Dobragem de chapa metálica sem marcas: Dicas e soluções

Imagine dobrar chapa metálica sem deixar uma única marca ou risco. Neste artigo, exploramos técnicas inovadoras para dobragem de chapa metálica sem marcas, abordando desafios como a fricção, a dureza do material e o design da matriz. Irá descobrir métodos como matrizes de rolos, inserções de nylon e películas anti-riscos, todos concebidos para manter a qualidade pura das superfícies metálicas. No final, compreenderá as melhores práticas e ferramentas para obter curvas perfeitas, melhorando o aspeto e a precisão do seu trabalho em metal.

Tecnologia de dobragem sem indentação e aplicação de ferramentas

Índice

As matrizes de quinagem são componentes cruciais na conformação de chapas metálicas, desempenhando um papel fundamental na moldagem de chapas metálicas nas configurações desejadas. À medida que indústrias como a maquinaria de engenharia, automóvel, construção naval, aeroespacial, instrumentação eléctrica e decoração arquitetónica continuam a evoluir, as empresas de transformação enfrentam exigências crescentes de maior precisão, maior complexidade e qualidade de superfície superior nos produtos de chapa metálica.

O processo de dobragem de materiais como o aço inoxidável e as ligas de alumínio apresenta desafios únicos, particularmente na obtenção de superfícies sem riscos. Estes materiais, conhecidos pela sua resistência à corrosão e apelo estético, requerem um manuseamento meticuloso para manterem o seu aspeto impecável ao longo do processo de conformação.

Para resolver a questão crítica das marcas de dobragem nas superfícies de chapa metálica durante a dobragem por prensa dobradeira, é essencial uma análise abrangente de cinco factores-chave:

  1. Método de dobragem: A seleção de técnicas de dobragem adequadas, como a dobragem por ar, o fundo ou a cunhagem, pode ter um impacto significativo na qualidade da superfície. Cada método transmite diferentes distribuições de tensão e padrões de fluxo de material, afectando a probabilidade de formação de marcas.
  2. Propriedades do material: A dureza, o limite de elasticidade e o acabamento da superfície da chapa metálica influenciam diretamente a sua suscetibilidade à marcação. Os materiais mais macios podem ser mais propensos à deformação da superfície, enquanto as ligas mais duras podem exigir forças de flexão mais elevadas, aumentando potencialmente o risco de impressões da ferramenta.
  3. Estrutura da matriz côncava: O desenho da matriz côncava, incluindo o seu raio, ângulo e acabamento da superfície, desempenha um papel crucial na prevenção de marcas na superfície. As geometrias optimizadas da matriz podem minimizar as concentrações de tensão localizadas e reduzir o potencial de defeitos de superfície.
  4. Seleção da prensa dobradeira: As caraterísticas da prensa dobradeira, incluindo a sua capacidade de tonelagem, precisão e sistemas de controlo, são vitais para a execução de operações de dobragem precisas. As máquinas avançadas controladas por CNC com capacidades de monitorização da força podem ajudar a manter uma distribuição consistente da pressão, reduzindo o risco de dobragem excessiva e de marcação da superfície.
  5. Precisão da matriz: A precisão e a qualidade da superfície do punção e da matriz têm um impacto significativo no produto final. Ferramentas de alta precisão e bem conservadas, com tratamentos de superfície adequados, podem minimizar o atrito e evitar a transferência de imperfeições para a peça de trabalho.

1. Defeitos da dobragem tradicional

Estrutura da matriz inferior do método de dobragem tradicional

Fig.1

A Figura 1 ilustra a configuração convencional da matriz inferior em operações tradicionais de dobragem de chapas metálicas. Esta configuração incorpora tipicamente uma ranhura em forma de V com dimensões variáveis para acomodar chapas de diversas espessuras. Durante o processo de dobragem, o material da chapa sofre uma interação complexa com os bordos da ranhura em V da matriz inferior. Esta interação gera forças de compressão e fricção significativas, resultando em marcas de dobragem pronunciadas na superfície da peça de trabalho. Estes defeitos de superfície, geralmente designados por "marcas de testemunho" ou "linhas de matriz", têm normalmente uma largura de cerca de 0,414 vezes a largura da abertura da ranhura em V. Tais imperfeições comprometem significativamente o aspeto estético e a qualidade funcional do componente de chapa metálica formado.

Para atenuar estes defeitos de superfície inerentes aos métodos tradicionais de dobragem, é imperativo abordar três factores principais: o movimento relativo entre a chapa e a superfície da matriz, as forças de fricção na interface e a pressão de extrusão localizada induzida pela geometria da ranhura em V. Os projectos avançados de matrizes e as modificações de processos são essenciais para minimizar estes efeitos prejudiciais e melhorar a qualidade geral dos produtos de chapa metálica dobrada.

2. Tecnologia de dobragem sem marcas e estrutura da matriz

Se for necessário um produto de chapa metálica sem riscos ou marcas, um travão de prensa O operador tem de escolher soluções adequadas que evitem a fricção entre a chapa metálica e as ferramentas.

O problema mais comum é como esconder as duas linhas que podem aparecer na área de contacto entre a matriz e a chapa metálica. Há várias maneiras de as evitar:

(1) Limpar e lubrificar as matrizes:

A fricção dos metais e os riscos e marcas resultantes podem ser reduzidos através da remoção de detritos, como escamas ou zinco, das matrizes e da aplicação de um lubrificante para reduzir o atrito.

(2) Matrizes com raio maior:

MATRIZES COM RAIO MAIOR

Algumas matrizes têm um raio de curvatura maior entre a superfície superior e a borda do veio. Na prática, para uma dada abertura da matriz em véu, a área de contacto entre a matriz e a chapa metálica é arredondada para diminuir o atrito entre os metais.

Esta é uma solução muito eficaz, sem custos adicionais para além do custo das matrizes, que têm a mesma vida útil que as matrizes normais. O único inconveniente do arredondamento da zona de apoio é a necessidade de aumentar ligeiramente o bordo interior mínimo para evitar a queda da folha
no V do dado

(3) Matriz sem marcas de rolos

Matriz de não indentação de tipo rolo
Figura 2 Estrutura da matriz sem marcas de rolos

Durante o processo de dobragemA peça de trabalho entra em contacto com o mandril de carboneto cimentado na matriz inferior e o mandril roda na direção da placa móvel.

Isto transforma o atrito do tradicional atrito de deslizamento em atrito de rolamento, reduzindo as marcas de dobragem e a abrasão relacionada com a extrusão na superfície da peça de trabalho e melhorando o seu aspeto e precisão.

No entanto, a pressão de compressão continua a existir entre o rolo inferior da matriz e a placa durante o processo de dobragem, pelo que as marcas de dobragem não podem ser completamente evitadas, especialmente quando se dobra placas de metal macio.

As matrizes com rolos diminuem consideravelmente o atrito e evitam riscos superficiais na chapa metálica, mas também são bastante caras e requerem uma limpeza frequente para garantir que os detritos não impeçam o rolo de rodar no seu assento.

As matrizes com rolos são muito úteis para dobrar chapas grossas, uma vez que
diminuir a força necessária.

(4) Matriz sem marcas com rotação de placa

Matriz de placa rotativa sem indentação

Fig.3

A figura 3 ilustra a estrutura do molde livre de marcas por rotação de placas.

Durante o processo de prensagem, o punção superior empurra a peça de trabalho para o molde inferior e, à medida que a peça de trabalho entra em contacto com a superfície rotativa, a placa rotativa do molde inferior roda.

Isto elimina o deslizamento relativo entre a peça de trabalho e a matriz inferior, resultando num contacto superfície a superfície entre a peça de trabalho e a placa rotativa.

Isto elimina as marcas de dobragem e a abrasão relacionada com a extrusão na superfície da peça de trabalho, melhorando assim efetivamente o seu aspeto e precisão.

(5) Caçonetes com encaixes de nylon

Matriz de poliuretano em bloco

Algumas matrizes feitas de aço têm um assento para inserções de nylon que são normalmente fixadas com parafusos de rosca.

Estes insertos podem ter a forma de um véu necessário para a dobragem ou uma forma retangular para pressionar a chapa metálica contra a ferramenta de raio.

Estas ferramentas são muito eficazes na eliminação de manchas, no entanto, requerem a substituição da pastilha quando esta fica desgastada pela chapa metálica.

Estas matrizes só podem ser utilizadas com chapas finas, uma vez que a utilização de uma carga excessiva deformará rapidamente e de forma permanente o veio.

(6) Película anti-riscos

Uma película anti-riscos que se encontra entre a chapa metálica e a matriz protege a superfície de riscos e marcas. A sua duração depende das ferramentas utilizadas, do ângulo e sobretudo do raio da ponta do punção.

Deve ser feito de um material não elástico para não se deformar sob pressão.

Quando utilizado, o operador tem de diminuir o curso Y do cilindro no mesmo valor que a espessura da película, que permanece constante durante a dobragem.

As películas anti-riscos podem ser fornecidas com tensores para um posicionamento correto da película e uma substituição fácil quando esta começa a rachar quando está gasta.

(7) Suporte adequado da chapa metálica

A chapa metálica deve ser corretamente suportada durante a dobragem e durante o retorno da viga superior. Este é um fator chave para grandes produtos de chapa metálicaO peso da chapa pode provocar uma deformação por flexão na zona próxima da matriz se a chapa não estiver corretamente apoiada.

(8) Raio de ponta do punção

Embora seja bastante raro, por vezes a parte interna de um perfil pode precisar de ser protegida contra riscos. Nestes casos, é importante escolher um punção com um raio de ponta muito próximo do raio interno necessário.

Isto é crucial se for necessária uma força elevada, uma vez que um punção com um raio de ponta demasiado pequeno terá tendência a penetrar no material, deixando uma ranhura na chapa metálica.

(9) Outros sem marca Tecnologia de dobragem

Para além das duas estruturas de molde sem marcas acima referidas, podem também ser utilizados tapetes anti-marcas, mangas de borracha à prova de pressão de matriz côncava em forma de V simples, revestimentos de almofada de poliuretano+AT em bloco e matrizes côncavas de borracha dura para evitar marcas de dobragem na superfície das placas de metal durante o processo de dobragem. Estes materiais ajudam a cumprir os requisitos de qualidade do produto.

No entanto, as almofadas de borracha, as mangas de borracha, os blocos de borracha forte e a borracha dura são propensos a deformação durante o processo de dobragem, têm uma vida útil curta e podem afetar a precisão dimensional da peça de trabalho dobrada. São apenas adequados para peças que não requerem uma elevada precisão dimensional.

3. Tecnologia de dobragem sem marcadores magnéticos

Vantagens:

1. Implementação económica: Os fabricantes podem criar juntas magnéticas personalizadas internamente, reduzindo significativamente as despesas com ferramentas em comparação com os métodos de marcação tradicionais. Esta abordagem "faça você mesmo" permite adaptações rápidas a várias geometrias de peças e requisitos de dobragem.

2. Longevidade alargada da ferramenta: As juntas magnéticas demonstram uma resistência superior ao desgaste em comparação com as ferramentas de marcação convencionais. A natureza sem contacto da interação magnética minimiza a abrasão e o stress mecânico, resultando em ciclos de substituição substancialmente mais longos e tempo de paragem reduzido para manutenção da ferramenta.

3. Melhoria da qualidade da superfície:

  • Eliminação de reentrâncias na superfície: A força magnética sem contacto guia eficazmente a peça de trabalho sem deixar marcas ou impressões físicas, preservando a integridade estética e estrutural do material.
  • Mitigação da ondulação dos bordos: O controlo preciso do campo magnético ajuda a manter uma distribuição consistente da pressão ao longo da linha de dobragem, reduzindo significativamente a tendência para o enrolamento das extremidades, especialmente em materiais de calibre fino.

4. Maior flexibilidade do processo: Os sistemas magnéticos podem ser rapidamente reconfigurados para diferentes ângulos de curvatura e espessuras de material, permitindo uma produção eficiente de pequenos lotes e protótipos.

5. Potencial de automatização: A tecnologia é compatível com sistemas de feedback baseados em sensores, facilitando a integração em células de dobragem automatizadas para aumentar a precisão e a repetibilidade.

Nota: Embora esta tecnologia ofereça vantagens significativas, é importante ter em conta a compatibilidade dos materiais (propriedades ferromagnéticas) e as potenciais limitações em aplicações de alta precisão que exijam tolerâncias extremamente apertadas.

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.

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