Não se esqueça das tolerâncias de chapa metálica

É mais do que apenas o bloco de tolerância na impressão

figura 1

A direção de um grão de material adiciona outra variável a um processo de dobra.

Então você adicionou uma prensa de última geração e gastou uma pequena fortuna em ferramentas de precisão. O fabricante de freios de prensa prometeu que essa nova máquina iria se repetir em microns, mas para todos os seus problemas, pesquisas ecom a devida diligência, você continua tendo os mesmos problemas que sempre teve: ângulos de dobra inconsistentes e dimensões da peça. Seus operadores enfrentam dificuldades quando experimentam variações entre peças e suas metas de produção esperadas ainda sãoApenas um sonho. Agora você está duvidando da sua decisão de comprar todo esse novo equipamento.

Essas máquinas modernas farão o que os folhetos dizem que fazem, e as ferramentas de precisão no solo são tão precisas que você não está tendo problemas de altura ou de centro de ferramentas. Eles seguram facilmente os eixos TX e TY. Então, por que você ainda estáTer problemas? Podemos apontar várias razões, mas o maior motivo se resume a uma única palavra: tolerância.

Materiais têm tolerâncias também

Todos os dias, seus operadores sabem manter os ângulos e as dimensões de dobra dentro das tolerâncias encontradas no bloco de título na impressão. Mas você já considerou que o material com o qual você está trabalhando também tem tolerâncias? E eles envolvemmais do que apenas variação de espessura.

O comportamento de chapa metálica é, na melhor das hipóteses, imprevisível. Muitas vezes, muitas variáveis ​​materiais não são sequer consideradas ao projetar, programar ou mesmo construir a peça. Mas conhecendo essas variáveis, suas tolerâncias e compensando-asé necessário aumentar a produção e a qualidade. E isso exige muito mais do que confiar apenas na certificação do fabricante ou nas folhas de dados.

Padrões ASTM

A ASTM International, anteriormente conhecida como Sociedade Americana para Testes e Materiais, surgiu em 1898 como uma organização que desenvolve e publica padrões técnicos para muitos materiais, incluindo todos os tipos de aço,alumínio e inoxidável.

Assim como os seus produtos, as chapas de metal da usina têm variações permitidas, sendo definidas pela ASTM International, em vez do bloco de tolerância na impressão. No entanto, nem todas as chapas e chapas são iguais. Variabilidadesincluem espessura, limite de escoamento e composição química.

Mesmo dentro de um único grupo de materiais, a composição e os calibres de chapas metálicas não são fabricados igualmente na fábrica ou entre moinhos. Você precisa considerar imperfeições induzidas pelo processo de fabricação e impurezas e contaminação dentroo material em si.

Considere um dos materiais mais comuns usados ​​na moderna loja, o aço A36. As normas ASTM exigem que o fabricante de aço ateste a resistência mínima ao rendimento de seu produto. Isso significa que qualquer aço que possa atender à exigência deuma força de rendimento mínimo de 36.000 PSI pode ser vendida como aço A36. A chapa metálica com um limite de rendimento médio de 41.000 PSI pode ser vendida como aço A36, embora seja 13% mais dura que o aço de 36.000 PSI.

Figura 2

A deflexão do cano causa um efeito de canoa, quando o ângulo de curvatura interno da peça é maior no centro do que nos lados.

Esta pequena variação pode não parecer muito, mas o aumento da resistência à força requer mais tonelagem da prensa, a fim de quebrar o rendimento do material e dobrá-lo. Quando seu material muda de 36.000 PSI paraCom uma força de rendimento de 41.000 PSI, você descobrirá que a profundidade de penetração do seu freio da prensa muda aproximadamente 0,002 pol. Dependendo da largura da abertura da matriz, isso pode criar vários graus de variação do ângulo de curvatura.

Por exemplo, travando um material sobre um 0,315 pol. a abertura da matriz resultará em uma diferença de 1 grau apenas da alteração da resistência do material de 36.000 para 41.000 PSI. Quanto menor a abertura da matriz é relativa à espessura do material,quanto maior o efeito.

Agora considere o aço macio de calibre 16. A folha tem uma espessura nominal de 0,059 pol., Um limite superior de 0,0648 pol., E um limite inferior de 0,0548 pol., Dando-nos um intervalo de 0,010 pol. Adicione isso ao 0,002 pol. variação de profundidade de penetraçãoanotado anteriormente, e você pode ver como as variabilidades realmente se somam.

Variáveis ​​de Processamento

No moinho, o material é primeiramente laminado a uma temperatura acima do ponto de recristalização, o que significa que os grãos não têm preferência direcional. O laminado a frio é reenrolado frio, fazendo com que os grãos mostrem uma preferência direcional ema direção do rolamento.

Isso torna anisotrópico. Quando um material é anisotrópico, os resultados da flexão mudam em relação ao grão. Curvar com, contra ou diagonalmente à direção da granulação produzirá diferentes ângulos de dobra e dentro dos raios de curvatura,todos exigindo deduções de dobra diferentes. Isso adiciona outra variável aos seus produtos formados (veja a Figura 1).

A idade do material também afetará seus resultados. A folha envelhecida ou oxidada é mais macia do que um aço laminado a quente recentemente decapado. Você também precisa considerar a temperatura na qual a folha está sendo dobrada. Um pedaço quente de aço formarádiferentemente de uma folha que é formada à temperatura ambiente.

Os resultados de dobra também são afetados pela configuração da peça e como a peça foi processada em sua instalação. Furos e características podem induzir tensões internas na peça de trabalho e, quando colocadas perto ou muito perto da dobralinha, enfraquecer a curva.

Considere também a zona afetada pelo calor criada quando o laser ou o plasma cortam o plano. O choque térmico endurece o material na área do corte, o que afeta novamente como a peça de trabalho se formará devido à mudança no temperamento do materialatravés de uma curva - mais suave em alguns lugares, mais difícil em outros.

De volta à máquina

Figura 3

Este dispositivo antideflection tem cunhas ajustáveis. Dependendo do dispositivo, as cunhas podem ser movidas com um sistema mecânico ou hidráulico ou uma combinação de ambos.

Quer se trate de uma mudança de temperamento, espessura ou força de escoamento, todos esses fatores mudam como a prensa em si responde e como a mudança nas forças de flexão se manifesta.

Claro, a máquina em si tem seu próprio conjunto de variáveis. Um dos problemas mais importantes e inevitáveis ​​para a prensa de freio é que seus quadros se deflexem ou deformam sob carga. Isso ocorre porque o fluxo de energia de um freio de pressão énormalmente produzido nas extremidades da cama, enquanto geralmente fazemos nossa formação no centro. Isso causa muita deflexão no leito e na carneira, onde a formação está ocorrendo. A deflexão é amplificada pela flexão de trás doquadros laterais sob carga, um fenômeno conhecido como guinada. Quando você altera a resistência ou espessura do material, a deflexão aumenta ou diminui proporcionalmente.

O que se manifestará na peça é conhecido como o efeito de canoa (veja a Figura 2), onde o ângulo de curvatura interno é maior no centro do que nos lados. Isso ocorre porque o punção e a matriz estão mais afastados no centro do que nas extremidades.

Você pode compensar essa deformação com um sistema de coroamento (veja a Figura 3), que seu novo freio sem dúvida tem, mas quanto coroamento é necessário? Muitos fabricantes de prensas de freio usam bancos de dados calculados com base em um dado freio de prensadesign e características de chapa metálica padrão conforme ditado pelos requisitos ASTM da fábrica e certificações publicadas. Claro, como descrito anteriormente, as características do material variam, razão pela qual algumas máquinas fazem coroamento eajustes de ângulo em tempo real.

Nada é uma panaceia

Pensar que o metal de folha se comportará de maneira imutável é meramente uma ilusão. Diversas tecnologias de prensas de freio ajudam a lidar com a variação de material, mas é claro que nenhuma característica tecnológica é uma panacéia, às vezes deixando a imprensaoperadores de freio ainda lutando com a consistência de parte a parte. E novamente, eles o fazem por uma razão direta: o comportamento da chapa de metal é imprevisível na melhor das hipóteses.

Com todas as variáveis ​​envolvidas na chapa de metal, os operadores ainda podem achar difícil produzir peças, mesmo com um freio de prensas de última geração. Eles precisam saber quais são as variáveis ​​de tolerância de chapa metálica e como compensarpara eles, especialmente quando trabalhos de peça única ou pequenos lotes exigem que os operadores atinjam os ângulos e dimensões de dobra corretos na primeira tentativa. Eles devem ser capazes de compensar algumas dessas variáveis ​​usando funções incorporadasno freio da prensa e seu controlador - mas, como para outras variáveis, não tanto.

Mesmo assim, não perca a confiança na compra desse novo freio de imprensa com todos os seus sinos e apitos e ferramentas de precisão no solo. Em comparação com as alternativas, eles estão tornando sua operação muito mais eficiente.