Como sobre a chapa dobrável máquina de freio de trabalho?
Como os componentes de chapa de metal de precisão são dobrados usando pressbrakes?
A dobra de chapa é o processo de fabricação pelo qual a maioria dos gabinetes, caixas elétricas, suportes e componentes são formados através do uso de uma máquina conhecida como prensadeira CNC. (As máquinas de dobra de painéis também podem ser usadas, embora sua operação esteja fora do escopo deste recurso.)
A chapa metálica é dobrada quando forçada entre duas ferramentas pelo travão da prensa: uma ferramenta superior (conhecida como punção) e uma ferramenta inferior (conhecida como matriz). O prensador controla o movimento do punção ou da matriz e fornece a força de prensagem usando cilindros hidráulicos ou servomotores elétricos. O ângulo de dobragem é determinado predominantemente pela profundidade de penetração do punção dentro da matriz.
Capacidades do travão de pressão
A força máxima proporcionada pelo prensador de pressão determina o comprimento máximo de dobra para uma combinação de espessura de chapa metálica, raio de curvatura e ângulo de dobra. A força necessária para dobrar o metal de folha aumenta com o comprimento da dobra, ângulo de dobra externa e espessura do metal de folha, e diminui com o aumento do raio de curvatura. Pressbrakes Hydram têm capacidades variadas e comprimento máximo de dobra de 4 metros e uma força máxima de 250 toneladas estão disponíveis
Design e complexidade da peça de chapa metálica
Os componentes variam em complexidade, desde peças com uma única curva até peças com múltiplas curvas com múltiplos comprimentos de flange. Os pressbrakes modernos são equipados com backstops ajustáveis, dirigidos por servo motores, contra os quais os componentes são oferecidos manualmente ou manipulador robótico. Quanto mais próximo do apoio à ferramenta, mais curta é a flange resultante e vice-versa.
Em partes complexas, os backstops ajustar após cada curva para a distância correspondente necessária para a próxima curva. O movimento dos backstops e do ferramental da prensa é sincronizado por um controlador CNC. Os programas CNC podem ser gerados on-line na interface do usuário da máquina ou por um pacote de programação offline (ou CADCAM).
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Ferramenta de travão de pressão
Uma variedade de ferramentas pressbrake está disponível para atender diferentes tarefas de dobra de metal. As características das ferramentas superior e inferior são variadas de acordo com as exigências do componente de chapa metálica. Uma série de exemplos de flexão são ilustrados abaixo:
O metal mais grosso é geralmente processado com um raio de curvatura maior, e isto pode ser conseguido aumentando o raio da ferramenta superior e a distância através da abertura da matriz - ou largura em V.
A dobra de chapa metálica é um processo comum e vital na indústria de transformação. A dobra de chapa é a deformação plástica do trabalho sobre um eixo, criando uma mudança na geometria da peça. Semelhante a outros processos de formação de metais, a dobra muda a forma da peça de trabalho, enquanto o volume de material permanecerá o mesmo. Em alguns casos, o dobra pode produzir uma pequena alteração na espessura da folha. No entanto, para a maioria das operações, a flexão não produz essencialmente qualquer alteração na espessura da chapa metálica. Além de criar uma forma geométrica desejada, a dobra também é usada para transmitir força e rigidez à chapa metálica, para alterar o momento de inércia de uma peça, para aparência cosmética e para eliminar bordas afiadas.
A dobra de chapa encaixa a tensão ea compressão dentro do material. Princípios mecânicos dos metais, particularmente no que diz respeito à deformação elástica e plástica, são importantes para a compreensão da dobra de chapa metálica e são discutidos nos fundamentos da seção de formação de metal. O efeito que as propriedades do material terão em resposta às condições de fabrico será um factor na concepção do processo de chapa metálica. Normalmente dobra de chapa metálica é realizada frio, mas às vezes o trabalho pode ser aquecido, quer a temperatura quente ou quente de trabalho.
A maioria das operações de dobragem de chapas envolvem uma configuração tipo punch, embora nem sempre. Existem muitas diferentes geometrias, configurações e acessórios. O ferramental pode ser específico para um processo de dobra e um ângulo de dobra desejado. Os materiais de dobra de dobra são tipicamente ferro cinzento, ou aço de carbono, mas dependendo da peça de trabalho, a gama de materiais de punção-morrem varia de madeira dura a carbonetos. Força para o soco e morrer ação geralmente será fornecida por uma imprensa. Uma peça de trabalho pode sofrer vários processos de flexão de metal. Às vezes, levará uma série de diferentes socos e morrer operações para criar uma única curva. Ou muitas operações de flexão progressiva para formar uma certa geometria.
A folha de metal é referenciada em relação à peça de trabalho quando os processos de dobragem são discutidos nesta secção. No entanto, muitos dos processos abrangidos também podem ser aplicados ao metal em placas também. Referências a peças de trabalho de chapa metálica podem muitas vezes incluir chapa. Algumas operações de dobragem são especificamente concebidas para a dobra de peças de metal de forma diferente, como para alças de armário. O dobra do tubo e da haste é igualmente executado extensamente na manufatura moderna.
Processos de flexão
Os processos de flexão diferem nos métodos que utilizam para deformar plasticamente a folha ou placa. Material da peça de trabalho, tamanho e espessura são fatores importantes ao decidir sobre um tipo de processo de dobra de metal. Também é importante o tamanho da curvatura, raio de curvatura, ângulo de curvatura, curvatura da dobra e localização da dobra na peça de trabalho. Projeto de processo de chapa deve selecionar o tipo mais eficaz de processo de flexão com base na natureza da curva desejada eo material de trabalho. Muitas curvas podem ser efetivamente formadas por uma variedade de diferentes processos e máquinas disponíveis, muitas vezes, determinar o método de flexão.
Um dos tipos mais comuns de processos de fabricação de chapa metálica é a dobragem em V. O punção em forma de V força o trabalho na matriz em forma de V e, portanto, dobra-lo. Este tipo de processo pode dobrar ângulos muito agudos e muito obtuso, também qualquer coisa entre, incluindo 90 graus.
A dobra de metal de borda é outro processo de chapa metálica muito comum e é realizada com uma matriz de limpeza. A dobragem de borda proporciona uma boa vantagem mecânica ao formar uma curva. No entanto, ângulos maiores que 90 graus requerem equipamentos mais complexos, capazes de alguma força horizontal. Além disso, a matriz de limpeza usada na dobragem de borda deve ter uma almofada de pressão. A acção da almofada de pressão pode ser controlada separadamente do que a do punção. Basicamente, a almofada de pressão mantém uma seção do trabalho no lugar na matriz, a área para a curva está localizada na borda da matriz eo resto do trabalho é mantido sobre o espaço como uma viga em consola. O punção então aplica força à seção de viga em consola, fazendo com que o trabalho dobre sobre a borda da matriz.
Flexão de folha de ar é um método simples de criar uma curva sem a necessidade de menor geometria de morrer. A chapa metálica é suportada por duas superfícies a uma certa distância. Um punção exerce força no ponto correto, dobrando a chapa metálica entre as duas superfícies.
O soco e o dado são projetados e produzidos com determinadas geometrias, a fim executar curvas específicas. A dobragem de canais utiliza um punção moldado e morre para formar um canal de chapa metálica. A curvatura do AU é feita com um punch dado forma U da curvatura correta.
Muitas operações de dobra de metal foram desenvolvidas para produzir deslocamentos e formar a chapa metálica para uma variedade de funções diferentes.
Alguns dobra de chapa de metal envolvem o uso de mais de 2 morrer. Os tubos redondos, por exemplo, podem ser dobrados a partir de chapa metálica utilizando uma máquina de múltiplas acções. O tubo oco pode ser cosido ou soldado para junção.
Folha de metal de diferentes tamanhos pode ser dobrada uma quantidade inumerável de maneiras, em diferentes locais, para alcançar geometrias de peça desejado. Uma das considerações mais importantes na fabricação de chapas metálicas é a condição dos bordos da chapa, particularmente no que se refere à peça após o fabrico.
As operações de dobra do metal da borda são usadas geralmente no processamento industrial da folha de metal e envolvem dobrar uma seção do metal que é pequena relativa à peça. Essas seções estão localizadas nas bordas. A dobra de borda é usada para eliminar bordas afiadas, para fornecer superfícies geométricas para fins tais como junção, para proteger a peça, para aumentar a rigidez e para a aparência cosmética.
Às vezes, o material da chapa metálica é propositalmente sujeito a tensões ou compressões, nos processos de flange de estiramento e encolhimento, respectivamente. Além de dobrar a borda, essas operações também dar-lhe uma curva.
Folha de metal Freio de dobra é comum no tratamento de borda de peças de chapa metálica e também pode ser usado para formar a estrutura de trabalho de peças, tais como dobradiças. Beading forma um curl sobre a borda de uma parte. Este rebordo pode ser formado sobre um eixo recto ou curvo. Existem muitas técnicas diferentes para formar um cordão. Alguns métodos formam o grânulo progressivamente, com múltiplos estágios, usando vários arranjos de matrizes diferentes. Outros processos de beading da chapa produzem um grânulo com um único dado. Em um processo chamado fiação, a borda do metal é dobrado sobre um fio. A formação do cordão dependerá dos requisitos específicos do processo de fabrico e da parte de chapa metálica.
Hemming é um processo de dobra de borda em que o bordo da folha é dobrado completamente sobre si mesmo.
A costura é um processo de junção de chapa metálica.
Dobrar da folha do rolo
A dobra do rolo fornece uma técnica que é útil para o trabalho relativamente grosso. Embora possam ser utilizadas folhas de vários tamanhos e espessuras, este é um processo de fabrico principal para a dobragem de metais de grandes peças de chapa. A dobra do rolo usa três rolos para alimentar e dobrar a placa à curvatura desejada. A disposição dos rolos determina a curva exacta do trabalho. São obtidas curvas diferentes controlando a distância e o ângulo entre os rolos. Um rolo móvel fornece a capacidade de controlar a curva. O trabalho pode já ter alguma curva a ele, frequentemente será reto. Vigas, barras e outras ações de metal também é dobrado usando este processo.
Formação de rolos de chapa metálica
A formação de rolos de chapa metálica é um processo de fabricação contínuo, que utiliza rolos para dobrar uma seção transversal de chapa metálica de uma certa geometria. Muitas vezes, podem ser utilizados vários rolos, em série, para dobrar continuamente o material. Semelhante ao rolamento de forma, mas a formação de rolos não envolve redistribuição material do trabalho, apenas dobra. Como rolamento de forma, a formação de rolo geralmente envolve a flexão do trabalho em etapas seqüenciais. Cada rolo formará a chapa até um certo grau, em preparação para o próximo rolo. O rolo final completa a geometria.
Canais de diferentes tipos, calhas, tapume e painéis para fins estruturais são itens comuns fabricados na produção em massa por laminagem. Os rolos são normalmente alimentados a partir de uma bobina de chapa metálica. O rolo de entrada é fornecido à medida que a bobina se desenrola durante o processo. Uma vez formados, os produtos contínuos podem ser cortados aos comprimentos desejados para criar partes discretas. Seções fechadas, como quadrados e retângulos, podem ser dobradas continuamente a partir de bobinas de chapa metálica. Molduras para portas e janelas são fabricadas por este método. Bobina de chapa metálica é muitas vezes dobra dobrada em tubo de parede fina que é soldada, em sua costura. A soldadura do produto contínuo é incorporada no processo de laminagem. A formação de rolos de canais é uma alternativa contínua a um processo de dobra de canal discreto, tal como o ilustrado na figura 269. A figura 279 mostra uma sequência simples utilizada para produzir um canal.
Este canal poderia ser produzido com um soco e morrer. No entanto, nesse caso, o comprimento do canal seria limitado pelo comprimento do punção e do dado. A formação de rolo permite uma parte contínua, (limitada praticamente ao comprimento da bobina de chapa metálica), que pode ser cortada a qualquer tamanho necessário. A produtividade também é aumentada, com a eliminação de carga e descarga de trabalho. Os rolos para a formação de rolos de chapa metálica são tipicamente feitos de ferro fundido cinzento ou aço carbono. A lubrificação é importante e afeta as forças eo acabamento superficial. Às vezes, rolos serão cromados para melhorar a qualidade da superfície.
Mecânica, folha, metal, dobrar
Para entender a mecânica da dobra de chapa, é necessário compreender as propriedades, características e comportamentos do metal. Particularmente importante é o tema da deformação elástica e plástica do metal. Informações sobre as propriedades dos metais, em relação à fabricação, podem ser encontradas em uma seção anterior, (metal formando). Deve ser entendido também que a dobragem de chapa produz deformação plástica localizada e essencialmente nenhuma alteração na espessura da folha, para a maioria das operações. Ele não cria fluxo de metal que afeta regiões longe da curva.
A força necessária para executar uma dobra é largamente dependente da curvatura e do processo de flexão de metal específico, porque a mecânica de cada processo pode variar consideravelmente. A lubrificação adequada é essencial para controlar as forças e tem um efeito sobre o processo. Nas operações de punção e matriz, o tamanho da abertura da matriz é um factor importante na força necessária para executar a dobragem. Aumentar o tamanho da abertura do molde irá diminuir a força de flexão necessária. À medida que a chapa é dobrada, a força necessária mudará. Geralmente é importante determinar a força de flexão máxima necessária, para acessar os requisitos de capacidade da máquina.
Os fatores importantes que influenciam a mecânica de dobra são material, espessura de chapa, largura sobre a qual a dobra ocorre, raio de dobra, ângulo de dobra, maquinaria, ferramentaria e processo de dobra de metal específico. Dobrar uma folha criará forças que actuam na região de dobra e através da espessura da folha. O material para o exterior da dobra está em tensão eo material para o interior está em compressão. A tensão ea compressão são opostas, portanto, quando se deslocam de uma para a outra, deve existir uma região zero. Nesta região zero não são exercidas quaisquer forças sobre o material. Quando dobra de chapa, esta região zero ocorre ao longo de um plano contínuo dentro da espessura da peça, chamado de eixo neutro. A localização deste eixo dependerá dos diferentes fatores de flexão e chapa metálica. No entanto, uma aproximação genérica para a localização do eixo poderia ser 40 por cento da espessura da folha, medida a partir do interior da curva. Outra característica do eixo neutro é que, devido à falta de forças, o comprimento do eixo neutro permanece o mesmo. Fundamentalmente, a um lado do eixo neutro o material está em tensão, para o outro lado o material está em compressão. A magnitude da tensão ou compressão aumenta com o aumento da distância do eixo.
Se uma quantidade relativamente pequena de força for exercida sobre uma peça de metal, ela se deformará elasticamente e recuperará sua forma, quando a força é removida. Para que ocorra a deformação plástica do metal, deve ser alcançado um limiar mínimo de força. A força que atua no eixo neutro é zero e aumenta com a distância desta região. O limiar mínimo de força necessário para a deformação plástica não é atingido até uma certa distância do eixo neutro em qualquer direção. O material entre estas regiões é apenas deformado plasticamente, devido à baixa magnitude das forças. Estas regiões correm paralelas e formam um núcleo elástico em torno do eixo neutro.
Flexibilidade de chapa metálica
A flexibilidade de chapa metálica é o grau característico ao qual uma peça de chapa em particular pode ser dobrada sem falha. A flexibilidade está relacionada com o termo mais geral de formabilidade, discutido na seção de formação de chapa metálica. A flexibilidade mudará para diferentes materiais e espessuras de folha. Além disso, a mecânica do processo de fabrico irá afectar flexibilidade, uma vez que diferentes ferramentas e geometrias de folha irá causar diferentes distribuições de força.
A dobragem do metal tende a ser um processo menos complicado do que o desenho profundo na análise das forças que actuam durante a operação. Um método simples para quantificar a flexibilidade é dobrar uma amostra de chapa retangular até que fissuras na superfície externa. O raio de curvatura no qual a fissuração ocorre pela primeira vez é chamado de raio de curvatura mínimo. O raio de curvatura mínimo é freqüentemente expresso em termos de espessura de chapa (isto é, 2T, 4T). Quanto maior o raio de curvatura mínimo, menor a flexibilidade. Um raio de curvatura mínimo de 0 indica que a folha pode ser dobrada sobre si mesma. A anisotropia da chapa metálica é um fator importante na flexão. Se a folha for anisotrópica, a dobragem deve ser realizada na direcção preferida. Um ensaio para determinar a anisotropia é discutido na secção de formação de chapa metálica.
A condição das arestas de uma chapa influirá na curvatura. Muitas vezes as fissuras podem propagar-se a partir das bordas. Os bordos ásperos podem diminuir a flexibilidade de uma peça de chapa metálica. O trabalho a frio nas bordas, ou dentro de uma parte, também pode reduzir a flexibilidade. Vacâncias dentro de chapa metálica pode ser outra fonte de falha de material durante a dobra. A presença de vagas irá reduzir a flexibilidade do metal. As impurezas no material, particularmente na forma de inclusões, também podem propagar fissuras e diminuirão a flexibilidade. As inclusões pontiagudas ou de forma acentuada são mais prejudiciais à flexibilidade do que as inclusões redondas. A qualidade de superfície da chapa metálica pode fazer uma diferença na fabricação de dobra. Superfícies rugosas podem aumentar a probabilidade de fissuração da chapa sob força.
Para mitigar estes problemas, e otimizar a curvatura de chapa metálica, cuidado deve ser tomado todo o caminho através do processo de fabricação. Metal de alta qualidade vem de metal de alta qualidade. Técnicas de refino eficazes, juntamente com um processo de laminação de chapa metálica sadia devem fechar vacâncias, romper ou eliminar inclusões e fornecer um produto de chapa metálica com uma superfície lisa. Tratamento de bordas, como corte ou corte fino, pode melhorar a qualidade da borda. Às vezes as áreas trabalhadas frias podem ser usinadas para fora. Recozimento da peça para eliminar as regiões de trabalho a frio e aumentar a ductilidade também melhora a flexibilidade do metal. As operações de dobragem são por vezes realizadas em peças aquecidas, porque o aquecimento fará com que a flexibilidade do metal aumente. A chapa metálica também pode, ocasionalmente, ser formada num ambiente de alta pressão, o que é outra forma de o tornar mais flexível.
Processos de corte e dobra
Alguns processos de fabrico envolvem tanto o corte como a dobragem da chapa metálica. Lancing é um processo que corta e dobra a folha para criar uma geometria elevada. A lança pode ser utilizada para aumentar a capacidade de dissipação de calor de peças de chapa metálica, por exemplo. Outro processo comum que emprega tanto corte e dobramento é piercing. Não confundir com o processo de perfuração. Piercing é usado para criar um buraco em uma peça de chapa metálica. Ao contrário de blanking, que cria um slug, piercing não remove material. O soco é apontado e pode perfurar a folha. À medida que o punção alarga o furo, o material é dobrado para dentro de um flange para o furo. Esta flange pode ser útil para algumas aplicações.
Processamento de projeção de tubos metálicos
O abaulamento do tubo é um processo de fabricação de chapa metálica em que parte da geometria interna de um tubo de metal oco é submetida a pressão, fazendo com que o tubo se abaque para fora. A área que é abaulada é geralmente limitada dentro de um dado que pode controlar sua geometria. O comprimento total do tubo será diminuído devido ao alargamento da área abaulamento. Existem diferentes metal abaulamento técnicas empregadas na indústria transformadora.
Um grupo principal de processos utiliza um tampão de elastómero, geralmente poliuretano. Este tampão é colocado dentro do tubo. A pressão é aplicada ao elastómero fazendo com que ele protuberância. Expandindo para fora, o tampão dobra o tubo de chapa metálica.
Dobradura de tubo de metal
Os tubos, barras, barras e outras secções transversais estão também sujeitos a operações de dobragem de metais. Deve-se lembrar que ao dobrar uma parte de metal, springback é sempre um fator. Vários processos especiais de fabricação foram desenvolvidos para o dobramento de tubos ocos. Estas operações também podem ser usadas em hastes sólidas. Os tubos ocos têm a característica de poderem colapsar quando dobrados. Os tubos também podem rachar ou rasgar, a ductilidade do material é importante quando se considera a falha do tubo.
À medida que o raio de curvatura diminui, a tendência para o colapso aumenta. O raio de curvatura na dobragem do tubo metálico é medido a partir da linha central do tubo. O outro fator principal que determina o colapso é a espessura da parede do tubo. Tubos com uma maior espessura de parede são menos propensos a colapso. Dobrar um tubo de parede espessa para um grande raio geralmente não é um problema, tanto quanto o colapso está em causa. No entanto, à medida que a espessura da parede diminui e / ou o raio de curvatura diminui, devem ser encontradas soluções para evitar o colapso do tubo. Uma solução é encher o tubo com areia antes de dobrar. Outro método seria colocar um plug plástico de algum tipo no tubo, em seguida, dobrá-lo. A areia eo plugue de plástico actuam para proporcionar suporte estrutural interno, aumentando grandemente a capacidade de dobrar o tubo sem colapso.
A flexão por estiramento é um processo no qual um tubo é formado por uma força de estiramento paralela ao eixo do tubo e uma força de flexão simultânea actuando para puxar o tubo sobre um bloco de forma. O bloco é fixo e as forças são aplicadas às extremidades do tubo.
A dobragem de tracção envolve a fixação do tubo perto da sua extremidade a um bloco de forma rotativo. Uma almofada de pressão também é usada para reter o estoque do tubo. À medida que o bloco de forma roda, o tubo é dobrado.
A dobra de compressão é um processo de dobragem de tubos que tem algumas semelhanças com a dobragem de bordas de chapa metálica com uma matriz de limpeza. O material de tubo é mantido por força a um bloco de forma fixo. Um limpador como o dado aplica força, dobrando o tubo sobre o bloco de forma.
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