Como é possível transformar uma simples chapa de metal em um componente preciso e funcional? O corte de chapas metálicas é um processo fundamental na fabricação que envolve várias técnicas, como corte a laser, plasma e jato de água. Este artigo fornece um guia abrangente para esses métodos, explorando os princípios por trás de cada um e suas aplicações. Desde a compreensão do equipamento usado até as complexidades dos diferentes métodos de corte, você obterá informações valiosas sobre o mundo da fabricação de chapas metálicas. Descubra os detalhes que possibilitam o corte de precisão e como esses processos contribuem para uma produção eficiente.
O princípio do corte a laser baseia-se na abreviação de Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation (Amplificação de luz por emissão estimulada de radiação), que é traduzida como laser.
O corte a laser é alimentado por descarga elétrica e usa uma mistura de gases como He, N2, CO2etc. como meio de excitação. O feixe de laser é gerado pela focalização do laser por meio de um conjunto de espelhos, que então derrete o material.
O processo de corte a laser: Sob o controle de programas NC, o gerador de laser produz um tipo específico de laser. O laser é transmitido através do sistema óptico para o cabeçote de corte e focalizado na superfície da peça de trabalho, derretendo o metal.
Ao mesmo tempo, o gás de assistência é pulverizado na direção paralela ao feixe de laser para remover a escória derretida. O cabeçote de corte se move ao longo do caminho predeterminado, controlado por um servomotor, para cortar vários formatos de peças de trabalho.
1）Cama de máquina:
Todo o caminho óptico é montado na base da máquina, que é equipada com vigas, suportes do cabeçote de corte e ferramentas do cabeçote de corte. A base foi projetada para eliminar as vibrações durante o processamento devido à aceleração axial. A parte inferior da base da máquina é dividida em várias câmaras de exaustão. Quando o cabeçote de corte está localizado acima de uma determinada câmara de exaustão, a válvula se abre e o gás residual é expelido. Através do separador de suporte, as peças pequenas e os resíduos caem na caixa de resíduos.
2）Mesa de trabalho:
A mesa de trabalho com suportes embutidos é usada para apoiar o material durante o corte plano.
3）Sensores:
A boa qualidade de corte está relacionada à distância entre o bocal e a peça de trabalho. Há dois tipos de sensores: sensores mecânicos de contato e sensores de indução de capacitância. O primeiro é usado para processar materiais não condutores, enquanto o segundo é usado para materiais condutores.
4）Cabeça de corte:
É o componente final do caminho óptico. A lente embutida focaliza o feixe de laser. Há duas distâncias focais padrão do cabeçote de corte, 5 polegadas e 7,5 polegadas (usadas principalmente para cortar chapas grossas).
5）Controlador CNC:
Converte o programa de corte (o padrão da combinação e do layout da peça de trabalho) e os parâmetros de processamento do movimento do eixo. Por meio da combinação do movimento do feixe, do suporte e do eixo rotativo, o controlador controla a trajetória de movimento do feixe de laser na peça de trabalho, ajustando automaticamente a velocidade de corte e a velocidade de corte. potência do laser.
6）Gabinete de controle de laser:
Controla e verifica a função do laser e exibe a pressão, a potência, a corrente de descarga e o modo de operação do laser do sistema.
7）Laser:
A cavidade ressonante é o coração do laser, onde o feixe de laser é gerado. O gás do laser é uma mistura de dióxido de carbono, nitrogênio e hélio. O turbocompressor faz com que o gás se mova rapidamente ao longo do eixo da cavidade ressonante. O gás é resfriado nos dois trocadores de calor para transferir energia para o gás na unidade de alta pressão.
8）Equipamento de resfriamento:
Resfria o laser, o gás do laser e o sistema óptico.
9）Coletor de pó:
Remove a maior parte da poeira gerada durante o processamento.
10）Sistema automático de carga e descarga.
Métodos de corte:
1）Corte por fusão a laser - No corte por fusão a laser, o material da peça de trabalho é parcialmente derretido e o material derretido é soprado pelo gás, formando um corte. O corte é realizado somente no estado líquido, por isso é chamado de corte por fusão. Durante o corte, um gás inerte de alta pureza é fornecido na direção do eixo do laser como gás de assistência, e o gás de assistência apenas sopra o metal fundido do corte. Ele não reage com o metal.
2）Corte a laser por chama - Diferentemente do corte por fusão a laser, o corte a laser por chama usa oxigênio ativo como gás de assistência. Como o oxigênio reage com o metal já aquecido, liberando uma grande quantidade de calor, o resultado é que o material é aquecido ainda mais.
3）Corte por vaporização a laser - No corte por vaporização a laser, o material no corte é vaporizado pela densidade de energia extremamente alta. Esse método corta o metal evaporando-o rapidamente, evitando o respingo de gotículas fundidas.
A escolha do método de corte depende de suas características e do material da chapa e, às vezes, do formato do corte.
Como a vaporização requer mais calor do que a fusão, a velocidade do corte por fusão a laser é mais rápida do que a do corte por vaporização a laser, e o laser corte por chama é mais rápido usando o calor gerado pela reação do oxigênio e do metal.
Ao mesmo tempo, a largura do corte e a rugosidade do corte por chama são altas, e a área afetada pelo calor é grande, de modo que a qualidade do corte é relativamente ruim, enquanto o corte por fusão tem uma superfície lisa e de alta qualidade, e o corte por vaporização tem a melhor qualidade de corte sem oxidação.
Além disso, o corte por fusão e vaporização pode obter um corte sem oxigênio, o que é importante para o corte com requisitos especiais.
Em geral, os materiais podem ser cortados por meio de corte por chama; se for necessário que a superfície não seja oxidada, o corte por fusão deve ser selecionado, e o corte por vaporização é geralmente usado em casos com altos requisitos de precisão dimensional e suavidade da superfície, de modo que sua velocidade também é a mais baixa.
Além disso, a forma do corte também afeta o método de corte. Ao processar peças delicadas e ângulos agudos, o corte com chama pode ser perigoso, pois o superaquecimento pode causar a queima de peças pequenas.
Gás LASER
Durante o período real Processo de corte a laserO gás auxiliar também está envolvido. O gás auxiliar pode não apenas soprar a escória a tempo, mas também desempenhar um papel no resfriamento da peça de trabalho e na limpeza da lente.
A escolha de diferentes gases auxiliares também pode alterar a velocidade de corte e a qualidade da superfície de corte, o que é de grande importância para o corte de metais especiais.
1）Gás laser
O gás do laser é uma mistura de gás hélio, nitrogênio e dióxido de carbono em uma determinada proporção, que é predeterminada na fábrica para garantir o desempenho ideal.
Não ajuste a proporção casualmente, pois proporções inadequadas podem causar falha no sistema de laser e danos à fonte de alimentação de alta tensão.
Dióxido de carbono CO2é a substância ativadora. Ela é excitada por uma descarga elétrica e, em seguida, converte a energia elétrica em radiação infravermelha.
Nitrogênio N2: transfere a energia gerada pela descarga elétrica para o dióxido de carbono, aumentando a potência de saída do laser.
Hélio He: pode ajudar a manter a descarga elétrica no gás e facilitar o resfriamento do dióxido de carbono.
2）Gás de corte:
Principalmente N2 ou O2. A superfície de corte de N2 é relativamente brilhante, enquanto a superfície de corte de O2 fica preta devido à oxidação do material.
Observação: o gás usado pelo LASER é de alta pureza (todos acima de 99,99%).
3）Controle de parâmetros de gás
Os parâmetros de gás que afetam o processo de corte incluem o tipo de gás, a pressão do gás e o diâmetro do bocal.
(1) Tipo de gás auxiliar
Os tipos de gás auxiliar incluem oxigênio, ar, nitrogênio e argônio.
O oxigênio é adequado para o corte de chapas grossas, corte em alta velocidade e chapas extremamente finas corte de chapas.
O ar é adequado para cortar chapas de alumínio, não-metais e chapas de aço galvanizado. Ele pode reduzir a película de óxido até certo ponto e economizar custos.
O nitrogênio, como gás protetor durante o corte, pode impedir a formação da película de oxidação e evitar a combustão (que é fácil de ocorrer quando a chapa é espessa).
O argônio é usado para cortar titânio metais.
(2) Pressão do gás
A pressão do gás é dividida em alta pressão e baixa pressão.
De acordo com os parâmetros técnicos da máquina a laser, a pressão máxima alta é de 20 megapascal e a pressão máxima baixa é de 5 megapascal.
A seleção da pressão é baseada na espessura da chapa, na velocidade de corte, na viscosidade do metal fundido e na potência do laser.
Quando a espessura da chapa é grande, a velocidade de corte é rápida e a viscosidade do metal fundido é alta, uma pressão mais alta pode ser selecionada.
Por outro lado, para materiais finos, corte lentoou metais com baixa viscosidade de líquido, pode-se escolher uma baixa pressão apropriada.
O aumento adequado da pressão do gás quando a potência é alta é benéfico para o resfriamento dos materiais ao redor, o que é adequado para requisitos especiais.
Independentemente da pressão selecionada, o princípio é ser o mais econômico possível e, ao mesmo tempo, garantir o efeito de soprar a escória.
(3) Diâmetro do bocal
A seleção do diâmetro do bocal é semelhante à seleção da pressão do gás, mas também está relacionada ao método de corte.
No corte com oxigênio como gás auxiliar, a costura de corte é mais larga devido à combustão do metal.
Para remover a escória de forma rápida e eficaz, é necessário selecionar um bocal de grande diâmetro.
Para o corte por pulso, em que a costura de corte é menor, deve ser escolhido um bocal que não seja muito grande. Às vezes, a escolha do tamanho do bocal entra em conflito com a seleção da pressão.
Nesses casos, o ajuste da distância entre o bocal e a costura de corte também pode desempenhar um papel importante.
A faixa de uso do cabeçote de corte:
| Distância focal da lente | Diâmetro do ponto | Profundidade de foco [mm] | Escopo de uso | |||
| tipo de material | faixa de espessura do material [mm] | tipo de gás | pressão do gás [bar] | |||
| 5.00 | 130 | 0.6 | Aço estrutural Chapa de aço galvanizado Aço inoxidável Liga metálica | ≦8 ≦5 ≦8 ≦10 | O2 N2 N2 N2 | ≦5 ≦12 8~16 8~16 |
| 7.50 | 190 | 1.4 | Aço estrutural Aço inoxidável Liga metálica | ≦20 ≦10 ≦10 | O2 N2 N2 | ≦5 8~20 8~20 |
Observação: O bocal é dividido em dois tipos, HK e K. Por exemplo, HK15 significa tipo de indução de alta pressão com uma abertura de Φ1,5 mm.
A figura a seguir mostra a estrutura do cabeçote de corte:
Relação entre as propriedades do material e Processamento a laser:
O resultado do corte da peça de trabalho pode ser um corte limpo ou o contrário, com escória na parte inferior do corte ou marcas de queimadura na parte superior do corte, sendo que grande parte delas é causada pelo material.
Os fatores que afetam a qualidade do corte incluem a composição da liga, a microestrutura do material e a qualidade da superfície, tratamento de superfícierefletividade, condutividade térmica, ponto de fusão e ponto de ebulição.
Normalmente, a composição da liga afeta a resistência do material, soldabilidadeA fibra de vidro é um material de alta resistência à oxidação e à corrosão, portanto, quanto maior o teor de carbono, mais difícil será o corte; grãos finos resultam em melhor qualidade de corte;
Se a superfície do material tiver ferrugem ou uma camada de óxido, o óxido derreterá de forma diferente do metal durante a fusão, resultando em um óxido difícil de derreter na superfície e em um aumento da escória, resultando em um corte irregular.
A superfície áspera reduz a reflexão, aumenta a eficiência térmica e, após o tratamento com jato de areia, a qualidade do corte é muito melhor.
A baixa condutividade térmica concentra o calor e aumenta a eficiência.
Portanto, materiais com grãos finos, superfícies ásperas, sem ferrugem e com baixa condutividade térmica são fáceis de processar.
Materiais com alta teor de carbonoAs superfícies revestidas ou pintadas e de alta refletividade são mais difíceis de cortar.
Os metais com alto teor de carbono geralmente têm altos pontos de fusão, o que dificulta a fusão e aumenta a tempo de corte.
Por um lado, ele amplia o espaço de corte, aumenta a superfície zona afetada pelo calore resulta em uma qualidade de corte instável.
Por outro lado, o alto teor de liga aumenta a viscosidade do metal líquido, o que aumenta a proporção de respingos e escória, e exige um ajuste maior da potência do laser e da pressão do ar durante o processamento.
Os revestimentos e as tintas aumentam a refletividade da luz, dificultando a fusão e aumentando a produção de escória.
A tabela abaixo mostra o tempo de corte para o corte a LASER de diferentes materiais:
Observação: os dados da tabela servem apenas como referência, e o tempo real de corte é afetado por muitos fatores.
| Material | Espessura do material (mm) | Velocidade de corte (mm/min) | Tempo de perfuração | Gás de assistência | |
| Contínuo | Pulso | ||||
| Chapa de aço galvanizada por imersão a quente Chapa de aço laminada a frio com revestimento de alumínio Chapa de zinco galvanizado Chapa de aço laminada a frio | 0.8 | 7000 | 0.2 | 0.4 | N2 |
| 0.9-1.0 | 6000 | 0.2 | 0.4 | N2 | |
| 1.2 | 5000 | 0.2 | 0.6 | N2 | |
| 1.5 | 4800 | 0.3 | 0.6 | N2 | |
| 2.0 | 3500 | 0.3 | 1 | N2 | |
| 2.5 | 4500 | 0.3 | 1 | O2 | |
| chapa de aço laminada a quente | 0.2-0.3 | 300 | 1 | 0.3 | O2 |
| aço inoxidável | 0.5 | 8000 | 0.1 | 1 | N2 |
| 1.0 | 7000 | 0.2 | 1 | N2 | |
| 1.5 | 5500 | 0.2 | 1 | N2 | |
| 2.0 | 3200 | 0.3 | 1 | N2 | |
| 2.5 | 3000 | 0.3 | 1 | N2 | |
| 3.0 | 2200 | 0.4 | 1 | N2 | |
Materiais de engenharia comuns para corte a laser:
1. Corte a laser de materiais metálicos:
Quase todos materiais metálicos têm uma alta refletividade para a energia das ondas infravermelhas em temperatura ambiente, mas o CO2 com um comprimento de onda de 10,6 μm foi aplicado com sucesso ao corte a laser de muitos metais.
A taxa de absorção inicial do metal para o feixe de laser de 10,6μm é de apenas 0,5-10%, mas quando um laser focalizado com uma densidade de potência superior a 106w/cm2 for irradiado na superfície do metal, a superfície pode começar a derreter rapidamente em microssegundos.
A taxa de absorção da maioria dos metais no estado fundido aumenta acentuadamente, geralmente até 60%-80%.
1.1 Aço carbono
Os modernos sistemas de corte a laser podem cortar chapas de aço carbono com uma espessura máxima de quase 20 mm. A largura da costura cortada pode ser controlada em uma faixa satisfatória usando o mecanismo de corte por fusão por oxidação.
No caso do aço de baixo carbono, a zona afetada pelo calor do corte pode ser ignorada, e a costura cortada é plana, lisa, com boa perpendicularidade.
No entanto, a zona de segregação de fósforo e enxofre é propensa à erosão da borda de corte.
Para aço de alto carbonoA qualidade da borda de corte é ligeiramente melhorada, mas sua zona afetada pelo calor é ligeiramente maior.
1.2 Aço inoxidável
A reação de oxidação e liberação de calor durante o corte a laser do aço inoxidável não é tão intensa quanto a do aço carbono, portanto, sua velocidade de corte é um pouco mais lenta do que a do aço comum com a mesma espessura.
O uso de gás inerte como gás auxiliar para cortar aço inoxidável pode obter bordas de corte não oxidadas, que podem ser usadas diretamente para soldagem, mas a velocidade de corte com oxigênio como gás auxiliar será reduzida em cerca de 50%.
1.3 Liga de aço
Dentro da faixa de potência do laser que pode ser usada para o corte, desde que os parâmetros do processo sejam controlados adequadamente, não é muito difícil obter bordas de corte retas e não pegajosas.
No entanto, o aço para ferramentas de alta velocidade contendo tungstênio e o aço para trabalho a quente podem sofrer derretimento e aderência de escória durante o corte a laser.
1.4 Alumínio e suas ligas
O corte de alumínio pertence ao mecanismo de corte por fusão, e o gás auxiliar é usado principalmente para soprar o produto fundido da área de corte.
Em geral, é possível obter uma melhor qualidade da superfície de corte.
Às vezes, a escória também adere à parte de trás do corte e, para alguns ligas de alumínioÉ importante evitar a geração de microtrincas intergranulares na superfície de corte.
Corte a laser de alumínio requer alta densidade de potência para superar sua alta refletividade para feixes de comprimento de onda de 10,6 μm. O orifício inicial é formado pela vaporização do material e, uma vez que o orifício é gerado, a taxa de absorção do material pelo feixe aumenta muito, como no caso do aço.
1.5 Cobre e suas ligas
O cobre puro (cobre) não pode ser cortado por feixes de laser de CO2 devido à sua alta refletividade. Uma potência maior do laser e ar ou oxigênio como gás auxiliar podem ser usados para cortar chapas de liga de cobre mais finas. Às vezes, uma pequena quantidade de escória pode aderir à parte de trás do corte.
1.6 Titânio e suas ligas
O titânio puro pode ser bem acoplado a feixes de laser focalizados para converter energia térmica.
Ao usar o oxigênio como gás auxiliar, a reação química é intensa e a velocidade de corte é rápida, mas uma camada de óxido pode ser gerada na borda de corte e, se não houver cuidado, também pode ocorrer superaquecimento.
Por motivos de segurança, é melhor usar o ar como gás auxiliar.
1.7 Ligas de níquel
As ligas à base de níquel, também conhecidas como superligas, têm muitas variedades, a maioria das quais pode ser cortada por corte por fusão de óxido.
2. Corte a laser de nãomateriais metálicos:
O feixe de laser de CO2 com comprimento de onda de 10,6μm é facilmente absorvido por materiais não metálicos devido à sua baixa condutividade térmica e temperatura de evaporação.
O feixe absorvido pode se transmitir quase totalmente para o material e vaporizar instantaneamente no ponto de irradiação, formando um orifício inicial para que o processo de corte prossiga em um ciclo benigno.
2.1 Materiais orgânicos
2.1.1 Plásticos (polímeros)
O corte a laser é muito atraente para o processamento de plásticos porque pode cortar qualquer formato de peça de trabalho complexa sem contato e em alta velocidade.
Como uma fonte de calor de alta densidade de potência, o laser evapora rapidamente o adesivo e quebra as cadeias de polímero para implementar o corte.
Sob o controle adequado do processo, os plásticos de baixo ponto de fusão podem ser cortados com bordas lisas, sem rebarbas e sem bolhas, enquanto os plásticos de alta resistência exigem maior densidade de potência do feixe, o que resulta em queima e diferentes graus de carbonização da borda.
O corte de cloreto de polivinila (PVC) e materiais similares deve ser realizado com cuidado para evitar a geração de gases nocivos durante o processo de corte.
2.1.2 Borracha
O corte a laser de borracha não tem contato com a peça de trabalho e não causa extensão ou deformação da peça de trabalho, evitando a aderência da borda.
2.1.3 Madeira
O corte a laser é eficaz para madeira, compensado e aglomerado sem ruído de serra.
2.2 Materiais inorgânicos
2.2.1 Quartzo
Os materiais de quartzo com baixos coeficientes de expansão térmica são mais adequados para o corte a laser, resultando em boa qualidade de borda e superfícies de corte lisas.
2.2.2 Vidro
A maioria dos vidros produzirá rachaduras após ser submetida a um choque térmico a laser.
2.2.3 Cerâmica
O mecanismo de corte a laser para cerâmica é uma fratura direcional controlável. O ponto de laser focalizado causa gradientes de aquecimento direcional e alta tensão mecânica para gerar pequenas rachaduras em cerâmicas e outros materiais sem plasticidade.
Essas rachaduras se movem ao longo da direção do ponto de luz, gerando continuamente até que o material seja cortado. O uso de um feixe de laser de CO2 de onda contínua deve evitar alta potência, pois isso pode causar rachaduras e falhas no corte.
2.2.4 Pedra
Diferentes tipos de materiais de pedra contêm umidade, e a umidade pode causar explosões e rachaduras devido ao rápido aquecimento pelo feixe de laser.
3. Corte a laser de materiais compostos:
Novos materiais compostos de polímero de fibra reforçada leves são difíceis de processar usando métodos convencionais.
O corte a laser, que utiliza a característica de processamento sem contato, pode ser usado para cortar e aparar fatias finas do material antes da cura para uma forma fixa, com as bordas das fatias fundidas sob o calor do feixe de laser para evitar a geração de resíduos de fibra.
No caso de peças espessas totalmente curadas, especialmente aquelas feitas de materiais compostos de fibra reforçada e de fibra de carbono, deve-se tomar cuidado durante o corte a laser para evitar possível carbonização, delaminação e danos térmicos nas bordas cortadas.
Problemas que devem ser observados no corte a laser:
1）Seleção da velocidade de corte:
A velocidade máxima de corte do corte a laser pode chegar a 200-300 mm/s, mas, em aplicações práticas, a velocidade real usada geralmente é de apenas um terço a metade da velocidade máxima.
Isso ocorre porque velocidades mais altas podem levar a uma menor precisão dinâmica do mecanismo servo, o que afeta diretamente a qualidade do corte.
Experimentos demonstraram que, ao cortar furos circulares, quanto maior a velocidade de corte, menor a abertura e pior o resultado. redondeza do furo.
Portanto, recomenda-se usar a velocidade máxima somente para cortar ao longo de linhas retas longas para aumentar a eficiência.
2）Corte de linhas de entrada e saída:
Para garantir uma boa junção da costura e evitar a queima nos pontos de início e fim do corte, as linhas de transição são frequentemente usadas no início e no fim do corte, conhecidas como linhas de entrada e saída.
As linhas de entrada e saída não são úteis para a peça de trabalho em si, portanto, devem ser dispostas fora do alcance da peça de trabalho, e deve-se tomar cuidado para não colocar as linhas de entrada em cantos afiados ou áreas onde a dissipação de calor seja ruim.
A conexão entre a linha de entrada e a costura de corte deve ser feita usando uma transição de arco circular para garantir o movimento suave da máquina e evitar queimaduras causadas pela parada nos cantos.
3）Processamento de cantos vivos:
Use arcos circulares para processar ângulos obtusos. Se possível, evite processar cantos sem arcos circulares. Os cantos com arcos circulares têm as seguintes vantagens:
Para cantos sem arcos circulares, o raio máximo permitido que pode ser definido é a metade da largura da costura de corte. Nesse caso, os cantos cortados não terão um arco circular.
Use o método de transformar furos redondos em cantos para processar cantos agudos e o método de cortar ao longo de arcos para processar ângulos obtusos.
O corte de cantos afiados em chapas finas usando o método de transformar furos redondos em cantos é recomendado para o corte em alta velocidade.
Ele tem os seguintes benefícios:
Ao cortar cantos afiados em chapas grossas, o uso do método de transformar furos redondos em cantos pode causar superaquecimento ao redor do canto afiado.
Nesse caso, os parâmetros "Ângulo crítico, tempo de permanência" devem ser usados para o corte. A máquina se desloca até o canto agudo, faz uma pausa por um tempo específico e, em seguida, continua com o movimento de giro.
Características de processamento do LASER:
1. Parâmetros de processamento do LASER:
1）Faixa de processamento plana:
Faixa de processamento do LASER XY (25001250), (o tamanho máximo do material da folha existente é 1220 mm*2440 mm, e 10 mm devem ser deixados na borda do material da folha durante o corte).
2）Altura de processamento:
O Cabeçote do LASER pode ser levantado de 60 a 80 mm na direção vertical (direção Z). Portanto, a altura máxima da peça de trabalho de corte sem remover os acessórios é de 60 mm. Se a altura da peça de trabalho for superior a 60 mm, ela deverá ser rebaixada, como, por exemplo, removendo os acessórios ou usando gabaritos de conexão.
3）Espessura de processamento:
Espessura do material de processamento do modelo 2512:
| Modelos de máquinas | SUS | SPHC | AL | CU |
| 1800W | 5 mm | 10 mm | 3,0 mm | Folha fina |
| 3000W | 10 mm | 25 mm | 5 mm | 5 mm |
O LASER também pode processar materiais como painéis de madeira, chapas de acrílico e materiais metálicos com filmes finos anexados.
Observação: Para corte de metaisAs máquinas LASER têm recursos de detecção automática, mas não podem detectar materiais não metálicos.
Portanto, o corte deve ser ajustado em uma altura específica durante o processamento.
Além disso, as máquinas LASER têm a capacidade de cortar a película fina antes de cortar o filme. material metálico repetidamente, sem a necessidade de ajustes de altura.
4）Largura e abertura mínimas do slot de processamento
A largura mínima da ranhura de processamento no corte a LASER é determinada pelo diâmetro do feixe de laser, que geralmente é de 0,2 mm. Portanto, a largura mínima da ranhura de processamento é de 0,2 mm, que é uma linha de corte direto.
Da mesma forma, a abertura mínima de processamento é determinada pelo diâmetro do feixe de laser, que é de 0,7 mm.
2. Métodos comuns de processamento LASER
1）Corte a LASER único:
Os furos externos e internos completos da peça de trabalho são cortados de uma só vez. Esse é o método de processamento a LASER mais comum.
Como não há restrições na peça a ser cortada, o feixe de laser tem recursos ilimitados de corte de contorno, o que torna o LASER ideal para o processamento de peças com formatos complexos.
Quando todos os furos externos e internos da peça de trabalho podem ser cortados de uma só vez, sem afetar as estações de trabalho subsequentes e garantindo a qualidade do produto, o corte a LASER de uma só vez é usado na programação de engenharia.
2）Processamento secundário:
A definição de processamento secundário é que, devido a requisitos de processo ou alterações de projeto, é necessário realizar um processamento de corte suplementar em produtos acabados ou semiacabados, cortando completamente os furos externos e internos da peça de trabalho em vários estágios.
Quando o corte a LASER único afeta as estações de trabalho subsequentes e é difícil garantir a qualidade do produto, uma parte dos gráficos é cortada durante o primeiro corte da peça de trabalho e, depois de ser processada pelas estações de trabalho relevantes, um segundo corte a LASER é realizado para cortar completamente os furos externos e internos da peça de trabalho.
O produto é então processado por estações de trabalho subsequentes para atender aos requisitos de qualidade do produto.
O princípio básico de processamento para o processamento secundário é mostrado na Tabela 3, e as etapas de processamento são as seguintes:
Primeiro, coloque uma placa de fixação na máquina e prenda-a (o tamanho da placa não é obrigatório e pode ser selecionado no local de acordo com as necessidades reais; um pouco maior do que a peça de trabalho é suficiente, pois precisamos apenas de seus orifícios de posicionamento).
Em seguida, chame o programa de fixação para cortar três furos de posicionamento e os furos de prevenção do caminho de corte na placa de fixação. Em seguida, coloque a peça de trabalho a ser cortada e use os três pinos de posicionamento na peça de trabalho para posicioná-la na placa de fixação.
Por fim, chame o programa principal para cortar a peça de trabalho. Depois que uma peça for processada, remova os pinos de posicionamento, retire a peça de trabalho e a estrutura de resíduos cortados e, em seguida, processe o próximo lote.
Notas para processamento secundário:
Além de emprestar os furos existentes na peça de trabalho para posicionamento, o diâmetro dos furos do pino de posicionamento deve ser uniformemente ajustado para 6,10 para se adaptar ao uso de pinos de posicionamento com diâmetro de 6,00 (conforme mostrado no círculo 1 da Tabela 4).
Se for necessário usar furos de posicionamento com outras especificações, a equipe da LASER no local deverá ser notificada para que possa preparar os pinos de posicionamento correspondentes. Os pinos de posicionamento comumente usados são mostrados na tabela abaixo:
| Especificações (D) | Espaçamento | Diagrama esquemático |
| Φ3.0~Φ8.0 | 0,1 mm |  |
Os furos de prevenção na placa de fixação devem ser pelo menos 3 a 5 mm maiores do que a peça de trabalho para evitar a chama do LASER e impedir que a parte traseira da peça de trabalho seja queimada (conforme mostrado no círculo 2 da Tabela 4).
A distância entre os orifícios dos pinos de posicionamento e o caminho de corte deve ser de pelo menos 15 mm para evitar interferência entre os pinos de posicionamento e o caminho de corte. Cabeçote do LASER e os pinos de posicionamento (conforme mostrado no círculo 3 da Tabela 4 e na dimensão A da Tabela 5).
3）Etching (Gravura)
O LASER tem a capacidade de gravar, por exemplo, para gravar texto ou padrões em uma peça de trabalho. A profundidade da gravação está relacionada aos parâmetros de processamento e geralmente fica em torno de 0,1 mm.
Portanto, quando a peça de trabalho tiver tratamento de superfície (como pintura), ela será coberta e a gravação não deve ser usada.
Observe também que a gravação só pode ser feita na parte frontal da peça de trabalho em relação ao seu posicionamento, pois o cabeçote do LASER está na parte frontal e não pode processar a parte traseira.
4）Linhas de corte
Quando a peça de trabalho não requer ranhuras largas, são necessárias linhas de corte. Observe que a largura mínima das linhas de corte a LASER é de 0,2 mm.
Durante o corte normal, o programa compensará automaticamente essa diferença para recursos como furos. Entretanto, no caso de linhas de corte, o programa não pode determinar qual lado deve ser compensado.
Se houver requisitos rigorosos para as posições da linha de corte, a equipe de programação deve ser notificada e informada sobre qual lado deve ser compensado.
Por exemplo, diferentes métodos de compensação devem ser adotados para garantir a dimensão A, conforme mostrado no diagrama a seguir:
3. Técnicas comuns de processamento
1）Interferência entre o cabeçote de corte e as peças processadas secundárias
Diagrama do cabeçote de corte comumente usado:
Observação: A faixa de interferência das peças processadas secundariamente pode ser vista no diagrama de dimensões estruturais do cabeçote de corte acima.
Faixa de processamento de interferência (diferentes cabeçotes de bico).
Observação: A área sombreada fora do bocal é a faixa normal de processamento sem interferência.
2）Processamento de materiais finos (espessura menor ou igual a 0,2 mm):
O processamento a laser é realizado com o uso de gás de alta pressão e conta com o suporte de uma lâmina (feita de ferro).
Durante o processo de corte, o material será soprado pelo gás de alta pressão e deformado, e a peça de trabalho será queimada em preto ao passar pela lâmina.
Durante o processamento, uma placa-mãe geralmente é cortada primeiro para evitar o caminho de corte da peça de trabalho e, em seguida, o material é colocado na placa-mãe ou em um suporte especial (fixação) e esticado para evitar o contato com a lâmina.
A prática usual é fazer uma ferramenta de pressão, prender a peça de trabalho entre a placa de apoio inferior e a ferramenta de pressão e apertá-la para obter o corte de materiais de chapa fina.
O diagrama a seguir mostra isso:
Observação: Ao projetar a placa da almofada inferior e a ferramenta de pressão, o tamanho do furo do pino de posicionamento em relação às duas bordas do furo deve ser maior do que o contorno do material fino.
Como mostra a Figura 7, a dimensão A é maior do que a dimensão B e a dimensão C é maior do que a dimensão D. Como a maioria dos materiais finos é fornecida na forma de bobinas, antes de usar o LASER para cortá-los, eles precisam ser cortados em materiais em folha com uma tesoura ou uma máquina de corte.
Nesse momento, a precisão do tamanho do contorno não pode ser garantida. Nesse caso, uma distância maior entre os furos do pino de posicionamento pode garantir que o material fino ainda possa ser fixado.
Por exemplo, quando o tamanho do corte D na Tabela 7 é maior do que C, já que A é maior do que B, a folha ainda pode passar pelo espaço entre os dois pinos de posicionamento na direção longitudinal sem interferir com eles.
3）Posição de corte
A distância entre as lâminas na mesa de trabalho é de 50 mm. Quando houver interferência durante o processamento secundário, a lâmina que estiver interferindo poderá ser removida.
Ao processar peças pequenas, se a largura da peça de trabalho na direção X for menor que 50, a peça de trabalho cairá no compartimento de resíduos através do espaço entre as lâminas após o corte.
Se a largura da peça de trabalho na direção X estiver entre 50 e 100 e for suportada apenas por uma lâmina após o corte, ela também cairá na lixeira.
Se o tamanho da peça de trabalho na direção X for maior que 100, o sarrafo pode suportar a peça de trabalho, e a peça de trabalho pode ser retirada diretamente da mesa de trabalho. Veja o diagrama abaixo:
4）Colocação da peça de trabalho na máquina
A definição das direções X e Y na máquina LASER pode ser vista no diagrama acima, com a direção X ao longo do comprimento da máquina.
A importância da diferenciação entre as direções X e Y é a seguinte:
Otimize o aninhamento para obter a maior utilização de material
Para o corte secundário de peças de trabalho, alinhe a borda longa o mais paralela possível à posição do operador (onde a porta é aberta) para facilitar o carregamento e o descarregamento.
Observe que as direções X e Y da colocação da peça de trabalho na máquina correspondem às do desenho do AUTOCAD, a menos que haja uma rotação durante o processo de conversão.
Portanto, no processo de desenho, tente colocar os gráficos de acordo com os requisitos reais.
Por exemplo, no trabalho de corte secundário geral, você deve posicionar a peça de trabalho verticalmente no desenho.
5）Corte de formas não fechadas e furos internos
Para o corte de formas não fechadas e furos internos (o que é mais comum no corte secundário), o ponto de partida não deve ser colocado diretamente na peça de trabalho.
Em vez disso, deve-se reservar um avanço para evitar que o LASER queime a peça de trabalho ao iniciar o processo de perfuração no ponto inicial. Geralmente, um avanço externo de 5 mm é suficiente.
Há dois tipos de entradas de acordo com circunstâncias específicas: entradas retas ou entradas em arco. Veja a aplicação no diagrama a seguir:
6）Arredondamento inverso
Para todas as peças de trabalho, os cantos vivos devem ser arredondados para R0,5 mm durante o processamento a LASER, a menos que especificado de outra forma. Há dois motivos para isso:
Em primeiro lugar, para evitar que cantos afiados causem ferimentos ao pessoal;
Em segundo lugar, para garantir o movimento suave da máquina e evitar queimaduras causadas por paradas em cantos.
7）Outras considerações sobre o processamento:
Ao cortar furos inferiores em peças metálicas, o diâmetro deve ser aumentado em 0,05 mm, pois haverá um pequeno ponto de conexão nos pontos inicial e final do corte.
Por exemplo, um furo inferior com um diâmetro de Φ5,4 deve ser cortado para Φ5,45.
A largura do furo do processo durante o corte é geralmente superior a 0,5 mm e, quanto menor a largura, mais óbvias são as rebarbas.
Ao realizar o corte secundário de uma superfície plana para uma superfície convexa, a velocidade deve ser lenta, semelhante ao corte de materiais de igual espessura.
O LASER é um método de processamento térmico, e o corte de orifícios de malha e materiais finos é afetado pelo calor e pode causar deformação da peça de trabalho.
1. Princípio de usinagem NCT
A NCT, ou Máquina-Ferramenta de Controle Numérico, é uma máquina-ferramenta automatizada e flexível que pode se adaptar a mudanças frequentes no design do produto.
As várias operações e etapas necessárias durante o processo de usinagem, bem como o deslocamento relativo entre a ferramenta e a peça de trabalho, são representadas por códigos digitais.
As informações digitais são enviadas para um computador dedicado ou de uso geral por meio de um meio de controle (como fita de papel ou disco), e o computador processa e calcula as informações de entrada, emite vários comandos para controlar o sistema servo da máquina ou outros componentes de execução, para usinar automaticamente a peça de trabalho ou o produto necessário.
2. Estrutura principal da NCT
(1) Sistema de controle NC: Esse sistema emite a maioria das instruções de controle e recebe informações de várias partes da máquina, que são processadas centralmente para controlar os vários processos de usinagem da máquina.
(2) Sistema hidráulico: Fornece a potência necessária para a perfuração pelo cabeçote de perfuração com o suporte do sistema de controle NC e executa os comandos T e os parâmetros m.
(3) Sistema de resfriamento: Remove o calor gerado pelas várias partes principais da máquina durante a operação para manter a máquina estável.
(4) Mesa de trabalho: Suporta o chapa metálica e é controlado por um servomotor para alimentar o eixo XY, combinando a posição da chapa metálica com a cabeça de perfuração, e é o principal local de usinagem.
3. Tipos de máquinas-ferramenta NCT
Atualmente, existem dois grandes Tipos de máquinas-ferramenta: Máquinas-ferramenta AMADA (VIP255, VIP2510 e VIP357) e máquinas-ferramenta Trumpf (TP2000).
Como há um grande número de máquinas-ferramenta AMADA no local, a discussão a seguir se concentrará principalmente na AMADA, com explicações separadas para diferentes partes da máquina Trumpf.
4. Disco de ferramentas e ferramentas.
A situação do disco de ferramentas: O disco da ferramenta varia de acordo com o modelo da máquina.
A máquina VIP357 tem uma mesa giratória de três camadas com 58 posições de ferramentas, divididas em cinco níveis (A, B, C, D, E) e dois cantos automáticos do tipo B ferramenta de torneamento posições (T220, T256).
Com exceção das posições de ferramenta tipo A nas camadas intermediária e interna, todas as outras são posições de ferramenta chave.
As máquinas VIP255 e VIP2510 têm uma mesa giratória de duas camadas com 31 posições de ferramenta, divididas em quatro níveis (A, B, C, D) e três cantos automáticos ferramenta de torneamento posições (duas do tipo B: T210, T227 e uma do tipo C: T228).
Com exceção das posições de ferramenta do tipo A na camada interna, todas as outras são posições de ferramenta chave. Durante o processo de disposição de ferramentas, recomenda-se evitar a disposição de ferramentas nas posições de ferramentas rotativas.
Além disso, é importante observar se a posição da ferramenta é uma posição-chave ou não. Ferramentas de formato redondo, como facas redondas, facas de salada, ferramentas de puncionamento, ferramentas de estampagem, pontos convexos circulares (saliências) etc., podem ser colocadas em posições de ferramenta não-chave, enquanto outras ferramentas devem ser colocadas em posições de ferramenta-chave.
Status da ferramenta:
As ferramentas NCT são divididas em cinco níveis A, B, C, D e E, de acordo com o tamanho de suas dimensões externas, sendo que o nível A tem as menores dimensões externas e o nível E, as maiores. As ferramentas de cada nível correspondem às posições das ferramentas no disco de ferramentas.
As especificações para a instalação de moldes nas posições de ferramenta do disco de ferramentas estão listadas na tabela abaixo:
| Tipo de molde | Tamanho nominal | Tamanho padrão do molde superior | Número do modelo |
| A | 1/2″ | 1,6-12,7 mm de diâmetro (0,063″-0,5″ de diâmetro) | 36 (12) anel externo com 12 suportes e CHAVE |
| B | 1-1/4″ | 12.8-31.7mm dia(0.501″-1.25″dia) | 14 (14) anel externo com 6 suportes e 4 suportes KEY8 com 2 KEY para o anel interno. |
| C | 2″ | 31,8-50,8 mm de diâmetro (1,251″-2″ de diâmetro) | 4(4) |
| D | 3-1/2″ | 50.9-88.9mm dia(2.001″-3.5″dia) | 2(2) |
| E | 4-1/2″ | 89.0-114.3mm dia(3.501″-4.5″dia) | 2(2) |
※ O número dentro dos parênteses indica o modelo de molde aplicável.
1. As definições das direções X e Y são as seguintes:
A direção X é paralela às duas garras, e a direção Y é paralela ao pino ou coluna de localização. Veja o diagrama abaixo:
2. Faixa de usinagem:
| Número do modelo | Direção X | Direção Y |
| VIP357 | -10<x<1840 | -50<y<1270 |
| VIP255 | -10<x<1210 | -50<y<1270 |
Se a direção X exceder esse intervalo, o comando de movimento automático da garra G27 poderá ser usado para ajustá-la. O formato é G27 X quantidade de movimento.
O diagrama abaixo mostra o antes e o depois do uso do método de movimento automático da garra. As linhas tracejadas no diagrama são duas placas de pressão cilíndricas usadas para fixar a chapa metálica quando as garras são liberadas para impedir o movimento.
Depois que as garras são liberadas e retraídas para fora, elas se movem em direção à direção positiva do eixo X por Amm e, em seguida, se movem para dentro até a posição correspondente e prendem. Isso completa todo o processo de movimento da garra.
A faixa de usinagem antes e depois do movimento da garra é expandida, conforme mostrado no diagrama abaixo.
Se a direção Y exceder esse intervalo, isso pode representar um perigo, pois significa que as garras podem ter entrado na zona de perigo, conforme mostrado no diagrama abaixo.
No primeiro cenário, as garras estão localizadas entre as matrizes superior e inferior, e a perfuração pode danificar as garras.
No segundo cenário, embora as garras não sejam danificadas, o material pode se deformar por estar localizado em planos diferentes.
A solução é mudar a posição das garras, mudar a posição da matriz, mudar o tamanho da matriz ou projetar garras alternativas.
3. Posicionamento da peça de trabalho
O posicionamento da peça de trabalho no NCT é obtido pelas garras e pelo pino de localização ou bloco de localização quadrado na direção Y.
O posicionamento da peça de trabalho contra as garras determina a posição na direção Y, e o posicionamento contra o pino de localização ou o bloco de localização quadrado determina a posição na direção X.
A distância da posição de posicionamento da origem até o pino de localização ou bloco de localização quadrado é a seguinte:
| Número do modelo | Distância da posição de posicionamento de origem |
| VIP357 | Pino de localização: 45 mmBloco de localização: 130~210 mm. |
| VIP255 | Pino de localização: 59 mm |
4. Dados relacionados à mandíbula
A posição relativa das duas garras na direção X no NCT pode ser ajustada para acomodar diferentes tamanhos de chapas metálicas.
Entretanto, as duas garras não podem ser aproximadas infinitamente uma da outra; há uma distância mínima entre elas, conforme mostrado no diagrama abaixo. Se a peça de trabalho for menor que esse valor mínimo, ela só poderá ser fixada por uma mandíbula.
5. Lista de zonas de perigo e zonas de interferência de formação para as mandíbulas de cada tipo de ferramenta
Durante o movimento da peça de trabalho presa pelas garras, é possível que as garras sejam perfuradas, resultando em danos.
Portanto, é necessário deixar uma certa distância de segurança entre a seção de processamento e as garras.
A distância mínima das garras na direção Y = raio da matriz superior + largura da garra + zona de deformação.
| Projeto | Matriz inferior diâmetro mm | Diâmetro da matriz superior mm | Distância mínima das garras na direção Y mm | ||
| Tipo de ferramenta | |||||
| A | 18 | 25.4 | 25.4 | 30 | |
| B | 38 | 47.8 | 47.8 | 40 | |
| C | 74 | 89 | 70 | 50 | |
| D | 110 | 125.4 | 110 | 80 | |
| E | 133 | 158 | 133 | 95 | |
Observação:
1) A zona de deformação do material é geralmente considerada como 5 mm, e o valor específico depende da espessura do material e da altura de formação. Esse valor é apenas para referência.
2) A largura da mandíbula é considerada como 10 mm.
A zona de interferência de formação na direção ascendente = raio da matriz superior + zona de deformação
(Observação: zona de deformação = raio ou largura do elemento de formação/2 + zona de deformação do material)
| A | B | C | D | E | |
| Zona mínima de interferência de usinagem mm | 12,7+Zona de deformação | 24+Zona de deformação | 35+Zona de deformação | 55+Zona de deformação | 67+Zona de deformação |
A zona de interferência de formação na direção descendente = raio inferior da matriz + zona de deformação
(Observação: zona de deformação = raio ou largura do elemento de formação/2 + zona de deformação do material)
| A | B | C | D | E | |
| Zona mínima de interferência de usinagem mm | 12,7+Zona de deformação | 24+Zona de deformação | 45+Zona de deformação | 63+Zona de deformação | 79+Zona de deformação |
6. Tempo estimado de processamento para a NCT
Tempo de troca de ferramentas
Posição da ferramenta adjacente: aproximadamente 1,5 segundo
Intervalo de posição da ferramenta: aproximadamente 2,0 segundos
Posição da ferramenta rotativa: aproximadamente 2,5 segundos
Os tempos de troca de ferramenta acima podem ser unificados para aproximadamente 2,0 segundos porque, mesmo para uma peça de trabalho complexa com 30 ferramentas instaladas, o erro no tempo de troca de ferramenta não deve exceder 15 segundos.
Frequência de perfuração
Para ferramentas de furo único, a frequência máxima de perfuração é de 8 por segundo, com uma distância de furo de 4 a 5 mm, ou seja, 480 por minuto. Entretanto, de acordo com as condições da ferramenta e do equipamento no local, a frequência de perfuração é geralmente de 4 por segundo, ou seja, 240 por minuto.
Para ferramentas com vários furos, a frequência máxima de perfuração é de 2 por segundo, ou seja, 120 por minuto. Entretanto, de acordo com as condições da ferramenta e do equipamento no local, a frequência de perfuração é geralmente de 60 a 70 por minuto.
Tempo de formação
7. Parâmetros característicos típicos de máquinas-ferramenta.
Tabela de desempenho técnico para o processamento do VIPROS-357:
| Projeto | Conteúdo | |
| Tamanho máximo de processamento. | Sem usar a troca automática de ferramentas | -10<x<1840 -50<y<1270 |
| Uso da troca automática de ferramentas | 1270<x<2440 | |
| Espessura máxima de processamento (mm) | 6 | |
| Capacidade máxima de carga (kg) | 100 | |
| Precisão de processamento (mm) | ±0.10 | |
| Velocidade de movimento da mesa de trabalho (X, Y m/min) | 65、50 | |
| Velocidade de rotação (rpm) | 30 | |
| Frequência máxima de perfuração | 520/420 (curso 3 mm, passo 2 mm)360/360 (curso 6 mm, passo 2 mm)275/275 (curso 8 mm, passo 8 mm)275/240 (curso 8 mm, passo 25,4 mm) | |
| Distância em linha reta entre dois pinos de posicionamento e os mordentes | Bloco: 130,00 Pino de localização redondo: 55.00 | |
| Largura de uma mandíbula (mm) | 80 | |
| Largura mínima quando duas garras são combinadas (mm) | 220 | |
| Pressão mínima do ar (kg/cm2) | 3 | |
| Pressão mínima do óleo (kg/cm2) | 190 | |
| Temperatura máxima do óleo (℃) | 700 | |
Lista de parâmetros de processamento para máquinas Trumpf
| Escopo de aplicação | Ele é adequado para peças de trabalho simples e de pequenos lotes e é usado principalmente para o processamento secundário de peças de trabalho com furos de malha densa. | |
| Espessura de processamento | A espessura máxima de processamento é de 6,4 mm | |
| Torre de ferramentas | A máquina TP2000 tem um total de 11 posições de ferramentas opcionais. Após a dedução das duas posições ocupadas pelos grampos, um programa pode usar até 9 porta-ferramentas por vez, o que significa que um máximo de 9 ferramentas comuns pode ser usado em um programa. (Aqui, as ferramentas comuns se referem a ferramentas que podem conter apenas uma ferramenta em um disco de ferramentas, ao contrário das ferramentas multiferramentas). Se forem usadas ferramentas multiferramentas, poderão ser instaladas até 90 ferramentas por vez. Se forem necessários mais de 9 porta-ferramentas para o processamento, o processamento real poderá ser realizado parando a máquina na metade do processo e trocando a ferramenta. Nesse caso, o operador instalará primeiro as 9 primeiras ferramentas nos porta-ferramentas e, quando o programa chegar à 10ª ferramenta, a máquina parará e a ferramenta será trocada antes de continuar com o programa para concluir o processamento. | |
| Método de posicionamento | Os pilares de posicionamento são usados para posicionamento. Há dois pilares de posicionamento com um diâmetro de 20 mm e uma distância do eixo Y de 90 mm. O intervalo aplicável para os dois pilares de posicionamento é o seguinte: O pilar de posicionamento 2 é adequado para o processamento secundário de peças de trabalho com elementos gráficos que estejam a uma distância máxima inferior a 530 mm da direção X do pilar e com dimensões menores (X < 1220). O pilar de posicionamento 1 é adequado para todos os outros casos, exceto os mencionados acima. A distância entre os dois pilares de posicionamento é de 940 mm. | |
| Faixa de trabalho da máquina | Sem plataforma adicional: 1275x1280mm. Com plataforma adicional: 1275x2030mm. | Observação: Ao usar uma ferramenta de várias posições, a faixa de usinagem é reduzida de forma correspondente. Para uma ferramenta de 5 posições, ela é reduzida em 20 mm, e para uma ferramenta de 10 posições, ela é reduzida em 26 mm. |
| Faixa de usinagem real | Direção X: -25 a 1275 mm. Direção Y: -7 a 1280 mm. Ao trocar as ferramentas, Ymax = -161,5 mm. | |
| Zona de perigo do grampo. | Ferramenta normal: Xmax = 97×2 = 194 mm, Ymax = 72 mm.Ferramenta de 5 posições: Xmax = 97×2 + 20×2 = 234 mm, Ymax = 72 + 20 = 92 mm. Ferramenta de 10 posições: Xmax = 97×2 + 26×2 = 246 mm, Ymax = 72 + 26 = 98 mm. | |
| Tamanho do descarregamento automático. | 200X200mm. | |
| Velocidade de usinagem. | Velocidade de movimento do eixo X: 90 m/min. Velocidade de movimento do eixo Y: 60 m/min. Velocidade combinada dos eixos X e Y: 108m/min. Velocidade de impacto: na altura de posicionamento de 1 mm: 900 batidas/minuto, na altura de posicionamento de 25 mm: 420 batidas/min. Velocidade de marcação: 2200 batidas/min.Velocidade de rotação do eixo C: 3 rotações/s. | |
| Diâmetro máximo de perfuração | Curso único de 76 mm Multicorte padrão de 200 mm | |
| Precisão | Precisão de posicionamento de 0,1 mm Repetibilidade de 0,03 mm | |
Há várias formas de processamento de NCT, como perfuração de malha, perfuração em etapas, corte, chanfro, movimento automático de grampo etc.
Cada método de processamento corresponde a instruções específicas do programa NC. O uso da instrução apropriada não só torna o processamento mais fácil e menos propenso a erros, como também aumenta a eficiência. Esta seção fornecerá algumas explicações sobre esses métodos típicos de processamento de NCT.
1) Perfuração de furos na malha
No processamento prático, a NCT geralmente processa um grande número de orifícios de malha de dissipação de calor.
O modo G36 tem a velocidade de processamento mais rápida ao perfurar orifícios de malha.
Se os orifícios da malha em uma área unitária excederem 25%, a perfuração causará a deformação do material. Nesse caso, é necessário um tratamento adequado do processo.
Normalmente, todo o material da folha é perfurado primeiro com o NCT e, depois que a peça de trabalho é perfurada, a folha é achatada.
Se houver dimensões críticas que precisem ser garantidas, considere o processamento secundário após o achatamento.
Quando o tamanho e o espaçamento dos orifícios da malha forem inconsistentes, consulte o cliente para torná-los consistentes dentro da faixa de tolerância, a fim de facilitar a abertura subsequente do molde de produção em massa (como a abertura de NCT com perfuração múltipla da cabeça).
2) Furos de perfuração contínua (retangulares)
No processamento de NCT, muitas vezes há casos de perfuração de grandes orifícios retangulares, que podem ser processados por perfuração contínua com pequenos moldes retangulares.
3) Mordiscando
Na ausência de uma máquina de corte a laser, o corte pode ser usado para processar um anel circular de tamanho maior ou um comprimento reto.
4) Chanframento
5) Usinagem de furos de salada
Como a formação dos furos de salada é obtida por extrusão, ela causa a deformação do material após a perfuração.
(1) Faixa de preenchimento de material para furos de salada:
A posição central, a menos de 10 mm de distância da borda, deve ser preenchida com material.
Para distâncias superiores a 15 mm da borda, nenhum material deve ser preenchido.
Para distâncias entre 10 e 15 mm, deve-se determinar, com base na situação real do Salad Hole, se o material deve ser preenchido ou não.
Ao perfurar dois furos de salada, se a distância entre os dois círculos maiores for maior que 5 mm, eles não afetarão um ao outro. Se for menor que 5 mm, será necessário perfurar mais para reduzir a deformação.
(2) Método de preenchimento do material para os furos de salada:
Com o objetivo de melhorar a velocidade de processamento e garantir a qualidade (reduzindo as juntas),
Para um único Salad Hole, preencha o material com um diâmetro como base, compensando cada lado em 5 mm, que é o lado mais longo (supondo que esse comprimento seja A). O outro lado deve ser A/2+1, e um punção de lâmina quadrada de SQA+1 deve ser selecionado.
Para o material de preenchimento de dois ou mais furos de salada juntos, preencha com uma largura de 10 mm e o comprimento dependerá da situação real.
(3) Seleção do tamanho do pré-furo para furos de salada:
Em geral, o tamanho do pré-furo é selecionado de acordo com os seguintes princípios:
90° Salad Hole Φpre = Φfuro inferior da forma formada + 0,2&0,3
100° Salad Hole Φpre = Φfuro inferior da forma formada + 0,3&0,5
120° Salad Hole Φpre = Φfuro inferior da forma formada + 0,5&0,6
140° Salad Hole Φpre = Φfuro inferior da forma formada + 0,7&0,8
A profundidade de formação dos furos de salada perfurados por NCT geralmente não é maior que 85% (T<2,5 mm).
6) Linha de imprensa Tratamento
A profundidade das linhas de prensa NCT é de 0,4T.
Quando estiver usando um 150,5 linha de imprensa Ao usar uma ferramenta de linha de prensagem 150.2, se estiver a menos de 20 mm da borda, ela precisará ser preenchida com material. Ao usar uma ferramenta de linha de prensagem 150.2, se estiver a menos de 15 mm de distância da borda, ela precisará ser preenchida com material.
O método de preenchimento do material é semelhante ao dos Salad Holes.
As linhas de prensagem podem ser direcionadas ou pressionadas ao longo de todo o linha de dobra. Se apenas um lado da linha de dobra for prensado e o outro não, haverá tendência a dobras e discrepâncias de tamanho.
7) Cortador de molde de personagem
Cortador de molde de caractere reverso:
A Figura 1 mostra o tamanho da ranhura do cortador de molde de caractere reverso, e a Figura 2 mostra o tamanho de um molde de caractere. Pode-se observar que o cortador de molde de caractere reverso pode conter até 3 fileiras e um máximo de 23 moldes de caractere por fileira.
Cortador de molde de caracteres voltado para a frente:
O cortador de molde de caracteres voltado para a frente tem dois tipos de ranhurasconforme mostrado nas Figuras 3 e 4. A direção do comprimento é a mesma, mas a direção da largura difere na largura de um molde de caractere.
Portanto, na operação, o processamento correspondente pode ser feito de acordo com a situação real.
A seguir estão as medidas reais de vários moldes de caracteres, para referência no layout de engenharia.
Cada molde de caractere tem uma altura de caractere de 0,6 mm.
Portanto, a profundidade máxima que pode ser alcançada com a gravação em relevo não é superior a 0,6 mm. Se forem necessários requisitos rigorosos para a planicidade da peça de trabalho, deve-se prestar atenção especial para garantir que a profundidade do relevo não seja muito grande.
8) Perfuração
A perfuração requer ferramentas especiais, e a ferramenta de perfuração mais comumente usada é a utilizada para botões M3 (diâmetro do furo de perfuração 2,60).
A distância mínima da borda para perfuração NCT é de 3T, a distância mínima entre dois furos de perfuração é de 6T e a distância mínima segura da borda de dobra (interna) do furo de perfuração é de 3T+R.
Se for muito pequeno, será necessário o processamento da linha de prensagem. (T representa a espessura do material).
9) Rosqueamento do furo inferior
O rosqueamento direto causará rebarbas, portanto, um pequeno furo de salada é perfurado em ambos os lados do furo de rosqueamento para evitar esse fenômeno.
Além disso, os furos de salada também podem orientar o processo de rosqueamento. A especificação para os Salad Holes é geralmente uma profundidade de 0,3 mm e um ângulo de 90 graus.
10) Características convexas de desenho ou perfuração:
Há duas maneiras de processar recursos convexos com a NCT:
Desenvolver ferramentas dedicadas a recursos convexos.
Use ferramentas comuns, que podem desenhar ou perfurar recursos convexos por meio do comando M, mas só podem ser orientadas para baixo.
Conforme mostrado na figura abaixo: usando o molde superior do RO13 e o molde inferior do RO19, é possível perfurar esse recurso convexo. O mesmo método também pode ser usado para meio-corte e pontos convexos.
Ao usar esse método, preste atenção a dois pontos: (1) deve haver moldes superiores e inferiores disponíveis e (2) a profundidade de formação não pode exceder uma espessura de material.
11) Flangeamento
Princípio de funcionamento das ferramentas de corte por laminação:
Ao usar as ferramentas de corte por laminação da WILSON para processar nervuras reforçadas ou outras peças de trabalho, os moldes superior e inferior das ferramentas de corte por laminação são usados para pressionar a peça de trabalho e, em seguida, a peça de trabalho é movida de acordo com o formato do desenho de processamento pelos grampos, concluindo assim o processamento desses elementos.
Estrutura das ferramentas de corte por laminação:
1. Estrutura do molde inferior: O molde inferior da laminação ferramenta de corte consiste em uma base de molde inferior e um conjunto de roletes (para ferramentas de corte por laminação usadas para corte por laminação, há também uma roda de controle). O rolete inclui rolamentos e pode girar livremente. Tomando como exemplo a ferramenta de corte por laminação para nervuras reforçadas, apenas o molde inferior da ferramenta de corte por laminação é apresentado. A base inferior do molde tem a função de apoiar o rolete.
2. Estrutura do molde superior: O molde superior da ferramenta de corte por laminação consiste em uma base de molde superior e um conjunto de roletes. Tomando como exemplo a ferramenta de corte por laminação para nervuras reforçadas, o molde superior da ferramenta de corte por laminação é mostrado na figura abaixo:
As ferramentas de laminação WILSON existentes têm espessura ilimitada para processamento, e a altura total da nervura reforçada (incluindo duas espessuras de material) é de (2,3+T)mm.
1. Anti-misoperação
No caso de peças assimétricas que são difíceis de distinguir a direção ou que têm simetria esquerda-direita, devem ser tomadas medidas de segurança para evitar que a peça seja instalada incorretamente durante o processamento secundário de NCT. Os métodos comumente usados são os seguintes:
1) Usando o sensor fotoelétrico instalado no NCT.
2) Usando a adição de material:
Adicionar um pequeno pedaço de material em um lado do eixo Y de acordo com a situação real, com um tamanho ligeiramente menor do que a ferramenta (geralmente SQ10~15) usada para cortar esse material.
A posição é aproximadamente oposta ao pino ou bloco de posicionamento e, em seguida, cortada com uma ferramenta quadrada.
A figura à esquerda abaixo mostra um exemplo:
Se a peça de trabalho precisar ser submetida a outro processamento secundário para formar seu formato depois de ser cortada por NCT, podem ser usados cantos de proteção.
Conforme mostrado na figura à direita acima, o tamanho do canto à prova de falhas é geralmente considerado 10X10 para permitir a perfuração com uma ferramenta de esquadria SQ10.
2. Processamento para distância do furo menor que a espessura do material a partir da borda
Fazer furos quadrados pode fazer com que a borda se vire para cima e, quanto maior o furo quadrado, mais óbvia será a virada da borda.
Nesse momento, o corte LASER secundário é frequentemente considerado (as opiniões dos clientes também podem ser solicitadas para determinar se essa deformação é aceitável).
Observação: a distância entre os furos e as bordas ou entre os furos não deve ser muito pequena na estampagem NCT, e os valores permitidos são mostrados na tabela abaixo:
| Material | Perfuração de furos redondos | Perfuração de furos quadrados |
| Aço duro | 0.5t | 0.4t |
| Aço macio e latão | 0.35t | 0.3t |
| Alumínio | 0.3t | 0.28t |
O diâmetro mínimo do furo para estampagem NCT
| Material | Perfuração de furos redondos | Perfuração de furos quadrados |
| Aço duro | 1.3T | 1.0T |
| Aço macio e latão | 1.0T | 0.7T |
| Alumínio | 0.8T | 0.6T |
Folga entre as matrizes superior e inferior para puncionamento NCT de diferentes materiais:
| Espessura da placa (t) | Folga entre as matrizes superior e inferior para diferentes materiais | ||
| Placa de aço | Placa de alumínio | Placa de aço inoxidável | |
| 0.6~1.0 | 0.15 | 0.15 | 0.2 |
| 1.0~1.5 | 0.2 | 0.15 | 0.25 |
| 1.5~2.0 | 0.25 | 0.2 | 0.3 |
| 2.0~2.5 | 0.3 | 0.25 | 0.4 |
| 2.5~3.0 | 0.4 | 0.3 | 0.5 |
Na tabela acima, pode-se observar que quanto maior a espessura do material, maior a folga entre as matrizes superior e inferior utilizadas.
Atualmente, a folga usada para os moldes no centro da amostra é basicamente de 0,2 mm, exceto por uma pequena quantidade de lâminas de corte que têm 0,3 mm.
Portanto, se materiais com espessura acima de 2,0 mm forem processados usando NCT, é necessário considerar o retrabalho dos moldes.
3. Relacionamento entre Propriedades do material e Processamento de NCT
As propriedades do material que afetam o processamento de NCT são a ductilidade e a dureza do material.
Em geral, a dureza e a ductilidade moderadas são benéficas para o processamento de puncionamento e corte. A dureza excessiva aumentará a força de perfuração e terá um impacto negativo na cabeça de perfuração e na precisão. Uma dureza muito baixa causará sérias deformações durante a perfuração e limitará muito a precisão.
A plasticidade do material é oposta à dureza, em que a alta dureza leva a uma baixa plasticidade, e a baixa dureza leva a uma alta plasticidade.
A alta plasticidade é benéfica para o processamento de formação, mas não é adequada para corte, perfuração contínua, perfuração de orifícios e cisalhamento. A baixa plasticidade pode melhorar a precisão do processamento, mas a força de perfuração aumentará.
Entretanto, desde que não seja excessivamente baixo, o impacto não é significativo.
A ductilidade desempenha um papel importante no ressalto durante o processamento. A ductilidade adequada é benéfica para a perfuração e pode suprimir o grau de deformação durante a perfuração.
No entanto, se a ductilidade for muito alta, o rebote após a perfuração será severo, o que afetará negativamente a precisão.
4. Limitações do processamento de NCT
Quando a distância do grampo é menor que 90 mm, a velocidade de perfuração do NCT diminui à medida que a distância diminui (para VIP357).
A punção NCT é um movimento de vaivém da peça de trabalho na torre da ferramenta.
Portanto, em geral, o lado reverso da peça de trabalho não pode ter saliências, a menos que sejam pequenas saliências de tamanho insignificante e baixa altura. Os pontos de meio cisalhamento são facilmente deformados ou desprendidos durante o movimento do material.
Como alternativa, a peça de trabalho pode ser movida para uma escova após a perfuração em um local e, em seguida, ser processada posteriormente.
Ao processar as nervuras de reforço da NCT, a distância entre os passos é de cerca de 1 mm, portanto, a velocidade de perfuração é muito lenta e não é adequada para a produção em massa.
A largura mínima do slot de processo aberto pelo processamento NCT é de 1,2 mm.
A ferramenta usada para perfuração NCT deve ser maior do que a espessura do material. Por exemplo, uma ferramenta com raio RO1,5 não pode perfurar um material de 1,6 mm.
Materiais com espessura inferior a 0,6 mm geralmente não são processados com a NCT.
Materiais de aço inoxidável geralmente não são processados com NCT. (É claro que materiais entre 0,6 e 1,5 mm podem ser processados com NCT, mas o desgaste da ferramenta é alto e a probabilidade de resíduos no local é muito maior do que em outros materiais, como GI).
Observe que a máquina tem apenas três posições de ferramenta rotativa em forma de D.
Como o alumínio é relativamente macio, uma folga um pouco maior entre as matrizes superior e inferior pode facilmente causar rebarbas, especialmente ao perfurar orifícios de malha. (Solução: reduzir a folga entre as matrizes superior e inferior).
De acordo com os testes no local, a altura dos pontos de meio cisalhamento perfurados pela NCT não deve exceder 0,6T. Se for superior a 0,6T, há tendência de desprendimento.
Quando as ferramentas NCT são necessárias para cortar formas externas ou furos internos com cantos arredondados, o raio do canto da forma externa e do furo interno deve ser R≧0,5T.
O NCT pode ser usado para alimentação direta de material e abertura de moldes de corte NCT para produção em massa de peças pequenas (limitado a SQ80 e RO113).
5. Vantagens e desvantagens da NCT e do processamento a laser
(1) Velocidade de corte a laser para linhas retas é mais rápido que o NCT.
(2) O corte a laser pode lidar com curvas irregulares.
(3) A velocidade de corte a laser para furos é mais lenta do que a NCT. A velocidade mais rápida do corte a laser é de cerca de 100 peças/minuto, enquanto a velocidade de perfuração da NCT é superior a 400 peças/minuto.
(4) A superfície de corte do laser é lisa e delicada, enquanto a perfuração por etapas da NCT deixa juntas (a distância da etapa das ferramentas sem juntas da NCT é relativamente pequena e o comprimento da ferramenta em forma de D é de apenas 25 mm).
(5) A perfuração NCT requer apenas a conversão dos elementos da peça a ser processada em NCT CAM e a entrada do código do programa convertido na máquina de perfuração NCT, que pode usar moldes compartilhados existentes para perfuração e corte em alta velocidade e eficiência. Ela é adequada para cortar formas externas regulares e furos internos e processar outras superfícies de formação na produção em lote.
(6) O corte a laser é adequado para cortar formas externas, enquanto a NCT é adequada para fazer furos. Se não houver ferramentas de NCT existentes, elas deverão ser desenvolvidas com base na situação real.
1. Escopo de aplicação:
Atualmente, o máquina de corte é usado principalmente para corte bruto de chapas metálicas, fornecendo materiais de chapa para processamento subsequente em máquinas NCT ou a laser. Também pode ser usado para modelagem direta de peças de trabalho com requisitos de baixa precisão.
2. Precisão de processamento: +/-0,1 mm
3. Modos:
De acordo com as operações atuais, há três maneiras de cisalhar placas:
Para peças de formato simples com requisitos de baixa precisão, a máquina de corte pode ser usada para alimentação direta de material. Entretanto, esse método deve ser usado com cautela.
A máquina de cisalhamento é usada para cortar materiais em chapas pequenas antes do processamento com NCT. Esse método é equivalente ao processamento secundário da peça de trabalho no NCT. Consulte a NCT para saber as precauções.
A NCT é usada para processar a chapa inteira primeiro sem cortar o formato da peça de trabalho e, em seguida, a chapa inteira é movida para a máquina de corte para cortá-la nas dimensões externas necessárias.
O cartão de processo especifica a alimentação de material da máquina de corte sem fornecer desenhos de engenharia, mas as especificações detalhadas e as dimensões da placa devem ser claramente escritas e arredondadas para o decimal ou número inteiro mais próximo, conforme necessário.
Outros elementos gráficos e furos de pinos de três posições são processados no NCT.
4. Características de processamento:
Para a NCT, a maior vantagem é a economia de tempo no corte de formas externas, porque a forma externa não é muito importante para o processamento secundário e geralmente é posicionada por meio de três orifícios de pinos de posicionamento.
Até o momento, a máquina de corte não conseguiu resolver o problema de arranhões na superfície da chapa metálica. Há um risco oculto de arranhões na superfície quando se usa a máquina de corte para a alimentação de material.
No entanto, isso não tem um impacto significativo na amostragem em pequena escala.
1. Escopo de aplicação:
O corte a fio pode ser considerado para a alimentação de material quando a peça de trabalho é fina e requer apenas o corte de formas externas ou menos orifícios internos.
2. Etapas básicas:
Como fundador do MachineMFG, dediquei mais de uma década de minha carreira ao setor de metalurgia. Minha vasta experiência permitiu que eu me tornasse um especialista nas áreas de fabricação de chapas metálicas, usinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou sempre pensando, lendo e escrevendo sobre esses assuntos, esforçando-me constantemente para permanecer na vanguarda do meu campo. Permita que meu conhecimento e experiência sejam um trunfo para sua empresa.
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