Dobra de chapas metálicas sem marcas: Dicas e soluções

As matrizes de dobra são componentes cruciais na formação de chapas metálicas, desempenhando um papel fundamental na modelagem de chapas metálicas nas configurações desejadas. Como setores como o de máquinas de engenharia, automotivo, construção naval, aeroespacial, instrumentação elétrica e decoração arquitetônica continuam a evoluir, as empresas de processamento enfrentam demandas crescentes por maior precisão, maior complexidade e qualidade de superfície superior em produtos de chapa metálica.

O processo de curvatura de materiais como aço inoxidável e ligas de alumínio apresenta desafios únicos, principalmente no que diz respeito à obtenção de superfícies sem arranhões. Esses materiais, conhecidos por sua resistência à corrosão e apelo estético, exigem um manuseio meticuloso para manter sua aparência impecável durante todo o processo de conformação.

Para resolver o problema crítico das marcas de dobra nas superfícies de chapas metálicas durante a dobra da prensa dobradeira, é essencial uma análise abrangente de cinco fatores principais:

1. Método de dobra: A seleção de técnicas de dobra apropriadas, como dobra a ar, bottoming ou cunhagem, pode afetar significativamente a qualidade da superfície. Cada método transmite diferentes distribuições de tensão e padrões de fluxo de material, afetando 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 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 altas, aumentando potencialmente o risco de impressões da ferramenta.
3. Estrutura da matriz côncava: O projeto da matriz côncava, incluindo o raio, o ângulo e o acabamento da superfície, desempenha um papel fundamental na prevenção de marcas na superfície. As geometrias otimizadas da matriz podem minimizar as concentrações de tensão localizadas e reduzir o potencial de defeitos na superfície.
4. Seleção da prensa dobradeira: As características da prensa dobradeira, incluindo sua capacidade de tonelagem, precisão e sistemas de controle, são vitais para a execução de operações de dobra precisas. As máquinas avançadas controladas por CNC com recursos de monitoramento de força podem ajudar a manter a distribuição consistente da pressão, reduzindo o risco de dobra excessiva e de marcação da superfície.
5. Precisão da matriz: A precisão e a qualidade da superfície do punção e da matriz afetam significativamente o 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 dobra tradicional

Fig.1

A Figura 1 ilustra a configuração convencional da matriz inferior em operações tradicionais de dobra de chapas metálicas. Essa configuração normalmente incorpora uma ranhura em forma de V com dimensões variáveis para acomodar chapas de diversas espessuras. Durante o processo de dobra, o material da chapa passa por uma interação complexa com as bordas da ranhura em V da matriz inferior. Essa interação gera forças de compressão e atrito significativas, resultando em marcas de dobra acentuadas na superfície da peça de trabalho. Esses defeitos de superfície, comumente chamados de "marcas de testemunha" ou "linhas de matriz", normalmente têm uma largura de aproximadamente 0,414 vezes a largura da abertura da ranhura em V. Essas imperfeições comprometem significativamente o apelo estético e a qualidade funcional do componente de chapa metálica formado.

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

2. Tecnologia de dobra sem marcas e estrutura de matriz

Se for necessário um produto de chapa metálica sem arranhões ou marcas, um freio de prensa O operador deve escolher soluções adequadas que evitem o atrito entre a chapa metálica e as ferramentas.

O problema mais comum é como ocultar as duas linhas que podem aparecer na área de contato entre a matriz e a chapa metálica. Há várias maneiras de evitá-las:

(1) Limpe e lubrifique as matrizes:

O atrito entre os metais e os arranhões e marcas resultantes podem ser reduzidos com a remoção de detritos, como incrustações ou zinco, das matrizes e com a aplicação de um lubrificante para reduzir o atrito.

(2) Matrizes com raio maior:

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

Essa é uma solução muito eficaz, sem custos adicionais além do custo das matrizes, que têm a mesma vida útil das matrizes padrão. A única desvantagem de arredondar a zona de suporte é a necessidade de aumentar ligeiramente a borda interna mínima para evitar que a folha caia
no V da matriz

(3) Matriz sem marca do tipo rolo

Durante o processo de dobraQuando a peça de trabalho entra em contato com o mandril de metal duro na matriz inferior, o mandril gira na direção da placa móvel.

Isso transforma o atrito do tradicional atrito de deslizamento em atrito de rolamento, reduzindo as marcas de dobra e a abrasão relacionada à extrusão na superfície da peça de trabalho e melhorando sua aparência e precisão.

No entanto, ainda existe pressão de compressão entre o rolo inferior da matriz e a placa durante o processo de dobra, de modo que as marcas de dobra não podem ser totalmente evitadas, especialmente ao dobrar placas de metal macio.

As matrizes com rolos diminuem consideravelmente o atrito e evitam arranhões na superfície da chapa metálica, mas também são bastante caras e exigem limpeza frequente para garantir que os detritos não impeçam o rolo de girar em seu assento.

As matrizes com rolos são muito úteis para dobrar chapas grossas de metal, pois
diminuir a força necessária.

(4) Matriz sem marca para giro de placa

Fig.3

A Figura 3 ilustra a estrutura do molde Mark-Free com rotação de placas.

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

Isso elimina o deslizamento relativo entre a peça de trabalho e a matriz inferior, resultando em contato de superfície a superfície entre a peça de trabalho e a placa giratória.

Isso elimina as marcas de dobra e a abrasão relacionada à extrusão na superfície da peça de trabalho, melhorando efetivamente sua aparência e precisão.

(5) Matrizes com insertos de nylon

Algumas matrizes feitas de aço têm um encaixe para inserções de náilon que geralmente são fixadas com parafusos de fixação.

Esses insertos podem ter um véu no formato necessário para a dobra ou um formato retangular para pressionar a chapa metálica contra a ferramenta de raio.

Essas ferramentas são muito eficazes na eliminação de manchas, mas exigem a substituição da pastilha quando ela se desgasta com a chapa metálica.

Essas matrizes só podem ser usadas com chapas metálicas finas, pois o uso de uma carga excessiva logo deformará permanentemente o véu.

(6) Filme anti-riscos

Uma película anti-riscos que fica entre a chapa metálica e a matriz protege a superfície contra arranhões e marcas. Sua vida útil depende das ferramentas usadas, do ângulo e, principalmente, do raio da ponta do punção.

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

Quando usado, o operador precisa diminuir o curso Y do êmbolo no mesmo valor que a espessura do filme, que permanece constante durante a dobra.

As películas antirrisco podem ser fornecidas com tensionadores para o posicionamento correto da película e para facilitar a substituição quando ela começar a rachar quando estiver desgastada.

(7) Suporte adequado da chapa metálica

A chapa metálica deve ser apoiada adequadamente durante a dobra e durante o retorno da viga superior. Esse é um fator fundamental para grandes produtos de chapa metálicaO peso pode causar deformação por flexão na área próxima à matriz se a chapa metálica não for apoiada adequadamente.

(8) Raio da ponta do punção

Embora isso seja bastante raro, às vezes a parte interna de um perfil pode precisar ser protegida contra arranhões. Nesses casos, é importante escolher um punção com um raio de ponta que seja muito próximo do raio interno necessário.

Isso é fundamental se for necessária uma força elevada, pois um punção com um raio de ponta muito pequeno tenderá a penetrar no material, deixando uma ranhura na chapa metálica.

(9) Outros Mark-Free Tecnologia de dobragem

Além das duas estruturas de molde sem marcas mencionadas acima, também podem ser usados tapetes antimanchas, luvas de borracha à prova de pressão de matriz côncava em forma de V simples, revestimentos de bloco de poliuretano+AT e matrizes côncavas de borracha dura para evitar marcas de dobra na superfície das placas de metal durante o processo de dobra. Esses materiais ajudam a atender aos requisitos de qualidade do produto.

No entanto, as almofadas de borracha, as mangas de borracha, os blocos de borracha resistente e a borracha dura são propensos à deformação durante o processo de dobra, têm vida útil curta e podem afetar a precisão dimensional da peça de trabalho dobrada. Elas são adequadas apenas para peças que não exigem alta precisão dimensional.

3. Tecnologia de dobra sem marcadores magnéticos

Vantagens:

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

2. Maior longevidade da ferramenta: As gaxetas magnéticas demonstram resistência superior ao desgaste em comparação com as ferramentas de marcação convencionais. A natureza sem contato da interação magnética minimiza a abrasão e o estresse mecânico, resultando em ciclos de substituição substancialmente mais longos e tempo de inatividade reduzido para a manutenção da ferramenta.

3. Melhoria da qualidade da superfície:

• Eliminação de reentrâncias na superfície: A força magnética sem contato guia efetivamente a peça de trabalho sem deixar marcas ou impressões físicas, preservando a integridade estética e estrutural do material.
• Mitigação da ondulação das bordas: O controle preciso do campo magnético ajuda a manter a distribuição consistente da pressão ao longo da linha de dobra, reduzindo significativamente a tendência de ondulação das bordas, especialmente em materiais de espessura fina.

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

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

Observação: embora essa tecnologia ofereça vantagens significativas, é importante considerar a compatibilidade do material (propriedades ferromagnéticas) e as possíveis limitações em aplicações de alta precisão que exijam tolerâncias extremamente rígidas.