Corte de chapas metálicas: Técnicas, ferramentas e práticas recomendadas

I. Métodos comuns de blanking e suas aplicações

As formas de materiais usados no processamento de chapas metálicas incluem principalmente chapas, perfis de aço e materiais para tubos. Para processar os formatos necessários e outros requisitos dos componentes de chapa metálica, as matérias-primas devem ser primeiro cortadas em espaços em branco, conforme necessário. Esse processo é chamado de corte em branco e geralmente é a primeira etapa do processamento de chapas metálicas.

Há muitos métodos de corte. Os principais tipos usados na produção incluem cisalhamento, puncionamento, corte e usinagem. A Tabela 1 mostra os métodos comuns de corte e suas aplicações.

Tabela 1 Métodos comuns de blanking e suas aplicações

Deve-se observar que o método de corte deve ser selecionado de acordo com os equipamentos de processamento existentes na empresa, a capacidade de produção, os requisitos de precisão das peças de chapa metálica que estão sendo processadas, o lote de produção e a economia de processamento.

Entre os métodos de corte comuns mencionados acima, os mais usados na produção são: cisalhamento por um máquina de corteO corte manual é feito por meio de serras pneumáticas, puncionamento, corte por chama de oxiacetileno, corte por plasma, corte a laser e alguns processos de corte. As Figuras 1a e 1b mostram serras pneumáticas manuais comuns e máquinas de corte com rebolo usadas para corte manual. A Figura 2 mostra uma máquina de serra de arco de corte de máquina-ferramenta comum.

II. Tosquia

O cisalhamento é um método de processamento no qual chapas, perfis e hastes são separados ao longo de linhas retas ou curvas predeterminadas por meio de equipamentos ou ferramentas de cisalhamento especializados, obtendo-se, assim, vários contornos retos e curvos (às vezes também formas internas). É adequado para todos os tipos de materiais, exceto aço endurecido e materiais duros e quebradiços (como ferro fundido, cerâmica, vidro, carboneto cimentado etc.).

1. Técnicas de cisalhamento manual

O cisalhamento manual é uma parte importante das habilidades em chapas metálicas, que inclui alimentação, remoção do excesso de material etc. Quase todos os formatos de peças de chapas finas podem ser cortados manualmente. O cisalhamento manual é flexível e conveniente, quase sem restrições.

(1) Ferramentas para corte manual

As ferramentas para o corte manual incluem tesouras retas, tesouras curvas, tesouras retas pneumáticas e tesouras pneumáticas de perfuração (consulte a Figura 3).

a) Tesoura reta
b) Tesouras curvas
c) Tesoura reta pneumática
d) Tesouras de puncionamento pneumáticas

As tesouras retas são tesouras manuais com bordas de corte retas, usadas para cortar contornos retos de chapas, capazes de cortar chapas de alumínio de até 1,5 mm de espessura e chapas de aço de até 1 mm de espessura. As tesouras curvas têm bordas de corte que seguem uma curva, usadas para cortar contornos curvos de chapas, capazes de cortar chapas de alumínio de até 2 mm de espessura e chapas de aço de até 0,8 mm de espessura. As tesouras pneumáticas portáteis são tesouras manuais semimecanizadas, capazes de cortar até 2,5 mm de espessura.

(2) Operações de cisalhamento manual

1) Técnicas para o corte manual

Geralmente, ao cortar manualmente chapas finas, é comum segurar a tesoura com a mão direita e o material com a mão esquerda. A Figura 4 mostra o método correto de segurar a tesoura; o cabo da tesoura não deve se estender muito para fora da palma da mão para facilitar o exercício de força sobre o cabo, e a extremidade da ponta não deve ser mantida dentro da palma da mão para evitar que a mão direita a segure de forma inconveniente.

A mão esquerda segura o material e o alimenta na direção do cisalhamento, alinhando a lâmina superior com a linha de cisalhamento (tangente a uma linha reta ou curva). Durante o cisalhamento, a lâmina superior deve pressionar o material com força e o ângulo da lâmina deve ser ajustado para facilitar a força, conforme mostrado na Figura 5.

No início do corte, as duas lâminas devem se abrir apenas até 3/4 do comprimento da lâmina. No final de cada corte, as lâminas não devem se fechar completamente, deixando 1/4 do comprimento da lâmina. Em outras palavras, a tesoura deve abrir e fechar apenas parcialmente da posição 1/4 até a posição 3/4 do comprimento da lâmina, com cada comprimento de corte sendo cerca de 1/2 do comprimento da lâmina, conforme mostrado na Figura 6.

a) Início do cisalhamento
b) Extremidades de cisalhamento

Durante o fechamento da lâmina, deve ser aplicada uma pressão contínua ao longo da linha de corte, e as bordas de corte devem se sobrepor. Deve-se manter uma folga de 0 a 0,2 mm entre as duas lâminas, com valores menores para materiais mais finos e valores maiores para materiais mais grossos, conforme mostrado na Figura 7.

2) Método de corte de linhas retas

As Figuras 8a e 8b mostram, respectivamente, as direções corretas e incorretas para cortar linhas retas.

A Figura 8a mostra a direção correta porque, durante o processo de corte, a mão direita segura o corpo da tesoura, o pé direito pisa no ponto A e a mão esquerda segura o ponto B. À medida que o corte se aprofunda, a mão esquerda deve se levantar para ajudar a rasgar o ponto de corte e abrir espaço para o corpo inferior da tesoura. Como a placa B é pequena, ela pode ser facilmente levantada, o que a torna a direção correta. Por outro lado, na Figura 8b, a área e o peso do ponto B são maiores, o que dificulta a elevação do material e o corte profundo, sendo, portanto, a direção incorreta.

3) Método de corte de cantos côncavos e materiais angulares

Se a linha de corte na chapa metálica formar uma forma côncava para a peça de trabalho, o chamado canto côncavo, um furo de parada de trinca deve ser feito na interseção da linha de corte côncava ou uma certa distância deve ser deixada sem corte.

O objetivo da perfuração de um furo de parada de trinca é garantir que as posições finais das linhas de corte em ambos os lados caiam no furo de parada de trinca durante o corte, ou deixar uma certa distância sem cortar para que as extremidades do cisalhamento não deixem marcas na interseção da peça de trabalho, evitando assim pontos de concentração de tensão.

Geralmente, deixa-se uma certa distância sem cortar na interseção das linhas de corte, a conexão é quebrada manualmente e, por fim, usa-se uma lima para obter a forma e as dimensões necessárias. Para cortar peças em formato diagonal, a raiz pode ser serrada primeiro e, em seguida, a linha pode ser cortada com uma tesoura, conforme mostrado na Figura 9.

4) Método de corte de curvas

Quando a linha de corte é uma curva, a direção do movimento da tesoura deve seguir a curva sem cobrir a linha de corte para permitir que o operador controle a lâmina superior para que ela fique tangente à curva, conforme mostrado na Figura 10.

a) Sentido horário
b) Sentido anti-horário

O método de corte de furos internos consiste em primeiro criar um furo de processo na chapa metálica e, em seguida, aumentá-lo gradualmente ao longo da linha de corte usando uma tesoura curva em espiral. Para furos internos maiores, é preferível fazer um corte com tesoura vibratória.

(3) Defeitos comuns de corte e contramedidas

Durante a operação de corte de chapas metálicas, ocorrem com frequência problemas como corte incompleto, desvio dimensional, linhas de corte interrompidas e não retas, cortes e rebarbas excessivas. A seguir, analisamos esses problemas e fornecemos as soluções correspondentes.

1) Corte incompleto de chapas metálicas

Os principais motivos para o corte incompleto são:

① A folga entre as lâminas superior e inferior é muito grande. Diferentes folgas são adequadas para diferentes espessuras de chapa metálica. Uma folga muito pequena pode levar ao desgaste da lâmina e ao aumento da força de corte, ao passo que uma folga muito grande pode causar revolvimento do material e corte incompleto. A solução é ajustar adequadamente a folga da lâmina.

A Figura 11 mostra os métodos de ajuste da folga. Na Figura 11a, o método para diminuir a folga é bater na borda da cabeça do rebite, aplicando pressão na arruela convexa da tesoura, fazendo com que parte do metal se mova para baixo e reduzindo a folga da lâmina. Não use força excessiva; normalmente, dois ou três toques leves ao redor da borda são suficientes.

Na Figura 11b, o método para aumentar a folga é colocar um suporte fixo sob uma lâmina e o cabo (quanto mais próximo do pivô, melhor) e, em seguida, bater na outra lâmina (novamente, quanto mais próximo do pivô, melhor). Não use força excessiva; geralmente, dois ou três toques leves são suficientes.

Se a arruela convexa se tornar plana (como mostrado na Figura 11c), nenhuma quantidade de marteladas ajustará a folga. A solução, nesse caso, é substituir o rebite e a arruela convexa.

② Lâmina cega. A solução é afiar a lâmina.

③ A chapa metálica é muito grossa, excedendo o alcance do corte manual.

2) Desvio dimensional no corte

O principal motivo do desvio dimensional é que a lâmina superior da tesoura não está alinhada com a linha de corte na chapa metálica. Para linhas de corte retas, a lâmina superior deve se alinhar e pressionar para baixo ao longo da linha. Para linhas curvas, a tesoura deve evitar cobrir a linha desenhada, e a lâmina superior deve pressionar a chapa metálica e permanecer tangente à linha durante o corte.

3) Linhas de corte interrompidas e não retas

Isso é causado por:

① Conexão frouxa entre a tesoura e a chapa metálica durante cortes sucessivos. O alinhamento contínuo da lâmina superior com a linha pode evitar esse fenômeno.

② O uso prolongado faz com que as lâminas se dobrem, formando uma curva para fora ou para dentro. A solução é endireitar a lâmina ou substituir a tesoura.

4) Cortes

Os principais motivos dos defeitos de corte são:

① Não perfurar furos de bloqueio de trincas no canto côncavo da peça de trabalho ou deixar que o cisalhamento ultrapasse a linha, deixando linhas não cortadas que se tornam pontos de concentração de tensão, levando a várias trincas. A única solução é fazer furos para interromper as rachaduras ou deixar margens de arquivamento conforme necessário.

② As folgas superior e inferior da lâmina são muito pequenas, fazendo com que toda a lâmina se feche e prenda a peça durante o corte. A solução é ajustar a folga da lâmina e evitar fechar totalmente as lâminas durante o corte, deixando um quarto do comprimento da lâmina e, em seguida, fazendo mais cortes.

5) Rebarbas excessivas

Os principais motivos para o excesso de rebarbas são:

① Folga inadequada da lâmina, seja ela muito grande ou muito pequena, causando grandes rebarbas. A solução é ajustar a folga e testar o corte algumas vezes para encontrar a folga ideal.

② Lâminas cegas. Lâminas cegas também causam rebarbas excessivas, portanto, afiar as lâminas regularmente melhora a qualidade do produto e a eficiência do processamento.

(4) Precauções durante as operações de corte

Durante o corte de chapas metálicas, preste atenção ao seguinte:

1) Durante o corte manual de chapas metálicas finas, as faces de corte das lâminas devem permanecer perpendiculares à superfície da chapa para manter as lâminas na posição de corte mais eficaz. É proibido inclinar a face de corte contra a superfície da chapa, pois isso causa rebarbas excessivas ou até mesmo cortes incompletos ou a fixação da peça de trabalho entre os planos de articulação das lâminas.

2) A força de corte aplicada pelas lâminas na peça de trabalho deve ser contínua e suave. Ao cortar chapas mais grossas, evite martelar a parte traseira da tesoura para aumentar a força de corte, pois isso pode danificar as bordas da lâmina e converter as curvas em linhas quebradas, afetando a qualidade do corte. Em vez disso, estenda o comprimento dos cabos da tesoura, por exemplo, prendendo um tubo de aço, para aumentar a força de corte.

2. Técnicas de cinzelamento manual

Assim como o corte manual, o cinzelamento manual é uma importante habilidade de corte de chapas metálicas, normalmente usada para cortar chapas com espessura superior a 3 mm. O cinzelamento é feito com ferramentas de cinzel e uma marreta.

O cinzelamento utiliza o movimento de corte da lâmina do cinzel para processar a peça de trabalho. A principal característica do cinzelamento manual é que ele não é limitado pela posição de trabalho ou pelo formato das peças, o que torna a operação simples e flexível.

(1) Ferramentas de corte manual

Comumente usado ferramentas de corte manual - kezi, divididos em kezi superior e kezi inferior, conforme mostrado na Figura 12. Entre eles, o kezi inferior é geralmente feito de lâminas de tesoura ou processado a partir de trilhos de aço (veja a Figura 12b).

a) Dimensões do kezi superior
b) Kezi inferior

A parte da lâmina do kezi superior tem um formato de cunha assimétrico. Ao cortar, o lado esquerdo da ponta da lâmina (veja a Figura 12a) é a parte da peça bruta, e o lado direito é a parte residual. Sob a força de martelamento na parte superior, a ponta da lâmina do kezi é comprimida no material da peça ao longo do eixo do kezi.

Quando a ponta da lâmina é encaixada na maior parte da chapa metálica, devido à força de compressão significativa no lado do resíduo da lâmina assimétrica em forma de cunha, a chapa metálica é rasgada ao longo da linha da ponta da lâmina antes que a ponta da lâmina atinja a parte inferior da chapa, separando o material.

Como pode ser visto na Figura 12a, a seção transversal da ponta da lâmina do kezi é diferente daquela das ferramentas em geral. A ponta da lâmina grossa e larga garante que o kezi não se deforme ou quebre sob força de impacto significativa e evita que a ponta da lâmina se encaixe em materiais duros e frágeis, o que poderia causar quebra ou ejeção e potencialmente causar ferimentos. Ela garante principalmente a função do kezi de separar materiais (especialmente chapas metálicas).

(2) Técnicas de corte manual

Antes de realizar o corte manual em uma peça de trabalho, é preciso primeiro se familiarizar com o desenho da peça, entender a forma e as dimensões da peça de trabalho. A kezi escolhida deve ter um cabo de aproximadamente 320-370 mm de comprimento, com uma espessura de lâmina de cerca de 5-10 mm, conforme mostrado na Figura 12a.

Ao realizar o corte manual, a palma da mão deve estar voltada para baixo, segurando o cabo do kezi com a mão a cerca de 30-40 mm de distância da extremidade do cabo do kezi.

O corte é feito por duas pessoas trabalhando juntas. A pessoa que está segurando o cabo do kezi o segura firmemente com as duas mãos, fazendo com que o kezi fique ligeiramente inclinado. Depois de alinhar a ponta da lâmina com a linha na chapa metálica, a pessoa endireita o kezi, fica ligeiramente ereta e se concentra na ponta da lâmina. Em seguida, a outra pessoa golpeia a parte superior da kezi com uma marreta, garantindo que os golpes sejam retos e precisos. Ao cortar placas de aço marcadas na plataforma, a pessoa que estiver segurando o cabo da kezi deve se agachar, inclinar-se ligeiramente para a frente, mas manter a cabeça erguida e ligeiramente para trás.

Inclinar-se para a frente ajuda a manter a empunhadura verticalmente estável, e manter a cabeça ligeiramente para trás facilita a observação da linha, o alinhamento e evita erros acidentais do martelo. O pé esquerdo deve dar um leve passo à frente, com a panturrilha vertical em relação ao solo e a coxa entre os dois braços, e o pé direito deve se inclinar ligeiramente para trás, com a sola tocando o solo, conforme mostrado na Figura 13.

Durante o corte, alinhe a extremidade frontal da lâmina kezi com a linha de trabalho, garantindo que a kezi não esteja totalmente pressionada na chapa metálica. O corte deve começar a partir da borda da chapa metálica, com 1/3 da lâmina kezi se estendendo além da borda da chapa e se alinhando com a lâmina kezi inferior.

Depois que a borda da folha for cortada, alinhe a lâmina com a linha para continuar cortando para baixo. Nesse ponto, a extremidade traseira da lâmina deve se inclinar para cima de 10° a 15° para facilitar a observação da linha, concentrar a força do martelo na parte frontal do kezi e garantir o corte contínuo da folha, conforme mostrado na Figura 14.

Depois de martelar a parte superior do kezi, incline rapidamente a extremidade traseira da lâmina para cima e faça com que a extremidade dianteira da lâmina deslize para trás ao longo da ranhura de corte até que a linha de corte esteja completamente concluída. Ao se aproximar do final do corte, martele suavemente para evitar danificar a lâmina e a superfície da plataforma.

Durante o processo de corte, devido à ação do lado da ponta da lâmina, a chapa metálica se dobrará lateralmente e se deformará devido à extrusão local, de modo que a correção aplainada deve ser aplicada à chapa após o corte.

Após concluir a operação de corte, limpe imediatamente a área de trabalho.

(3) Etapas e métodos de corte manual

Apesar da variedade de peças de chapa metálica para corte, as etapas e os métodos do processo de corte são geralmente os mesmos. A descrição detalhada a seguir das etapas e dos métodos de corte manual é fornecida por meio de um exemplo.

A peça de trabalho mostrada na Figura 15 é feita de chapa de aço Q235A de 4 mm de espessura. Os cantos do furo interno não devem rachar após o corte. As etapas e os métodos de corte são os seguintes:

1) Marcação

Prepare a chapa metálica a ser processada, use um modelo para marcação ou desenhe diretamente o padrão na chapa metálica em uma escala de 1:1. Para facilitar o alinhamento preciso, determine primeiro o ponto de corte inicial e, em seguida, desenhe a linha inicial até a borda da chapa metálica para alinhar com a lâmina kezi inferior, conforme mostrado na Figura 16.

1-Linha de partida
2-Lâmina kezi inferior

2) Determinar a sequência de corte

Analise o padrão da peça de trabalho e determine a sequência de corte. Em geral, a sequência de corte é: primeiro a forma externa, depois os furos internos; primeiro as linhas retas, depois as curvas; primeiro as partes inteiras, depois as seções. A sequência de corte para a peça de trabalho mostrada na Figura 15 é organizada conforme mostrado na Figura 17.

3) Corte de seções retas

O método de corte para seções retas é:

① Comece a cortar.

Coloque a chapa plana sobre a borda de corte inferior, com o excesso de material saindo da borda de corte, alinhando-o com precisão à linha de corte, de modo que coincida com a borda inferior. A posição e o ângulo do cortador são mostrados na Figura 14.

Ao iniciar o corte, a força de martelamento deve ser mais leve para permitir o ajuste se o corte inicial não for preciso, evitando danos às bordas de corte por colisão. Depois que o corte inicial for confirmado como preciso, prossiga com o corte reto incremental ao longo da borda do cortador inferior.

② Corte.

Durante o processo de corte, certifique-se de que a linha de corte da chapa esteja alinhada com a borda inferior, mantendo um ângulo adequado no cortador superior e mantendo as duas bordas próximas. Se isso não for feito, poderá resultar em cortes incompletos e deformação por flexão, conforme mostrado na Figura 18.

Para melhorar a qualidade durante o corte, corrija constantemente qualquer desvio e ajuste a força do martelo. Isso exige que o operador permaneça atento e estreitamente coordenado, com o martelo seguindo os comandos do suporte do cortador.

4) Corte de seções curvas

O método de corte para seções curvas é:

① Comece a cortar.

Quando o corte atingir uma seção curva, corte primeiro o excesso de material da seção reta concluída para evitar interferência. Para minimizar a deformação, coloque a peça circular na borda inferior e gire continuamente a peça de trabalho, sempre usando a extremidade da borda inferior para o corte (consulte a Figura 19).

② Corte.

Ao cortar curvas, tanto a borda superior quanto a inferior são retas, de modo que cada corte cria apenas um segmento. A essência do corte de curvas é cortar segmentos retos ao longo das tangentes da curva, formando um polígono que se aproxima da curva. Quanto mais curtos os segmentos, mais próximos da curva.

O requisito para cortar curvas é manter cada corte mínimo e girar a chapa com frequência; os golpes de martelo devem ser curtos e com força adequada.

5) Corte de furos quadrados internos

Para garantir a abertura precisa dos furos quadrados internos, alinhe conforme mostrado na Figura 20. Para iniciar o corte, bata levemente na borda superior no ponto de contato com a chapa. Quando o corte inicial atingir de 2 a 3 vezes a largura da borda, coloque a borda superior plana e corte-a completamente (veja a Figura 21). Após a abertura, o método de corte é o mesmo das seções retas.

a) Alinhar pela linha de traçado
b) Alinhar com a borda reta sobre a linha

6) Corte de furos circulares internos

Para cortar furos circulares internos, primeiro escolha o ponto de partida. Para facilitar o início do corte, selecione um ponto que permita uma fixação fácil e alinhe a tangente nesse ponto com a borda inferior (consulte a Figura 22). O método de corte é semelhante ao das seções curvas.

(4) Precauções para operações de corte manual

Durante o corte manual, a força de corte é aplicada por uma segunda pessoa que golpeia a parte superior do cortador com uma marreta. No momento em que o martelo entra em contato com o cortador, as linhas centrais do martelo e do cortador devem estar alinhadas e perpendiculares ao plano da chapa.

A postura do empunhador deve ser correta, a empunhadura estável e o alinhamento do cortador rápido e preciso. O martelo deve bater reta e precisamente, com ambas as partes concentradas e coordenadas.

Verifique se há pedestres nos arredores durante o corte; comece com uma altura baixa do martelo até garantir a precisão e a estabilidade e, em seguida, aumente a altura e a força do martelo.

Os operadores não devem usar luvas durante o corte, especialmente o martelo, pois as luvas reduzem o feedback tátil e podem causar perda de aderência, levando a acidentes. As luvas devem ser usadas para rebarbação, manuseio de peças de trabalho e excesso de material para evitar lesões.

Verifique frequentemente o aperto da marreta e do cortador, certificando-se de que a alça esteja presa com cunhas para evitar que se solte com o uso prolongado. Além disso, afie e remova todas as rebarbas da parte superior do cortador para evitar ferimentos causados por detritos voadores causados por marteladas.

Quando a peça de trabalho estiver prestes a se quebrar, corte suavemente ou use um martelo manual para evitar danificar as bordas ou a superfície de corte.

3. Técnicas de cisalhamento mecânico

O cisalhamento mecânico usa equipamento especializado para cortar e separar chapas, amplamente utilizado no corte de chapas metálicas por sua alta eficiência e precisão.

(1) Equipamento de cisalhamento mecânico

Os equipamentos de corte mecânico incluem tesouras guilhotina, tesouras vibratórias e tesouras rotativas.

As guilhotinas são usadas principalmente para cortar folhas em linhas retas, operando com base no princípio de usar lâminas lineares nas bordas de corte superior e inferior.

A Figura 23 mostra um esquema do princípio de corte da guilhotina. A lâmina superior (8) é fixada no suporte da lâmina (1) e a lâmina inferior (7) na mesa (4). As esferas (6) facilitam o movimento da folha, com o medidor traseiro (9) posicionado pelo pino de posicionamento (10).

Suporte para 1 lâmina
2-Cilindro de fixação hidráulico
Placa de 3 tampas
4 mesas
5 folhas
6 bolas
7-Lâmina inferior
8-Lâmina superior
Medidor traseiro 9
Pino de 10 posições

O cilindro de pressão hidráulica 2 é usado para pressionar a chapa, evitando que ela vire durante o corte. A placa de proteção 3 é um dispositivo de segurança para evitar acidentes de trabalho. Durante a operação, o virabrequim aciona o controle deslizante do cortador, cortando o material usando o movimento relativo das lâminas de corte superior e inferior.

As máquinas de corte são classificadas em máquinas de corte de transmissão mecânica e máquinas de corte de transmissão hidráulica com base em seus métodos de transmissão. As máquinas de corte com espessura de chapa inferior a 10 mm são, em sua maioria, de estrutura de transmissão mecânica, enquanto aquelas com espessura de chapa superior a 10 mm usam, em sua maioria, estruturas de transmissão hidráulica.

Os cortadores de vibração são geralmente usados para cortar com base em linhas ou modelos, comumente usados para processar chapas com menos de 2 mm de espessura. Seu princípio de funcionamento envolve a geração de movimento alternativo de alta velocidade da lâmina superior contra a lâmina inferior por meio de transmissão mecânica, cortando a chapa em pequenos segmentos. Portanto, ele também pode ser usado para cortar perfis curvos externos e internos com raios de curvatura maiores. Sua estrutura e princípio de funcionamento estão ilustrados na Figura 24.

a) Aparência
b) Lâminas superior e inferior

A máquina de cisalhamento por laminação pode realizar o cisalhamento em linha reta ou ao longo de uma curva. Utilizando a característica de que a tesoura de laminação pode cortar formas circulares ou curvas, ela pode substituir as matrizes de punção para cortar ou aparar peças grandes. peças de estamparia na produção de pequenos lotes, embora a qualidade e a produtividade do cisalhamento não sejam altas. A máquina de cisalhamento por laminação usa um par de lâminas circulares que giram em direções opostas para cisalhar a chapa.

A Figura 25a mostra a estrutura e o princípio de funcionamento da máquina de corte por laminação, e as Figuras 25b, c e d mostram várias configurações das lâminas circulares.

a) Estrutura da máquina de corte por laminação
b) Configuração reta de lâminas circulares
c) Configuração reta inclinada de lâminas circulares
d) Configuração inclinada de lâminas circulares
1-Motor
2, 3 polias
4-9-Rodas
10 eixos
11-Auxiliar de operação
12-15-Engrenagens cônicas
16 lâminas circulares
17-Eixo de acionamento
Base 18

(2) Métodos básicos de cisalhamento com máquinas de cisalhamento

As máquinas de corte são divididas em corte de lâmina plana e corte de lâmina inclinada, de acordo com a montagem diferente das lâminas superior e inferior. O cisalhamento com lâmina inclinada economiza mais trabalho do que o cisalhamento com lâmina plana e é usado principalmente para o cisalhamento de chapas largas e finas. A Figura 26a mostra um diagrama esquemático do cisalhamento com lâminas inclinadas.

O cisalhamento de lâmina inclinada pode reduzir significativamente a força de cisalhamento. Nas máquinas de cisalhamento de lâmina inclinada, a lâmina inferior é horizontal e a lâmina superior é inclinada em um determinado ângulo em relação à lâmina inferior. Como a lâmina de cisalhamento superior é inclinada, o comprimento de contato entre a lâmina e o material durante o cisalhamento é muito menor do que a largura da chapa, resultando em um curso maior, menor força de cisalhamento e operação mais suave, o que a torna adequada para o cisalhamento de chapas finas e largas.

Em geral, o ângulo de inclinação φ da lâmina superior está entre 1° e 6°. Para espessuras de chapa de 3 a 10 mm, φ=1°-3°; para espessuras de 12 a 35 mm, φ=3°-6°. γ é o ângulo de inclinação, que ajuda a reduzir a rotação do material durante o cisalhamento; α é o ângulo de folga, que ajuda a reduzir o atrito entre a lâmina e o material. γ é geralmente de 15° a 20° e α é geralmente de 1,5° a 3°.

A Figura 26b mostra um diagrama esquemático do cisalhamento de lâmina plana usando uma máquina de cisalhamento de lâmina plana. A característica do cisalhamento de lâminas planas é que ele cisalha entre lâminas superiores e inferiores paralelas. O β é geralmente de 0° a 15°. Esse tipo de máquina de corte tem um curso pequeno, mas uma grande força de corte e é adequado para o corte de chapas grossas e estreitas.

a) Cisalhamento de lâmina inclinada
b) Cisalhamento de lâmina plana

(3) Métodos de operação de máquinas de corte

As máquinas de corte usam lâminas superiores e inferiores em linha reta para cortar chapas em bruto. Para cortar os espaços em branco em determinados formatos e tamanhos, as máquinas de corte são equipadas com dispositivos de parada, que consistem em paradas frontais, traseiras, laterais e paradas angulares especializadas.

As placas de bloqueio dianteiras, traseiras e laterais podem ser instaladas e fixadas na mesa de trabalho ou na estrutura da cama da máquina de corte e podem ser ajustadas nas posições dianteira e traseira, esquerda e direita por meio de um mecanismo de ajuste. As placas de bloqueio angular geralmente são instaladas nas ranhuras em T da superfície da mesa e podem ser instaladas e fixadas em diferentes posições na mesa, de acordo com o formato da chapa a ser cortada.

Embora existam muitas máquinas de corte com display digital ou CNC que alcançaram o controle de posicionamento automático e a exibição em algumas placas de batente (como a placa de batente traseira), facilitando muito o corte de blocos e tiras de determinados comprimentos, o corte de formas mais complexas ainda exige o ajuste manual de várias placas de batente.

Para o corte de peças com formatos complexos, geralmente é adotado o método de ajuste manual com o uso de gabaritos. Um aspecto importante das operações de corte é o ajuste das posições de várias placas de bloqueio instaladas na máquina de corte para concluir o corte de tiras e blocos de diferentes larguras e formas, garantindo e controlando a qualidade. A Figura 27 ilustra o cisalhamento com o uso de placas de bloqueio.

a) Usando a placa de bloqueio traseiro
b) Usando a placa do batente frontal
c) Uso de placas de bloqueio angular e traseiro
d) Usando duas placas de bloqueio angular
e) Uso de placas de batente traseiro e angular
f) Uso de placas angulares e de batente frontal

1) Corte de tiras de largura geral

Para o cisalhamento de chapas de largura geral, o posicionamento pode ser feito com o uso de linhas ou da placa de batente traseira, ajustando a posição da placa de batente traseira com um parafuso. Durante o cisalhamento, a chapa é pressionada firmemente com uma placa de pressão e, em seguida, o controle deslizante com a lâmina de cisalhamento superior se move para baixo, e a chapa é cisalhada quando as lâminas de cisalhamento superior e inferior se sobrepõem. A seção cisalhada geralmente não requer processamento adicional para garantir a qualidade, conforme mostrado na Figura 27a.

2) Cisalhamento de tiras mais largas

No caso do cisalhamento de tiras mais largas, se a chapa for posicionada com o uso da placa de batente traseira, a parte saliente se inclinará devido ao seu peso. O erro de posicionamento aumenta à medida que aumenta a relação entre o comprimento suspenso e a espessura da chapa (B/t). Portanto, quando a largura da tira exceder 300-400 mm, a placa do batente frontal deve ser usada para o posicionamento, conforme mostrado na Figura 27b. A posição do batente frontal pode ser determinada com o uso de ferramentas de medição gerais ou gabaritos.

3) Cisalhamento de blocos trapezoidais e triangulares

Para cisalhar blocos trapezoidais e triangulares, a placa de bloqueio lateral pode ser usada em coordenação com outras placas de bloqueio para posicionamento.

Durante a instalação, coloque o gabarito na mesa, alinhe-o com a lâmina inferior e, em seguida, ajuste e prenda a placa do batente lateral. Posteriormente, ajuste a placa de bloqueio traseira usando o gabarito e use as placas de bloqueio lateral e traseira para posicionamento durante o corte, conforme mostrado na Figura 27c. Da mesma forma, outros métodos para o posicionamento da junta usando a placa de batente lateral e outras placas de batente são ilustrados nas Figuras 27d, e e f.

4) Corte o material estreito.

Quando a placa estiver muito distante do dispositivo de prensagem e não puder ser pressionada para baixo, para um cisalhamento seguro e suave, uma placa de preenchimento da mesma espessura da placa cisalhada pode ser adicionada e pressionada para baixo pelo dispositivo de prensagem para o cisalhamento. A placa de prensagem pode ser mais grossa, conforme mostrado na Figura 28. Para chapas finas, não é necessário acolchoamento, e a placa de prensagem pode pressionar diretamente a chapa para baixo.

1-Dispositivo de pressão
2-Placa de aço cisalhada
3-Prancha de prensagem
4-Prancha de revestimento

4) Etapas de operação da máquina de corte e métodos de alinhamento

Durante a placa operação de cisalhamentoEm primeiro lugar, siga rigorosamente os procedimentos de operação de segurança para o cisalhamento. Em segundo lugar, garanta a retidão e o paralelismo da superfície cortada da chapa e minimize a distorção do material para obter peças de alta qualidade. A seguir, é apresentado um exemplo para ilustrar detalhadamente as etapas da operação de cisalhamento e os métodos de alinhamento.

A peça de trabalho mostrada na Figura 29 é feita de uma chapa de aço de 10 mm de espessura. A tolerância de cada dimensão após o cisalhamento é de ±1 mm. As etapas da operação de cisalhamento e os métodos de alinhamento usando uma máquina de cisalhamento inclinada de pórtico são os seguintes:

1) Etapas da operação de cisalhamento

Embora a estrutura das peças de trabalho que estão sendo cisalhadas possa variar muito, as etapas básicas da operação de cisalhamento são geralmente as mesmas e podem ser realizadas da seguinte forma:

① Determine o número de pessoas necessárias para a tosquia.

Para placas maiores, não é aconselhável que uma pessoa trabalhe sozinha durante a tosa. Duas ou três pessoas devem ser coordenadas para executar a tarefa, com uma pessoa designada como líder, e todas as ações devem ser consistentes e seguir os comandos do líder.

② Determine a sequência de cisalhamento.

As peças de trabalho geralmente têm várias linhas de cisalhamento. Ao usar uma máquina de cisalhamento inclinada de pórtico, a sequência de cisalhamento deve garantir que cada cisalhamento separe a chapa em duas partes. A Figura 29 mostra a sequência de cisalhamento da peça de trabalho, seguindo a sequência das linhas de cisalhamento.

③ Analise e determine o método de alinhamento para o cisalhamento da peça de trabalho.

Há vários métodos para alinhar a peça de trabalho em uma máquina de corte inclinada de pórtico. Esses métodos devem ser aplicados de forma flexível com base na análise da estrutura da peça de trabalho. Para essa peça de trabalho, o método de alinhamento usado é:

• A linha de cisalhamento ① é alinhada usando o alinhamento visual direto ou o alinhamento de sombra.
• A linha de cisalhamento ② é alinhada usando uma placa de bloqueio de ângulo.
• A linha de cisalhamento ③ é alinhada usando a placa de bloqueio posterior.
• A linha de cisalhamento ④ é alinhada usando a placa de bloqueio frontal.

④ Com base na natureza e na espessura do material de corte, inspecione e ajuste a folga das lâminas de corte. Se a máquina de corte for fornecida com uma tabela de dados de ajuste da folga da lâmina de corte, ajuste a folga de acordo com os dados. Como alternativa, consulte a Tabela 2 para determinar a folga da lâmina de corte.

Tabela 2: Intervalos de folga razoáveis para máquinas de corte (Unidade: mm)

Observação: Na tabela, t representa a espessura da placa cortada.

⑤ Após verificar e ajustar a folga da lâmina de corte, opere a máquina em um estado descarregado para confirmar que ela está funcionando corretamente antes de carregar o material. Antes de carregar, limpe a superfície da placa e verifique se as linhas de corte estão claras e precisas.

⑥ Realize o cisalhamento. Siga os métodos de alinhamento e as etapas de cisalhamento determinados.

⑦ Inspeção de qualidade. Meça as dimensões de todas as partes da peça de trabalho cortada para garantir que elas atendam aos requisitos do projeto e verifique a qualidade das bordas cortadas.

2) Operação do método de alinhamento de cisalhamento

Realize operações de cisalhamento na peça de trabalho mostrada na Figura 28 usando os métodos de alinhamento determinados.

Linha de cisalhamento ①.

Coloque a chapa na mesa da máquina de corte, empurre-a para dentro da abertura de corte, alinhe visualmente as extremidades da linha de corte com a borda inferior da lâmina de corte, conforme mostrado na Figura 30. Em seguida, retire as mãos da abertura de cisalhamento para fora da placa de prensagem e pressione ou pise no interruptor para cisalhar a placa.

1-Linha de cisalhamento ①
2-Borda inferior da lâmina de corte

Linha de cisalhamento ②.

Ajuste e fixe a placa de bloqueio de posicionamento angular, use a placa de bloqueio como referência de posicionamento, coloque a placa corretamente na máquina de corte e corte ao longo da linha de corte ②, conforme mostrado na Figura 31.

1, placa de bloqueio de 4 ângulos
2 - Linha de corte ②
3-Borda inferior da lâmina

Linha de corte ③.

Ao posicionar a linha de corte ③ com o medidor de dorso, a posição do medidor de dorso pode ser determinada de duas maneiras: O primeiro método é a medição direta com uma régua de aço, garantindo que a distância das bordas superior e inferior da lâmina até a superfície do medidor traseiro seja igual à largura do material a ser cortado. Depois de fixar o medidor de dorso, meça novamente para garantir um posicionamento preciso.

O segundo método é o método de posicionamento do gabarito. Ao colocar um gabarito da mesma largura do material a ser cortado entre a borda inferior da lâmina e o medidor de dorso, a posição do medidor de dorso pode ser determinada. Uma vez definida a posição do medidor traseiro, a linha de corte ③ pode ser posicionada e cortada, conforme mostrado na Figura 32.

1-Galômetro traseiro
2-Borda inferior da lâmina
3 - Linha de corte ③

Linha de corte ④.

Ao posicionar a linha de corte ④ com o medidor frontal, o método para determinar a posição do medidor frontal é o mesmo do medidor traseiro. O cenário para posicionamento e corte do medidor frontal é mostrado na Figura 33.

1-Linha de corte ④
2-Borda inferior da lâmina
Medidor 3-Back

(5) Precauções operacionais para máquinas de corte

Em termos comparativos, a operação de processamento de corte tem um conteúdo técnico menor, mas o corte com uma máquina de corte está sujeito a acidentes operacionais. Para garantir a qualidade das peças de trabalho de corte e a segurança das operações de corte, as seguintes precauções devem ser observadas durante o processo de corte:

1) Antes da inicialização, verifique cuidadosamente se o sistema operacional, a embreagem e o freio da máquina de corte estão em condições confiáveis e eficazes, e certifique-se de que os dispositivos de segurança estejam completos e confiáveis. Se alguma anormalidade for encontrada, tome as medidas necessárias imediatamente. É proibido operar equipamentos com falhas. Certifique-se de que não haja nenhum som significativo de batida de pinos e chaves na embreagem rígida durante a operação.

2) O motor não deve dar partida sob carga. A embreagem deve ser desengatada antes de dar partida na máquina. Realize um teste de funcionamento sem carga antes da operação oficial para verificar se há algum mau funcionamento da haste de tração e algum afrouxamento dos parafusos, e confirme se todos os componentes estão normais antes de prosseguir com a operação oficial.

3) Concentre-se durante as operações de corte. Se várias pessoas estiverem operando, o interruptor de corte deve ser controlado por uma pessoa designada. É estritamente proibido estender as mãos para a área de corte. Concentre-se durante a alimentação, especialmente para garantir a segurança dos dedos do operador. Quando uma folha de material for cortada até o fim, não use os dedos para empurrar o material por baixo.

4) As lâminas e as bordas devem estar afiadas. Ao cortar chapas finas, as lâminas devem se encaixar bem. Mantenha as lâminas superior e inferior paralelas, não use lâminas cegas e verifique se as bordas de corte estão lisas. Depois de ajustar as lâminas, realize um teste manual e um teste sem carga.

5) Ao cortar pequenos pedaços de material, use uma almofada de pressão para evitar prensagem inadequada e acidentes.

6) Não coloque outros itens ou objetos não relacionados sobre a bancada de trabalho. Todos os ajustes e limpezas devem ser realizados com a máquina parada.

7) É estritamente proibido que duas pessoas cortem duas chapas diferentes simultaneamente na mesma máquina de corte. Não pise no pedal nem puxe o gancho de ar antes que a peça de trabalho esteja alinhada. Nunca coloque a cabeça ou as mãos sob a lâmina em nenhum momento ou circunstância.

8) Mantenha o espaço de trabalho em torno do local arrumado, garantindo a elevação vertical desobstruída de peças de trabalho ou chapas.

9) É proibido usar a máquina de corte para processar peças de trabalho muito longas ou muito grossas. Não use a máquina de corte para cortar aço temperado, aço de alta velocidade, ligas de aço para ferramentas, ferro fundido e materiais frágeis.

As principais especificações para calibrar a máquina de corte são t×B (t é a espessura máxima permitida do material a ser cortado e B é a largura máxima permitida da folha). A máquina de corte não deve ser usada para processar peças de trabalho que excedam a largura máxima permitida de corte B e a espessura t.

Ao cisalhar materiais de alta resistência (como aço para molas e chapas de aço de alta liga), verifique a espessura máxima permitida de cisalhamento t_máximo. Isso ocorre porque o projeto da máquina de corte geralmente considera materiais de dureza média (resistência à tração em torno de 500 MPa e tipos de aço 25-30). Portanto, se a resistência à tração σ_b do material a ser cisalhado seja superior a 500 MPa, a espessura máxima permitida de cisalhamento t_máximo deve ser calculado pela seguinte fórmula:

t_máximo=√(500t/σ_b)

Na fórmula

• t - Espessura máxima de cisalhamento permitida (mm) da máquina de cisalhamento calibrada;
• σ_b - Resistência à tração (MPa) do material a ser cortado;
• t_máximo - Espessura de cisalhamento máxima permitida calculada (mm) da máquina de cisalhamento.

Usando essa fórmula, se a espessura de cisalhamento máxima permitida calculada for menor que a espessura do material a ser cisalhado, a máquina de cisalhamento não poderá ser usada. A Tabela 3 lista as especificações técnicas da máquina de corte.

Tabela 3 Especificações técnicas da máquina de corte

10) Ao cortar chapas longas, devem estar disponíveis suportes auxiliares; ao cortar chapas grandes e pesadas, para facilitar a alimentação e reduzir o atrito na superfície do material cortado, devem estar disponíveis suportes de rolamento (ou seja, suportes com esferas de aço para segurar o material, estrutura conforme mostrado na Fig. 34). Além disso, um dispositivo de elevação deve ser usado para levantar as chapas, juntamente com um número suficiente de trabalhadores auxiliares, e a coordenação com os trabalhadores auxiliares deve ser garantida.

1-Suporte
2-Tampa de pressão
Placa de 3 cortes
4-Bola de aço
5-Primavera

III. Apagamento

O apagamento é um processo de estampagem que usa uma matriz sob a pressão de uma prensa para separar uma parte da folha ou tira de material colocada entre as bordas do punção e da matriz, obtendo, assim, a forma e o tamanho desejados de peças ou espaços em branco planos.

O método de cortar a forma necessária a partir de um material em folha é chamado de blanking. Para a produção em massa de peças, o corte em branco pode melhorar a eficiência da produção e a qualidade do produto.

Durante o corte, o material é colocado entre o punção e a matriz e, sob a ação de uma força externa, o punção e a matriz geram uma força de cisalhamento, separando o material sob a ação da força de cisalhamento (consulte a Fig. 35). O princípio básico do corte é o mesmo do cisalhamento, exceto pelo fato de que a borda de corte reta do cisalhamento é substituída por uma borda de corte circular fechada ou de outra forma.

1-Soco
Material de 2 folhas
3-Die
Mesa de 4 botões

1. Elementos de produção do processamento de corte

De acordo com o princípio do processamento de corte, o corte é concluído principalmente com a colocação do material da folha em uma matriz montada em uma prensa. Portanto, o material da folha, o equipamento de corte e a matriz de corte constituem os elementos básicos de produção do processamento de corte.

(1) Matérias-primas para corte

As principais matérias-primas para o corte são as chapas metálicas, e alguns perfis (tubos) e materiais não metálicos também podem ser processados. Os materiais comuns para corte são mostrados na Fig. 36.

Observação: Os números entre parênteses são as notas padrão antigas.

Embora uma grande variedade de matérias-primas seja usada para estampagem, nem todos os materiais são adequados para estampagem. As matérias-primas usadas para corte devem ter bom desempenho de estampagem, boa usabilidade e boa qualidade de superfície para se adequar às características do processo de corte.

(2) Equipamento de bloqueio

Os principais equipamentos para corte são as prensas de manivela, que são máquinas de forjamento acionadas por mecanismos de manivela. As prensas são classificadas por pressão nominal em tamanhos grandes, médios e pequenos. As prensas pequenas têm uma pressão nominal inferior a 1.000 kN, as prensas médias têm uma pressão nominal de 1.000 a 3.000 kN e as prensas grandes têm uma pressão nominal superior a 3.000 kN.

De acordo com a forma estrutural, as prensas podem ser divididas em prensas abertas e fechadas. As prensas abertas têm uma estrutura em forma de C que permite que o operador se aproxime da mesa de trabalho pela frente, pela esquerda e pela direita, o que as torna fáceis de operar. Entretanto, devido à rigidez limitada da estrutura, as prensas abertas são adequadas apenas para prensas de pequeno e médio porte. As prensas fechadas têm uma estrutura completamente fechada e maior rigidez, o que as torna adequadas para prensas médias e grandes de uso geral e prensas leves de alta precisão.

Além disso, as prensas de manivela podem ser divididas em prensas de virabrequim e prensas excêntricas com base na estrutura de seus principais eixos de trabalho.

1) Prensas de virabrequim

As prensas de virabrequim usam um mecanismo de manivela formado por um virabrequim como o eixo de trabalho principal para completar a ampliação da força e a transformação do movimento. A estrutura e o princípio de funcionamento da prensa de manivela aberta inclinável JB23-63 são explicados abaixo (consulte a Fig. 37).

1-Motor
2-Polia pequena
3-Polia grande
4-Engrenagem pequena
Equipamento 5-Large
6 embreagens
7-Virabrequim
8-Brake
9-Barra de conexão
10-Slider
11-Morte superior
12-Matriz inferior
13-Placa de apoio
14-Mesa de trabalho
Corpo de 15 máquinas

Quando a prensa opera, o motor 1 transmite o movimento para a polia grande 3 por meio da correia em V e, em seguida, por meio da engrenagem pequena 4 e da engrenagem grande 5 para o virabrequim 7. A extremidade superior da biela 9 é instalada no virabrequim e a extremidade inferior é conectada ao controle deslizante 10, convertendo o movimento rotacional do virabrequim em movimento linear alternativo do controle deslizante. A posição mais alta do movimento do controle deslizante 10 é chamada de ponto morto superior, e a posição mais baixa é chamada de ponto morto inferior.

Devido às exigências do processo de produção, o controle deslizante às vezes se move e às vezes para, portanto, uma embreagem 6 e um freio 8 são instalados. Como a prensa opera por um período muito curto durante cada ciclo de trabalho e, na maior parte do tempo, funciona sem carga, um volante é instalado para tornar a carga no motor mais uniforme e utilizar efetivamente a energia do equipamento. A polia grande também serve como volante.

Quando a prensa está funcionando, a matriz superior 11 do molde usado é instalada no controle deslizante, e a matriz inferior 12 é instalada diretamente na mesa de trabalho 14, ou uma placa de apoio 13 é adicionada à mesa de trabalho para atingir a altura de fechamento adequada. Nesse momento, a colocação do material entre as matrizes superior e inferior pode realizar a punção ou outros processos de formação para produzir peças de trabalho.

Como pode ser visto na Figura 37, o curso do controle deslizante 10 (ou seja, a distância entre o ponto morto superior e o ponto morto inferior do controle deslizante) é igual a duas vezes a excentricidade do virabrequim 7, caracterizado por um grande curso da prensa que não pode ser ajustado.

No entanto, como o virabrequim é apoiado por dois ou mais rolamentos simétricos na prensa, a carga na prensa é mais uniforme, de modo que podem ser fabricadas prensas de grande curso e grande tonelagem.

2) Prensa excêntrica

A prensa excêntrica usa um mecanismo de manivela formado pelo uso de um eixo principal excêntrico como o eixo principal de trabalho para completar a amplificação da força e alterar a forma de movimento. Conforme mostrado na Figura 38, o curso do controle deslizante da prensa pode ser ajustado com o ajuste da posição da luva excêntrica 5 na prensa.

1-Pedal
2-Mesa de trabalho
3 controles deslizantes
4 - Haste de conexão
5-Manilha excêntrica
6 freios
7-Eixo principal excêntrico
8 embreagens
9-Pulley
10-Motor
11-camas
12-Alavanca de controle
13-Placa de apoio da mesa de trabalho

Esse tipo de prensa é caracterizado por um curso pequeno, mas ajustável, de modo que pode ser usado para processos de perfuração em matrizes que não exigem um curso grande, como matrizes de placa guia.

(3) Matrizes de perfuração

As matrizes de puncionamento comumente usadas para peças de chapa metálica são matrizes de processo único, que concluem um processo de puncionamento (puncionamento ou corte) por curso da prensa. De acordo com os diferentes processos de puncionamento, as matrizes de puncionamento comumente usadas para peças de chapa metálica incluem matrizes de puncionamento, matrizes de corte, etc. De acordo com os diferentes métodos de orientação, elas podem ser divididas em matrizes de puncionamento abertas, matrizes de puncionamento guiadas por conjunto de matrizes e matrizes de puncionamento com placa guia etc.

1) Matriz de perfuração

Conforme mostrado na Figura 39b, um diagrama estrutural da matriz de perfuração usada para processar os furos na peça mostrada na Figura 39a.

a) Diagrama estrutural da peça
b) Diagrama estrutural do molde
1-Matriz superior
2-Corpo elástico de borracha
Pino de 3 posições
Placa de 4 estripadores
5-Morte feminino
6 - Prato inferior da matriz

Essa matriz é uma matriz de puncionamento simples do tipo aberto sem guia. Os espaços em branco cortados são posicionados por três pinos de posicionamento instalados na matriz fêmea 5. A matriz superior 1 e a matriz fêmea 5 perfuram juntas os orifícios redondos, e a placa decapadora 4, acionada pelo corpo elástico de borracha comprimida 2, empurra para fora as peças presas no punção da matriz superior.

Esse tipo de matriz tem uma estrutura simples, é fácil de fabricar e de baixo custo, mas a folga da matriz O ajuste é problemático, a qualidade das peças perfuradas é ruim e a operação não é muito segura. Ele é usado principalmente para perfurar peças com requisitos de baixa precisão, formas simples e lotes pequenos.

2) Matriz de corte

A matriz de corte é uma matriz de processo único que completa o processo de corte. A matriz de corte exige uma folga razoável entre o punção e a matriz, posicionamento preciso do material da tira na matriz, queda suave das peças cortadas, planicidade das peças cortadas e boa qualidade da superfície cortada.

A Figura 40 mostra uma matriz de corte com postes-guia deslizantes. O molde de corte guiado por um conjunto de molde de coluna de guia usa colunas de guia e buchas de guia como componentes de guia que se encaixam. Durante a operação, eles sempre se encaixam com uma folga de H6/h5 ou H7/h6, garantindo que as peças de trabalho (punção e matriz) da matriz estejam corretamente posicionadas e assegurando a qualidade das peças em branco.

a) Matriz de corte com placa de remoção fixa
b) Matriz de apagamento com placa de remoção elástica

a) Na figura:
1-Suporte de matriz superior
2 perfurações
Posto de 3 guias
4-Die
5 - Suporte inferior da matriz
Placa de 6 estripadores
7-Pino de posicionamento
Manga de 8 guias
Régua de 9 guias

b) Na figura:
1-Haste de matriz
2-Parafuso de cabeça sextavada interno
3-Parafuso de separação
4-Suporte de matriz superior
5-Placa de apoio
Placa de fixação de 6 punções
7-Primavera
8-Soco
9-Placa do estripador
10-Placa de posicionamento
11-Morte
Inserção de 12 matrizes
13 - Suporte inferior da matriz
Parafuso 14
Posto de 15 guias
Manga de 16 guias

Conforme mostrado na Figura 40a, uma matriz de corte com uma placa de decapagem fixa é usada principalmente para estampar peças grossas (t>0,5 mm) e rígidas. Durante a operação da matriz, o material da tira é alimentado pelas réguas-guia 9 esquerda e direita e posicionado diretamente pelo pino de posicionamento 7 para garantir que o material da folha tenha a posição correta na matriz.

Quando o carro da prensa desce, o punção 2 e a matriz 4 entram em contato gradual com o material da folha e o cortam. À medida que a corrediça sobe, o punção 2 também sobe, e a placa de remoção 6 montada nas réguas-guia 9 raspa o material da tira que está aderido ao punção 2. As peças vazias caem diretamente pelo orifício de sucata sob o suporte inferior da matriz.

Conforme mostrado na Figura 40b, uma matriz de corte com uma placa de remoção elástica é usada principalmente para estampar peças finas (t<0,5 mm) e pode manter um bom nivelamento das peças. O sistema de decapagem consiste na placa de decapagem 9, no parafuso de decapagem 3 e na mola 7. Quando o punção 8 desce com a prensa para puncionar o material da folha, a placa removedora 9 também desce e pressiona o material da folha, enquanto a mola 7 se comprime.

Após a perfuração, o produto cai diretamente pelo orifício de sucata no suporte inferior da matriz, enquanto os resíduos sobem com o material da tira firmemente enrolado em torno do punção 8. A mola 7, por meio da reinicialização da placa decapadora 9, retira os resíduos. O sistema de decapagem elástica pode usar molas como elementos elásticos ou elastômeros de borracha, borracha etc.

A matriz guiada pelo conjunto de matrizes tem alta precisão de orientação, longa vida útil da matriz e é adequada para a produção em massa de peças.

Conforme mostrado na Figura 41c, uma matriz de corte do tipo placa guia é usada para processar as peças redondas mostradas na Figura 41a. A Figura 41b mostra o layout das peças.

a) Diagrama esquemático da estrutura da peça
b) Diagrama esquemático do layout da peça
c) Diagrama esquemático da estrutura da matriz
1-Placa guia
2-Pino cilíndrico
3-Morte superior
4-Die
5-Modelo inferior

Esse tipo de matriz tem maior precisão do que as matrizes não guiadas, fabricação complexa, mas é mais seguro de usar, fácil de instalar e geralmente usado para formas simples e tamanhos pequenos de matrizes de corte de processo único com espessura de chapa t>0,5 mm. Ela exige um pequeno curso de prensa para garantir que o punção não se separe da placa guia durante a operação.

Para formas complexas e peças maiores, esse tipo de estrutura não é adequado, e é melhor usar uma estrutura de matriz com colunas de guia e buchas de guia para orientação.

Quando o punção da placa guia funciona, ele passa pelo pequeno espaço entre a parte de trabalho da matriz superior 3 e a placa guia 1. Para materiais com menos de 0,8 mm, use um ajuste H6/h5; para materiais com mais de 3 mm, use um ajuste H8/h7.

A placa guia também funciona como um removedor. Durante a perfuração, certifique-se de que o perfurador não saia da placa guia para manter a precisão da guia, especialmente no caso de perfuradores múltiplos ou pequenos. Se o perfurador sair e entrar novamente na placa guia, a borda afiada do perfurador pode ser facilmente danificada e o orifício da guia na placa guia pode ser facilmente roído, afetando a vida útil do perfurador e a precisão da guia entre o perfurador e a placa guia.

3) Composição da estrutura da matriz de perfuração

Embora existam muitas formas estruturais de matrizes de puncionamento, independentemente da forma, sua estrutura consiste nas seguintes partes.

① Perfurar e morrer.

Essas são as partes que cortam diretamente o material e são as partes centrais da matriz de puncionamento. Normalmente, o punção é fixado no gabarito superior e a matriz é fixada no gabarito inferior.

② Dispositivo de posicionamento.

Sua função é garantir a posição correta da peça perfurada na matriz, geralmente composta por peças de posicionamento, como uma placa guia ou um pino de posicionamento, fixadas no suporte inferior da matriz para controlar a direção e a quantidade de alimentação da tira.

③ Dispositivo de decapagem.

Sua função é separar o material da folha ou a peça perfurada da matriz, geralmente composta de peças como uma placa de remoção rígida ou elástica. Quando a perfuração é concluída e o punção se move para cima, a tira do punção é bloqueada e cai pela placa de remoção. Além disso, o orifício cônico expandido para baixo na matriz ajuda a ejetar o material perfurado da matriz.

④ Dispositivo de orientação.

Sua função é garantir a posição relativa correta entre as partes superior e inferior da matriz, geralmente composta por buchas de guia e pilares de guia, placas de guia etc. Durante a operação, a guia garante o ajuste correto entre o punção e a matriz.

⑤ Dispositivo de fixação e aperto.

Sua função é garantir a conexão firme e confiável entre a matriz e a prensa, bem como entre as partes da matriz, geralmente composta por peças como o gabarito superior, o gabarito inferior, a haste da matriz, a placa de pressão, os parafusos e os parafusos. Essas peças combinam e montam várias partes da matriz e as fixam na prensa.

⑥ Dispositivo de pressão.

Sua função é evitar o enrugamento da peça perfurada e melhorar a qualidade da seção de perfuração, geralmente composta por um anel elástico de retenção, etc.

2. Determinação dos principais parâmetros de perfuração

Para garantir a qualidade das peças perfuradas, os seguintes parâmetros de processo devem ser determinados ao formular processos de perfuração e projetar matrizes de perfuração.

(1) Determinação do layout

O método de disposição das peças perfuradas na tira é chamado de layout. Os princípios básicos do layout são melhorar a taxa de utilização do material, facilitar a operação segura e fácil para o pessoal com baixa intensidade de trabalho e simplificar a estrutura da matriz. A principal tarefa do trabalho de layout é projetar o diagrama de layout, para o qual devem ser determinados os valores de sobreposição, distância entre passos etc.

1) Determinação do valor de sobreposição

Durante o layout, uma certa margem de processo é deixada entre as peças perfuradas e entre as peças perfuradas e os lados da tira, chamada de sobreposição.

O objetivo da configuração da sobreposição é compensar os erros de corte da tira, os erros de passo de alimentação e os erros de inclinação da alimentação devido a lacunas entre a tira e a placa guia durante a perfuração. Além disso, ela garante que as bordas de corte do punção e da matriz possam suportar forças em ambos os lados, proporcionando certa rigidez à tira durante a alimentação contínua, evitando peças defeituosas, como cantos ausentes, e aumentando a vida útil da matriz e a qualidade da seção da peça.

A sobreposição excessiva desperdiça material, enquanto a sobreposição insuficiente não atende à finalidade pretendida. A sobreposição insuficiente pode ser facilmente espremida na matriz, aumentando o desgaste da borda de corte e afetando a vida útil da matriz.

O valor da sobreposição é geralmente determinado pela experiência. A Tabela 4 mostra os valores de sobreposição para chapas de aço com baixo teor de carbono. Depois que o valor de sobreposição é determinado, a largura da tira para o cisalhamento pode ser decidida com base no método de layout.

Tabela 4 Valores de sobreposição a e a₁ para chapas de aço com baixo teor de carbono (unidade: mm)

Observação:

Para outros materiais, multiplique os valores da tabela pelos seguintes coeficientes: aço de médio carbono 0,9; aço de alto carbono 0,8; latão duro 1~1,1; alumínio duro 1~1,2; latão macio, cobre puro 1,2; alumínio 1,3~1,4; não-metais (couro, papel, papelão, etc.) 1,5~2.

2) Determinação da distância do passo

A distância que a tira avança a cada vez na matriz é chamada de distância do passo de alimentação A. A distância do passo é a base para determinar a posição do pino do bloco.

O cálculo da distância do passo está relacionado ao método de layout. O tamanho da distância do passo é a distância entre os pontos correspondentes de duas partes perfuradas correspondentes na tira, conforme mostrado na Figura 42.

a) Diagrama de layout das peças circulares
b) Diagrama de layout de peças de formato irregular

(2) Cálculo da força de perfuração

Força de perfuração é a base principal para a seleção de uma prensa adequada e também é um dado necessário para projetar a matriz e verificar a resistência da matriz. Para a perfuração normal com bordas planas, a fórmula de cálculo da força de perfuração é

Na fórmula

F=Ltσ_b

• F - Força de perfuração (N);
• L - Perímetro da parte perfurada (mm);
• t - Espessura da folha (mm);
• σ_b - resistência à tração do material (MPa).

No processo de corte, além da força de corte, há também a força de remoção, a força de empurrão e a força de ejeção. A força para remover o material aderido ao punção após o corte é chamada de força de remoção, denotada como F_faixaA força para empurrar ou ejetar o material preso na matriz é chamada de força de empurrar e força de ejetar, denotada como F_empurrar e F_ejetar respectivamente. A magnitude dessas forças é geralmente a força de corte F multiplicada por um fator (0,04 a 0,12). A seleção específica do fator pode ser consultada nos materiais de cálculo de estampagem relacionados.

A pressão total de corte necessária durante o corte é a soma da força de corte, da força de decapagem, da força de empurrão e da força de ejeção. Ao escolher uma prensa, deve-se considerar se todas essas forças precisam ser levadas em conta, dependendo da estrutura das diferentes matrizes:

• Para matrizes de corte que usam um dispositivo de decapagem rígido e o método de ejeção inferior, a pressão total de corte F_total=F_{em branco}+F_empurrar;
• Para matrizes de corte usando um dispositivo de decapagem elástica e o método de ejeção inferior, a pressão total de corte F_total=F_{em branco}+F_empurrar+F_faixa;
• Para matrizes de corte usando um dispositivo de decapagem elástica e o método de ejeção superior, a pressão total de corte F_total=F_{em branco}+F_empurrar+F_ejetar.

Ao escolher uma prensa com base na pressão total de corte da matriz de corte, a pressão nominal da prensa geralmente deve atender a: pressão nominal da prensa ≥ 1,2F_total.

(3) Determinação da folga de obturação

A folga de corte Z refere-se à diferença nas dimensões das peças de trabalho entre o punção e a matriz, ou seja, Z=D_morrer-D_socoZ é a folga de dupla face para a obturação, D_morrer e D_soco são as dimensões da borda de corte da matriz e do punção, respectivamente.

A folga de corte tem um impacto significativo no processo de corte; seu tamanho afeta diretamente a qualidade das peças de corte e também tem um impacto considerável na vida útil da matriz. A folga de corte é o parâmetro de processo mais importante para garantir o corte adequado. Na produção real, o valor de uma folga de corte razoável é determinado por métodos experimentais.

O valor de uma folga de apagamento razoável tem uma faixa bastante ampla, normalmente (5% a 25%) t. Como não existe um valor de folga de apagamento absolutamente razoável e os requisitos específicos para peças de apagamento variam em diferentes setores, cada setor e até mesmo cada empresa têm suas próprias tabelas de folga de apagamento. Ao determinar o valor específico da folga de vedação, as tabelas de folga de vedação relevantes são frequentemente consultadas.

De modo geral, a seleção de uma folga de corte razoável menor ajuda a melhorar a qualidade das peças estampadas, enquanto a seleção de uma folga de corte razoável maior ajuda a melhorar a vida útil da matriz. Portanto, sob a premissa de garantir a qualidade das peças estampadas, deve-se usar uma folga de corte razoável maior.

Além disso, a folga de obturação dupla face Z também pode ser calculada com a seguinte fórmula:

Z=mt

Na fórmula:

• m - coeficiente, consulte a Tabela 5 e a Tabela 6;
• t - espessura da folha (mm).

Tabela 5 Valores m para os setores de fabricação de máquinas e automotivo e de tratores

(4) Determinação dos tamanhos das peças de trabalho do punção e da matriz

Nas operações de corte, as dimensões e a precisão das peças de trabalho da matriz são os principais fatores que afetam o grau de tolerância dimensional das peças cortadas. Além disso, a folga adequada da matriz para o corte também depende das dimensões e das tolerâncias das peças de trabalho da matriz. Portanto, ao determinar as dimensões e as tolerâncias de fabricação das peças de trabalho do punção e da matriz, é necessário considerar as leis de deformação do corte, o grau de tolerância das peças cortadas, o desgaste da matriz e as características de fabricação.

Tabela 6 Valores m para o setor de aparelhos elétricos e instrumentos

1) Princípios básicos de cálculo de tamanhos de punção e matriz para corte

Os princípios básicos do cálculo dos tamanhos de punção e matriz para corte são:

Ao perfurar orifícios, o diâmetro do orifício determina o tamanho do punção, e a folga de corte é obtida com o aumento do tamanho da matriz.
Ao fazer o corte, as dimensões externas determinam o tamanho da matriz, e a folga do corte é obtida diminuindo o tamanho do punção.

Como o desgaste da matriz aumentará as dimensões das peças em branco e o desgaste do punção diminuirá as dimensões das peças perfuradas, para melhorar a vida útil da matriz, ao fabricar uma nova matriz, o tamanho da matriz deve tender para o limite inferior das dimensões da peça em branco e o tamanho do punção deve tender para o limite superior das dimensões da peça perfurada.

2) Métodos para garantir a folga da obturação

Na fabricação de matrizes de corte, os dois métodos a seguir são comumente usados para garantir uma folga de corte razoável:

Um método é o método de processamento separado. Os tamanhos e as tolerâncias do punção e da matriz são especificados separadamente e fabricados individualmente. Os tamanhos e as tolerâncias de fabricação do punção e da matriz garantem a folga de corte necessária. O punção e a matriz processados por esse método são intercambiáveis, têm um ciclo de fabricação curto e são adequados para a produção em lote.

Outro método é o método de processamento de ajuste único. Nesse método, o punção e a matriz são combinados individualmente para garantir uma folga de corte razoável. Após o processamento, o punção e a matriz devem ser combinados corretamente e não podem ser trocados. Normalmente, a matriz é escolhida como a matriz de referência para peças em branco, e o punção é escolhido como a matriz de referência para peças perfuradas.

No desenho da peça da matriz de referência, as dimensões e as tolerâncias são marcadas e, no desenho da peça da matriz de não referência correspondente, as mesmas dimensões nominais da matriz de referência são marcadas, mas sem tolerâncias. A folga de corte é combinada de acordo com as dimensões reais da matriz de referência, garantindo que o valor da folga de corte esteja dentro de Z_min para Z_máximo. O método de processamento de ajuste único é usado principalmente para punções com formas complexas e pequenas folgas de corte.

3) Cálculo das dimensões de trabalho ao processar separadamente o punção e a matriz

As dimensões de trabalho para o processamento separado do punção e da matriz referem-se às dimensões que fornecem os desvios de fabricação do punção e da matriz. A determinação das dimensões de trabalho pode ser calculada nas duas situações a seguir:

① Matriz de perfuração:

d_convexo=(d_min+xΔ)⁰_-δconvexo
d_côncavo=(d_convexo+Z_min)=(d_min+xΔ+Z_min)^+δcôncavo₀

② Matriz de apagamento:

D_convexo=(D_máximo-xΔ)^+δcôncavo₀
D_convexo = (D_côncavo - Z_min) = (D_máximo - xΔ - Z_min)⁰ _{- δconvexo}

Na fórmula

• d_convexo e d_côncavo - são as dimensões nominais do punção e da matriz, respectivamente;
• D_凹 e D_convexo - são as dimensões nominais da matriz de corte e do punção, respectivamente;
• d_min - limite inferior do tamanho da peça perfurada;
• δ_convexo e δ_côncavo - são as tolerâncias de fabricação do punção e da matriz, respectivamente. A tolerância do punção é negativa, e a tolerância da matriz é positiva. Em geral, ela pode ser selecionada como 1/3 a 1/4 da tolerância da peça Δ. Para formas simples, como círculos ou quadrados, devido à simplicidade de fabricação e à fácil garantia de precisão, a tolerância de fabricação pode ser selecionada de acordo com os níveis IT6 a IT8;
• Z_min e Z_máximo - são os valores mínimo e máximo da folga inicial de dupla face da matriz de corte, respectivamente, selecionados de acordo com as tabelas de folga de corte relevantes em vários setores ou empresas;
• Δ - tolerância da peça em branco;
• x - coeficiente de desgaste, seu valor varia de 0,5 a 1 e pode ser selecionado de acordo com o nível de tolerância da peça em branco. Se a tolerância da peça for superior a IT10, use x=1; se a tolerância da peça for de IT11 a IT13, use x=0,75; se a tolerância da peça for inferior a IT14, use x=0,5.

4) Etapas do processamento de correspondência única para punção e matriz

O método de processamento de correspondência única é frequentemente usado para peças vazadas com formas complexas e materiais finos. O princípio para determinar as dimensões nominais do punção e da matriz é garantir a quantidade máxima de desgaste dentro da faixa de tamanho qualificado das peças de trabalho do molde.

As etapas para determinar as dimensões de fabricação do punção e matriz processados de correspondência única são

① Primeiro, selecione o molde de referência.

② Determine se cada dimensão do molde de referência aumentará, diminuirá ou permanecerá inalterada após o desgaste.

③ De acordo com a determinação, o aumento de tamanho é calculado pelo tamanho do limite superior da peça menos xΔ, com tolerância positiva para punção e matriz, e o tamanho da tolerância selecionado como 1/3 a 1/4 da tolerância de tamanho Δ; a diminuição do tamanho é calculada pelo tamanho limite inferior da peça mais xΔ, com tolerância negativa para punção e matriz, e o tamanho da tolerância selecionado como 1/3 a 1/4 da tolerância de tamanho Δ; o tamanho inalterado é calculado pelo tamanho médio da peça, com tolerâncias positivas e negativas simétricas, e o tamanho da tolerância selecionado como 1/8 da tolerância de tamanho Δ.

④ As dimensões externas da matriz de referência são combinadas de acordo com as dimensões reais da matriz de referência para garantir o requisito de folga de perfuração.

3. Ajuste da prensa durante a instalação da matriz de puncionamento

O ajuste correto da prensa é um aspecto importante da instalação da matriz de puncionamento e um pré-requisito crucial para a produção de peças estampadas qualificadas. Os principais aspectos do ajuste da prensa são o ajuste do curso da prensa e a altura de fechamento da prensa. Quando há uma barra de remoção na matriz, a posição da barra de remoção também precisa ser ajustada.

(1) Ajuste do curso da prensa

O curso do controle deslizante na maioria das prensas (como as prensas de manivela) não é ajustável. Algumas prensas (como as prensas excêntricas, em que o eixo principal da prensa é um eixo excêntrico, conforme mostrado na Figura 43) têm um curso ajustável do controle deslizante. Conforme mostrado na Figura 43a, o uso de um eixo excêntrico e de uma estrutura de luva permite que o curso seja ajustado girando a posição da luva excêntrica.

a) Mecanismo de curso ajustável
b) Curso máximo de operação
c) Curso mínimo de operação
1-Eixo excêntrico
2-Mangueira excêntrica
3 - Haste de conexão
4 controles deslizantes
O-Centro do eixo principal
A - Centro da peça excêntrica do eixo principal excêntrico
M-Centro da luva excêntrica

Quando as distâncias excêntricas do eixo excêntrico e da luva excêntrica estão na mesma direção, o valor do curso operacional é máximo, conforme mostrado na Figura 43b, ou seja,

H_máximo=2（r₁+r₂）

Onde

• H_máximo-Curso máximo de operação da prensa (mm);
• r₁-Raio excêntrico do eixo excêntrico (mm);
• r₂-Raio excêntrico da luva excêntrica (mm).

Quando as distâncias excêntricas do eixo excêntrico e da luva excêntrica estão em direções opostas, o valor do curso de operação é mínimo, conforme mostrado na Figura 43c, ou seja,

H_min=2（r₁-r₂）

Onde H_min-Curso mínimo de operação da prensa (mm).

A Figura 44 mostra um diagrama esquemático do mecanismo de ajuste do curso da prensa excêntrica. O princípio e as etapas de ajuste são os seguintes:

1-Porca
2-Manga de engajamento
3-Mangueira excêntrica
4 - Haste de conexão
5-Eixo principal excêntrico

A extremidade dianteira do eixo principal excêntrico 5 é uma peça excêntrica, que é revestida por uma luva excêntrica 3. A luva excêntrica 3 e a luva de engate 2 são engrenadas por dentes finais e travadas pela porca 1. A luva de engate 2 é conectada ao eixo principal excêntrico 5 por uma chave. A haste de conexão 4 é livremente encaixada na luva excêntrica. Dessa forma, a rotação do eixo principal fará com que o centro M da luva excêntrica 3 se mova em um movimento circular ao longo do centro O do eixo principal, fazendo com que a biela 4 e o controle deslizante executem um movimento alternativo para cima e para baixo.

Solte a porca 1 para desengatar os dentes finais da luva de engate 2, gire a luva excêntrica 3 e ajuste a distância entre o centro M da luva excêntrica e o centro O do eixo principal, ajustando assim o curso do controle deslizante dentro de uma determinada faixa. A faixa de ajuste do curso é  (onde A é o centro da parte excêntrica do eixo principal excêntrico e M é o centro da luva excêntrica).

(2) Ajuste da altura de fechamento da prensa

Para acomodar moldes de diferentes alturas, a altura da matriz da prensa deve ser ajustável. Em geral, o comprimento da haste de conexão da prensa pode ser ajustado.

Uma extremidade da haste de conexão da prensa é conectada ao virabrequim e a outra extremidade é conectada ao controle deslizante. Portanto, o ajuste do comprimento da biela pode atingir o objetivo de ajustar a altura da matriz. O mecanismo do controle deslizante da manivela da prensa JB23-63 mostrado na Figura 45 ajusta a altura da matriz ajustando o comprimento da biela.

1-Corpo de conexão
2-Barramento de rolamento
3-Virabrequim
Barra de 4 listras
5 controles deslizantes
6-Parafuso de ajuste
7-Assento de apoio
8-Bloco de segurança
9-Bloco de fixação do porta-matrizes
10-Parafuso de travamento
11-Bloco de travamento

Como pode ser visto na Figura 45, a biela não é uma parte integral, mas é composta pelo corpo de conexão 1 e pelo parafuso de ajuste 6. Há uma seção hexagonal no meio do parafuso de ajuste 6, conforme mostrado na seção A-A da Figura 44. Solte o parafuso de travamento 10 e use uma chave inglesa para girar a parte hexagonal no meio do parafuso de ajuste 6 para ajustar o comprimento da biela. Prensas maiores ajustam o parafuso por meio de um motor, engrenagem ou mecanismo de rosca sem fim.

Quando o controle deslizante está no ponto morto inferior, a distância entre o plano inferior do controle deslizante e a superfície da mesa é chamada de altura de fechamento da prensa. Quando a biela é ajustada em seu comprimento mínimo, a altura de fechamento atinge seu valor máximo, chamado de altura máxima de fechamento da prensa; quando a biela é ajustada em seu comprimento máximo, a altura de fechamento atinge seu valor mínimo, chamado de altura mínima de fechamento da prensa.

Para instalar corretamente o molde na prensa e garantir a operação normal da processo de estampagemA altura máxima fechada da prensa deve ser maior do que a altura fechada do molde, de modo que o molde possa ser instalado entre a superfície de trabalho da prensa e a superfície inferior do controle deslizante; a altura mínima fechada da prensa deve ser menor do que a altura fechada do molde, de modo que os moldes superior e inferior possam se alinhar adequadamente durante a estampagem.

Depois de ajustar a altura fechada da prensa, o dispositivo de travamento deve ser travado para evitar que o comprimento da haste de conexão mude devido à folga durante a operação da prensa, afetando a operação normal de estampagem. Isso é especialmente importante para determinados processos de estampagem nos procedimentos básicos de deformação, como dobra e gravação.

(3) Ajuste do dispositivo de bloqueio

Após o término de uma operação de estampagem, a peça de trabalho geralmente fica presa no molde. Para empurrar a peça de trabalho para fora, a prensa geralmente tem um dispositivo de nocaute colocado no controle deslizante. Conforme mostrado na Figura 46, o dispositivo rígido de nocaute consiste em uma haste de nocaute 4 que passa pelo controle deslizante e um parafuso de parada 3 fixado ao corpo da máquina.

Quando o controle deslizante desce para realizar a estampagem, a peça de trabalho é empurrada para cima pela haste ejetora 7 na matriz superior por meio da haste de saída 4 no controle deslizante. Quando o controle deslizante sobe e se aproxima do ponto morto superior, as duas extremidades da haste de batida 4 são bloqueadas pelo parafuso de parada 3 no corpo da máquina. À medida que o controle deslizante continua a subir, a haste de eliminação 4 se move para baixo em relação ao controle deslizante, empurrando a haste ejetora 7 na matriz superior para ejetar a peça de trabalho.

O curso máximo de trabalho da haste de extração 4 é H-h. Se a haste de saída 4 colidir com o parafuso de parada 3 muito cedo, ocorrerão acidentes com o equipamento. Portanto, ao trocar os moldes ou ajustar a altura de instalação da prensa, a posição do parafuso de parada 3 deve ser ajustada adequadamente.

1-Corpo da máquina
Assento de 2 paradas
3-Parafuso de parada
Haste de 4 encaixes
Pino de 5 paradas
6 controles deslizantes
7-Haste do ejetor

A Figura 47 mostra o estado inicial de funcionamento do dispositivo de prensagem.

a) Ponto morto inferior do curso
b) Ponto morto superior do curso
1-Parafuso de parada
2-Haste de fechamento
3-Haste do ejetor
4-Morte feminino
Peça com 5 carimbos
Material com 6 folhas
7-Punch

4. Instalação e ajuste do molde de obturação

A instalação e o ajuste da matriz de estampagem é uma parte importante da operação de estampagem. A qualidade da instalação e do ajuste afeta diretamente a segurança e a produção das peças processadas. A exatidão da instalação e do ajuste afeta diretamente a segurança do molde, do equipamento e dos trabalhadores da estamparia.

(1) Método de instalação do molde de obturação

O princípio geral de instalação da matriz na prensa é: primeiro, fixe a matriz superior no controle deslizante da prensa e, em seguida, ajuste a matriz inferior de acordo com a posição da matriz superior. Os ajustes correspondentes da prensa devem ser feitos durante o processo de instalação do molde.

A instalação de matrizes de corte pode ser dividida em matrizes de corte não guiadas e matrizes de corte guiadas.

1) Instalação de matrizes de cegueira não guiadas

A instalação de matrizes de corte não guiadas é relativamente complicada. O método é o seguinte:

① Preparação para a instalação do molde. Antes de instalar o molde, a prensa e o molde devem ser inspecionados. Os principais itens de inspeção incluem:

• A pressão nominal da prensa selecionada deve ser 1,2 a 1,3 vezes maior do que a força de processo do molde.
• As posições dos furos de montagem (ranhuras) do molde devem corresponder às da prensa.
• O tamanho do orifício de sucata na mesa de trabalho da prensa deve ser maior do que o tamanho do produto e da sucata. Se a peça de trabalho ou o refugo cair diretamente sobre a mesa de trabalho, deve-se reservar um espaço para a remoção manual.
• O tamanho da mesa de trabalho e a superfície inferior do controle deslizante da prensa devem corresponder à matriz instalada, e deve haver alguma folga. Em geral, a mesa de trabalho da prensa deve ser 50-70 mm maior do que o tamanho da placa da matriz.
• O comprimento e o diâmetro da haste de ejeção da matriz devem corresponder ao mecanismo de batida da prensa.

Além disso, os operadores devem estar familiarizados com a forma, a precisão dimensional e os requisitos técnicos das peças a serem perfuradas, entender os documentos relevantes do processo das peças perfuradas e o conteúdo de processamento do processo atual; estar familiarizados com o tipo, a estrutura, o princípio de funcionamento e as características de uso da matriz de corte utilizada. Por fim, o molde e a mesa de trabalho da prensa devem ser limpos e o estado de funcionamento da prensa deve ser verificado.

② Verifique as condições de instalação da matriz. A altura fechada da matriz deve corresponder à altura de instalação da prensa. Antes de instalar a matriz, sua altura fechada deve ser medida. O valor da altura fechada H₀ do molde deve atender aos seguintes requisitos:

H_min+10mm≤H₀≤H_máximo-5 mm

Fórmula

• H₀-Altura fechada do molde (mm);
• H_máximo-Altura máxima fechada da prensa (mm);
• H_min-Altura mínima de fechamento da prensa (mm).

Se a altura fechada do molde for muito pequena e não atender aos requisitos acima, uma almofada de aterramento pode ser adicionada à mesa de trabalho da prensa para atender aos requisitos acima antes de instalar o molde, conforme mostrado na Figura 48.

1-Feixe de ejeção
Bloco de fixação com alça de 2 moldes
3 almofadas
4-Mesa de trabalho

O significado das outras dimensões mostradas na figura é:

• N - Curso da barra transversal atingida;
• M - Distância entre a barra transversal de batida e a superfície inferior do controle deslizante;
• h - Profundidade do furo da alça da matriz ou a altura da alça da matriz;
• d - Diâmetro do orifício da alça da matriz ou da alça da matriz;
• k×s - Dimensões da superfície da base do controle deslizante;
• L - Distância da superfície da bancada de trabalho até o trilho de guia do controle deslizante;
• l - Quantidade de ajuste da altura do molde (ajuste da altura fechada);
• a×b - Dimensões da placa de apoio;
• D - Diâmetro do orifício da placa de apoio;
• a₁×b₁ - Dimensões do orifício da bancada de trabalho;
• A×B - Dimensões da bancada de trabalho.

Quando vários conjuntos de matrizes são instalados na mesma máquina de prensa para estampagem em várias estações, a altura de fechamento de cada conjunto de matrizes deve ser a mesma.

③ Instale a matriz. Após concluir o trabalho de preparação para a instalação de cada matriz, prossiga com a instalação da matriz de acordo com as etapas a seguir.

Coloque a matriz no centro da máquina de prensagem, conforme mostrado na Figura 49. As matrizes superior e inferior são sustentadas por blocos 3.

1-Papelão duro
2-Die
3 blocos
4-Pressione o controle deslizante da máquina
5 socos
6-Modelo superior
7-Nut
8-Placa de pressão
9-Ferro de apoio
Parafuso 10-T

Solte a porca do controle deslizante da máquina de prensagem 4 e, manualmente ou com um pé de cabra, gire o volante da máquina de prensagem para abaixar o controle deslizante da máquina de prensagem 4 até que ele entre em contato com o gabarito superior 6 e a alça da matriz entre no orifício da alça da matriz do controle deslizante da máquina de prensagem 4.

Se o controle deslizante da máquina de prensagem 4 ajustado para a posição mais baixa, de acordo com os requisitos acima, ainda não conseguir entrar em contato com o gabarito superior 6, ajuste o parafuso na biela da máquina de prensagem para que o controle deslizante da máquina de prensagem 4 entre em contato com o gabarito superior 6. Se o ajuste da haste de conexão para o ponto mais baixo ainda não conseguir fazer com que o controle deslizante da máquina de prensagem 4 entre em contato com o gabarito superior 6, adicione blocos na parte inferior do gabarito inferior para elevar o gabarito inferior até que ele entre em contato.

Depois de ajustar a altura do controle deslizante 4 da máquina de prensagem, prenda a alça da matriz ao controle deslizante 4 da máquina de prensagem.

④ Ajuste o espaço da matriz. Após a conclusão da instalação da matriz na máquina de prensagem, ajuste a folga entre o punção e a matriz, ou seja, coloque papelão duro 1 ou folha de cobre com espessura equivalente ao valor da folga de um lado entre o punção e a matriz na borda de corte da matriz 2 e use o método de túnel de luz para ajustar a folga entre o punção e a matriz para torná-la uniforme.

⑤ Fixe a matriz. Depois de ajustar a folga, insira o parafuso em T 10 na ranhura da mesa da máquina de prensagem e prenda firmemente a matriz inferior à máquina de prensagem por meio da placa de pressão 8, dos blocos 9 e das porcas 7. Observe que os parafusos devem ser fixados de forma simétrica e alternada.

⑥ Teste da matriz. Após concluir todo o trabalho acima, a máquina de prensagem pode ser iniciada para realizar um teste de funcionamento da matriz. Durante a execução do teste, se o espaço entre o punção e a matriz Se precisar de ajuste, afrouxe levemente a porca 7 e martele suavemente o gabarito inferior na direção do ajuste com um martelo, de acordo com a distribuição da folga do punção e da matriz, até que a folga esteja adequada.

⑦ Produção formal. Depois que a peça de trabalho de teste for inspecionada e aprovada pela autoinspeção e pela equipe de inspeção, a produção em massa poderá ser iniciada.

2) Método de instalação da matriz de corte guiada

Para as matrizes de corte guiadas, devido à orientação dos postes-guia e das luvas-guia, a instalação e o ajuste são mais convenientes e fáceis em comparação com as matrizes de corte não guiadas. Os principais pontos de instalação são:

• De acordo com os requisitos de instalação das matrizes de corte não guiadas, faça os preparativos técnicos antes de instalar a matriz, limpe a matriz e a mesa da máquina de prensagem e inspecione a máquina de prensagem.
• Coloque a matriz no estado fechado na mesa da máquina de prensagem.
• Separe as matrizes superior e inferior e apoie a matriz superior com blocos de madeira ou ferro de apoio.
• Abaixe o controle deslizante da máquina de prensagem até o ponto morto inferior e ajuste-o para entrar em contato com o plano superior do gabarito superior da matriz, conforme mostrado na Figura 50.
• Fixe separadamente as matrizes superior e inferior no controle deslizante da máquina de prensagem e na mesa da máquina de prensagem. Os parafusos devem ser fixados de forma simétrica e alternada. Ao ajustar a posição do controle deslizante da máquina de prensagem, certifique-se de que, no ponto morto superior, o punção não se projete além da placa guia ou que a luva guia não desça mais do que 1/3 do comprimento da coluna guia.
• Depois que a matriz estiver firmemente fixada, realize um teste de funcionamento e, após um teste bem-sucedido, prossiga para a produção formal.

(2) Pontos-chave do ajuste da matriz de corte

Os principais pontos de ajuste da matriz de corte são:

1) Ajuste a profundidade de encaixe do punção e da matriz

Ajuste as matrizes superior e inferior da matriz de corte para garantir a profundidade adequada de engate entre as peças de trabalho das matrizes superior e inferior. Ela não deve ser muito profunda nem muito rasa, com o objetivo de produzir peças adequadas. Em geral, a matriz de corte garante que o punção entre na matriz a uma profundidade de 0,5 a 1 mm e, para matrizes de liga dura, não deve exceder 0,5 mm. A profundidade de ajuste do punção e da matriz é obtida ajustando-se o comprimento da haste de conexão da máquina de prensagem.

2) Ajuste a folga entre o punção e a matriz

A matriz de corte deve garantir um espaço uniforme ao redor do punção e da matriz. Folgas inadequadas ou irregulares afetarão diretamente a qualidade das peças estampadas.

Para as matrizes de corte de componentes guiados, a instalação e o ajuste são relativamente convenientes, desde que a precisão do movimento do componente de guia seja garantida, pois o ajuste entre os componentes de guia (como colunas e buchas de guia) é relativamente preciso, garantindo uma folga de ajuste uniforme entre as matrizes superior e inferior.

Para matrizes de corte não guiadas, uma folha de cobre puro ou papelão duro pode ser revestido ao redor da borda de corte da matriz para ajuste (a espessura da folha de cobre puro ou do papelão duro é equivalente à lacuna de um lado entre o punção e a matriz). Quando a espessura do blank da peça estampada for superior a 1,5 mm, devido à maior folga da matriz, o método de revestimento mencionado acima poderá ser usado para ajuste.

No caso de matrizes de corte de peças mais finas, a matriz pode ser ajustada pelo operador de estamparia observando o tamanho da folga em torno do punção e da matriz correspondentes. Se for constatado que a folga entre o punção e a matriz é relativamente grande em uma determinada direção, a matriz superior deve ser fixada primeiro e a matriz inferior deve ser afrouxada. Em seguida, usando um martelo, bata suavemente na lateral da matriz inferior na direção em que a folga deve ser reduzida. Após o ajuste adequado, repita a observação da folga em torno do punção e da matriz correspondentes até que ela fique uniforme.

Para matrizes de corte com bordas de corte retas, o método de transmissão de luz e o teste do calibrador de folga podem ser usados para ajustar a folga. Quando o punção e a matriz estiverem centralizados e a folga for uniforme, use parafusos para prender a matriz à prensa para o teste de puncionamento.

Após a punção de teste, inspecione as peças puncionadas de teste para verificar se há rebarbas significativas e superfícies de corte ásperas. Se não for adequado, afrouxe a matriz inferior e continue a ajustar de acordo com o método anterior até que a folga seja adequada.

Para facilitar o ajuste da folga das matrizes de corte não guiadas na produção futura, o método de pressionar uma folha de cobre puro ou uma folha de papel duro com espessura igual à folga de um lado do punção e da matriz na cavidade da matriz junto com o punção pode ser usado para reduzir a carga de trabalho de ajuste da matriz de corte.

3) Ajuste o dispositivo de posicionamento

Os componentes de posicionamento da matriz de corte incluem principalmente pinos de posicionamento, blocos de posicionamento e placas de posicionamento. Ao ajustar a matriz de corte, verifique se os componentes de posicionamento atendem aos requisitos de posicionamento e se o posicionamento é confiável. Se as posições dos componentes de posicionamento não forem adequadas, eles devem ser cortados durante o ajuste e, se necessário, substituídos.

4) Ajuste o sistema de decapagem

O ajuste do sistema de decapagem envolve principalmente verificar se a placa de decapagem ou o ejetor funciona sem problemas, se as molas de decapagem e a elasticidade da borracha são suficientes, se o curso de decapagem é adequado, se os orifícios de sucata estão desobstruídos e se as hastes de punção e as hastes de empurrador podem descarregar peças e resíduos sem problemas. Se forem encontradas falhas, devem ser feitos ajustes e, se necessário, substituições.

5. Precauções para operações de apagamento

O equipamento usado para o corte de chapas inclui principalmente várias prensas de manivela. Durante a operação, primeiro é necessário conhecer o desempenho e as características do equipamento usado e dominar seus métodos de operação. Em segundo lugar, também é importante entender o desempenho e as características da matriz usada para o corte e ser capaz de instalá-la e ajustá-la. Além disso, ao realizar operações de corte, deve-se prestar atenção ao cumprimento dos procedimentos operacionais, sendo que os principais requisitos são os seguintes pontos.

(1) Requisitos antes do trabalho

• Preparar o equipamento de proteção individual e as ferramentas a serem usadas.
• Verifique os registros de transferência de turno e preste atenção a qualquer problema não resolvido do turno anterior.
• Verifique se as peças facilmente soltas do equipamento estão apertadas.
• Verifique se a pressão nos sistemas de óleo e gás é adequada e se há algum vazamento nos dutos.
• Lubrifique o equipamento conforme necessário.
• Revisar os arquivos de processo e as folhas de tarefas de produção, incluindo: verificar os moldes usados e seu status de instalação, verificar a especificação e o grau do material, a quantidade de peças de corte e outros itens relevantes especificados nos arquivos de processo.

(2) Requisitos durante o trabalho

1) Conecte a energia e, depois que o volante girar normalmente, faça a prensa funcionar vazia algumas vezes para verificar se a embreagem, o freio e o sistema de controle são sensíveis e confiáveis; verifique se os dispositivos de segurança são eficazes; ao mesmo tempo, observe se o molde funciona normalmente.

2) Teste várias peças de trabalho, faça a autoinspeção e peça ao inspetor para verificá-las. Somente prossiga com a produção normal se elas estiverem qualificadas.

3) Durante o trabalho, se ocorrerem problemas de qualidade ou operação anormal da prensa, mau funcionamento dos controles ou resposta insensível da embreagem e do freio, pare a máquina imediatamente. É estritamente proibido operar o equipamento com falhas.

(3) Requisitos após a conclusão do trabalho

• Desengate a embreagem e desligue a energia.
• Limpe o local de trabalho, limpe a prensa e o molde e aplique óleo protetor conforme necessário.
• Registre cuidadosamente os detalhes da transferência de turno.

6. Defeitos comuns de peças de corte e soluções

Os defeitos comuns das peças de corte incluem rebarbas grandes e superfícies deformadas. Esses defeitos podem ser causados por problemas com o material de corte, ajuste ou problemas com o molde de corte ou negligência na operação. As soluções devem ser planejadas com base em uma análise cuidadosa das causas dos defeitos. Consulte a Tabela 7 para ver os defeitos comuns e as soluções para peças de corte.

Tabela 7 Defeitos comuns e soluções para peças de corte

IV. Corte de gás

O corte a gás usa a energia térmica de uma chama de oxi-acetileno ou de uma chama de gás liquefeito de oxigênio para pré-aquecer a área de corte de uma peça de trabalho a uma determinada temperatura e, em seguida, pulveriza um fluxo de gás de corte de alta velocidade para fazer o metal queimar e liberar calor, obtendo assim o corte.

O corte a gás tem as vantagens da praticidade e da forte adaptabilidade. Ele pode realizar o corte de todas as espessuras e tipos de aço carbono, inclusive chapas de aço e aço estrutural. Além disso, o corte a gás oferece baixos custos de produção.

O corte a gás é classificado de acordo com as diferentes chamas geradas pelos gases de corte, como o corte com chama oxi-acetilênica e o corte com gás liquefeito de petróleo e oxigênio. Com base nos métodos de operação, ele é dividido em corte manual a gás, corte semiautomático a gás e corte automático a gás CNC. O corte manual com gás oxiacetilênico é o método mais usado em processamento de chapas metálicas.

1. Equipamentos e ferramentas de corte a gás

Os equipamentos e as ferramentas usados para o corte a gás variam ligeiramente, dependendo do tipo de gás combustível usado. O equipamento de corte com chama de oxiacetileno consiste em um cilindro de oxigênio e um regulador de oxigênio, um cilindro de acetileno e um regulador de acetileno, um supressor de flashback e uma tocha, conforme mostrado na Figura 51.

1-Peça de trabalho
2-Torch
3-Mangueira
4 - Protetor de flashback
5-Regulador de acetileno
6-Regulador de oxigênio
7-Cilindro de oxigênio
8-Cilindro de acetileno

(1) Cilindro de oxigênio e cilindro de acetileno

O cilindro de oxigênio é um recipiente cilíndrico para armazenar oxigênio de alta pressão e é pintado de azul claro para identificação. A pressão máxima é de 16,7 MPa, com um volume de cerca de 40L e uma capacidade de gás de cerca de 6m³. O cilindro de oxigênio é um recipiente de alta pressão com riscos de explosão, exigindo precauções de segurança durante o uso. Ele deve ser manuseado com cuidado para evitar vibrações e impactos severos e mantido a mais de 5 metros de distância de chamas abertas ou fontes de calor durante a operação.

No verão, os cilindros de oxigênio devem ser protegidos da exposição ao sol e, no inverno, as válvulas congeladas não devem ser descongeladas com fogo, mas com água quente. O oxigênio no cilindro não deve ser completamente esgotado; a pressão residual deve ser mantida entre 98-196 kPa para evitar a entrada de outros gases e possíveis explosões.

Os cilindros de acetileno são recipientes especializados para armazenar e transportar acetileno. Eles se assemelham aos cilindros de oxigênio, mas são um pouco mais curtos (1,12 m) e têm um diâmetro maior (250 mm). A superfície é pintada de branco, com "acetileno" marcado em vermelho. Para garantir o armazenamento estável e seguro do acetileno, o cilindro é preenchido com um material poroso embebido em acetona.

Os cilindros de acetileno devem ser mantidos na posição vertical durante o manuseio, carregamento, descarregamento e uso, e nunca devem ser colocados no chão. O uso do acetileno requer um regulador de pressão; o uso direto é proibido.

(2) Regulador.

O regulador é um dispositivo que reduz o gás de alta pressão para gás de baixa pressão. Sua função é reduzir a pressão do gás de alta pressão do cilindro para a pressão de trabalho desejada e manter a estabilidade da pressão.

A Figura 52 mostra o princípio estrutural de um regulador de estágio único. Girar o parafuso de ajuste 1 no sentido horário abre a válvula de controle de pressão 8, permitindo que o gás de alta pressão do cilindro flua da câmara de alta pressão 7 através da válvula de controle de pressão 8 para a câmara de baixa pressão 12. O gás se expande, reduzindo a pressão para a pressão de trabalho, e então sai pela saída 11.

1 - Parafuso de ajuste
2-Mola de trabalho
Diafragma 3-Elástico
Haste de 4 transmissões
5-Medidor de alta pressão
6-Mola auxiliar
7-Câmara de alta pressão
8-Válvula de controle de pressão
9-Válvula de segurança
10 - Medidor de baixa pressão
11 tomadas
12-Câmara de baixa pressão

A pressão de trabalho é ajustada alterando a posição do parafuso de ajuste 1. A mola de trabalho 2 e a mola auxiliar 6 garantem que a válvula de controle de pressão 8 possa abrir automaticamente e manter o equilíbrio à medida que a pressão do cilindro diminui gradualmente, mantendo a pressão de trabalho estável.

Os reguladores para oxigênio e gás acetileno dissolvido devem ser reguladores especializados que correspondam às características de cada gás.

(3) Tocha e mangueira.

A função do maçarico é misturar oxigênio e acetileno na proporção correta para formar uma chama de pré-aquecimento e pulverizar oxigênio de alta pressão sobre a peça a ser cortada, fazendo com que o metal no jato de oxigênio queime, sopre e forme um corte.

A tocha de corte é dividida em dois tipos, tipo jato e tipo pressão igual, de acordo com os diferentes métodos de mistura de oxigênio e acetileno, conforme mostrado na Figura 53. Desses, a tocha de corte do tipo jato é a mais comumente usada e é adequada para gás acetileno de baixa ou média pressão. A Tabela 8 lista os modelos e parâmetros comuns da tocha de corte do tipo jato.

a) Princípio e formato do tipo de jato
b) Forma do tipo de pressão igual
1-Bocal de corte
2, 9-Tubo de mistura
Tubo de 3 jatos
4 bicos
5, 10-Válvula de oxigênio
6-Conduto de oxigênio
7-Conduto de acetileno
8-Válvula de acetileno

Tabela 8 Modelos e parâmetros comuns da tocha de corte tipo jato

Observação: No número do modelo, G representa a tocha de corte, 0 representa manual, 1 representa tipo de jato e os números a seguir representam a espessura máxima (mm) do aço de baixo carbono para corte a gás.

A Figura 53a mostra a tocha de corte do tipo jato. A tocha de corte tipo jato usa um tubo de jato fixo e, ao substituir os bicos de corte por diferentes diâmetros de orifício de oxigênio, pode atender às necessidades de corte de peças de trabalho de diferentes espessuras. Ela é amplamente utilizada na produção.

Ao trabalhar, o oxigênio de pré-aquecimento entra na câmara de mistura em alta velocidade, atrai o gás acetileno circundante e forma uma mistura com uma determinada proporção, que é pulverizada pelo bico de corte. Após a ignição, ele forma uma chama de pré-aquecimento. Em seguida, o oxigênio de corte sai do orifício central do bocal de corte por meio do tubo de oxigênio, formando um fluxo de oxigênio de corte de alta velocidade.

A Figura 53b mostra a tocha de corte do tipo pressão igual. O acetileno, o oxigênio de pré-aquecimento e o oxigênio de corte da tocha de corte do tipo pressão igual são introduzidos no bocal de corte por meio de tubulações separadas. O oxigênio de pré-aquecimento e o acetileno começam a se misturar no bocal de corte e, após serem pulverizados e inflamados, produzem uma chama de pré-aquecimento. Ele é adequado para gás acetileno de média pressão e é caracterizado por uma chama estável e não é propenso a flashback.

A mangueira de borracha usada para transportar oxigênio, gás acetileno ou gás liquefeito de petróleo para a tocha de corte é feita de borracha de alta qualidade com tecido ou fibra de algodão. A pressão de trabalho permitida para a mangueira de oxigênio é de 1,5 MPa e o diâmetro da mangueira é de 8 mm; a pressão de trabalho permitida para a mangueira de acetileno é de 0,5 MPa e o diâmetro da mangueira é de 10 mm. Para facilitar a identificação, a mangueira de oxigênio é vermelha e a mangueira de acetileno é verde.

2. Técnicas de operação de corte a gás

O corte geral de gás pode ser realizado de acordo com as etapas e os métodos a seguir:

(1) Preparação antes do corte a gás.

Limpe as manchas de óleo e a ferrugem na superfície da peça de trabalho e eleve a peça de trabalho a uma certa altura, deixando um certo espaço abaixo da peça de trabalho para facilitar a expulsão da escória de óxido.

Em seguida, verifique o formato da linha de fluxo de oxigênio de corte. Durante a inspeção, acenda a tocha de corte e ajuste a proporção da mistura de oxigênio e acetileno para tornar a chama de pré-aquecimento uma chama neutra. A maneira mais simples e prática de avaliar a natureza da chama de oxiacetileno é observar o seu formato.

O comprimento da chama neutra é moderado, com três partes distintas: o núcleo da chama, a chama interna e a chama externa (consulte a Figura 54a); a chama redutora é mais longa e mais brilhante, e a chama interna é mais proeminente (consulte a Figura 54b); a chama oxidante é mais curta, sem limite óbvio entre as chamas interna e externa, e o brilho é mais escuro (consulte a Figura 54c).

1 - Núcleo de chama
2-Chamas internas
3-Chamas externas

Depois de ajustar a chama de pré-aquecimento para uma chama neutra, libere repetidamente o oxigênio de corte e ajuste a válvula de ajuste da mistura para garantir que a chama de oxiacetileno possa permanecer neutra durante o processo de corte. Observe o formato do fluxo de ar de corte (comumente conhecido como linha de ar) de diferentes lados, exigindo que ele seja uniforme e claramente cilíndrico. Caso contrário, desligue o acetileno e o oxigênio e use uma agulha de limpeza para limpar o bocal de corte até obter o fluxo de ar de corte padrão.

(2) Corte de gás.

Se começar a cortar a partir da borda de uma chapa de aço, pré-aqueça a borda da chapa primeiro. Quando o ponto de pré-aquecimento ficar ligeiramente vermelho, mova o centro da chama de pré-aquecimento para fora da borda, abra lentamente a válvula de oxigênio de corte e observe a escória fundida oxidada saindo com o fluxo de oxigênio no corte. Quando o corte terminar, mova lentamente a tocha de corte para continuar o corte, conforme mostrado na Figura 55.

a), b) Pré-aquecimento
c) Recuar e liberar oxigênio
d) Iniciando o corte

O velocidade de corte deve ser determinado de acordo com a espessura da chapa de aço e os requisitos de qualidade da superfície de corte.

No trabalho real, há dois métodos para determinar se a velocidade de corte é adequada: Observar a estriação da superfície de corte. Se a estriação for uniforme e o arrasto for mínimo, isso indica que a velocidade de corte é adequada; durante o processo de corte, observe o corte da parte superior ao longo da direção do fluxo de ar de corte. Se a velocidade de corte for adequada, o fluxo de ar no local do corte deverá ser suave, sem dobras evidentes.

Para utilizar totalmente a chama de pré-aquecimento e melhorar a eficiência durante o corte, o bocal de corte pode ser inclinado para trás em 0°~30° na direção oposta ao progresso do corte, de acordo com a espessura da chapa de aço que está sendo cortada; quanto mais fina a chapa de aço, maior o ângulo, conforme mostrado na Figura 56.

Se for necessário fazer um furo em uma determinada posição no meio da chapa de aço, deve-se prestar atenção ao controle da distância e do ângulo do bocal de corte em relação à chapa de aço ao abrir o oxigênio de corte para evitar que a escória respingada bloqueie o bocal de corte, conforme mostrado na Figura 57.

a) Pré-aquecimento
b) Levantamento do bocal de corte
c) Inicie o corte de oxigênio, mova a tocha para trás
d) Inclinar a tocha

A postura para segurar a tocha durante o corte a gás é: segure o cabo da tocha com a mão direita, apoie a válvula de ajuste de oxigênio de corte com os dedos polegar, indicador e médio da mão esquerda. Seja em pé ou agachado, mantenha um centro de gravidade estável, relaxe os músculos dos braços, respire naturalmente, segure a tocha com firmeza e mova os dois braços lentamente de acordo com os requisitos de velocidade de corte ou siga o movimento do corpo. O corpo principal da tocha deve estar paralelo à superfície superior do objeto que está sendo cortado.

Durante o processo de corte, o tiro pela culatra geralmente ocorre devido ao fornecimento insuficiente de oxigênio ou gás acetileno, à escória que bloqueia o bico de corte ou ao superaquecimento da cabeça do bico. Nesse caso, a fonte de gás deve ser fechada com urgência. A sequência correta é a seguinte: Primeiro, feche a válvula de gás acetilênico para cortar a fonte de gás inflamável e, em seguida, feche a válvula de gás misto. Após identificar e solucionar a causa, reacenda e continue trabalhando.

(3) Fim do corte de gás.

Depois de cortar até o ponto final, feche a válvula de oxigênio de corte e levante a tocha simultaneamente. Se não for necessário para uso posterior, feche primeiro a válvula de gás acetileno e, por fim, feche a válvula de ajuste de gás misto. Solte o parafuso de ajuste do regulador de pressão e feche as válvulas do gás acetileno e do cilindro de oxigênio. Após o término do trabalho, remova a tocha e o regulador de pressão e guarde-os adequadamente, enrole as mangueiras de borracha do acetileno e do oxigênio e limpe o local de trabalho.

3. Corte a gás de aço com baixo teor de carbono

O corte com gás de chama oxiacetilênica é usado principalmente para cortar aço de baixo carbono e aço de baixa liga. É amplamente utilizado para cortar chapas e perfis de aço para preparação de material e chanfro de soldas antes de soldar e cortar várias chapas de formato complexo.

(1) Corte a gás de chapas de aço

O corte com gás de chama oxiacetilênica pode cortar chapas de aço de baixo carbono de diferentes espessuras, e os métodos de operação são diferentes.

1) Corte a gás de chapas de aço de 4 a 25 mm de espessura.

Para o corte a gás de chapas de aço de 4 a 25 mm de espessura, pode ser selecionada uma tocha de corte do tipo G01-100. Durante a preparação do material, certifique-se de que o comprimento do fluxo de ar de corte (linha de vento) seja superior a 1/3 da espessura da chapa que está sendo cortada. A distância entre o bico de corte e a peça de corte é aproximadamente igual ao comprimento do núcleo da chama mais 2 a 4 mm. Para aumentar a eficiência do corte, o bocal de corte pode ser inclinado para trás em um ângulo de 20°~30° durante o corte a gás.

2) Corte a gás de chapas de aço finas.

Para o corte a gás de chapas de aço finas, geralmente são selecionados um maçarico de corte do tipo G01-30 e um bico de corte nº 2. Para obter melhores resultados, a energia da chama de pré-aquecimento deve ser pequena, o bico de corte deve ser inclinado na direção oposta ao progresso e formar um ângulo de 25°~45° com a placa de aço, a distância entre o bico de corte e a superfície da peça de corte deve ser de 10~15 mm e a velocidade de corte deve ser a mais rápida possível.

3) Corte a gás de chapas grossas de aço.

Ao cortar a gás chapas de aço grossas, primeiro comece o pré-aquecimento no canto da borda da peça de corte (consulte a Figura 58a). Depois de pré-aquecer até a temperatura de corte, aumente gradualmente o oxigênio de corte e incline o bocal de corte em direção à peça de corte (consulte a Figura 58b). Depois que a borda da peça de corte for totalmente penetrada, aumente o fluxo de oxigênio de corte e deixe o bico de corte perpendicular à superfície da peça de corte. Ao mesmo tempo, mova o bocal de corte ao longo da linha de corte. A velocidade de corte deve ser lenta e o bico de corte deve realizar uma oscilação transversal em forma de crescente (consulte a Figura 58c).

4) Corte de furos em chapas de aço.

Ao cortar componentes do tipo anel de flange a gás, como é impossível iniciar o corte pela borda da chapa, a operação de corte deve começar pelo meio da chapa de aço. Depois de criar um furo na chapa de aço, siga a linha de corte para cortar.

O método para fazer um furo na chapa de aço é mostrado na Figura 59. Primeiro, pré-aqueça a área onde é necessário fazer o furo na chapa de aço, segure o bico de corte perpendicularmente à chapa de aço (veja a Figura 59a) e, depois de aquecido até a temperatura de corte, levante o bico de corte a aproximadamente 15 mm de distância da chapa de aço (veja a Figura 59b) e, em seguida, abra lentamente a válvula de oxigênio de corte e incline ligeiramente o bico de corte (veja a Figura 59c).

a) Pré-aquecimento
b) Levante o bocal de corte
c) Abra lentamente a válvula de oxigênio de corte

Durante todo o processo de perfuração, tome cuidado para não ficar de frente para a superfície da chapa de aço para evitar ser escaldado por respingos de escória.

5) Corte a gás de placas de aço de várias camadas.

Ao cortar a gás várias chapas de aço em camadas com o mesmo formato, as chapas de aço geralmente são empilhadas para concluir o corte de várias chapas de uma só vez. Para o corte de placas de aço de várias camadas, as placas devem ser pressionadas firmemente juntas, portanto, é necessário um dispositivo de pressão (consulte a Figura 60a), e a ferrugem e a sujeira na superfície da placa de aço devem ser limpas.

A camada superior das chapas de aço deve ser movida um pouco para fora (veja a Figura 60b) para facilitar o início do corte a gás. Os parâmetros de corte devem ser determinados de acordo com a espessura total das placas de aço multicamadas. Para evitar o derretimento excessivo da camada superior das placas de aço, uma placa de aço plana pode ser usada como placa de cobertura para o corte.

(2) Corte a gás de tubos de aço

Durante o corte a gás de tubos de aço, a chama de pré-aquecimento deve estar perpendicular à superfície do tubo de aço. Depois de totalmente cortado, incline o bico de corte gradualmente até que esteja próximo da direção tangente do material do tubo e, em seguida, continue o corte.

A Figura 61a mostra o corte a gás de um tubo de aço fixo, iniciando o pré-aquecimento pela parte inferior do material do tubo (visto de baixo) na direção indicada por 1 na figura. Ao cortar a parte superior do material do tubo, feche o oxigênio de corte, mova a tocha para a parte inferior do material do tubo novamente e continue cortando na direção indicada por 2 na figura.

A Figura 61b mostra o corte a gás do material do tubo rotativo. Inicie o pré-aquecimento pela lateral do tubo de aço e corte ao longo da direção de corte mostrada na figura. Após cortar uma seção, pare temporariamente, gire levemente o material do tubo e, em seguida, continue o corte. O material do tubo de diâmetro menor pode ser cortado em 2 ou 3 tentativas, enquanto o material do tubo de diâmetro maior pode exigir várias tentativas, mas quanto menos, melhor.

(3) Corte a gás de aço redondo

Para o corte a gás de aço redondo, inicie o pré-aquecimento de um lado do aço redondo. A chama de pré-aquecimento deve estar perpendicular à superfície do aço redondo. No início do corte a gás, abra simultaneamente a válvula de oxigênio de corte e gire o bico de corte para que fique perpendicular ao solo. Depois que o aço redondo for cortado, mova o bico de corte para a frente e faça movimentos horizontais leves.

É melhor concluir o corte do aço redondo de uma só vez. Se o diâmetro do aço redondo for grande e não puder ser cortado em uma única tentativa, o método de corte por segmentação pode ser usado, conforme mostrado na Figura 62. Os números na figura indicam a sequência de corte durante o corte de segmentação do aço redondo.

(4) Corte a gás de vigas I

Ao cortar a viga I com gás, o princípio é cortar de baixo para cima, conforme mostrado na Figura 63. Dessa forma, o material restante não cairá e danificará o corte ou causará outros acidentes. Durante o corte a gás, o bocal de corte deve estar perpendicular à linha de corte.

1-Completar um lado do flange inferior e da alma em um único corte
2-Corte a gás do outro lado do flange inferior
3 - Por último, corte a gás o flange superior

(5) Corte a gás de canal de aço

Ao cortar aço de canal a gás ao longo de uma linha reta, o bocal de corte deve estar perpendicular à superfície de corte (veja a Figura 64a). Para cortes inclinados, o bocal deve ser perpendicular à alma e, para os outros dois flanges, o bocal deve seguir a direção da linha inclinada na alma para o corte a gás (veja a Figura 64b).

(6) Corte a gás das ranhuras de solda

Em comparação com o corte a gás geral, o corte a gás de ranhuras de solda deve ser um pouco mais rápido, com uma potência de chama de pré-aquecimento maior e uma pressão de oxigênio de corte um pouco maior. A Figura 65a mostra a forma usada para cortar ranhuras com gás em chapas e tubos de aço, enquanto o método da Figura 65b é usado principalmente para cortar ranhuras em tubos.

Ao usar o método mostrado na Figura 65b para cortar ranhuras de tubos a gás, a potência da chama de pré-aquecimento é menor do que quando se usa o método mostrado na Figura 65a, evitando a queima da borda romba.

4. Precauções para operações de corte a gás

O acetileno usado no corte a gás é um gás inflamável e explosivo, enquanto o oxigênio é um gás com um forte efeito de suporte à combustão e maior pressão. Os cilindros de oxigênio, os cilindros de acetileno e os geradores de acetileno são todos vasos de pressão que apresentam certos riscos durante o transporte, o armazenamento e o uso.

Além disso, como são usadas chamas abertas durante o corte a gás, a temperatura é alta e uma grande quantidade de escória derretida espirra ao redor, aumentando o risco de incêndio e explosão. Portanto, deve-se dar atenção especial à segurança e à produção civilizada durante as operações de corte a gás.

Por outro lado, a qualidade das peças cortadas no corte a gás está intimamente relacionada à seleção dos parâmetros do processo de corte e à postura da operação manual. Para garantir a qualidade das peças cortadas, deve-se prestar atenção também à seleção da especificação do processo de corte a gás durante as operações de corte a gás.

(1) Precauções de segurança para operações de corte de gás

Para garantir a segurança durante as operações de corte de gás, as principais precauções a seguir devem ser observadas:

1) A área de trabalho de corte a gás deve atender aos requisitos de segurança e ser equipada com as instalações de combate a incêndio necessárias. A área deve estar livre de materiais inflamáveis e explosivos, ser bem ventilada e manter um certo nível de umidade. É estritamente proibido que os jatos de corte e a escória derretida entrem em contato direto com as superfícies de cimento. O gerador de acetileno, os cilindros de acetileno e os cilindros de oxigênio devem ser mantidos a uma distância segura da área de trabalho, geralmente de 10 metros ou mais.

2) As chapas ou seções de aço que estão sendo cortadas na área de trabalho devem ser bem organizadas e colocadas de forma estável. Deve haver um certo espaço atrás da área de corte para facilitar a descarga da escória derretida e evitar o acúmulo de acetileno, que poderia causar uma explosão.

A sucata e a escória residual geradas após o corte devem ser limpas imediatamente. Durante a operação, a direção de distribuição dos dispositivos de prevenção contra incêndio, das mangueiras de oxigênio e acetileno deve ser razoável para evitar que eles sejam inflamados pela escória derretida ou esmagados pelas peças cortadas.

3) Os dispositivos e equipamentos de segurança usados no corte de gás devem ser seguros e confiáveis. Por exemplo, os dispositivos de prevenção contra incêndio devem ser sensíveis e eficazes, os redutores de pressão devem ser exibidos com precisão e calibrados regularmente. Os cilindros de oxigênio e os cilindros de acetileno devem ter locais de colocação fixos, ser organizados de forma organizada e ser fixados com suportes especiais para evitar que escorreguem ou rolem.

4) Os operadores devem ser treinados e qualificados antes de realizar o trabalho de corte a gás e devem seguir rigorosamente os procedimentos de operação de segurança para corte a gás. O uso não autorizado de ferramentas e equipamentos de corte a gás por outras pessoas é estritamente proibido. Durante a operação, os equipamentos de proteção individual (como óculos de solda a gás, roupas de trabalho, luvas de solda e sapatos de isolamento necessários, proteções etc.) devem estar limpos e completos.

(2) Precauções de qualidade para operações de corte a gás

Para garantir a qualidade das peças cortadas durante as operações de corte a gás, as seguintes precauções também devem ser observadas:

1) As especificações apropriadas da tocha de corte e do bocal devem ser selecionadas com base na espessura da chapa ou seção de aço que está sendo cortada.

2) Escolha corretamente a especificação do processo de corte a gás. Ao cortar com uma chama oxi-acetilênica, a distância entre o bocal e a superfície da peça de trabalho é geralmente de 3 a 5 mm e, para chapas finas com espessura inferior a 4 mm, é escolhida uma distância de 10 a 15 mm. A pressão do gás para o corte manual é mostrada na Tabela 9. O ângulo de inclinação do bocal em relação à superfície da peça de trabalho é mostrado na Tabela 10.

Tabela 9 Pressão do gás para corte manual

Tabela 10 Ângulo de inclinação do bocal em relação à superfície da peça de trabalho

Durante o corte a gás, uma pressão de oxigênio excessivamente baixa pode causar combustão incompleta do metal, reduzindo a velocidade de corte e causando aderência de escória entre os cortes. Por outro lado, uma pressão de oxigênio excessivamente alta pode fazer com que o excesso de oxigênio atue como refrigerante, resultando em uma superfície irregular do corte.

O comprimento ideal do jato de oxigênio de corte é de cerca de 500 mm com um contorno claro, garantindo um sopro suave da escória e cortes limpos com bordas afiadas. Caso contrário, ocorrerá grave aderência da escória e largura de corte irregular.

3) Deve-se usar oxigênio puro para o corte. Se a pureza for inferior a 98%, as impurezas no oxigênio, como o nitrogênio, absorverão o calor durante o corte, formando outros filmes compostos na superfície de corte, dificultando a combustão do metal, reduzindo a velocidade de corte e aumentando o consumo de oxigênio.

4) As chapas a serem cortadas devem ser quimicamente descalcificadas para remover qualquer camada de óxido; caso contrário, poderá ocorrer um tiro pela culatra, afetando a qualidade do corte.

5) No caso de aços sensíveis ao endurecimento, as bordas dos cortes a gás devem ser submetidas à inspeção de rachaduras na superfície e a testes de dureza de acordo com as normas pertinentes. Se a temperatura ambiente for baixa durante o corte a gás, pré-aqueça a área de corte antes de cortar.

A qualidade da superfície de corte a gás é avaliada com base na planicidade da superfície de corte, na profundidade das marcas de corte e na distância mínima entre os entalhes. Além disso, os desvios dimensionais são problemas comuns de qualidade no corte a gás. A Tabela 11 lista os defeitos comuns das superfícies de corte com chama oxi-acetilênica e suas causas.

Tabela 11 Defeitos da superfície de corte com chama oxiacetilênica e suas causas

(3) Condições para corte de metal a gás

Nem todos os metais podem ser cortados por meio de corte a gás. Os metais para corte a gás devem atender às seguintes condições:

1) O ponto de ignição do metal deve ser inferior ao seu ponto de fusão. Se o ponto de ignição do metal for mais alto do que o ponto de fusão, o metal derreterá antes de atingir o ponto de ignição, resultando em um corte por fusão com cortes irregulares que não atendem aos requisitos de corte, ou pode não ser cortado.

2) O ponto de fusão do óxido metálico deve ser menor do que o do próprio metal. Isso garante que o óxido de metal possa ser removido a tempo, expondo uma nova superfície de metal e permitindo o corte contínuo. Caso contrário, se o óxido de metal tiver um ponto de fusão alto e cobrir a superfície metálica aquecida, ele impedirá o contato entre o metal subjacente e o oxigênio de corte, dificultando o corte a gás.

De acordo com as condições dos metais de corte a gás, o corte a gás é usado principalmente para aço carbono e aço de baixa liga, como aço de baixo carbono, aço de alto manganês, aço de baixo cromo, aço de baixa liga de cromo-molibdênio e cromo-níquel e ligas de titânio. O corte a gás é geralmente difícil para aço de alto carbono e aço de baixa liga de alta resistência. Materiais como ferro fundido, aço inoxidável, cobre e alumínio não podem ser cortados com gás. A Tabela 12 mostra o desempenho do corte a gás de diferentes metais.

Tabela 12 Desempenho de corte a gás de diferentes metais