Em meu extenso trabalho com fabricação de chapas metálicas, aprendi a reconhecer o papel crucial do cisalhamento e da dobra de chapas metálicas no processo de conformação. Ambas as técnicas são fundamentais para transformar chapas planas em componentes precisos utilizados em diversos setores. O cisalhamento permite o corte eficiente de chapas metálicas, enquanto a dobra proporciona a capacidade de criar formas e ângulos complexos. Ao longo dos anos, aprimorei minhas habilidades em ambas as áreas, aprendendo as melhores práticas e técnicas para alcançar os melhores resultados. Neste artigo, explorarei os processos de cisalhamento e dobra de chapas metálicas, destacando sua importância e oferecendo insights que podem aprimorar seus projetos de fabricação.

Objetivo do treinamento

Depois de assistir ao programa e revisar o material impresso, o espectador obterá conhecimento e compreensão dos princípios e métodos de máquinas de corte e dobra de chapas metálicas.

1. Os princípios de cisalhamento e flexão são explicados

2. A teoria de cisalhamento e flexão é demonstrada

3. A operação de máquinas é ensinada

4. As funções das ferramentas de matriz são detalhadas

Corte de chapas metálicas

As duas operações mais básicas e antigas de usinagem de metais são tosquia e dobra. Cisalhamento é definido como o corte mecânico de grandes chapas de metal em pedaços menores de tamanhos predeterminados. Uma operação de cisalhamento que completa um perímetro inteiro é conhecida como corte em bruto, e a peça resultante é chamada de blank. Dobramento é definido como a criação de formas tridimensionais a partir de um material bidimensional. Existe uma variedade virtualmente ilimitada de formas que podem ser produzidas por meio de dobra, tanto em chapas metálicas quanto em chapas.

A maioria das operações de corte é realizada pela ação de duas lâminas, uma fixa e outra móvel verticalmente, que se encontram progressivamente de um lado ao outro do material, como em tesouras manuais comuns. O alinhamento angular das lâminas é chamado de inclinação. Também deve ser considerada a folga da lâmina ou da faca entre si. Tanto a inclinação quanto a folga são uma função do tipo e da espessura do material a ser cortado. O "plano de deslizamento" é a fissura final, tanto na parte superior quanto na inferior, da peça após a lâmina superior descendente cortar parcialmente a peça.

Esta lâmina superior é geralmente inclinada em relação à lâmina inferior, de 1/2 a 2,5 graus. Isso concentra a pressão de corte exatamente na junção das lâminas e garante um corte exatamente paralelo a elas. O leve deslocamento também ajuda a limpar o material entre as lâminas. O cisalhamento também é feito em uma "matriz de cisalhamento" montada em uma prensa de estampagem, porém a maior parte do cisalhamento é realizada com uma máquina projetada especialmente para a operação, chamada de "tesoura".

O cisalhamento típico consiste em:

1. Uma cama fixa à qual uma lâmina é fixada

2. Uma cruzeta móvel verticalmente montada na lâmina superior

3. Uma série de pinos ou pés de fixação que seguram o material no lugar enquanto o corte ocorre

4. Um sistema de medição, frontal, traseiro ou de braço quadrado, para produzir

5. Tamanhos das peças de trabalho

As tesouras podem ser operadas manualmente, mecanicamente, hidraulicamente ou pneumaticamente. Elas também podem ser classificadas por seu design. Tesouras com ou sem folga são definidas por suas estruturas laterais e pelo tamanho máximo de chapa que podem manusear. 

As tesouras de "ângulo reto" têm duas lâminas posicionadas em um ângulo de 90 graus entre si e cortam simultaneamente em duas direções. As tesouras "CNC" são programáveis para cortar vários tamanhos, alimentando automaticamente o material nas lâminas. 

As "ferreiras" são projetadas para cortar cantoneiras e barras, além de realizar operações de puncionamento. A afiação das facas ou lâminas determina criticamente a qualidade do fio de corte e o tamanho exato da peça. Lâminas cegas ou com folgas ou posicionamentos inadequados causarão na peça cortada:

1. Uma curvatura ou desvio de uma borda reta no lado da queda da tesoura

2. Um arco que é a tendência da parte cortada arquear no centro

3. Uma torção que é a distorção angular da peça de ponta a ponta

Outra operação comum de cisalhamento é conhecida como "corte". Essa operação começa com uma bobina mestra de uma determinada largura. O material da bobina mestra é alimentado por uma série de facas rotativas configuradas para produzir um conjunto de larguras de estoque mais estreitas para processamento subsequente.

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Chapa metálica Dobrando

A flexão produz molda o metal pela aplicação de uma força além do limite de escoamento do material, mas abaixo de sua resistência máxima à tração. Durante a flexão, o metal é esticado ao longo de seu raio externo e comprimido ao longo de seu raio interno. O ponto médio entre esses pontos é chamado de eixo neutro e é o ponto de partida dos cálculos matemáticos.

A dobra pode ser realizada em matrizes de estampagem projetadas para conformação, mas a grande maioria das dobras é feita em "prensas dobradeiras". Como muitas outras máquinas usadas na fabricação de metais, as prensas dobradeiras podem ter operação mecânica ou hidráulica. 

Em uma operação típica de dobra, uma peça de estoque é colocada entre um conjunto de matrizes superior e inferior. Em seguida, um cilindro móvel abaixa a matriz superior, forçando a peça para dentro da matriz inferior fixa. Em alguns projetos de prensa dobradeira, uma matriz inferior se eleva contra uma matriz superior fixa.

Os principais termos usados na flexão incluem:

1. A tolerância de curvatura refere-se a fatores matemáticos que determinam o tamanho final da peça

2. O ângulo de curvatura geralmente é o ângulo incluído da peça de trabalho dobrada. Também pode se referir ao ângulo suplementar formado pelas duas linhas tangentes dobradas.

3. O raio de curvatura refere-se à distância das tangentes que se estendem das superfícies planas restantes da peça

4. O retorno elástico é a tendência do flange dobrado retornar à sua forma original. Esse retorno elástico pode variar de 2 a 4 graus, dependendo do material.

As operações de prensa dobradeira são divididas em duas categorias:

1. Dobra de ar

2. Flexão inferior

No modo de dobra de ar, a matriz macho não força a peça de trabalho completamente para dentro da matriz inferior fêmea.

Menos pressão ou força é necessária do que na dobra inferior. No entanto, há desvantagens em relação ao retorno elástico e à precisão do flange dobrado.

Na dobra de fundo, a peça é completamente prensada na matriz fêmea e o raio interno é moldado com precisão pela matriz macho. Assim, tamanhos de flange consistentemente precisos são possíveis. No entanto, a dobra de fundo tem limitações quanto à espessura máxima da peça, geralmente não superior a 1/8 de polegada.

As matrizes usadas em trabalhos de prensa dobradeira são de quatro tipos principais:

1. Matrizes de ângulo agudo, usadas principalmente para dobra de ar

2. Matrizes de pescoço de ganso, usadas para dobrar flanges de retorno

3. Matrizes offset que produzem duas dobras com um único golpe de prensa

4. Matrizes rotativas que, ao se deslocarem sobre a peça, formam a curva, forçando-a sobre uma bigorna de matriz.

A calibração, que significa posicionar a peça entre as matrizes de fechamento, é realizada por pinos ou batentes localizados geralmente atrás das matrizes. Esses dispositivos são frequentemente controlados por computador, permitindo configurações rápidas e repetíveis para a máxima produtividade da prensa dobradeira.

Outra operação de dobra é chamada de "dobragem". Uma dobradeira utiliza uma lâmina de dobra localizada na frente das garras de fixação superior e inferior. As dobras podem ser feitas entre zero e 180 graus, tornando a dobradeira às vezes mais versátil do que a prensa dobradeira.

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