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Instalação de matrizes de perfuração em máquinas: Passo a passo

Última atualização:
26 de março de 2024

Índice

A montagem da matriz consiste em dispor as peças que satisfazem os requisitos técnicos dos desenhos de projeto numa ordem e num método específicos, de acordo com as características estruturais e as condições técnicas da matriz.

Estas peças, depois de serem processadas para compatibilidade, são montadas num molde que cumpre as normas operacionais. Assim, a montagem do molde é um processo crítico no fabrico de moldes. A qualidade da montagem do molde afecta diretamente a qualidade da estampagem das peças produzidas, bem como a manutenção, a utilização e a vida útil do molde.

Antes de iniciar a montagem, é essencial estudar minuciosamente os desenhos do molde, conceber um plano de montagem razoável com base nas suas características estruturais e condições técnicas e inspecionar meticulosamente cada peça fornecida. As peças com uma orientação específica devem ser marcadas antes da montagem para garantir uma instalação sem erros, de acordo com os passos estabelecidos.

Um coto montado de acordo com o plano concebido deve cumprir os seguintes requisitos básicos:

1) O molde montado deve deslizar de forma suave e flexível ao longo dos postes-guia, sem qualquer rigidez.

2) Todos os componentes do punção devem estar perpendiculares à superfície da base de montagem da placa fixa.

3) A folga entre o punção e a matriz deve cumprir os requisitos especificados nos desenhos e ser distribuída uniformemente. O curso de trabalho do punção ou da matriz deve estar em conformidade com as condições técnicas.

4) As posições relativas dos dispositivos de localização e de bloqueio do material devem estar em conformidade com as especificações do desenho. O espaçamento entre as placas-guia da matriz de corte deve estar de acordo com os desenhos; as superfícies de guia devem ser paralelas à linha central da direção de alimentação do material da matriz. Para placas-guia com dispositivos de pressão lateral, a placa de pressão lateral deve deslizar suavemente e funcionar de forma fiável.

5) As posições relativas dos dispositivos de ejeção de material e de eliminação devem cumprir os requisitos de conceção, com a altura excessiva dentro do intervalo admissível e sem inclinação ou desvio unilateral na superfície de trabalho para garantir a ejeção atempada e suave de peças ou sucata.

6) Os orifícios de sucata ou os canais de descarga devem estar desobstruídos para garantir a livre ejeção das peças ou da sucata.

7) As peças normalizadas devem ser intermutáveis; o ajuste entre os parafusos de fixação, os pinos de localização e os respectivos orifícios deve ser normal e estar em boas condições.

8) As dimensões de instalação do molde na prensa devem cumprir os requisitos do equipamento selecionado. Os componentes de elevação devem ser seguros e fiáveis.

Procedimento geral de montagem do molde

A chave para a montagem do molde é garantir que as matrizes macho e fêmea instaladas nas bases superior e inferior do molde, juntamente com as peças associadas, se alinham corretamente quando o molde fecha. Este alinhamento tem de cumprir as especificações do projeto para garantir que o molde funciona corretamente e produz peças que cumprem as normas do produto.

Para este efeito, todas as peças que entram na montagem devem cumprir os requisitos de processamento especificados para cada componente no processo de montagem. Por exemplo, a placa fixa para matrizes macho múltiplas deve ter uma precisão relativa de posição e de passo entre os seus vários orifícios moldados para corresponder à matriz fêmea e à placa de remoção.

Os parafusos e as cavilhas da placa distanciadora devem deixar uma folga generosa nos orifícios de passagem, permitindo a perfuração de acordo com as dimensões especificadas no projeto. Após o endurecimento, as superfícies superior e inferior devem ser rectificadas com precisão. As matrizes fêmeas integrais montadas nas bases superiores ou inferiores do molde, para além de terem os seus furos moldados maquinados de acordo com as especificações do projeto, devem também ter os furos dos parafusos e dos pinos de fixação processados.

Após o tratamento térmico e a maquinação de precisão, estes estão prontos para a montagem. A base do molde e a placa de guia que vão ser fixadas a estes devem ter os seus orifícios para parafusos e buchas perfurados e escareados para corresponderem aos orifícios correspondentes no molde fêmea durante a montagem.

Independentemente do tipo e das características estruturais do molde, e embora os métodos e a sequência de montagem possam ser diferentes, os princípios de montagem a seguir são os mesmos.

O primeiro passo na montagem de um molde é selecionar uma peça de referência para servir de referência de montagem para o molde. Outras peças do molde são então montadas progressivamente com base nesta referência. A escolha da peça de referência depende das características estruturais do molde. Para um molde de placa de guia, a placa de guia que também serve como decapante deve ser a peça de referência de montagem.

Para moldes guiados por colunas de guia, o molde fêmea é normalmente usado como referência de montagem. Para moldes compostos de corte e perfuração, a placa ejetora é escolhida como referência de montagem, com a pré-condição de que o centro de força da placa ejetora se alinhe com o centro da haste do molde.

Uma vez escolhida a peça de referência, os vários componentes do molde são primeiro montados em subconjuntos com base nas suas ligações individuais (como a instalação da haste do molde na base superior do molde ou a fixação do molde macho na placa fixa). Em seguida, usando a peça de referência como referência de montagem, a montagem total do molde é concluída.

Montagem de ferramentas de operação única

As matrizes de puncionamento de operação simples são de dois tipos: sem e com dispositivos de guia. Para as matrizes de perfuração sem dispositivos de guia, as matrizes superior e inferior são montadas separadamente de acordo com os requisitos do desenho.

Figura 2-21 Matriz de operação única

1 - Punho, 2 - Parafuso de cabeça sextavada, 3 - Parafuso do decapador, 4 - Placa superior do punção, 5 - Espaçador, 6 - Placa de retenção do punção, 7 - Mola, 8 - Punção, 9 - Placa do decapador, 10 - Placa de localização, 11 - Punção, 12 - Casquilho do punção, 13 - Sapata inferior do punção, 14 - Parafuso, 15 - Pilar guia, 16 - Casquilho guia.

A folga entre o punção e a matriz é ajustada depois de a matriz ser montada na prensa. No entanto, antes da montagem, é crucial inserir o punção na matriz para verificar se a folga é adequada e uniforme em todo o perímetro. Normalmente, a matriz é usada como ponto de referência para matrizes de perfuração de operação única, após o que a matriz superior é montada e a folga é ajustada em conformidade.

Para as matrizes de punção com dispositivos de guia, a montagem começa com a seleção de uma peça de referência. Assumindo a utilização de corte de fio EDM para maquinar os orifícios da matriz, os passos de montagem para uma matriz de perfuração de operação simples com dispositivos de guia são os seguintes:

1. Montar o conjunto de matrizes

1) A montagem do conjunto de ferramentas envolve principalmente os pilares-guia e os casquilhos. Atualmente, a maioria dos conjuntos de ferramentas usa um ajuste de interferência entre os pilares-guia, os casquilhos e o suporte da ferramenta, como mostra a Figura 2-22.

Figura 2-22: Montagem da bucha de guia

2) Um outro método consiste em ter um ajuste de interferência apenas entre o suporte inferior da matriz e os pilares de guia. A superfície de montagem dos casquilhos é moldada para facilitar a aderência. Durante a montagem, os pilares-guia são instalados primeiro e a sua verticalidade é verificada. Em seguida, utilizando blocos de calibre para nivelar o suporte superior da matriz, é injectada cola entre o orifício do suporte da matriz e os casquilhos para completar a montagem do conjunto da matriz.

Após a montagem, o conjunto de ferramentas deve ser inspeccionado quanto ao paralelismo e à precisão do movimento. O não paralelismo da superfície inferior do suporte superior do molde em relação ao suporte inferior do molde não deve exceder 0,05 mm por 300 mm para os conjuntos de moldes de precisão de classe I e 0,08 mm por 300 mm para os conjuntos de moldes de precisão de classe II. A sua precisão de movimento não deve exceder 0,02 mm por 100 mm.

2. Instalar a haste

A instalação da haste está representada na Figura 2-23, com os seguintes passos específicos:

Figura 2-23 Montagem do punho da ferramenta

a) Montagem do punho da matriz b) Retificação da face final
1 - Punho da matriz 2 - Assento superior da matriz 3 - Bloco de altura igual 4 - Cavilha

1) Verificar a altura do batente da haste da matriz; deve ser 0,5 a 1 mm inferior à profundidade do batente superior do suporte da matriz. O diâmetro do batente da haste da matriz deve ser 0,5 a 1 mm mais pequeno do que o do batente do suporte da matriz.

2) Utilizar um esquadro para verificar a perpendicularidade da haste da matriz em relação à placa superior da matriz e ajustar em conformidade. Numa prensa hidráulica manual, pressione a haste da matriz na placa superior da matriz.

3) Instalar os parafusos de fixação da haste da matriz.

3. Instalação do punção convexo

Tomando como exemplo a matriz de perfuração do tipo passante para corte de fio:

1) Remover a lama EDM do orifício da placa de montagem da matriz de perfuração.

2) Chanfrar a parte de trás da placa de montagem da matriz de punção ao longo do perímetro da cavidade em (0,5 a 1,5) mm num ângulo de 45°, com o tamanho do chanfro a depender da força exercida no molde.

3) Chanfrar a aresta de corte da matriz de punção em cerca de 0,25 mm num ângulo de 45° ao longo da linha de contorno.

4) Lixar ou limar ligeiramente as marcas de corte do fio na aresta de corte da matriz de punção para facilitar a sua entrada na placa de montagem. Deixar uma secção na extremidade não polida, com um comprimento ligeiramente superior ou igual à espessura da placa de montagem.

5) Colocar um bloco espaçador, mais alto que a matriz de punção, sob a placa de montagem, depois pressionar a matriz de punção na placa de montagem. Esta tarefa deve ser efectuada por etapas; assim que o punção estiver na posição vertical na placa de montagem, medir a perpendicularidade. Repetir a medição a um terço e a metade da profundidade de inserção, corrigindo imediatamente qualquer desalinhamento. Continuar depois de garantir a exatidão.

6) Para matrizes de punção múltiplas ou de pequena dimensão, alinhe a placa de remoção com a cavidade da matriz e utilize-a para guiar as matrizes de punção no seu lugar.

7) Parar de pressionar a matriz de punção na placa de montagem quando o comprimento restante da cauda for de 3 a 5 mm. Aquecer a extremidade da cauda do punção com uma chama de oxi-acetileno e bater rapidamente com um pequeno martelo para inchar a parte aquecida. Depois de arrefecer completamente, pressionar a matriz de punção completamente na placa de montagem, como mostra a Figura 2-24.

8) Utilizar blocos de calibre para nivelar a superfície, rectificando a superfície superior e a extremidade traseira do punção com base na superfície inferior da placa de montagem como referência.

Utilizando a superfície da placa fixa como referência, encaixar a placa de decapagem sobre o punção (isto é especialmente necessário quando o punção é pequeno), assegurando que a sua superfície de trabalho é ligeiramente inferior à do punção. Retificar a aresta chanfrada da face de trabalho do punção até que a aresta de corte esteja afiada.

Figura 2-24: Aquecimento da extremidade traseira do punção com uma chama de oxi-acetileno

1-Placa de retenção do punção 2-Punção 3-Torcha de corte a oxigénio 4-Bloco de bigorna

4. Instalação da matriz côncava

1) Determinar o ponto central da placa de decapagem e alinhá-lo com o ponto central da haste da matriz; processar o contorno do orifício de sucata da placa de base com base na cavidade da matriz, fixando-a com parafusos através da matriz.

2) Verificar o alinhamento da matriz com o contorno do orifício de sucata da placa de base, assegurando que não ocorre qualquer desalinhamento. Uma vez confirmado, apertar com parafusos, perfurar e escavar através da matriz para os pinos de posicionamento e inserir as cavilhas de localização.

5. Instalação do punção superior

Colocar a matriz inferior na horizontal, cobrir a matriz com uma película de plástico de espessura correspondente à folga lateral, inserir calços à mesma altura, levantar o suporte superior da matriz, alinhar o punção com a matriz e bater suavemente com um martelo.

Se o punção entrar suavemente na matriz em 5-6 mm, a folga entre o punção e a matriz é preliminarmente considerada adequada. Em seguida, fixar o suporte superior da matriz, a almofada do punção e a placa de retenção do punção com um grampo em C, remover a matriz superior, perfurar a placa de retenção do punção ou a matriz (se invertida) no suporte superior da matriz e ligar preliminarmente as duas partes com parafusos.

Se os postes-guia passarem diretamente através da matriz e da placa de decapagem, e os casquilhos-guia forem instalados na placa de retenção do punção, e as cavidades e os orifícios dos pinos de localização para a matriz e a placa de retenção do punção forem processados com base nos orifícios dos postes-guia durante o corte do fio, então, durante a montagem, só é necessário assegurar a verticalidade do punção em relação à placa de retenção, e os passos para o esquadrejamento e o ajuste do suporte superior da matriz podem ser omitidos.

É de notar que, ao fabricar matrizes com formas complexas, requisitos de alta precisão ou espessuras de material inferiores a 0,25 mm, é frequentemente necessário verificar o ajuste entre o punção e a matriz após a maquinação de cada par.

6. Verificar o Apuramento de punções e matrizes

Substituir a película de plástico, ligar os suportes superior e inferior do molde através dos postes-guia e, se o punção deslizar automaticamente para dentro do molde, a folga é considerada adequada e o trabalho pode prosseguir para o passo seguinte. Em alternativa, colocar o molde na horizontal, bater com um martelo de madeira e, se a força não se alterar durante a inserção e a película de plástico não for cortada após a retirada, a folga também é considerada adequada.

Se a folga não for adequada, inserir a matriz superior na matriz até que a superfície do punção mal entre na superfície de trabalho da matriz e verificar a folga entre a matriz e o punção utilizando o método de transmissão de luz; virar a matriz montada, fixar a haste num torno de bancada, acender uma lanterna e observar o tamanho e a uniformidade da folga através do orifício de sucata do suporte inferior da matriz.

Ajustar para uniformizar a fenda e, se for observada alguma irregularidade, bater suavemente no lado da placa de retenção com um martelo para mudar a posição do punção na matriz superior até obter uma fenda uniforme.

7. Colocação das cavilhas

Quando a folga estiver uniforme, apertar os parafusos, perfurar e escarear os orifícios para as cavilhas de localização da matriz superior e inserir as cavilhas.

8. Instalação da placa de decapagem

Encaixe a placa do decapante sobre o punção, verifique a folga de deslizamento entre os dois e assegure-se de que o seu movimento é suave. De seguida, instale as molas e suspenda a placa de stripper na matriz superior, ajustando os parafusos de suspensão de modo a que a superfície da placa de stripper fique 0,5-1mm acima da superfície de trabalho do punção.

Por fim, verifique o curso dos parafusos de suspensão para garantir uma folga de 3-5 mm da extremidade superior à superfície superior do suporte da matriz no final do curso de perfuração.

9. Instalação do dispositivo de alimentação e dos pinos de paragem

Depois de garantir que não existem problemas, instale corretamente o dispositivo de alimentação e os pinos de paragem.

10. Teste de corte e ajuste

Utilizar papel ou cartão da mesma espessura que o material perfurado, colocá-lo na superfície da matriz e bater ligeiramente na haste da matriz com uma vara de metal macia ou com o cabo de madeira de um martelo para um corte de teste.

Verificar o tamanho e a uniformidade da rebarba no papel de teste; se a rebarba for discreta ou estiver presente, mas uniforme e de altura consistente em todo o perímetro, a montagem está correcta. Utilizar preferencialmente papel áspero de fibra grossa, com papel de impressora como opção secundária, evitando papel revestido.

11. Carimbar o número

Carimbar o número conforme exigido pelo fabricante.

12. Puncionamento experimental

Após um ensaio de puncionamento na máquina, se não se verificarem anomalias, lubrificar as colunas de guia e os casquilhos em preparação para a produção ou armazenamento.

Montagem da matriz composta

A estrutura de uma matriz composta é compacta, exigindo elevada precisão na maquinação dos seus componentes. É normalmente utilizada para puncionar materiais mais finos, com folgas relativamente pequenas entre as matrizes. O puncionamento simultâneo das formas interna e externa aumenta a complexidade da montagem da matriz, especialmente para as matrizes que exigem o alinhamento coaxial dessas formas.

O principal desafio na montagem de matrizes compostas é assegurar que os punções macho e fêmea para as formas internas e externas são posicionados um em relação ao outro de acordo com as especificações do projeto, para distribuir a folga unilateral da matriz o mais uniformemente possível.

Para reduzir a dificuldade de montagem dos moldes compostos, o processo e a metodologia de montagem devem estar alinhados com as características estruturais do molde. O projeto deve também satisfazer os requisitos de montagem da estrutura do molde, como por exemplo, preferir a utilização de um posicionamento do tipo ninho para os punções macho e fêmea.

Os cunhos compostos são ferramentas de estação única. Assim, o processo de montagem de um cunho composto é equivalente à montagem de um cunho de punção na mesma estação e, em seguida, utilizando o cunho de punção como referência para o montar num cunho de corte.

Com base neste princípio, devem ser respeitadas as seguintes directrizes fundamentais na conceção e montagem de matrizes compostas:

1) A montagem do molde composto deve utilizar os punções macho e fêmea como componentes de referência. Primeiro, medir ou estimar o ponto central da força de perfuração, identificar o ponto correspondente na matriz fêmea e alinhar o centro de pressão dos punções macho e fêmea com o ponto central da haste da matriz.

2) Fixar e segurar os punções macho e fêmea na placa ou base fixa com parafusos e cavilhas.

Em seguida, de acordo com a forma interna dos punções macho e fêmea, ajustar a posição relativa da placa fixa da matriz macho de punção para nivelar a folga entre as matrizes macho e fêmea de punção, fixá-la com parafusos e efetuar um teste preliminar de punção. Após confirmação, perfurar e escarear orifícios no assento superior da matriz para a placa fixa da matriz macho de perfuração e ligá-los com pinos de posicionamento.

3) Utilizar a forma externa dos punções macho e fêmea como referência para montar e ajustar a posição da matriz fêmea de corte em relação aos punções macho e fêmea, ajustar a folga e, após confirmação, perfurar a partir da matriz fêmea para a placa fixa e fixar com parafusos.

4) Após outro teste de perfuração bem sucedido, perfurar e escavar orifícios desde a matriz fêmea até ao assento superior da matriz e inserir pinos de posicionamento.

Para uma ilustração da montagem da matriz composta, consultar a Tabela 2-5.

Figura 2-5: Diagrama de montagem do molde composto

A sequência das operaçõesilustraçãointrodução
1Protótipo de peça de trabalho
2Diagrama de molde composto
3Instalar os pilares-guia e os casquilhos
4Instalar o punção sobre a placa de suporte utilizando os mesmos métodos e especificações técnicas que para uma matriz de operação simples.
5Para calcular o centro de gravidade da peça de trabalho, alinhe-o com o ponto central do padrão. De seguida, instale as matrizes macho e fêmea.
6Com base nas matrizes macho e fêmea, ajustar a folga em torno da posição do punção para alinhar com a matriz macho e, em seguida, instalar a matriz macho. Após um teste de punção bem sucedido, instale o primeiro conjunto de pinos de fixação.
7Com base no contorno exterior do punção e da matriz, instalar a matriz e efetuar um teste de punção. Uma vez confirmada a ausência de erros, inverter e perfurar o furo e, em seguida, instalar o segundo conjunto de pinos de localização.
8Os componentes do sistema de ejeção, incluindo a placa ejectora, o pino de pressão, a placa de pressão e a haste ejectora.
9Placas de carga e descarga e calhas de guia de material de tiras, e pinos de paragem de material.

Instalação de matrizes de perfuração em máquinas

Instalação de punções de operação simples com dispositivos de guia

As matrizes de perfuração equipadas com dispositivos de guia devem ser instaladas na posição fechada. Os passos específicos são os seguintes:

1) Medir a altura fechada do molde e ajustar o ponto morto inferior do cilindro da prensa para uma posição 2 a 5 mm mais alta do que a altura fechada.

2) Retirar o grampo do punho da matriz e fazer deslizar a matriz para a posição de suporte do punho, depois apertar preliminarmente o grampo do punho da matriz.

3) Rodar o fuso de esferas para baixar o êmbolo da prensa até que o molde macho penetre 1 a 2 mm no molde fêmea, utilizando a elasticidade dos elementos de mola da placa de decapagem para colocar a superfície superior do molde superior em contacto firme com a superfície inferior do êmbolo da prensa.

4) Fixar o grampo do punho da ferramenta.

5) Fixar a matriz inferior.

6) Inverter o fuso de esferas para levantar o êmbolo da prensa até que a matriz macho esteja a 2 a 5 mm de distância da matriz fêmea.

7) Durante o processo de puncionamento experimental, diminuir gradualmente a altura da matriz superior até que a peça de trabalho esteja completamente separada do material. Inspecionar as peças puncionadas de ensaio e, uma vez confirmada a sua correção, prosseguir com a produção.

Instalação de uma matriz de punção sem um dispositivo de guia

Ao instalar uma matriz de punção sem um dispositivo de guia, podem ser empregues diferentes métodos, dependendo da folga da matriz. Durante a produção, se a folga entre o punção e a matriz for maior ou igual a 0,20mm, é possível o alinhamento visual direto ou a utilização de um calibrador de folga. Para folgas inferiores a 0,20 mm, o método da película de plástico é normalmente utilizado, e o procedimento é essencialmente o mesmo que para as matrizes com dispositivos de guia.

De um modo geral, o método da película de plástico é mais simples, mais rápido e mais fiável do que a inspeção visual. Desde que a película de plástico não esteja cortada ou rasgada, isso indica que existe uma folga entre o punção e a matriz, impedindo a mordedura da matriz.

Instalação de uma matriz progressiva

No funcionamento de uma matriz progressiva, o material da tira é alimentado da direita para a esquerda de forma incremental. Durante as perfurações iniciais, a ausência de material no lado esquerdo da matriz pode levar a um desequilíbrio e pode mesmo danificar a matriz. Por conseguinte, no início de um ensaio ou de uma produção, deve ser utilizado um método manual para preencher o lado esquerdo da matriz com material da mesma espessura que a peça de trabalho, previamente removido da posição de trabalho.

Este material é gradualmente retraído até que a tira tenha passado por todas as fases de perfuração, após o que a matriz pode mudar para o funcionamento automático.

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