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Principais equipamentos para estampagem eficiente de chapas metálicas

E se as máquinas nos bastidores pudessem aumentar a eficiência e a precisão na fabricação como nunca antes? Neste artigo, exploramos os equipamentos essenciais para a estampagem de chapas metálicas, desde o desbobinamento e o corte até a dobra e a prensagem. Saiba mais sobre os últimos avanços e como eles podem otimizar seu processo de produção, garantindo qualidade e economia. Mergulhe no mundo das prensas mecânicas, máquinas CNC e ferramentas auxiliares para descobrir as tecnologias que estão moldando a metalurgia moderna.

Última atualização:
28 de junho de 2024
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Índice

A configuração do equipamento de produção de estamparia deve ser considerada de forma holística, levando em conta as características das peças estampadas e o volume de produção. As peças estampadas dos vagões de passageiros são caracterizadas por uma grande variedade e pequenas quantidades.

Portanto, ao configurar o equipamento de produção de estampagem, é necessário considerar o atendimento às necessidades de produção da maioria das peças estampadas de fabricação própria e, ao mesmo tempo, atender aos requisitos econômicos.

Os princípios de configuração equipamento de estampagem para carros de passageiros ferroviários são os seguintes:

1) O equipamento de produção deve ser capaz de atender às necessidades de fabricação das principais peças estruturais relacionadas à segurança operacional dos vagões de passageiros.

2) Dadas as características de múltiplas variedades e produção de pequenos lotes, é essencial selecionar equipamentos versáteis e flexíveis que possam realizar várias tarefas.

3) Para equipamentos especializados, como dobradeiras, devem ser considerados processos alternativos ou, em caso de mau funcionamento, o equipamento substituto deve continuar a produção.

A seguir, apresentarei o equipamento de estampagem comumente usado para a produção de peças estampadas para vagões ferroviários de passageiros.

Equipamento de desenrolamento de placas de aço

Placa de aço desenrolar O equipamento é usado para desenrolar materiais de bobina de aço. O volume de produção de peças estampadas para vagões de passageiros é pequeno e as especificações das chapas necessárias são diversas, o que torna a aquisição um desafio. Se as especificações forem reduzidas, a taxa de utilização do material diminuirá, resultando em aumento de custos.

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

O equipamento de desenrolamento usado pelos fabricantes de vagões de passageiros foi projetado para desenrolar materiais de bobina com espessura inferior a 6 mm. A Figura 3-13 mostra a linha de desenrolamento de placas de aço, e a Tabela 3-33 lista os parâmetros básicos da linha de desenrolamento de placas de aço.

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

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

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

Equipamento de corte

Isso é usado principalmente para preparar a matéria-prima para o processamento subsequente. Além dos equipamentos de corte tradicionais, nos últimos anos houve o advento de dispositivos de corte CNC, como cortadores a laser e cortadores a jato de água de alta pressão. Essas inovações integraram as etapas de processamento de chapas planas, permitindo a conclusão do processamento em um único momento.

A Figura 3-14 mostra um CNC tosquia e a Tabela 3-34 fornece a finalidade e os parâmetros básicos da máquina de corte.

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

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

Número de sérieNome do equipamentoDescrição do equipamento
1Máquina de corte de chapas finas CNC(1) Usado para cisalhar e cortar chapas de aço com espessura de ≤10 mm
(2) Espessura máxima de cisalhamento: 10 mm para aço carbono, 6 mm para aço inoxidável
(3) Comprimento máximo de cisalhamento: 4000 mm
(4) Equipado com dispositivo antitorção
(5) Equipado com dispositivo de suporte de material traseiro
(6) O ângulo de cisalhamento e a folga da lâmina podem ser ajustados com o controle CNC
2Máquina de corte de chapas grossas CNC(1) Usado para cisalhar e cortar chapas de aço com espessura de ≤16 mm
(2) Espessura máxima de cisalhamento: 16 mm para aço carbono, 8 mm para aço inoxidável
(3) Comprimento máximo de cisalhamento: 4000 mm
(4) Equipado com dispositivo de suporte de material traseiro
(5) O ângulo de cisalhamento e a folga da lâmina podem ser ajustados com o controle CNC

A Figura 3-15 representa o equipamento de corte e corte em branco CNC, enquanto a Tabela 3-35 fornece os tipos de equipamento de corte e seus parâmetros fundamentais.

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

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

Tabela 3-35 Tipos de equipamentos de corte e seus parâmetros fundamentais

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

Máquina de nivelamento

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

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

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

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

Número de sérieNome do equipamentoDescrição do equipamento
1Nivelador de placa fina(1) Usado para placas de nivelamento com espessura de 0,5 a 8 mm
(2) A largura máxima de nivelamento é de 1500 mm
(3) O comprimento mínimo de nivelamento é de 100 mm
(4) A precisão do nivelamento é de 1 mm/m
(5) A resistência máxima de rendimento da placa de aço para nivelamento é de 800 MPa
2Nivelador de placa grossa(1) Usado para placas de nivelamento com espessura de 6 a 22 mm
(2) A semilargura máxima de nivelamento é de 2000 mm
(3) O comprimento mínimo de nivelamento é de 400 mm
(4) A precisão do nivelamento é de 1 mm/m
(5) A resistência máxima de rendimento da placa de aço para nivelamento é de 800 MPa
3Máquina de alisamento(1) Usado para endireitar vários tipos de aço
(2) A força nominal é de 2000kN

Prensas mecânicas

A Tabela 3-37 apresenta os parâmetros das prensas mecânicas. Essas prensas são usadas principalmente para operações de puncionamento e conformação. Com base nos tipos de peças de estamparia para veículos ferroviários, cinco tipos de prensas são equipadas principalmente.

Tabela 3-37: Parâmetros de prensas mecânicas

ItemUnidadesTipo de equipamento
JC21 - Prensa 160AJ36 - 250 PressPrensa de 500tImprensa 2000tPrensa de fricção de 100 t
Força nominalkN160025005000200001000
Faixa de curso da corrediçamm160400500630300
Comprimento de ajuste da articulaçãomm130220200270
Frequência do curso do carrocursos/min50179618
Distância do centro da corrediça até a cama (profundidade da garganta)mm380
Distância entre guiasmm8001085
Distância da parte inferior da guia até a mesa de trabalhomm6206001340920500×500
Dimensões da mesa de trabalhoDeslizamento superiormm440×6001000×23001440×18001700×3710
Mesa de trabalhomm710×11201250×24501505×18001900×4000
Almofada de arQuantidademm3223
Força de cada colchão de arkN653003003000
Derramemm200250200250
Altura permitida de fechamento da matrizmm190~320225~445410~600375~645120~420
Tamanho do orifício da alçammΦ80
Tamanho da haste de suporte padrão marrom ou haste de suportemmΦ35 ×LΦ48Φ58 × L

Máquina de dobrar

As dobradeiras CNC são os equipamentos mais usados na produção de peças estampadas para vagões de passageiros, com mais de 80% de peças formadas sendo moldadas nessas máquinas.

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

Para máquinas de dobra com comprimento de mesa de trabalho superior a 3 metros, o número de blocos de posicionamento do medidor traseiro deve ser três ou mais.

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

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

Tabela 3-38 Parâmetros da máquina de dobra CNC (produtos da Huangshi LVD Company)

Modelo da máquina80/3200160/3200320/4000400/4000
Força nominal/kN800160032004000
Comprimento da dobra/mm3200320032004000
Espaçamento da coluna/mm2700270027003500
Profundidade da garganta/mm400400400500
Deslocamento do controle deslizante/mm170170170200
Altura da mesa/mm800800800800
Altura de montagem da matriz/mm600600600600
Potência do motor principal/kw5.51118.522.5
Número de cilindros de compensação3334
Número de eixos de controle3+23+23+23+2
Curso do eixo X do medidor traseiro/mm500500500500
Velocidade do eixo X do medidor traseiro/(mm/s)200200200200

Prensa de punção de torre CNC

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

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

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

1Tamanho da tabela2500 mm × 1250 mm
2Espessura máxima da chapa de perfuração8 mm
3Máximo Força de perfuração220kN
4Frequência máxima de perfuração (E=1 mm)1400 vezes/min
5Área de instalação6760mm×6100mm

Máquina formadora de estiramento CNC

A Figura 3-19 mostra a máquina esticadora V75 CNC produzida pela empresa americana CYRILBATH. Ela é usada principalmente para formar perfis de raio de curvatura grande, como vigas de teto de vagões de passageiros. É um dispositivo de dobragem especializado. A Tabela 3-40 apresenta suas especificações técnicas.

Figura 3-19: Máquina formadora de estiramento CNC V75
Figura 3-19: Máquina formadora de estiramento CNC V75

Tabela 3-40: Especificações técnicas da máquina formadora de estiramento CNC V75

ItensEspecificações técnicas
Força máxima de tração do cilindro de estiramento da máquina750kN
Força de tração mínima do cilindro de estiramento da máquina50kN
Rotação da braçadeira±180° (ajuste manual)
Distância máxima entre duas braçadeiras7000 mm
Distância mínima entre duas braçadeiras1000 mm
Curso máximo do cilindro de estiramento762 mm
Velocidade máxima do cilindro de estiramentoAté 762 mm/min
Ângulo máximo de oscilação do cilindro de estiramento±28°
Faixa de ângulo de giro do braço+10°~ -90°
Faixa de velocidade de formação(0.5°~3°) /s
Velocidade de retorno3°/s
Distância do solo até a superfície da mesa de trabalho do molde978mm
Distância do centro da braçadeira até a superfície da plataforma de montagem do molde267 mm
Requisitos da fonte de alimentação380V trifásico, 50Hz
Modo de controle do processo de dobraControle de posição e controle de força
Diâmetro interno da braçadeiraΦ250mm

Máquina formadora de martelo elétrico

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

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

Equipamento auxiliar

Além dos dispositivos mencionados acima, há também vários equipamentos auxiliares, incluindo principalmente máquinas de perfuração, equipamentos de limpeza com jateamento de granalha e areia e ferramentas de corte manual. Consulte a Tabela 3-41.

Tabela 3-41: Equipamento auxiliar

Número de sérieNome do equipamentoFinalidade
1Máquina de perfuraçãoUsado para fazer furos em peças estampadas
2Equipamentos de jateamento, jateamento de areia e revestimentoUsado para jateamento de granalha, jateamento de areia e remoção de ferrugem de chapas de aço carbono antes do processamento e aplicação de uma camada de primer anticorrosivo na superfície
3Ferramentas de corte manuaisCorte manual usando cortadores de plasma a ar ou máquinas de corte por chama
4Equipamento de rebarbaçãoApós os processos de corte e puncionamento, as peças podem apresentar rebarbas. Esse equipamento é usado para retificar e remover rebarbas de peças planas.
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