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.
Tabela 3-33: Parâmetros básicos da linha de desenrolamento de chapas de aço
Parâmetros | Faixa numérica | Unidades |
Largura da bobina | 500~1500 | mm |
Espessura da bobina | 1.0~6.0 | mm |
Massa da bobina | ≤10000 | kg |
Comprimento do corte | 500~4500 | mm |
Número de cortes | 20~60 | Horas/Min |
Precisão do comprimento de corte | ≤±1 | mm |
Precisão de nivelamento | ≤1 | mm/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.
Tabela 3-34: Finalidade e parâmetros básicos do Máquina de cisalhamento
Número de série | Nome do equipamento | Descrição do equipamento |
1 | Máquina 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 |
2 | Máquina 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.
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 série | Nome do equipamento | Descrição do equipamento |
1 | Máquina 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 |
2 | Máquina 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 |
3 | Máquina 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 |
4 | Máquina 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.
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 série | Nome do equipamento | Descrição do equipamento |
1 | Nivelador 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 |
2 | Nivelador 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 |
3 | Máquina 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
Item | Unidades | Tipo de equipamento | |||||
JC21 - Prensa 160A | J36 - 250 Press | Prensa de 500t | Imprensa 2000t | Prensa de fricção de 100 t | |||
Força nominal | kN | 1600 | 2500 | 5000 | 20000 | 1000 | |
Faixa de curso da corrediça | mm | 160 | 400 | 500 | 630 | 300 | |
Comprimento de ajuste da articulação | mm | 130 | 220 | 200 | 270 | ||
Frequência do curso do carro | cursos/min | 50 | 17 | 9 | 6 | 18 | |
Distância do centro da corrediça até a cama (profundidade da garganta) | mm | 380 | |||||
Distância entre guias | mm | 800 | 1085 | ||||
Distância da parte inferior da guia até a mesa de trabalho | mm | 620 | 600 | 1340 | 920 | 500×500 | |
Dimensões da mesa de trabalho | Deslizamento superior | mm | 440×600 | 1000×2300 | 1440×1800 | 1700×3710 | |
Mesa de trabalho | mm | 710×1120 | 1250×2450 | 1505×1800 | 1900×4000 | ||
Almofada de ar | Quantidade | mm | 3 | 2 | 2 | 3 | |
Força de cada colchão de ar | kN | 65 | 300 | 300 | 3000 | ||
Derrame | mm | 200 | 250 | 200 | 250 | ||
Altura permitida de fechamento da matriz | mm | 190~320 | 225~445 | 410~600 | 375~645 | 120~420 | |
Tamanho do orifício da alça | mm | Φ80 | |||||
Tamanho da haste de suporte padrão marrom ou haste de suporte | mm | Φ35 ×L | Φ48 | Φ58 × 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.
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 máquina | 80/3200 | 160/3200 | 320/4000 | 400/4000 |
Força nominal/kN | 800 | 1600 | 3200 | 4000 |
Comprimento da dobra/mm | 3200 | 3200 | 3200 | 4000 |
Espaçamento da coluna/mm | 2700 | 2700 | 2700 | 3500 |
Profundidade da garganta/mm | 400 | 400 | 400 | 500 |
Deslocamento do controle deslizante/mm | 170 | 170 | 170 | 200 |
Altura da mesa/mm | 800 | 800 | 800 | 800 |
Altura de montagem da matriz/mm | 600 | 600 | 600 | 600 |
Potência do motor principal/kw | 5.5 | 11 | 18.5 | 22.5 |
Número de cilindros de compensação | 3 | 3 | 3 | 4 |
Número de eixos de controle | 3+2 | 3+2 | 3+2 | 3+2 |
Curso do eixo X do medidor traseiro/mm | 500 | 500 | 500 | 500 |
Velocidade do eixo X do medidor traseiro/(mm/s) | 200 | 200 | 200 | 200 |
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.
Tabela 3-39 Parâmetros parciais da prensa de punção de torre CNC
1 | Tamanho da tabela | 2500 mm × 1250 mm |
2 | Espessura máxima da chapa de perfuração | 8 mm |
3 | Máximo Força de perfuração | 220kN |
4 | Frequência máxima de perfuração (E=1 mm) | 1400 vezes/min |
5 | Área de instalação | 6760mm×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.
Tabela 3-40: Especificações técnicas da máquina formadora de estiramento CNC V75
Itens | Especificações técnicas |
Força máxima de tração do cilindro de estiramento da máquina | 750kN |
Força de tração mínima do cilindro de estiramento da máquina | 50kN |
Rotação da braçadeira | ±180° (ajuste manual) |
Distância máxima entre duas braçadeiras | 7000 mm |
Distância mínima entre duas braçadeiras | 1000 mm |
Curso máximo do cilindro de estiramento | 762 mm |
Velocidade máxima do cilindro de estiramento | Até 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 retorno | 3°/s |
Distância do solo até a superfície da mesa de trabalho do molde | 978mm |
Distância do centro da braçadeira até a superfície da plataforma de montagem do molde | 267 mm |
Requisitos da fonte de alimentação | 380V trifásico, 50Hz |
Modo de controle do processo de dobra | Controle de posição e controle de força |
Diâmetro interno da braçadeira | Φ250mm |
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.
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 série | Nome do equipamento | Finalidade |
1 | Máquina de perfuração | Usado para fazer furos em peças estampadas |
2 | Equipamentos de jateamento, jateamento de areia e revestimento | Usado 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 |
3 | Ferramentas de corte manuais | Corte manual usando cortadores de plasma a ar ou máquinas de corte por chama |
4 | Equipamento de rebarbação | Após os processos de corte e puncionamento, as peças podem apresentar rebarbas. Esse equipamento é usado para retificar e remover rebarbas de peças planas. |