 90 graus acoplada com dois punções de 90 graus.

Os socos devem ser da mesma família de altura afiada teórica. Contanto que os operadores correspondam ao ferramental dessa maneira, eles podem executar o dobramento em etapas. Se os punções forem da mesma família de altura, mas os ângulos não coincidirem, ou se a abertura da matriz V for alterada, as matrizes não serão colocadas na base ao mesmo tempo.

Isso é certamente mais eficiente que o shimming. Ainda assim, peças de peças diferentes raramente usam o mesmo ângulo de abertura e punção V. Esse arranjo não oferece flexibilidade fora de uma única família de ferramentas.

A melhor opção: ferramentas preparadas

Ferramentas projetadas com alturas de fechamento comuns eliminam a necessidade de calços e risers e oferecem mais flexibilidade que os conjuntos de ferramentas com os mesmos ângulos de punção e punção. O design de ferramentas escalonadas (também conhecidas como ferramentas de altura de fechamento comum) permite que vários conjuntos de punção e matriz sejam configurados em um único freio de prensa. Com ferramentas preparadas, uma única configuração pode ter uma combinação de ângulos, compensações, ferramentas de achatamento, até punções de pescoço de ganso e matrizes com diferentes aberturas em V. Depois de carregar os conjuntos de ferramentas, os operadores manipulam a peça em branco uma vez, carregando-a em uma sequência de um conjunto de ferramentas para o próximo.

Geometria da Peça e Perfis de Ferramentas

A flexão de palco pode levar a práticas mais enxutas, mas, como com qualquer outra coisa, um fabricante primeiro precisa considerar as variáveis de aplicativo. Isso inclui a geometria da peça. Se uma peça é tão longa quanto a prensa, o operador usará apenas um conjunto de ferramentas. Nesse caso, a flexão gradual não é possível. A geometria da peça não permite várias configurações de ferramentas.

Outro fator é o número de diferentes perfis de ferramentas que um trabalho requer. Digamos que um trabalho exija muitos perfis de ferramentas que tradicionalmente exigiriam várias trocas de ferramentas. Se um fabricante tiver encenado ferramentas, a flexão de palco seria o caminho óbvio a seguir. Em uma configuração de dobra de estágio, um operador poderia fazer todas as dobras para uma peça sem precisar alterar ou manipular ferramentas.

Mas e se uma loja não tiver essas ferramentas? Se um trabalho exigir inúmeros perfis de ferramentas, a flexão de palco usando métodos de calçamento da velha escola ainda pode fazer sentido econômico. Depende de vários fatores, incluindo a quantidade de peças, a freqüência de pedidos, o tempo de calibração, a repetibilidade da configuração preparada e o tempo de troca que a configuração de dobra gradual elimina.

Dobra descentralizada

Uma prensa normalmente executa curvas com um único conjunto de ferramentas no centro do leito do freio, onde as forças são iguais e as dobras são verdadeiras. Criar curvas no centro do freio dá aos operadores o benefício de forças equilibradas.

A curvatura do estágio geralmente se aplica às forças de dobra não apenas no centro, mas também nos lados esquerdo e direito do leito do freio da prensa, conforme o operador se move de um conjunto de ferramentas para o outro. Isso traz uma outra consideração: Para realizar a dobra gradual, um freio de prensa deve permitir flexão descentrada.

Em geral, os freios compactadores de ação descendente podem acomodar forças desbalanceadas melhor do que os freios ativos, já que os sistemas de ação descendente são equipados para compensar a tonelagem no lado esquerdo ou direito da máquina. Especificamente, um prensa de acionamento para baixo possui cilindros hidráulicos à esquerda e à direita do feixe. Através do controle da máquina, estes geralmente compensam a tonelagem no lado esquerdo ou direito da máquina e permitem a dobra descentrada sem causar o desligamento da máquina.

No entanto, os freios prensa atuantes têm mecanismos que desligam a máquina quando se descobre muita tonelagem fora do centro. Isso não quer dizer que a flexão descentralizada não poderia ser feita em um freio de ação rápida, mas o aplicativo teria limitações de comprimento e tonelagem de dobra.

Quantidade de Peças e Frequência de Pedidos

Ao produzir mais peças com mais frequência, a dobra de palco proporciona maior eficiência. Também pode beneficiar outros cenários de quantidade e frequência - um determinado trabalho complexo solicitado em baixas quantidades, mas produzido com frequência, por exemplo.

É tudo sobre o escrutínio do tempo sem valor agregado, incluindo o tempo de inatividade de longas trocas e manuseio excessivo de material. Menos é melhor.

Considerações de calibre traseiro

Os modernos prensadores CNC possuem medidores traseiros programáveis. Eles se movem imediatamente do conjunto de ferramentas para o conjunto de ferramentas, medindo com precisão uma curva após a outra. O backgauge multiaxis moderno tornou a flexão de palco mais flexível do que nunca.

Medição em máquinas antigas, pré ou não-CNC é outra história. O eixo R do medidor traseiro - isto é, o movimento para cima e para baixo dos dedos do backgouge - representa o maior desafio. O calibrador traseiro deve ser posicionado no eixo R para que possa ser medido em diferentes alturas dos ressaltos, onde o operador coloca a peça em branco sobre a matriz antes de iniciar o ciclo de flexão.

Para ajustar o calibre traseiro em prensas não-CNC, o operador gira uma manivela. Independentemente disso, girar uma manivela normalmente não leva muito tempo. E, felizmente, para os operadores de prensas pré-CNC, os ajustes do calibrador traseiro geralmente são mínimos ou desnecessários, desde que as alturas dos aros da matriz sejam semelhantes. Com poucas exceções, a maioria das prensas pré-CNC suportam o encurvamento do estágio se a altura do ombro da fieira variar levemente, desde que o medidor traseiro esteja configurado para um ponto médio.

Feito em um

À medida que a tecnologia de dobra avança para atender às necessidades da manufatura flexível de curto prazo, a curvatura do estágio tornou-se ainda mais difundida. A programação off-line de dobra e a simulação 3D podem mostrar a um programador exatamente como uma peça será formada de um conjunto de ferramentas para outro. Além disso, se um flange previamente formado colidir com uma ferramenta adjacente, o programador o verá antes que o trabalho atinja o freio da prensa.

O controlador moderno do freio mostra uma simulação 3D que guia o operador pela sequência de flexão. Alguns prensas têm pedais que se movem para onde ocorre a próxima curva, e outros têm LEDs logo acima da ferramenta que mostram exatamente onde o operador deve ir para a próxima curva.

Ainda assim, mesmo em máquinas mais antigas, as ferramentas encenadas podem economizar tempo e dinheiro significativos. Enquanto a prática de shims da velha escola ainda é comum e eficaz, os fabricantes têm outras opções de flexão de palco. Uma solução é usar punções da mesma altura e ângulo com o mesmo dado; Outra solução é o ferramental encenado.

Em última análise, trata-se de economizar tempo eliminando o manuseio de materiais e o tempo de troca sem valor agregado - os resíduos clássicos do lean. O ferramental de altura comum permite que as oficinas de fabricação se dobrem com freios de prensas tanto americanos quanto europeus e vários estilos de ferramentas para executar cada dobra necessária para um trabalho. Simplificando, o encurvamento de palco permite que um fabricante faça isso em um.