O que é cunhagem em prensa dobradeira: Guia completo

A dobra em prensa dobradeira é uma tecnologia de processo fundamental na indústria de conformação de metais. A pressão entre o punção e a matriz permite dobrar e deformar a chapa metálica com precisão. Isso torna os produtos amplamente utilizados em diversos setores industriais.

Em comparação com a dobra manual, a dobra em prensa dobradeira apresenta alta eficiência, baixo custo, etc., e desempenha um papel fundamental nas empresas de fabricação de metais. Existem três métodos comuns de dobra de chapas metálicas: dobra no ar, dobra por fundo e dobra por cunhagem.

Dentre esses métodos de curvatura, cunhagem de prensa dobradeira É a mais popular, pois oferece resultados de dobra precisos e consistentes. O metal pode ser dobrado no ângulo que se ajusta ao punção e à base da matriz com precisão, graças à alta tonelagem. Isso garante os resultados de dobra esperados.

Quais são os componentes e princípios da dobra em prensa dobradeira?

A matriz superior ou inferior de uma prensa dobradeira aplica pressão sobre chapas metálicas, fazendo com que elas se estiquem e depois se contraiam. Esse processo é chamado de dobra em prensa dobradeira.

Para entender melhor essa técnica, primeiro precisamos analisar os componentes e princípios envolvidos. Vamos lá!

• Componentes básicos

Uma prensa dobradeira é composta principalmente por uma estrutura em forma de C, uma matriz superior ou punção, uma matriz inferior e um sistema hidráulico. O fluxo de fluido que movimenta a matriz superior é controlado pelo sistema hidráulico. Este sistema possui tanques, bombas, motores, válvulas e tubulações. Todos trabalham em conjunto para movimentar a matriz superior.

O corpo principal da prensa dobradeira é a estrutura em forma de C, que sustenta as matrizes superior e inferior.

• Princípios de Flexão

No início da dobra, a chapa tem liberdade para se curvar. Ela é colocada na matriz inferior, e a matriz superior dobra as chapas metálicas aplicando pressão. O braço de força de dobra e o raio de curvatura diminuem à medida que a matriz superior ou inferior pressiona a chapa. Isso faz com que a chapa se encaixe gradualmente na ranhura em V da matriz inferior.

Ao final do curso, quando as matrizes superior e inferior se tocam completamente, elas formam um V. Isso é basicamente chamado de dobra. Vários aspectos da dobra exigem atenção, e um princípio fundamental é verificar a retidão e a indentação.

Para eliminar as marcas de dobra, os operadores aumentam o raio de curvatura da matriz inferior. Esse processo utiliza uma película anti-reentrância ou uma matriz inferior que não deixa marcas. Por outro lado, a rigidez da estrutura da máquina (projeto da estrutura, escolha do aço, etc.) determina o grau de retidão das peças dobradas.

Fundamentos da Prensa Dobradeira: Tipos de Dobra em Prensa Dobradeira

A técnica de dobra foi desenvolvida ao longo de centenas de anos na fabricação de metais e, com o avanço da tecnologia, existem muitos métodos de dobra disponíveis. Esses métodos variam entre si, e aqui estão os tipos de dobra:

Dobra de ar

A dobra a ar é um processo de dobra que utiliza uma prensa dobradeira para dobrar chapas metálicas. Uma vez posicionada dentro da prensa, a matriz superior pressiona a matriz inferior. Como a chapa metálica fica posicionada entre essas duas matrizes, ela se dobra para assumir o formato das matrizes.

Cunhagem

Outra técnica que utiliza uma prensa dobradeira é o processo de dobra conhecido como cunhagem. A cunhagem é um processo de dobra de alto desempenho caracterizado por uma força maior. Assim como a dobra a ar, ela comprime a chapa metálica entre uma matriz superior e uma matriz inferior. A diferença entre esses dois processos é que a cunhagem utiliza até 30 vezes mais pressão para dobrar a chapa metálica do que a dobra a ar, tornando-a extremamente útil para dobrar chapas metálicas espessas e/ou rígidas.

Fundo

A dobra por baixo é um processo de conformação em que a chapa metálica é pressionada contra uma matriz inferior em forma de V. Enquanto outros processos de dobra geralmente suportam o uso de matrizes em U e em V, a dobra por baixo utiliza apenas uma matriz em V. É frequentemente preferida à dobra no ar devido ao seu maior nível de precisão, bem como ao menor recuo da chapa metálica acabada.

Dobra de rolos

Como mostrado na imagem acima, a dobra por rolos é um processo de dobra mais rudimentar que envolve o uso de múltiplos rolos para dobrar chapas metálicas. Normalmente, é realizada utilizando uma dobradeira de rolos com três rolos separados. Um rolo é posicionado na parte superior, enquanto os dois rolos restantes são posicionados diretamente abaixo do rolo superior. Quando a chapa metálica é alimentada através dos rolos, ela se dobra.

Dobra em 3 pontos

Por fim, a dobra em três pontos é um processo de dobra relativamente novo que requer o uso de uma matriz ajustável. Ao contrário de outros processos de dobra, a matriz inferior não é fixa em uma posição estacionária. Em vez disso, a matriz inferior usada na dobra em três pontos possui altura ajustável. Ela pode ser elevada ou abaixada, permitindo maior versatilidade. Assim como a cunhagem, porém, a dobra em três pontos é um processo de dobra mais caro em comparação com outros processos de dobra.

Entre no mundo da cunhagem em prensa dobradeira

Contexto histórico

A palavra "cunhar" remonta à antiga tecnologia de cunhagem. Na antiguidade, a chapa metálica era colocada em um molde e prensada até adquirir o formato geométrico da moeda por meio de alta pressão e precisão do molde. Esse método garantia que o formato e o tamanho de cada moeda fossem extremamente precisos. Com o passar do tempo, essa tecnologia foi incorporada a outros setores da indústria metalúrgica, especialmente na dobra de chapas metálicas.

Processo

A cunhagem é um processo de fabricação de chapas metálicas, cujo princípio fundamental é utilizar alta tonelagem para moldar as chapas de metal de forma a se ajustarem perfeitamente à geometria do punção e das matrizes. Isso é obtido posicionando a chapa de metal sobre a matriz e aplicando alta pressão com o punção. Esse método garante que o metal não se deforme ou dobre durante o processo de dobra.

Aqui estão os principais procedimentos do processo de cunhagem:

• Preparação do materialPrimeiro, escolha o material metálico adequado e, em seguida, corte-o no formato e tamanho desejados.
• Ajuste de matrizO punção e a matriz devem ser projetados rigorosamente para garantir que suas formas geométricas correspondam ao ângulo de dobra. Posicione a ferramenta na prensa dobradeira.
• Posicionamento de metalA chapa metálica é posicionada na prensa dobradeira de forma a garantir que não se mova nem se desvie durante o processo de dobra.
• Exercendo a alta tonelagemA prensa utiliza alta tonelagem para pressionar a chapa metálica, fazendo com que ela se ajuste ao formato da matriz e da prensa. Esse processo exige alta precisão e controle.
• Acabamento de curvaturaApós a dobra, a chapa metálica manterá a forma geométrica necessária para obter uma dobra de alta precisão.

Benefícios

• PrecisãoA cunhagem é um método de dobra de alta precisão que permite obter dobras precisas e consistentes, sendo muito adequada para aplicações que exigem alta precisão, como na fabricação de dispositivos médicos e aeroespaciais.
• ConsistênciaGraças à conformação exata do metal ao formato do punção e da matriz, a cunhagem pode produzir curvaturas consistentes, tanto para produção em massa quanto para produção personalizada.
• Ampla aplicabilidadeA cunhagem é amplamente aplicada a diversos materiais metálicos de diferentes tipos e espessuras, tornando-se um método de curvatura universal.
• Endurecimento superficialO processo de cunhagem endurece a superfície do metal, aumentando sua durabilidade e resistência ao desgaste. Esse efeito de endurecimento pode prolongar a vida útil dos componentes, reduzindo a necessidade de substituições frequentes.
• Acabamento superficial detalhado: O processo de cunhagem produz um acabamento de superfície muito fino e detalhado, o que é essencial para peças que exigem precisão tanto estética quanto funcional.
• Prototipagem e produção rápidasA cunhagem permite a prototipagem rápida, seguida de fabricação e produção completas.

Aplicações da cunhagem

Fabricação de moedas e medalhas

A cunhagem tem uma longa história na produção de moedas e medalhas. O processo de cunhagem utiliza matrizes de alta pressão para imprimir desenhos detalhados em peças de metal, garantindo formas e tamanhos precisos e consistentes. Este método é ideal para a produção de cédulas e medalhas comemorativas. Por exemplo, a Casa da Moeda dos EUA utiliza a cunhagem para produzir bilhões de moedas anualmente, cada uma com desenhos complexos e dimensões consistentes.

Peças metálicas de precisão

Indústrias que exigem alta precisão, como a eletrônica e a de ferramentas médicas, dependem da cunhagem para criar peças complexas com cantos nítidos e precisos e características bem definidas. Por exemplo, na eletrônica, os componentes frequentemente exigem dobras precisas para se encaixarem em conjuntos pequenos, e a cunhagem proporciona a precisão necessária. Em dispositivos médicos, dobras precisas são cruciais para a funcionalidade e segurança de ferramentas como instrumentos cirúrgicos.

Fabricação de Formas de Arame

Na indústria de conformação de fios, a cunhagem é utilizada como uma operação secundária para criar formas complexas e precisas na superfície do fio. Essa técnica é particularmente útil em eletrônica e circuitos, onde superfícies planas ou formas funcionais são necessárias em fios conformados. Por exemplo, a cunhagem pode produzir as curvas exatas necessárias para conectores e terminais em dispositivos eletrônicos.

Fabricação de dispositivos médicos e aeroespaciais

As indústrias aeroespacial e de dispositivos médicos se beneficiam enormemente da cunhagem devido à sua alta precisão. Na indústria aeroespacial, os componentes precisam de ângulos de curvatura exatos para garantir a integridade estrutural e a eficiência aerodinâmica. Por exemplo, pás de turbina e suportes estruturais são frequentemente cunhados para atingir as formas precisas necessárias para um desempenho ideal. Na fabricação de dispositivos médicos, curvaturas precisas são cruciais para ferramentas como stents e cateteres, onde a precisão é fundamental para a segurança do paciente.

Fabricação geral de metal

A cunhagem é versátil e pode ser aplicada a diversos materiais metálicos de diferentes tipos e espessuras. É amplamente utilizada na fabricação de chapas metálicas de precisão para produzir dobras precisas e consistentes. Essa consistência é crucial para indústrias como a automotiva, onde peças como suportes e reforços devem atender a especificações rigorosas para garantir a segurança e o desempenho do veículo.

Problemas e soluções de processamento

A teoria por trás da cunhagem é que, com força suficiente, o metal se dobrará no ângulo preciso da ferramenta. Diversos problemas de processamento podem surgir durante a cunhagem, como desgaste da matriz, deformação do material e imprecisões dimensionais.

Desgaste de matriz

O desgaste das matrizes é comum devido às altas pressões envolvidas na cunhagem. A inspeção e manutenção regulares das matrizes são necessárias para evitar que o desgaste afete a qualidade das dobras. O uso de materiais de alta qualidade para as matrizes e a lubrificação adequada podem ajudar a minimizar o desgaste e prolongar a vida útil das ferramentas.

Deformação do material

Deformações do material, como rachaduras ou afinamento, podem ocorrer se as propriedades do material não forem adequadas ao processo de cunhagem. A seleção e preparação adequadas do material, juntamente com o controle preciso das configurações da prensa dobradeira, podem ajudar a mitigar esses problemas e garantir resultados consistentes.

Imprecisões dimensionais

Para alcançar a precisão dimensional desejada, é necessário um controle rigoroso do processo de cunhagem. Quaisquer desvios nas configurações da prensa dobradeira ou no alinhamento das ferramentas podem levar a imprecisões. A calibração e a manutenção regulares do equipamento, juntamente com o treinamento de operadores qualificados, são essenciais para manter a precisão.

Comparação com outros métodos de curvatura

Dobra a ar versus cunhagem de chapas metálicas

Diferença de tonelagem

Como a dobra não é produzida pela força aplicada na dobra a ar, esse processo geralmente requer menos tonelagem, tornando-se uma escolha popular para prensas dobradeiras hidráulicas. Devido à pequena área de contato entre o metal e a matriz, a força necessária durante o processo de dobra é relativamente baixa, o que significa que é preciso menos pressão para atingir o ângulo de dobra desejado.

Embora a cunhagem exija alta tonelagem — frequentemente de cinco a dez vezes mais do que a dobra a ar — para garantir que o metal se conforme completamente ao punção e à matriz, isso significa que a cunhagem geralmente precisa de mais tonelagem. Essa alta pressão é necessária para obter dobras precisas e minimizar o retorno elástico.

Diferença de contato

Na dobra a ar, a área de contato entre o metal e a matriz é extremamente limitada, ou seja, existem apenas alguns pontos de contato, o que é benéfico para reduzir o desgaste e os danos na superfície do metal.

Durante a cunhagem, o contato entre o metal e a ferramenta é mais próximo, para garantir que o metal possa ser dobrado completamente de acordo com o formato da matriz, o que pode levar a um afinamento e deformação do metal em algumas partes.

Determinação do ângulo de curvatura

O ângulo de curvatura no ar é determinado pela profundidade em que o punção desce na matriz.

A cunhagem utiliza alta pressão para que o metal se ajuste perfeitamente ao ângulo exato do punção e da matriz. Os ângulos do punção e da matriz determinam o ângulo de dobra na chapa metálica.

Níveis de precisão

A cunhagem é reconhecida por sua alta precisão e consistência. O método garante que o metal se conforme exatamente ao formato da matriz, resultando em mínimo retorno elástico e ângulos extremamente precisos.

A curvatura no ar, embora flexível e capaz de produzir vários ângulos, é mais propensa a efeitos de retorno elástico. O ângulo de curvatura final pode variar dependendo das propriedades e da espessura do material, tornando-a menos confiável para aplicações que exigem tolerâncias rigorosas.

Flexibilidade

A dobra a ar oferece maior flexibilidade no ajuste dos ângulos de dobra após a operação, devido à menor necessidade de tonelagem e às menores restrições de ferramentas.

Embora preciso, o processo de cunhagem é menos flexível, pois exige ferramentas específicas projetadas para ângulos exatos. Os ajustes após a cunhagem são mais complexos devido à alta pressão aplicada durante o processo.

Dobra de fundo vs. cunhagem

Requisitos de tonelagem

A curvatura por baixo geralmente requer menos tonelagem — mais do que a curvatura no ar, mas menos do que a cunhagem — porque o metal não se ajusta exatamente ao formato da matriz. Para raios de curvatura maiores, a curvatura por baixo requer tonelagem aproximadamente igual à da curvatura no ar.

A cunhagem exige uma tonelagem maior para garantir que o metal se conforme exatamente ao formato do punção e da matriz.

Mecanismos

A dobra por baixo consiste em pressionar a chapa metálica contra uma matriz até que ela entre em contato total com a sua superfície, o que ajuda a mitigar o retorno elástico, mas não garante a conformidade exata com o formato da matriz. Para obter um determinado ângulo, é necessário usar ferramentas com um ângulo ligeiramente mais agudo, a fim de compensar o retorno elástico que ocorrerá naturalmente após a liberação da chapa metálica.

A cunhagem utiliza um princípio semelhante, mas aplica uma tonelagem significativamente maior para garantir que o metal flua completamente para o formato da matriz, resultando em uma curvatura precisa que corresponde exatamente à matriz.

Conformidade do material

A técnica de dobra por baixo difere da cunhagem pelo fato de o punção e a matriz não entrarem em contato total com o metal.

A cunhagem garante que o metal seja dobrado completamente de acordo com o formato da matriz, obtendo-se assim resultados mais precisos.

Tabela de comparação

Em conclusão, comparado com a cunhagem, a dobra a ar requer menos tonelagem e menos contato, e seu ângulo de dobra pode não ser tão consistente quanto o da cunhagem. Como a dobra por baixo utiliza menos tonelagem do que a cunhagem, o material não se conforma completamente ao ângulo de dobra da ferramenta. Já a cunhagem requer mais tonelagem e pode gerar dobras de alta consistência e precisão.

Perguntas frequentes

P: Qual é a regra para dobrar metal?

Resposta: A dobra de metal depende de alguns fatores, como o material, sua espessura e o formato desejado. Geralmente, a dobra interna deve ser proporcional à espessura do metal. Portanto, se a chapa tiver ⅛” (3 mm) de espessura, use uma ferramenta de dobra com raio de ⅛” (3 mm) para obter os melhores resultados. Da mesma forma, para uma chapa fina de 0,020” (0,5 mm), use um raio igual.

A menor dobra que você pode fazer sem quebrar o metal depende da sua flexibilidade e resistência a rachaduras. Quem vende esses produtos geralmente inclui essas informações em manuais. Eles explicam como moldar o metal com segurança para evitar problemas. Da mesma forma, também sugerem dobras mínimas com base no tipo de material com o qual você está trabalhando.

Lembre-se de verificar se precisa dobrar no sentido ou transversal à textura (como as fibras do tecido), pois isso também importa.

P: A que temperatura o metal começa a dobrar?

Resposta: Aqueça a chapa grossa a uma temperatura entre 200 e 300 graus Fahrenheit antes de moldá-la. Isso é especialmente importante se você quiser dobrá-la em pelo menos 0,75 polegadas. No entanto, encontrar a temperatura ideal de dobra requer conhecimento da composição química, do estado da superfície e das bordas, e da espessura do material.

Conclusão

Em termos simples, quando se utiliza uma prensa dobradeira para dobrar chapas metálicas, aplica-se pressão sobre elas para que se estiquem e depois se contraiam. No entanto, para obter o resultado desejado, é necessário ajustar parâmetros como a retidão da chapa.

Existem diferentes tipos de técnicas de dobra Para prensas dobradeiras. Elas diferem principalmente com base na posição da peça e na forma como ela é prensada. Além disso, a intensidade da pressão e a gama de tarefas que o processo pode abranger também variam.

Os sistemas hidráulicos de uma prensa dobradeira são os principais responsáveis pelo processo de dobra. E, claro, a qualidade da prensa dobradeira define o resultado final. Se você precisa das melhores prensas dobradeiras, a Krrass Machinery está aqui para ajudar. Entre em contato conosco hoje mesmo para encontrar a prensa dobradeira ideal para as suas necessidades.