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Equipamento de topo para uma estampagem eficiente de chapas metálicas

Última atualização:
10 de junho de 2024
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Índice

A configuração do equipamento de produção de estampagem deve ser considerada de forma holística, tendo em conta as características das peças estampadas e o volume de produção. As peças estampadas dos veículos ferroviários de passageiros caracterizam-se por uma grande variedade e pequenas quantidades.

Por conseguinte, ao configurar o equipamento de produção de estampagem, é necessário ter em conta a satisfação das necessidades de produção da maioria das peças estampadas de fabrico próprio, satisfazendo simultaneamente os requisitos económicos.

Os princípios da configuração equipamento de estampagem para os veículos ferroviários de passageiros são os seguintes

1) O equipamento de produção deve ser capaz de satisfazer as necessidades de fabrico de peças estruturais essenciais relacionadas com a segurança operacional dos veículos ferroviários de passageiros.

2) Dadas as características das múltiplas variedades e da produção em pequenos lotes, é essencial selecionar equipamento versátil e flexível, capaz de executar várias tarefas.

3) No caso de equipamento especializado, como as máquinas de dobragem, devem ser considerados processos alternativos ou, em caso de avaria, o equipamento de substituição deve continuar a produção.

Em seguida, apresentarei o equipamento de estampagem habitualmente utilizado para a produção de peças estampadas para veículos ferroviários de passageiros.

Equipamento de desenrolamento de chapas de aço

Chapa de aço desenrolamento O equipamento é utilizado para desenrolar materiais em bobinas de aço. O volume de produção de peças estampadas para carruagens de passageiros é pequeno e as especificações das chapas necessárias são diversas, o que torna a aquisição difícil. Se as especificações forem reduzidas, a taxa de utilização do material diminuirá, resultando num aumento dos custos.

Do ponto de vista da redução de custos, é mais económico e razoável comprar materiais em bobina e desenrolá-los internamente.

O equipamento de desenrolamento utilizado pelos fabricantes de veículos ferroviários de passageiros foi concebido para desenrolar materiais em bobina com uma espessura inferior a 6 mm. A Figura 3-13 apresenta a linha de desenrolamento de chapas de aço e o Quadro 3-33 enumera os parâmetros básicos da linha de desenrolamento de chapas de aço.

Figura 3-13: Linha de desenrolamento de chapas de aço
Figura 3-13: Linha de desenrolamento de chapas de aço

Tabela 3-33: Parâmetros básicos da linha de desenrolamento de chapas de aço

ParâmetrosGama numéricaUnidades
Largura da bobina500~1500mm
Espessura da bobina1.0~6.0mm
Massa da bobina≤10000kg
Comprimento de corte500~4500mm
Número de cortes20~60Horas/Min
Precisão do comprimento de corte≤±1mm
Precisão de nivelamento≤1mm/m

Equipamento de corte

Este equipamento é utilizado principalmente para preparar a matéria-prima para o processamento subsequente. Para além do equipamento de corte tradicional, nos últimos anos assistiu-se ao aparecimento de dispositivos de corte CNC, tais como cortadores a laser e cortadores de jato de água de alta pressão. Estas inovações integraram as etapas de processamento de chapas planas, permitindo a conclusão do processamento de uma só vez.

A figura 3-14 mostra um CNC tosquia e o Quadro 3-34 apresenta o objetivo e os parâmetros básicos da máquina de corte.

Figura 3-14: Máquina de corte CNC
Figura 3-14: Máquina de corte CNC

Tabela 3-34: Objetivo e parâmetros básicos do Máquina de cisalhamento

Número de sérieNome do equipamentoDescrição do equipamento
1Máquina de corte de chapa fina CNC(1) Utilizado para cisalhar e cortar chapas de aço com uma espessura de ≤10mm
(2) Espessura máxima de corte: 10 mm para o aço-carbono, 6 mm para o aço inoxidável
(3) Comprimento máximo de corte: 4000 mm
(4) Equipado com dispositivo anti-torção
(5) Equipado com dispositivo de suporte de material à retaguarda
(6) O ângulo de corte e a abertura da lâmina podem ser ajustados com controlo CNC
2Máquina de corte de chapa grossa CNC(1) Utilizado para cisalhar e cortar chapas de aço com uma espessura de ≤16mm
(2) Espessura máxima de corte: 16 mm para o aço-carbono, 8 mm para o aço inoxidável
(3) Comprimento máximo de corte: 4000 mm
(4) Equipado com dispositivo de suporte de material à retaguarda
(5) O ângulo de corte e a abertura da lâmina podem ser ajustados com controlo CNC

A Figura 3-15 representa o equipamento de corte e corte em bruto CNC, enquanto o Quadro 3-35 apresenta os tipos de equipamento de corte e os seus parâmetros fundamentais.

Figura 3-15 Equipamento de corte e corte longitudinal CNC
Figura 3-15 Equipamento de corte e corte longitudinal CNC

a) Corte a laser máquina
b) Máquina de corte por chama CNC
c) Precisão máquina de corte por plasma
d) Máquina de corte por jato de água de alta pressão

Quadro 3-35 Tipos de equipamento de corte e respectivos parâmetros fundamentais

Número de sérieNome do equipamentoDescrição do equipamento
1Máquina de corte a laser(1) Utilizado para cortar e esvaziar chapas metálicas com uma espessura ≤ 20 mm
(2) Potência de corte ≥ 4kW
(3) Mesa de trabalho intermutável de 2m × 4m
(4) Espessura de corte: 20mm para chapas de aço carbono, 12mm para chapas de aço inoxidável, 8mm para chapas de liga de alumínio
2Máquina de corte por chama CNC(1) Utilizado para cortar e esvaziar chapas de aço-carbono com uma espessura ≤ 200 mm
(2) Mesa de trabalho de 3m × 40m, com estrutura de pórtico múltiplo
(3) Capacidade máxima de corte: chapa de aço-carbono com 200 mm de espessura
3Máquina de corte a plasma de precisão(1) Utilizado para cortar e esvaziar chapas de aço com uma espessura ≤ 30 mm
(2) Corte a seco com dispositivo de extração de poeiras sincronizado
(3) Mesa de trabalho de 3m × 20m
(4) Espessura de corte: 30mm para chapas de aço carbono, 20mm para chapas de aço inoxidável
4Máquina de corte a água de alta pressão(1) Utilizado para cortar e esvaziar chapas de liga de alumínio com uma espessura ≤ 300 mm
(2) Espessura máxima de corte: 300 mm
(3) Mesa de trabalho de 2m × 4m

Máquina de nivelamento

A Figura 3-16 representa a máquina de nivelamento de chapas de aço, enquanto a Tabela 3-36 fornece os parâmetros funcionais básicos da máquina de nivelamento. Devido à irregularidade das matérias-primas das chapas de aço ou à deformação durante o processamento, é necessário efetuar o nivelamento.

Figura 3-16: Niveladores de placas de aço
Figura 3-16: Niveladores de placas de aço

a) Nivelador de placas finas de 19 rolos
b) Nivelador de placa espessa

Tabela 3-36: Parâmetros funcionais básicos das máquinas de nivelamento

Número de sérieNome do equipamentoDescrição do equipamento
1Nivelador de placa fina(1) Utilizado para placas de nivelamento com uma espessura de 0,5~8mm
(2) A largura máxima de nivelamento é de 1500 mm
(3) O comprimento mínimo de nivelamento é de 100 mm
(4) A precisão de nivelamento é de 1 mm/m
(5) O limite máximo de elasticidade da chapa de aço para nivelamento é de 800MPa
2Nivelador de placa grossa(1) Utilizado para placas de nivelamento com uma espessura de 6~22mm
(2) A semi-largura máxima de nivelamento é de 2000 mm
(3) O comprimento mínimo de nivelamento é de 400 mm
(4) A precisão de nivelamento é de 1 mm/m
(5) O limite máximo de elasticidade da chapa de aço para nivelamento é de 800MPa
3Máquina de endireitar(1) Utilizado para endireitar vários tipos de aço
(2) A força nominal é de 2000kN

Prensas mecânicas

A Tabela 3-37 apresenta os parâmetros das prensas mecânicas. Estas prensas são utilizadas principalmente para operações de puncionamento e conformação. Com base nos tipos de peças de estampagem para veículos ferroviários, estão equipados principalmente cinco tipos de prensas.

Tabela 3-37: Parâmetros das prensas mecânicas

ItemUnidadesTipo de equipamento
JC21 - Prensa 160AJ36 - 250 PressPrensa de 500tImprensa 2000tPrensa de fricção 100t
Força nominalkN160025005000200001000
Gama de cursos de deslizamentomm160400500630300
Comprimento de ajuste do engatemm130220200270
Frequência do curso de deslizamentocursos/min50179618
Distância do centro da corrediça à cama (profundidade da garganta)mm380
Distância entre guiasmm8001085
Distância da parte inferior da guia à mesa de trabalhomm6206001340920500×500
Dimensões da mesa de trabalhoCorrediça superiormm440×6001000×23001440×18001700×3710
Mesa de trabalhomm710×11201250×24501505×18001900×4000
Almofada de arQuantidademm3223
Força de cada almofada de arkN653003003000
Acidente vascular cerebralmm200250200250
Altura de fecho da ferramenta permitidamm190~320225~445410~600375~645120~420
Tamanho do furo da pegammΦ80
Tamanho da barra de suporte padrão castanha ou da barra de suportemmΦ35 ×LΦ48Φ58 × L

Máquina de dobragem

As máquinas de dobragem CNC são o equipamento mais utilizado na produção de peças estampadas para veículos ferroviários de passageiros, com mais de 80% de peças moldadas a serem moldadas nestas máquinas.

A Figura 3-17 ilustra uma máquina de dobra CNC, enquanto a Tabela 3-38 fornece os parâmetros para ela. Um ponto a ser observado é que a máquina possui um formato de eixo CNC 3+2, o que significa que o medidor traseiro possui dois eixos, exigindo não apenas movimentos para frente e para trás, mas também movimentos para cima e para baixo controlados por CNC.

Para as máquinas de dobragem com um comprimento de mesa de trabalho superior a 3 metros, o número de blocos de posicionamento do calibre posterior deve ser de três ou mais.

Figura 3-17 Máquina de dobragem CNC
Figura 3-17 Máquina de dobragem CNC

a) Máquina de dobragem CNC de 3200kN
b) Máquina de dobragem CNC de 800kN

Tabela 3-38 Parâmetros da máquina de dobragem CNC (Produtos da Huangshi LVD Company)

Modelo da máquina80/3200160/3200320/4000400/4000
Força nominal/kN800160032004000
Comprimento de dobragem/mm3200320032004000
Espaçamento da coluna/mm2700270027003500
Profundidade da garganta/mm400400400500
Deslocação do cursor/mm170170170200
Altura da mesa/mm800800800800
Altura de montagem da matriz/mm600600600600
Potência do motor principal/kw5.51118.522.5
Número de cilindros de compensação3334
Número de eixos de controlo3+23+23+23+2
Curso do eixo X do medidor traseiro/mm500500500500
Medidor de dorso Velocidade do eixo X/(mm/s)200200200200

Prensa de punção de torre CNC

A Figura 3-18 mostra uma Prensa de punção de torre CNCe a Tabela 3-39 apresenta alguns dos seus parâmetros técnicos. A prensa de punção de torre CNC é usada principalmente para puncionar, cortar, formar e flangear chapas metálicas com menos de 5 mm de espessura.

Figura 3-18 Prensa de punção de torre CNC
Figura 3-18 Prensa de punção de torre CNC

Tabela 3-39 Parâmetros parciais da prensa de punção de torre CNC

1Tamanho da tabela2500mm×1250mm
2Espessura máxima da folha de perfuração8 mm
3Máximo Força de perfuração220kN
4Frequência máxima de perfuração (E=1mm)1400 vezes/min
5Área de instalação6760mm×6100mm

Máquina Formadora de Rolos CNC

A Figura 3-19 mostra a máquina de enformação por estiramento V75 CNC produzida pela empresa americana CYRILBATH. É utilizada principalmente para formar perfis de grande raio de curvatura, tais como vigas de teto de carruagens de passageiros. Trata-se de um dispositivo de quinagem especializado. A Tabela 3-40 apresenta as suas especificações técnicas.

Figura 3-19: Máquina esticadora CNC V75
Figura 3-19: Máquina esticadora CNC V75

Tabela 3-40: Especificações técnicas da máquina esticadora CNC V75

ArtigosEspecificações técnicas
Força de tração máxima do cilindro de estiramento da máquina750kN
Força de tração mínima do cilindro de estiramento da máquina50kN
Rotação da braçadeira±180° (ajuste manual)
Distância máxima entre duas abraçadeiras7000mm
Distância mínima entre duas abraçadeiras1000mm
Curso máximo do cilindro de estiramento762 mm
Velocidade máxima do cilindro de estiramentoAté 762 mm/min
Ângulo máximo de oscilação do cilindro de estiramento±28°
Ângulo de oscilação do braço+10°~ -90°
Gama de velocidades de formação(0.5°~3°) /s
Velocidade de retorno3°/s
Distância do solo à superfície da mesa de trabalho do molde978mm
Distância do centro da braçadeira à superfície da plataforma de montagem do molde267 mm
Requisitos da fonte de alimentação380V trifásico, 50Hz
Modo de controlo do processo de dobragemControlo de posição e controlo de força
Diâmetro interno da braçadeiraΦ250mm

Máquina formadora de martelos eléctricos

Também conhecida como máquina de moldagem universal (Figura 3-20), a máquina de moldagem por martelo elétrico é utilizada principalmente para dobrar e moldar determinados perfis, formar peças do tipo pele e ajustar algumas peças dobradas. O modelo de equipamento selecionado é o KF665, com as seguintes capacidades de trabalho:

  • Aço macio normal (ReL=400MPa): Máximo 6,0mm.
  • Aço inoxidável (ReL=600MPa): Máximo de 4,0 mm.
  • Liga de alumínio comum (ReL=250MPa): Máximo 8,0mm.
Figura 3-20: Máquina de forjamento a martelo
Figura 3-20: Máquina de forjamento a martelo

Equipamento auxiliar

Para além dos dispositivos acima mencionados, existem também várias peças de equipamento auxiliares, incluindo principalmente máquinas de perfuração, equipamento de limpeza com jato de areia e granalha e ferramentas de corte manuais. Consultar a Tabela 3-41.

Tabela 3-41: Equipamento auxiliar

Número de sérieNome do equipamentoObjetivo
1Máquina de perfuraçãoUtilizada para efetuar furos em peças estampadas
2Equipamento de granalhagem, jato de areia e revestimentoUtilizado para jato de areia, jato de areia e remoção de ferrugem de placas de aço carbono antes do processamento e aplicação de uma camada de primário anti-corrosão na superfície
3Ferramentas de corte manuaisCorte manual com cortadores de plasma a ar ou máquinas de corte por chama
4Equipamento de rebarbaçãoApós os processos de corte e perfuração, as peças podem apresentar rebarbas. Este equipamento é utilizado para retificar e remover rebarbas de peças planas.
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