O processo de estampagem é a soma de vários processos no processamento de estampagem, descrevendo as regras de execução de cada processo no processo de fabrico de uma peça estampada.
Um processo de estampagem completo deve incluir o processo de preparação de peças em bruto para estampagem (corte e corte em bruto, etc.), os processos de formação de estampagem (dobragem, estiramento, flangeamento, corte, perfuração, abaulamento, moldagem, etc.) e os processos auxiliares (tais como lubrificação, rebarbação, tratamento térmico, etc.), bem como o equipamento e os moldes utilizados para completar estes processos e os respectivos parâmetros de processo.
Uma vez que a qualidade do processo de estampagem determina diretamente a racionalidade da tecnologia de processamento de peças estampadas, o número e a complexidade dos moldes necessários, a taxa de utilização das matérias-primas, a qualidade e a produtividade das peças estampadas e outros indicadores económicos e técnicos principais, a formulação correcta e razoável do processo de estampagem é uma tarefa técnica muito importante. Uma boa processo de estampagem deve não só garantir a produção de peças estampadas qualificadas, mas também exigir que tenha os melhores indicadores económicos e técnicos.
Por vezes, a mesma peça estampada pode ser fabricada em peças qualificadas através de vários processos de estampagem. Neste caso, é necessário selecionar o melhor processo de estampagem com base em factores como a complexidade do processo de estampagem, o consumo de moldes e equipamento, a taxa de utilização das matérias-primas, a eficiência da produção, a possibilidade de produzir produtos defeituosos (condições de garantia da qualidade do produto) e o impacto no ambiente.
O conteúdo principal do trabalho de conceção do processo de estampagem é:
Os materiais, a espessura, a forma geométrica, o tamanho, os requisitos de precisão e outros elementos das peças estampadas constituem as características do processo de estampagem das peças estampadas. São as condições básicas para a formulação do processo de estampagem, determinando os tipos, quantidade e sequência de processos de estampagem que devem ser utilizados. Por conseguinte, ao formular o processo de estampagem, estes elementos básicos devem ser cuidadosamente analisados.
Na análise de peças estampadas, a processabilidade das peças estampadas deve ser o foco do estudo. A processabilidade das peças estampadas inclui dois aspectos: por um lado, indica se a forma e a precisão dimensional das peças estampadas podem ser completadas por métodos de estampagem; por outro lado, significa se os métodos de estampagem mais simples e convenientes podem ser utilizados para as fabricar.
Para fazer uma análise correcta do processo de estampagem, é necessária uma consideração abrangente de vários aspectos. O fabrico de peças de estampagem pode envolver muitos métodos de estampagem e, devido aos diferentes métodos de estampagem utilizados, o conteúdo da sua processabilidade também varia. Mesmo para a mesma peça, devido a diferentes condições de produção, situações de equipamento, capacidades de fabrico de moldes e tradições e hábitos da tecnologia de produção na unidade de produção, o significado da sua processabilidade de estampagem também é diferente.
Por conseguinte, ao analisar a processabilidade das peças estampadas, para além dos princípios bem conhecidos pelo pessoal técnico em geral (como o diâmetro mínimo de perfuração, o diâmetro mínimo de raio de curvaturadistância mínima entre os golpes, etc.), é também necessário incluir as várias condições mencionadas anteriormente no âmbito da análise e da investigação.
Além disso, a melhoria do nível da tecnologia de produção de estampagem e o progresso de novos métodos de processo de estampagem podem provocar alterações no conceito e nas normas de avaliação da processabilidade das peças estampadas, pelo que o significado de processabilidade das peças estampadas não é imutável.
Com base na análise da processabilidade das peças estampadas, quando necessário, é possível considerar a possibilidade de modificar a estrutura e o tamanho das próprias peças estampadas (sob a condição de garantir a utilização funcional das peças estampadas), a fim de simplificar o processo de estampagem e a estrutura do molde, reduzir o consumo de material, melhorar a qualidade das peças estampadas e, em última análise, atingir o objetivo de reduzir o custo de produção das peças estampadas. Muitos exemplos de produção mostraram que, por vezes, este método é muito eficaz.
O tipo e o grau das matérias-primas para a estampagem de peças são normalmente determinados durante a conceção do produto, com base na sua utilização funcional. No entanto, a forma de matéria-prima a utilizar (folha, tira, bloco ou bobina) não só determina o processo de preparação no processo de estampagem, como também afecta o nível económico e técnico de todo o processo de estampagem, o que é uma questão que não pode ser ignorada.
Por outro lado, se o processo de formação de peças estampadas pode ser concluído sem problemas e se a precisão dimensional das peças estampadas pode ser garantida, por vezes depende diretamente do desempenho de estampagem do material da folha e da forma geométrica e precisão dimensional do material da folha. Por conseguinte, é também necessário selecionar corretamente o tipo e o grau das matérias-primas com base nas características e requisitos da deformação por estampagem.
A determinação do processo de deformação é o conteúdo central da formulação do processo de estampagem e a chave para o seu sucesso, o que é muito importante. A determinação do processo de deformação inclui a determinação do tipo e dos parâmetros do processo de deformação e a sequência do processo de deformação. No trabalho de determinação do processo de deformação, é necessário seguir as leis básicas da deformação por estampagem.
Os processos auxiliares comuns utilizados na produção de estampagem incluem: tratamento térmico entre processos, limpeza, rebarbação, lubrificação, tratamento de superfície, etc.
Consoante o objetivo, os processos de tratamento térmico dividem-se em: recozimento, principalmente para melhorar a plasticidade da chapa, e recozimento, principalmente para reduzir a resistência à deformação. A temperatura de recozimento e o tempo de espera são determinados pelo tipo de material, o tamanho da peça em bruto e os requisitos do objetivo do recozimento, etc.
Os métodos mais comuns de remoção de rebarbas incluem: rebarbação manual, rebarbação com cilindro e retificação. A seleção destes métodos é determinada pela forma, tamanho e volume de produção das peças estampadas.
O tipo e a estrutura do molde não são apenas determinados pelo processo de estampagem que precisa de completar, mas também estão intimamente relacionados com o volume de produção. Na produção em massa, podem ser utilizados moldes complexos com vários processos. Embora o custo do molde seja caro, a elevada eficiência de produção pode reduzir o custo das peças estampadas. Na produção de pequenos lotes, são frequentemente utilizados moldes simples e moldes de uso geral.
Com base na forma, no tamanho das peças estampadas e no conteúdo do processo de estampagem a ser concluído, é possível determinar a tonelagem necessária, o curso, a altura de fecho e o tamanho da mesa de trabalho, etc., que são a base para a seleção das especificações do equipamento.
A seleção do tipo de equipamento de estampagem é determinada principalmente pelo volume de produção. Na produção de lotes médios e pequenos, são utilizados vários tipos de prensas de uso geral. Na produção em massa, podem ser adoptados equipamentos de estampagem especializados de alta produtividade, tais como prensas de estações múltiplas, prensas de alta velocidade e linhas de automatização de estampagem.
A mecanização e a automatização do processo de produção de estampagem são medidas fundamentais para melhorar a produtividade do trabalho, reduzir custos e garantir uma produção segura, às quais deve ser dada toda a atenção. Na produção de lotes médios e pequenos, podem ser utilizados métodos equipados com mecanismos de alimentação automática em prensas de uso geral; na produção em massa, podem ser adoptadas prensas especializadas automatizadas ou linhas de produção automáticas de estampagem compostas por várias prensas automáticas.
A inspeção da qualidade das peças estampadas é um aspeto importante do processo de conceção das operações de estampagem. Embora a qualidade das peças de estampagem seja garantida pelo desempenho das matérias-primas, pela fiabilidade do equipamento de estampagem e dos moldes, e seja relativamente estável, não é necessário inspecionar cada peça.
No entanto, devido à elevada produtividade do equipamento de estampagem, se surgirem problemas de qualidade e não forem tomadas medidas atempadas, tal poderá conduzir a uma grande quantidade de resíduos num período de tempo muito curto, resultando em perdas económicas significativas.
Por conseguinte, ao conceber o processo de estampagem, é necessário garantir a existência de medidas fiáveis de controlo da qualidade. Nas linhas de estampagem automática de elevada produtividade, devem ser implementados métodos para garantir a "inspeção em linha". Relativamente às duas questões mais complexas das tarefas acima mencionadas, é efectuada a seguinte análise.
O processo de deformação por estampagem é o conteúdo principal do processo de estampagem, e a sua racionalidade determina diretamente o sucesso ou o fracasso do processo de estampagem.
(1) O grau máximo de deformação na zona de deformação de cada processo de deformação não pode exceder o seu valor limite (limite de deformação). Com base nas características geométricas das peças a estampar, podem ser determinados os tipos de processos de deformação por estampagem a utilizar. Após a determinação da forma e da dimensão da peça em bruto para estampagem, pode ser determinado o grau total de deformação necessário para completar toda a conformação.
Conhecendo o grau de deformação limite (limite de formação) do processo de deformação por estampagem, é possível determinar o número de processos de deformação necessários. Nesta altura, o princípio para determinar o número de processos de deformação é garantir que o grau de deformação na zona de deformação de cada processo não excede o seu valor limite.
A figura 1e mostra uma peça de estampagem cilíndrica feita de chapa de aço de baixo carbono com 0,7 mm de espessura. Com base nas características geométricas desta peça estampada, determina-se que o processo de deformação a utilizar é a estampagem profunda. Calculando sob a condição de área igual, o diâmetro do bloco circular necessário é de 275 mm.
Com base no conhecimento do coeficiente de estiragem final deste material e do coeficiente de estiragem total da peça, o resultado do cálculo é que são necessários 3 processos de estiragem no total. A saliência na parte inferior da peça pode ser formada com um processo de deformação. Por conseguinte, o processo de estampagem para esta peça é determinado como sendo: corte em bruto, primeira estiragem, segunda estiragem, terceira estiragem, corte e enformação do fundo.
Tendo em conta o grande lote de produção, a estampagem e o primeiro desenho são combinados num único processo, completado com uma matriz composta de estampagem e desenho. O processo de estampagem final determinado e a forma e dimensão dos produtos semi-acabados entre cada processo (o resultado da deformação) são apresentados na Figura 1.
a) Supressão, primeiro desenho
b) Segundo sorteio
c) Terceiro sorteio
d) Aparar
e) Conformação do fundo
(2) Os parâmetros do processo e as condições de deformação de cada processo de conformação devem estar em conformidade com as leis da tendência de deformação da estampagem, tornando as partes da peça em bruto que se devem deformar (zona de deformação) relativamente "áreas fracas" para garantir que a zona de deformação da peça em bruto se deforma de uma forma predeterminada durante esse processo de conformação.
Peças em bruto de diferentes formas e tamanhos, em diferentes processos de conformação, têm diferentes condições de força e possíveis modos de deformação nas suas partes, e o conteúdo e as condições das suas leis de tendência de deformação também são diferentes.
A peça com um orifício circular flangeado mostrada na Figura 2, embora de forma simples, pode ter diferentes tendências de deformação devido às diferentes relações dimensionais entre as suas partes, necessitando da utilização de processos de estampagem completamente diferentes (operações de conformação por estampagem) para fabricar peças qualificadas.
Se o diâmetro exterior D da peça da Figura 2 for relativamente grande, enquanto a altura H da flange após o flangeamento for relativamente pequena, com base na relação dimensional entre as várias partes da peça em bruto antes da deformação (a relação entre o diâmetro exterior D da peça em bruto e o orifício interior d), utilizando a lei da tendência de deformação por estampagem, pode concluir-se que "o processo de estampagem de formação direta a partir de uma peça em bruto em forma de anel por flangeamento pode ser utilizado".
Por conseguinte, o processo de estampagem a utilizar pode ser determinado como: corte, puncionamento e flangeamento (ver figura 3). Se o volume de produção for grande, o corte e o puncionamento podem ser combinados numa única operação, utilizando um conjunto de matrizes compostas de corte e puncionamento. Se as condições das ferramentas e do equipamento o permitirem, o corte, o puncionamento e o flangeamento também podem ser combinados numa única operação, utilizando um conjunto de matrizes compostas de corte, puncionamento e flangeamento.
Se o diâmetro exterior D desta peça for relativamente pequeno e a altura H da flange após o flangeamento for relativamente grande, de acordo com a lei da tendência para a deformação por estampagem, a deformação que ocorre pode não ser a deformação por flangeamento no interior da peça em bruto, mas sim a deformação por estiramento da borda exterior da peça em bruto que está a encolher. Por conseguinte, o processo de estampagem apresentado na figura 3 não poderá assegurar o processamento de peças qualificadas.
Neste caso, de acordo com o princípio da lei da tendência de deformação da estampagem, a dimensão do diâmetro exterior da peça em bruto deve ser aumentada de forma adequada para evitar que o diâmetro exterior da peça em bruto encolha durante o processo de flangeamento. Finalmente, após a conclusão do flangeamento, uma operação de corte adicional é adicionada para atingir o tamanho do diâmetro externo necessário. Assim, o processo de estampagem razoável é o seguinte: corte em bruto, perfuração, flangeamento e corte (ver Figura 4).
Para estas peças, pode também ser utilizado um outro processo de estampagem, que consiste em efetuar primeiro operações de perfuração e flangeamento sob a condição de alargar adequadamente o material da tira e, em seguida, utilizar a operação de corte para separar a peça em bruto do material da tira. Este processo pode eliminar uma operação de corte. Embora ambos os processos de estampagem possam processar peças qualificadas, existem muitas diferenças na estrutura dos moldes utilizados, no posicionamento e nos métodos de operação.
Em condições de produção, deve ser feita uma análise comparativa para uma seleção correcta. Naturalmente, uma matriz composta também pode ser utilizada para combinar perfuração, flangeamento e corte numa única operação.
Neste caso (quando se aplica um molde composto), é necessário determinar adequadamente as alturas do punção de corte, da matriz de corte, do punção, da matriz de corte e do punção de flangeamento para garantir que cada processo (corte, punção, flangeamento, etc.) se desenrola pela ordem correcta estabelecida, de acordo com as leis da tendência de deformação da estampagem.
Quando a altura de flange H da peça flangeada de furo redondo é grande, se o processo de estampagem mostrado na Figura 3 ou na Figura 4 ainda for usado, é necessário reduzir o diâmetro do punção antes de flangear para atingir a altura de flange H necessária. Como resultado, o coeficiente de flangeamento será menor do que o valor limite permitido pelo desempenho de estampagem do material da placa, portanto, tal processo de estampagem não pode ser usado para processar peças qualificadas.
Neste caso, deve ser adotado um processo de estampagem mais complexo, nomeadamente quatro processos: corte, estiragem, perfuração do furo inferior e flangeamento (ver Figura 5).
Quando a precisão do diâmetro exterior das peças estampadas é necessária, para eliminar os defeitos da circunferência exterior do bordo da flange que não é redonda devido à anisotropia do material da chapa após a estampagem, deve também ser adicionado um processo de corte após o processo de estampagem. Naturalmente, quando o volume de produção é grande, a consolidação de processos e a aplicação de matrizes compostas também devem ser consideradas.
No trabalho de análise do processo de estampagem das peças estampadas apresentadas nas Figuras 2 a 4, pode ser utilizada como base a relação entre a dimensão limite mínima indicada no Quadro 1, em que o diâmetro exterior da peça bruta não se altera durante o flangeamento. Os valores na tabela são os resultados de experiências reais de estampagem e são aplicáveis a chapas de aço de baixo carbono e a condições que utilizam punções esféricos de face final. Os símbolos D, d, e d0 na tabela são as dimensões da peça em bruto antes da estampagem (ver Figura 3).
Quadro 1 Limite de d / d0 ao flangear com um punção esférico sem alterar o diâmetro exterior da peça bruta
| Fator de atrito | d0/D | |||
| 0.5 | 0.6 | 0.7 | 0.8 | |
| 0.15 | 1.35 | 1.2 | 1.15 | 1.08 |
| 0.25 | 1.48 | 1.3 | 1.2 | 1.12 |
Na conceção do processo de estampagem de peças de repuxo profundo, é igualmente necessário seguir o princípio da tendência para a deformação por estampagem. As formas geométricas das duas peças cilíndricas de repuxo profundo nas Figuras 6 e 7 são as mesmas, ambas são peças de repuxo profundo com um furo redondo na parte inferior. No entanto, devido aos diferentes diâmetros do furo inferior, devem ser utilizados processos de estampagem diferentes para o processamento.
Se o diâmetro do furo na parte inferior da peça de repuxo profundo for pequeno, o diâmetro do furo inferior não se expandirá quando o repuxo profundo for efectuado com um anel em bruto com furos. Por conseguinte, pode ser adotado o processo de estampagem apresentado na Figura 6, ou seja, corte, perfuração e estampagem profunda. Aqui, o corte e a perfuração também podem ser combinados num único processo e, em seguida, a estampagem profunda com um anel em branco. Quando o lote de produção é grande, pode também considerar-se a possibilidade de combinar o corte, o puncionamento e a estampagem profunda num único processo, completado com um conjunto de matrizes compostas.
Se o diâmetro do furo na parte inferior da peça de repuxo profundo for grande, de acordo com a lei da tendência de deformação por estampagem, a peça anular com um diâmetro exterior de d e um diâmetro interior de d 0 pode tornar-se uma "área fraca" relativa. Por conseguinte, durante o processo de estampagem profunda, o tamanho do orifício inferior pode expandir-se, ou pode mesmo ocorrer uma expansão indesejada do orifício e uma deformação em flange, impossibilitando a realização do processo de estampagem que forma a peça através da deformação por estampagem profunda.
Neste caso, deve ser adotado o processo de estampagem apresentado na Figura 7, organizando o processo de perfuração do fundo após o processo de estampagem profunda. É claro que, neste momento, os três processos de estampagem, estampagem profunda e perfuração do furo inferior também podem ser combinados num único processo, completado com um conjunto de matrizes compostas.
Deve notar-se que, ao determinar a altura do punção de perfuração no trabalho de conceção da matriz composta, é necessário assegurar a sequência determinada pela lei da tendência de deformação da estampagem, ou seja, a sequência de corte, estampagem profunda e perfuração do orifício inferior.
A análise acima referida baseia-se em peças cilíndricas de repuxo profundo axialmente simétricas e em peças flangeadas de furo circular como exemplos, sendo os seus princípios básicos igualmente aplicáveis a peças estampadas não simétricas axialmente.
(3) Ao determinar o processo de deformação, deve ser efectuada uma análise abrangente, juntamente com a estrutura do molde, o princípio de funcionamento e outras questões.
No processamento de estampagem, todas as deformações de estampagem são completadas pela estrutura do molde e pelo princípio de funcionamento correspondentes. Por conseguinte, um determinado processo de deformação requer necessariamente que o molde tenha as funções e estruturas correspondentes.
Devido à existência desta relação, ao determinar o processo de deformação e a combinação de vários processos de deformação, é necessário considerar que tipo de molde pode completar o processo de deformação determinado. Por um lado, deve ser considerada a possibilidade de utilizar o molde para completar o processo de deformação por estampagem e, por outro lado, deve ser analisada a complexidade da estrutura do molde correspondente e as questões económicas, como o consumo de custos do molde.
A peça dobrada com múltiplos ângulos rectos apresentada na Figura 8 pode ser processada utilizando vários processos de estampagem. Um processo de estampagem mais comum é a utilização de dois processos de dobragem. O primeiro processo de dobragem dobra os dois ângulos rectos no exterior da peça e, em seguida, é utilizado outro conjunto de moldes para dobrar os dois ângulos rectos no interior. Esta peça dobrada também pode ser dobrada em quatro ângulos rectos num único processo de dobragem.
O processo de estampagem mais intuitivo envolve a utilização do molde apresentado na Figura 9 para dobrar quatro ângulos rectos numa única operação de estampagem. Embora o molde utilizado neste processo tenha uma estrutura muito simples, e o princípio de funcionamento do molde seja viável de acordo com uma ideia simples.
No entanto, durante o funcionamento deste tipo de molde, a rotação dos dois braços laterais da peça em bruto é obstruída pelo punção. Como resultado, não só a deformação por flexão dos dois ângulos rectos internos é impedida, como também ocorre uma flexão prejudicial em partes que não deveriam ser dobradas, prejudicando a precisão dimensional das peças estampadas (ver Figura 9).
Neste caso, para garantir a forma correcta e a precisão dimensional das peças dobradas, e ao mesmo tempo poder utilizar um processo eficiente de estampagem de dobragem simples multi-ângulo, pode ser utilizado o tipo de molde apresentado na Figura 10. Quando as dimensões dos braços laterais das peças dobradas são adequadas, a estrutura de molde mais simples apresentada na Figura 11 também pode ser utilizada para completar todo o trabalho de dobragem angular num único curso da prensa.
1-Die
2-Soco
3-Bloco de rotação
4-Placa de apoio
De facto, o princípio de funcionamento deste conjunto de moldes é equivalente ao processo de estampagem de duas operações de dobragem. Primeiro dobra os dois ângulos rectos no lado exterior da peça em bruto, e depois dobra os dois ângulos rectos no lado interior da peça em bruto. A sequência de dobragem é conseguida pela diferença de altura entre o punção de dobragem e as quatro matrizes de dobragem.
No trabalho de desenvolvimento de processos de estampagem para peças com formas complexas, são frequentemente necessários vários processos de conformação para completar a estampagem. Nesta altura, a organização da sequência de cada processo de conformação é uma questão complexa e importante, sendo mesmo a chave para o sucesso do processo de estampagem.
(1) A conformação por estampagem multi-processos é essencialmente o processo de alterar gradualmente a forma de uma chapa metálica plana, numa determinada ordem, para se aproximar e, finalmente, tornar-se a forma da peça estampada. Por conseguinte, cada processo de conformação deve completar uma determinada tarefa de processamento neste processo, desempenhar um papel e alterar a forma de uma determinada peça ou da peça em bruto global, na direção próxima da forma da peça estampada.
Para tal, ao organizar a sequência de processos de conformação, deve assegurar-se que, em cada processo de conformação, a peça que necessita de ser moldada se encontra definitivamente numa "área fraca" sob as condições de força desse processo, e que o resultado deste processo não prejudica os processos de conformação subsequentes, ou seja, a formação de condições de "área fraca" nos processos de conformação subsequentes.
(2) No processo de estampagem com múltiplos processos de conformação, após um determinado processo de conformação, se uma parte da forma da peça estampada já tiver sido conformada, então, em todos os processos de conformação subsequentes, essa parte já conformada não deve sofrer qualquer outra deformação.
(3) No produto semi-acabado formado após o processo de conformação, pode ser dividido em partes formadas (a forma e o tamanho são completamente iguais a uma parte da peça estampada acabada) e partes a serem formadas no processo de deformação subsequente.
As peças a serem formadas no produto semi-acabado, separadas pelas peças já formadas, só podem ser processadas dentro dos seus próprios intervalos. As peças a serem formadas, separadas pelas peças já formadas, já não têm ligações e influências de deformação entre elas, pelo que os processos de deformação dentro dos seus próprios intervalos podem ser organizados de forma independente e não haverá transferência de material entre elas.
(4) No trabalho de cálculo do projeto do processo de estampagem, deve assegurar-se que a quantidade (peso ou área) da chapa metálica na área a deformar, separada pela área já deformada, é suficiente para as necessidades da parte correspondente da peça estampada a formar posteriormente. Não deve ser inferior à quantidade necessária, mas também não deve ser superior ao necessário.
(5) No caso de peças em bruto e produtos semi-acabados de processos de estampagem que devam sofrer deformação plástica em processos subsequentes, operações como puncionamento e entalhe não devem ser efectuadas antes do processo de deformação. Além disso, todas as operações de perfuração, entalhe e corte podem alterar a tendência de deformação da estampagem, pelo que a disposição destes processos deve cumprir os requisitos do processo de estampagem no que respeita à tendência de deformação e às suas condições.
Os dois exemplos apresentados nas Figuras 12 e 13 são processos de estampagem que requerem múltiplas operações. Ao analisar o processo de estampagem destas duas peças, é possível demonstrar claramente a importância significativa dos princípios acima referidos na aplicação prática.
O exemplo apresentado na Figura 12 envolve um processo de estampagem com seis operações. A primeira e a segunda operações de repuxo profundo são calculadas com base no coeficiente máximo de repuxo profundo. Nestas duas operações de estiramento profundo, o fundo do produto semi-acabado após o estiramento profundo é moldado numa forma esférica, com o objetivo de reservar material suficiente no fundo para a terceira operação de conformação.
1-Blanking, estiramento profundo
2-Desenho em profundidade
3-Formação
4-Puncionar, aparar
5-Flangeamento do bordo exterior, flangeamento do furo interior
6-Desmontagem do bordo exterior
A parte cilíndrica com um diâmetro de 16,5mm formada após o segundo processo de estampagem profunda é a zona conformada, que divide o produto semi-acabado em duas partes a conformar, interior e exterior. A partir do terceiro processo de conformação até ao sexto processo final, toda a conformação é realizada dentro dos respectivos intervalos das duas áreas a serem deformadas, entre as quais já não existe qualquer relação de deformação, permitindo que a sequência dos respectivos processos de conformação seja organizada de forma independente.
A figura 13 mostra o processo de estampagem que requer 9 etapas. Os processos do primeiro ao quinto são determinados de acordo com o método de cálculo para peças cilíndricas de repuxo profundo. A parte cilíndrica com um diâmetro de 120 mm formada no quinto processo de estampagem profunda é a área formada, que divide o produto semi-acabado em duas partes a serem formadas, interior e exterior, de modo a que os processos de deformação subsequentes sejam realizados dentro dos respectivos intervalos.
1-Blanking
2, 3, 4, 5-Desenho em profundidade
6-Dimensionamento R1.5
7-Recortar o rebordo
8-Blindar a borda
9-Corte do fundo
Do ponto de vista da deformação e da força, deixa de haver qualquer influência mútua entre elas, pelo que a sequência dos processos de deformação subsequentes é determinada de acordo com a tendência de deformação de cada peça em si, deixando de ser condicionada por outras peças. O molde utilizado no processo de corte do nono fundo é relativamente complexo e, quando o tamanho do lote não é grande, o fundo pode ser cortado num torno ou pode ser completado pelo método de perfuração-flangeamento apresentado na Figura 14.
O processo de formação de estampagem é concluído com equipamento de estampagem, pelo que a seleção razoável do equipamento de estampagem não só determina se o processo de estampagem pode decorrer sem problemas, como também afecta diretamente o efeito económico do processo de estampagem.
Ao formular o processo de estampagem, é necessário selecionar o equipamento de estampagem com base na força de deformação necessária e no curso de trabalho, no espaço de instalação do molde e noutras condições após determinar o processo de formação. Por vezes, pode surgir outra situação: determinar um processo de estampagem razoável com base no equipamento de estampagem existente.
Atualmente, as prensas mecânicas e as prensas hidráulicas são as mais utilizadas na produção de estampagem. Para a produção de estampagem, estes dois tipos de equipamento têm as suas vantagens e desvantagens, e a comparação das suas características pode ser vista na Tabela 2.
Quadro 2 Comparação de Prensa mecânicaes e Prensa hidráulicaes
| Conteúdo de comparação | Prensa mecânica | Prensa hidráulica |
| Ajuste do curso | Normalmente não ajustável | Fácil |
| Posição do ponto morto inferior | Fixo | Não fixado |
| Ajuste da força do cursor | Impossível | Possível |
| Ajuste da velocidade do cursor | Impossível | Ajustável |
| Danos por sobrecarga | Possível | Impossível, absolutamente seguro |
| Indicar a posição do cursor do esforço de arqueação nominal | Aproximação ao ponto morto inferior | Curso completo |
| Produtividade | Altura | Inferior |
| Manutenção | Simples | Relativamente complexo |
| Ambiente de trabalho | Arrumado | Propenso a manchas de óleo |
As prensas mecânicas e as prensas hidráulicas têm diferenças significativas de desempenho, pelo que, após a seleção do equipamento, é necessário conceber a matriz de acordo com as características do equipamento de estampagem.
A prensa hidráulica pode fornecer a sua tonelagem nominal (força) ao longo de toda a gama de cursos para completar o processo de deformação. A força que uma prensa mecânica pode fornecer, limitada pela força do seu próprio sistema de transmissão, pode variar com a posição de rotação da cambota e só é provável que forneça a força de tonelagem nominal perto do ponto morto inferior da corrediça.
A comparação das curvas de relação entre força e curso que as prensas mecânicas e as prensas hidráulicas podem fornecer é apresentada na Figura 15.
Depois de determinar o tipo de equipamento de estampagem, com base nas características do processo de deformação, na força total necessária para o processo (quando o tempo de aplicação da força se sobrepõe), na forma e no tamanho das peças estampadas e dos espaços em branco, nos parâmetros do molde e nos requisitos operacionais, etc., é possível determinar a força de deslizamento necessária, o curso, a altura de fecho, a estrutura e o tamanho da mesa de trabalho e da base, o número do curso e outros parâmetros do equipamento e, com base nisso, selecionar as especificações e o modelo do equipamento adequado.
Ao selecionar uma prensa mecânica por tonelagem (força), deve assegurar-se que a força de deslizamento permitida da prensa em qualquer momento ao longo de toda a gama de cursos é superior à força de deformação total necessária no momento correspondente. Ou seja, a curva de força resultante obtida pela adição das curvas das forças necessárias para que vários processos de deformação sejam concluídos num curso deve ser inferior à curva da força de deslizamento permitida em toda a gama de cursos.
A curva de relação entre a força de deslizamento admissível e o curso da prensa de manivelas é uma informação essencial para a seleção do equipamento, que o fabricante do equipamento deve fornecer à unidade utilizadora como base para a formulação do processo. Se houver falta de informações práticas, a curva de relação entre a força de deslizamento admissível e o curso das prensas de manivela comuns, apresentada na Figura 16, também pode ser consultada.
As especificações e os vários parâmetros das prensas mecânicas e das prensas hidráulicas normalmente utilizadas são apresentados nos quadros 3 a 5.
Quadro 3 Parâmetros básicos das prensas de ponto único fechadas
| Pressão nominal/kN | Curso de pressão nominal/mm | Curso do cursor/mm | Frequência do curso do cursor/(vezes/min) | Altura máxima de fecho/mm | Regulação da altura do armário/mm | Distância entre as calhas de guia/mm | Dimensões da frente e da retaguarda do fundo do cursor/mm | Tamanho da mesa de trabalho/mm | |||
| Tipo I | Tipo II | Tipo I | Tipo II | Esquerda e direita | Frente e verso | ||||||
| 1600 | 13 | 250 | 200 | 20 | 32 | 450 | 200 | 880 | 700 | 800 | 800 |
| 2000 | 13 | 250 | 200 | 20 | 32 | 450 | 200 | 980 | 800 | 900 | 900 |
| 2500 | 13 | 315 | 250 | 20 | 28 | 500 | 250 | 1080 | 900 | 1000 | 1000 |
| 3150 | 13 | 400 | 250 | 16 | 28 | 500 | 250 | 1200 | 1020 | 1120 | 1120 |
| 4000 | 13 | 400 | 315 | 16 | 25 | 550 | 250 | 1330 | 1150 | 1250 | 1250 |
| 5000 | 13 | 400 | - | 12 | - | 550 | 250 | 1480 | 1300 | 1400 | 1400 |
| 6300 | 13 | 500 | - | 12 | - | 700 | 315 | 1580 | 1400 | 1500 | 1500 |
| 8000 | 13 | 500 | - | 10 | - | 700 | 315 | 1680 | 1500 | 1600 | 1600 |
| 10000 | 13 | 500 | - | 10 | - | 850 | 400 | 1680 | 1500 | 1600 | 1600 |
| 12500 | 13 | 500 | - | 8 | - | 850 | 400 | 1880 | 1700 | 1800 | 1800 |
| 16000 | 13 | 500 | - | 8 | - | 950 | 400 | 1880 | 1700 | 1800 | 1800 |
| 20000 | 13 | 500 | - | 8 | - | 950 | 400 | 1880 | 1700 | 1800 | 1800 |
Tabela 4 Parâmetros básicos da prensa de tipo aberto
| Nome | Medição | |||||||
| Pressão nominal/kN | 40 | 63 | 100 | 160 | 250 | 400 | 630 | |
| Distância do ponto morto inferior da corrediça à pressão nominal/mm | 3 | 3.5 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | |
| Curso do seletor/mm | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 100 | 120 | |
| Velocidade de curso padrão/(vezes/min) | 200 | 160 | 135 | 115 | 100 | 80 | 70 | |
| Altura máxima de fecho/mm | 160 | 170 | 180 | 220 | 250 | 300 | 360 | |
| Ajuste da altura do fecho/mm | 35 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | |
| Tamanho da mesa de trabalho/mm | Esquerda e direita | 280 | 315 | 360 | 450 | 560 | 630 | 710 |
| Frente e verso | 180 | 200 | 240 | 300 | 360 | 420 | 480 | |
| Tamanho do furo da bancada/mm | Esquerda e direita | 130 | 150 | 180 | 220 | 260 | 300 | 340 |
| Frente e verso | 60 | 70 | 90 | 110 | 130 | 150 | 180 | |
| Diâmetro | 100 | 110 | 130 | 160 | 180 | 200 | 230 | |
| Distância entre colunas (não inferior a)/mm | 130 | 150 | 180 | 220 | 260 | 300 | 340 | |
| Tamanho do orifício do padrão (diâmetro × profundidade)/mm | Φ30×50 | Φ50×70 | ||||||
| Espessura da placa da bancada/mm | 35 | 40 | 50 | 60 | 70 | 80 | 90 | |
| Ângulo de inclinação (não inferior a)/(°) | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | 30 | |
| Nome | Medição | ||||||||
| Pressão nominal/kN | 800 | 1000 | 1250 | 1600 | 2000 | 2500 | 3150 | 4000 | |
| Distância do ponto extremo inferior do cursor quando ocorre a pressão nominal/mm | 9 | 10 | 10 | 12 | 12 | 13 | 13 | 15 | |
| Curso do cursor/mm | 130 | 140 | 140 | 160 | 160 | 200 | 200 | 250 | |
| Cursos padrão por minuto (/min) | 60 | 60 | 50 | 40 | 40 | 30 | 30 | 25 | |
| Altura máxima de fecho/mm | 380 | 400 | 430 | 450 | 450 | 500 | 500 | 550 | |
| Regulação da altura fechada/mm | 100 | 110 | 120 | 130 | 130 | 150 | 150 | 170 | |
| Tamanho da mesa de trabalho/mm | Esquerda e direita | 800 | 900 | 970 | 1120 | 1120 | 1250 | 1250 | 1400 |
| Frente e verso | 540 | 600 | 650 | 710 | 710 | 800 | 800 | 9000 | |
| Tamanho do furo da mesa de trabalho/mm | Esquerda e direita | 380 | 420 | 460 | 530 | 530 | 650 | 650 | 700 |
| Frente e verso | 210 | 230 | 250 | 300 | 300 | 350 | 350 | 400 | |
| Diâmetro | 260 | 300 | 340 | 400 | 400 | 460 | 460 | 530 | |
| Distância entre colunas (não inferior a)/mm | 380 | 420 | 460 | 530 | 530 | 650 | 650 | 700 | |
| Tamanho do orifício do padrão (diâmetro × profundidade)/mm | Φ60×75 | Φ70×80 | Ranhura em T | ||||||
| Espessura da mesa de trabalho/mm | 100 | 110 | 120 | 130 | 130 | 150 | 150 | 170 | |
| Ângulo de inclinação (não inferior a)/(°) | 30 | 25 | 25 | 25 | |||||
Quadro 5 Prensa hidráulica universal de quatro colunas
| Principais especificações técnicas | Pressão nominal/kN | Curso do cursor/mm | Força de ejeção/kN | Dimensões da mesa de trabalho/mm (frente a trás × esquerda a direita × altura do solo) | Velocidade de trabalho/(mm/s) | Distância máxima da viga móvel à mesa de trabalho/mm | Pressão de funcionamento do líquido/MPa | |
| Modelo | Y32-50 | 500 | 400 | 75 | 490×520×800 | 16 | 600 | 20 |
| YB32-63 | 630 | 400 | 95 | 490×520×800 | 6 | 600 | 25 | |
| Y32-100A | 1000 | 600 | 165 | 600×600×700 | 20 | 850 | 21 | |
| Y32-200 | 2000 | 700 | 300 | 760×710×900 | 6 | 1100 | 20 | |
| Y32-300 | 3000 | 800 | 300 | 1140×1210×700 | 4.3 | 1240 | 20 | |
| YA32-315 | 3150 | 800 | 630 | 1160×1260 | 8 | 1250 | 25 | |
| Y32-500 | 5000 | 900 | 1000 | 1400×1400 | 10 | 1500 | 25 | |
| Y32-2000 | 20000 | 1200 | 1000 | 2400×2000 | 5 | 800~2000 | 26 | |
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