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Guia essencial: 9 tipos de equipamento de estampagem de metal

Última atualização:
4 de maio de 2024
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Índice

O equipamento de estampagem de chapa metálica inclui principalmente: prensas mecânicas, prensas hidráulicas, prensas de passo CNC, prensas de perfuração de torre CNC, máquinas de dobragem de chapa metálica, máquinas de laminagem de chapa, máquinas de dobragem, máquinas de formação de dobragem a frio e máquinas de formação de martelo, entre outras.

1. Prensas mecânicas

As prensas mecânicas são utilizadas principalmente para processos de separação e de conformação e são mais amplamente utilizadas na produção de estampagem. A prensa de manivela é uma forma primária de prensa mecânica.

As prensas de manivelas podem ser classificadas em prensas de manivelas do tipo cambota, prensas de veios excêntricos e prensas de engrenagens excêntricas com base na forma da manivela.

1) A prensa de tipo eixo excêntrico, também conhecida como prensa excêntrica, utiliza um eixo excêntrico como eixo principal. Ao ajustar a manga excêntrica, o curso do cursor da prensa pode ser variado dentro de um determinado intervalo. Este tipo de prensa é adequado para perfuração e desenho raso de peças pequenas e médias e tem uma alta taxa de produção.

2) A prensa do tipo cambota utiliza uma cambota como eixo principal, e o curso do cursor não é ajustável. Neste tipo de prensa, a cambota é suportada em ambos os lados do corpo, distribuindo a carga uniformemente pelo corpo. Tem uma força nominal e um curso do seletor maiores.

3) A prensa do tipo engrenagem excêntrica substitui a cambota por uma engrenagem excêntrica, proporcionando melhor suporte de força e rigidez do que a estrutura da cambota. É adequada para prensas de grandes e médias dimensões.

As prensas podem ser classificadas em abertas e fechadas com base na estrutura do corpo.

1) A prensa aberta tem uma estrutura de corpo em forma de C, com uma tonelagem geralmente mais pequena (25~4000kN) e um tamanho de mesa mais pequeno. Pode ser abordada de três lados, é conveniente de usar, mas tem uma rigidez estrutural fraca, resultando em deformação angular durante a operação.

2) A prensa fechada tem uma estrutura de corpo semelhante a um quadro, oferecendo boa rigidez estrutural, um tamanho de mesa maior e uma tonelagem típica de 1600 ~ 25000kN.

As prensas podem ser classificadas em tipos de ponto único, ponto duplo e quatro pontos, com base no número de pontos de aplicação de força na manivela da corrediça. As prensas de ponto duplo têm uma mesa larga, e as prensas de quatro pontos têm uma mesa grande, tanto em largura como em profundidade, proporcionando uma forte resistência a cargas deslocadas.

As prensas podem ser classificadas em tipos de ação simples e de ação dupla com base na forma como actuam sobre o material estampado. As prensas de dupla ação são mais adequadas para estampagem profunda.

Os principais parâmetros técnicos das prensas mecânicas incluem a força nominal, o curso da corrediça, o número de cursos da corrediça, a altura máxima de fecho, o tamanho da superfície inferior da corrediça e o tamanho da almofada da mesa de trabalho.

2. Prensas hidráulicas

Prensas hidráulicas

As prensas hidráulicas são utilizadas principalmente para processos de conformação, tais como estiramento profundo, estampagem, dobragem, flangeamento e endireitamento.

As prensas hidráulicas podem ser classificadas em coluna única, quatro colunas e tipo quadro com base nas suas características estruturais.

1) A prensa hidráulica de coluna única tem uma estrutura de corpo em forma de C, geralmente de menor tonelagem, e um tamanho de mesa mais pequeno. Pode ser abordada de três lados, é conveniente de usar, mas tem uma rigidez estrutural fraca, resultando em deformação angular durante a operação.

2) A prensa hidráulica de quatro colunas é uma estrutura comum, que satisfaz os requisitos de utilização regular a um custo mais baixo. No entanto, devido à sua estrutura combinada de pilar e porca, a sua resistência a cargas de compensação, precisão e manutenção de precisão são relativamente fracas.

3) A prensa hidráulica do tipo quadro tem três formas: quadro integral, quadro combinado pré-esforçado e quadro combinado de placa. Oferece alta precisão e forte resistência a cargas deslocadas. A estrutura de quadro integral tem um tamanho de mesa geralmente mais pequeno, enquanto a estrutura de quadro combinado pode ter um tamanho de mesa maior.

A gama de tonelagem das prensas hidráulicas de quatro colunas e de estrutura é ampla, variando de algumas dezenas de toneladas a vários milhares de toneladas, e mesmo até dezenas de milhares de toneladas.

As prensas hidráulicas estão disponíveis em várias configurações, tais como monocilíndrica, bicilíndrica, multicilíndrica, vertical, horizontal, ascendente e descendente, oferecendo flexibilidade para satisfazer diferentes necessidades de processo.

Em comparação com as prensas, as prensas hidráulicas apresentam as seguintes características

1) Por utilizarem transmissão hidráulica, as prensas hidráulicas podem atingir especificações de tonelagem mais elevadas e uma gama mais alargada de modos de curva de trabalho. A pressão, a velocidade e o curso de uma prensa hidráulica podem ser ajustados à vontade, o que lhe confere uma maior adaptabilidade ao processo em comparação com as prensas mecânicas.

2) Devido à sua transmissão hidráulica, existem certas deficiências na vedação do fluido, rigidez da transmissão, transição da energia hidráulica, estabilidade e durabilidade do processo de trabalho. Em comparação com as prensas mecânicas, existe uma certa lacuna no número de cursos deslizantes e na fiabilidade.

3) De um modo geral, as prensas hidráulicas são mais adequadas para a conformação, especialmente a estampagem profunda e a conformação de chapas grossas, enquanto as prensas mecânicas são mais adequadas para a separação e a conformação superficial, bem como para cenários que exigem elevadas taxas de produção.

3. Prensa de punção de torre CNC

Prensa de punção de torre CNC

A prensa de punção de torre CNC é um tipo de prensa que utiliza a tecnologia de controlo numérico para realizar a punção por etapas em chapa metálica. A chapa a ser puncionada é fixada na mesa de trabalho e movida e posicionada de acordo com um programa pré-determinado. A matriz de puncionamento é instalada no assento da matriz da prensa e funciona num modo de puncionamento simples ou por etapas, o que a torna adequada para a produção de pequenas séries de várias variedades.

As principais características da prensa de punção de torre CNC incluem

① a utilização de fusos de esferas de alta precisão e guias de rolamento, oferecendo elevada precisão de movimento e fiabilidade;

② a incorporação de um sistema de controlo numérico que completa automaticamente o trabalho de perfuração;

③ precisão de posicionamento geralmente dentro de ± 0,15 mm, atingindo tão alto quanto ± (0,05 ~ 0,07) mm;

④ em comparação com a perfuração normal, pode aumentar a produtividade em 4 a 10 vezes;

⑤ ciclo de preparação da produção curto, intensidade de trabalho reduzida para os trabalhadores e economia de espaço no chão de fábrica.

4. Punção de torre CNC

Punção de torre CNC

O punção de torre CNC é um equipamento de puncionamento de chapa metálica eficiente e preciso. Entre a corrediça e a mesa de trabalho do punção de torreta, existe uma torreta que pode armazenar vários conjuntos de matrizes. A folha a ser processada é mantida por uma pinça e move-se na direção dos eixos X e Y entre as torres superior e inferior de acordo com as instruções de entrada.

A ação de perfuração, a seleção da matriz e o movimento da folha são todos controlados pelo dispositivo de controlo numérico. Pode realizar tarefas como perfuração, prensagem, flangeamento e perfuração de persianas. Com a sua pequena força nominal, elevada eficiência, precisão, flexibilidade, segurança e fiabilidade, é adequada para a produção de várias variedades, pequenos lotes e peças complexas.

A principal diferença entre o punção de torre e a prensa de punção por etapas reside na forma como as matrizes são armazenadas. Enquanto o cursor e a mesa de trabalho da prensa de punção por etapas só podem acomodar um (ou alguns) conjunto de matrizes na direção vertical, a torre do punção de torre pode conter dezenas de conjuntos de matrizes e permite uma substituição automática rápida.

5. Máquina para dobrar chapas metálicas

Máquina para dobrar chapas metálicas

A máquina de dobragem de chapa, utilizando moldes universais simples, é capaz de dobrar chapa metálica em vários ângulos de forma linear. É o equipamento de dobragem mais utilizado devido à sua simplicidade, baixo custo do molde e facilidade de substituição. A própria máquina executa um movimento linear alternativo simples para cima e para baixo. Os tipos comuns de máquinas de dobragem incluem máquinas mecânicas, hidráulicas e hidráulicas CNC.

(1) Máquina mecânica para dobrar chapas metálicas

A máquina de dobrar chapa mecânica partilha uma estrutura e um princípio de funcionamento semelhantes aos da máquina de prensar mecânica, convertendo o movimento de rotação do motor elétrico em movimento recíproco da corrediça através de um mecanismo de articulação de manivela.

As vantagens de uma máquina de dobragem mecânica incluem uma elevada precisão paralela entre o cursor e a mesa de trabalho e a capacidade de suportar cargas excêntricas. No entanto, com o desenvolvimento das máquinas de dobragem hidráulicas, estas vantagens tornaram-se menos pronunciadas.

As desvantagens de uma máquina de dobragem mecânica são: (1) o curso e a velocidade não podem ser ajustados; (2) o controlo deslizante não atinge a força nominal na maior parte do curso; (3) é necessário um ajuste cuidadoso da altura fechada da máquina antes da operação; (4) é difícil conseguir uma operação CNC e automatizada.

Devido à velocidade não regulável da corrediça da máquina de dobragem mecânica, velocidades de dobragem elevadas podem constituir um perigo para o operador e causar acidentes pessoais.

Ao dobrar grandes placas finas, a chapa metálica pode sofrer um retorno elástico, afectando a forma e a precisão da peça. Com o rápido desenvolvimento da tecnologia hidráulica e das máquinas de dobragem hidráulica, as máquinas de dobragem hidráulica tornaram-se a corrente principal no equipamento de dobragem de chapas metálicas e as máquinas de dobragem mecânicas foram eliminadas.

(2) Máquina hidráulica para dobrar chapas metálicas

A máquina de dobrar chapa hidráulica funciona através de acionamento hidráulico direto. O sistema hidráulico pode aplicar pressão total à chapa metálica ao longo de todo o curso, protegendo automaticamente contra sobrecarga e conseguindo facilmente o controlo automático.

Em comparação com as máquinas de dobragem mecânicas, as máquinas de dobragem hidráulicas apresentam vantagens significativas:

(1) possuem proteção contra sobrecarga, evitando danos nos moldes e na maquinaria; (2) a operação CNC é fácil, com ajustes simples e convenientes do curso, da pressão e da velocidade; (3) a pressão máxima pode ser gerada em qualquer ponto do curso; (4) a aproximação rápida e a flexão lenta podem ser realizadas, com o ponto de conversão do curso ajustável à vontade.

(3) Máquina de dobragem de chapa metálica CNC

Desde meados dos anos 80, as máquinas de dobragem evoluíram rapidamente para o funcionamento em CNC.

Com a adoção do CNC, as máquinas de dobragem de chapa podem poupar 20%-70% no tempo de ajuste, 20%-50% no tempo de operação e 30%-45% no tempo de inspeção, reduzindo a mão de obra em 20%-30% e melhorando a qualidade da dobragem, reduzindo simultaneamente as taxas de refugo.

As máquinas de dobragem CNC têm as seguintes vantagens:

(1) podem obter compensação de deflexão de dobragem e programação de dobragem CNC, oferecendo elevada precisão de dobragem e precisão consistente em lotes de peças; (2) várias operações de dobragem podem ser concluídas numa máquina, reduzindo a produção semi-acabada; (3) os dados de dobragem são fáceis de corrigir e armazenar, reduzindo o tempo de preparação da produção. A operação é simples e reduz os requisitos de competências dos operadores.

6. Máquina de laminagem de chapas

Máquina de laminação de chapas

Uma máquina de laminagem de chapas é uma ferramenta universal utilizada para dobrar chapas metálicas em peças cilíndricas, em forma de arco ou noutras formas. Pode ser classificada em máquinas de laminação de chapas de três e quatro rolos. A máquina de três rolos pode pré-dobrar a chapa e, com base em diferentes métodos de ajuste de pré-dobragem, divide-se em ajuste universal do rolo superior e movimento horizontal do rolo inferior.

A máquina de laminagem de chapa de quatro rolos pode pré-dobrar a chapa e realizar operações automáticas de controlo numérico completo, oferecendo maior eficiência e precisão do que a máquina de três rolos. As máquinas de laminagem de chapas são amplamente utilizadas na produção de peças estampadas para veículos ferroviários.

7. Máquina formadora de estiramento

Máquina formadora de estiramento

A enformação por flexão consiste em encurvar perfis extrudidos ou chapas dobradas com uma determinada forma em equipamentos e moldes especializados, aplicando tensão axial e momentos de flexão aos espaços em branco. São utilizados vários tipos de peças de enformação por flexão nos vagões de passageiros. O equipamento de enformação por flexão para vagões de passageiros é uma máquina de enformação do tipo lança, dividida em tipos horizontal e vertical, ambos accionados hidraulicamente.

A máquina de dobragem vertical é um modelo mais antigo, com um acionamento hidráulico do tipo interrutor convencional. A máquina de dobragem de controlo numérico horizontal adopta a moderna tecnologia de controlo proporcional electro-hidráulico, e o processo de dobragem pode realizar o modo mecânico e o controlo do modo de deslocamento.

8. Máquina formadora para dobragem a frio

Máquina formadora para dobragem a frio

A conformação por dobragem a frio com rolos é um método de conformação de plástico que utiliza bobinas de metal como matéria-prima, dobra gradualmente a peça em bruto através de vários conjuntos de suportes de rolos e obtém peças de tiras longas com uma determinada forma de secção transversal. As vantagens da conformação por flexão a frio com rolos são os componentes leves, a elevada eficiência de produção e a poupança de material e energia.

Pode produzir continuamente utilizando materiais em bobina, especialmente adequados para o fabrico de peças longas e grandes. Os perfis amplamente utilizados em veículos ferroviários são produzidos principalmente por enformação por flexão a frio com rolos. O equipamento de conformação por dobragem a frio consiste normalmente numa linha de produção composta por um desbobinador, uma máquina de nivelamento, um grupo de máquinas de conformação, um dispositivo de correção, um dispositivo de corte e uma mesa de saída.

9. Máquina formadora de martelos

A conformação por martelo utiliza o molde especial e o martelamento de alta frequência de uma máquina de martelar. Através de operação manual, pode apertar, esticar, arquear, aplanar, remodelar a folha ou perfil, ou aplanar e endireitar, atingindo gradualmente a forma desejada da peça.

A conformação por martelo não produz corte e calor, a conformação é estável, não é necessário um molde especial, o custo de fabrico é baixo e a utilização é conveniente e flexível. É especialmente adequada para a produção de estampagem manual, de lotes pequenos e de várias variedades, e é utilizada no fabrico de peças estampadas para carruagens de passageiros.

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