Liberação de punção e matriz: Segredos para peças perfeitas

A folga na perfuração refere-se à distância entre a folga das bordas do punção e da matriz, indicada pelo símbolo c (veja a Figura 1). Considerando o significado preciso e a função prática da folga, e para acomodar os requisitos dos métodos de fabricação de moldes e métodos de medição de folga, é aconselhável usar uma folga de um lado.

A folga é um parâmetro extremamente importante nos processos de puncionamento e no projeto do molde. Para avaliar corretamente se a folga é razoável, é necessário primeiro estudar o impacto da folga na qualidade das peças puncionadas (incluindo a qualidade da seção transversal, a precisão dimensional e a flexão), na vida útil do molde e no consumo de energia, e ter uma compreensão abrangente, tanto qualitativa quanto quantitativamente.

A folga de perfuração não só afeta significativamente a qualidade das peças perfuradas, mas também a vida útil da matriz, força de perfuraçãoforça de remoção e força de ejeção. Portanto, a folga é um parâmetro crucial no projeto de matrizes de perfuração.

I. Impacto da folga na qualidade das peças perfuradas

A qualidade das peças perfuradas é a base principal para avaliar a folga razoável. Depois de estudar o impacto da folga na qualidade das peças perfuradas, a folga adequada pode ser selecionada com base nos requisitos técnicos das peças.

A qualidade das peças perfuradas inclui três aspectos: qualidade da seção transversal, precisão dimensional e dobra, que agora serão discutidos separadamente.

1. Qualidade de seção transversal

O impacto da folga na qualidade da seção transversal do puncionamento é mostrado na Figura 2. Conforme mostrado na figura, à medida que a folga aumenta, a faixa brilhante diminui gradualmente, e o ângulo de colapso e as rebarbas aumentam. Antes de a folga atingir 20%t, a altura das rebarbas é pequena e muda pouco; essa área é a zona de rebarba estável. Em folgas menores, pequenas alterações na folga afetam significativamente a faixa brilhante, mas quando a folga atinge um determinado valor (14%t~24%t), o impacto sobre a faixa brilhante é menor.

• a - Ângulo de colapso
• b-Banda brilhante
• c-Zona de fratura
• d-Burr
• α - Ângulo da banda brilhante
• γ - Ângulo da zona de fratura

À medida que a folga aumenta, a inclinação da superfície da fratura também aumenta. Quando a folga é adequada, as trincas superior e inferior se encontram e se sobrepõem em uma linha. Nesse momento, a superfície de cisalhamento está limpa e organizada, a faixa brilhante representa cerca de 1/3 da espessura da placa e o ângulo de colapso, as rebarbas e a inclinação também são pequenos (veja a Figura 3), o que pode atender aos requisitos de peças de puncionamento em geral.

a) Lacuna muito pequena
b) Lacuna moderada
c) Folga excessiva

Se a lacuna for muito grande ou muito pequena, as trincas não poderão se alinhar bem (veja a Figura 4). Quando a lacuna é muito pequena, as trincas na borda da matriz convexa ficam desalinhadas para fora (veja a Figura 4a), e o material contido entre as trincas superior e inferior será cisalhado uma segunda vez, formando uma segunda faixa brilhante e uma intercamada no plano de cisalhamento (veja a Figura 3a).

a) Lacuna muito pequena
b) Lacuna moderada
c) Folga excessiva

Quando a lacuna é muito grande, as rachaduras na borda da matriz convexa ficam desalinhadas para dentro (veja a Figura 4c), o material sofre um alongamento significativo, a faixa brilhante é pequena e o ângulo de colapso e a inclinação das rebarbas aumentam, às vezes resultando em indentações (veja a Figura 3c).

Quando a folga é muito pequena, resulta em rebarbas extrudadas; quando a folga é muito grande, resulta em rebarbas alongadas. Quando as bordas das matrizes convexas e côncavas se tornam rombas, surgem rebarbas com bases alargadas, conforme mostrado na Figura 5, que são difíceis de remover e devem ser afiadas imediatamente.

Quando a folga é adequada e a lâmina é afiada, as rebarbas são pequenas, mas é impossível evitar completamente as rebarbas, seja na punção comum ou na punção de precisão (exceto na punção de dupla face, ou seja, corte sem rebarbas). Em geral, as peças estampadas têm rebarbas de vários graus, mas se a altura das rebarbas exceder um determinado limite, isso afetará a qualidade e o desempenho do produto.

Portanto, na produção real, a altura permitida das rebarbas (consulte JB/T4129-1999 Peças de estamparia Burr Height) deve ser especificado como um dos indicadores de controle de qualidade das peças. Além disso, para estampar peças com requisitos rigorosos de qualidade, é necessário adotar métodos eficazes de rebarbação.

2. Precisão dimensional

A precisão dimensional das peças perfuradas refere-se à diferença entre o tamanho real das peças perfuradas e o tamanho básico; quanto menor a diferença, maior a precisão. Essa diferença inclui dois aspectos de desvio: um é o desvio das peças perfuradas em relação ao tamanho da matriz macho ou fêmea, e o outro é o desvio de fabricação da própria matriz.

Assumindo uma certa precisão na fabricação de matrizes, as razões para o desvio entre as peças perfuradas e os tamanhos das matrizes macho e fêmea se devem ao fato de o material ser empurrado para fora da matriz fêmea (peças de corte) ou descarregado da matriz macho (peças de perfuração), causado pela recuperação elástica durante o processo de perfuração devido à deformação por compressão, alongamento da fibra e domagem. Além disso, a deformação elástica e o desgaste das matrizes macho e fêmea sob o impacto de força de perfuração também causam alterações nas dimensões das peças perfuradas.

Ao medir o desvio entre as dimensões de peças perfuradas e matrizes macho e fêmea, a referência para peças de corte é a matriz fêmea e, para peças perfuradas, é a matriz macho.

• Blanqueamento: ΔD = Diâmetro externo da peça perfurada - Diâmetro do furo da matriz fêmea
• Perfuração: ΔD = diâmetro de perfuração - diâmetro externo da matriz macho

O ideal é que, durante o corte, o diâmetro externo da peça de trabalho corresponda ao diâmetro do orifício da matriz fêmea e, durante a punção, o diâmetro da punção corresponda ao diâmetro externo da matriz macho (ou seja, ΔD deve ser zero), alcançando a mais alta precisão dimensional.

Entretanto, devido aos motivos mencionados acima, os desvios são inevitáveis. Os fatores que afetam o valor do desvio incluem: folga de perfuração; propriedades do material, espessura e direção de laminação; e a forma e o tamanho da peça de trabalho, entre os quais a folga é o principal fator de influência.

Sob diferentes condições de folga, haverá desvios positivos e negativos. Em geral, o resultado do rebote faz com que o diâmetro do furo da peça perfurada seja menor (ΔD é um valor negativo) e o diâmetro externo da peça cega seja maior (ΔD é um valor positivo); quando a folga é grande, o resultado do rebote faz com que o diâmetro do furo da peça perfurada seja maior (ΔD é um valor positivo) e o diâmetro externo da peça cega seja menor.

(ΔD é um valor negativo).

A Figura 6 mostra o impacto da folga no desvio de tamanho das peças de corte. Quando a folga está dentro de 5% da espessura da chapa, à medida que a folga aumenta, o tamanho do diâmetro externo das peças de corte diminui. De 5% a 25% da espessura da placa, o tamanho da peça de trabalho não muda com o aumento da folga. Quando a lacuna exceder 25% da espessura da placa, o tamanho da peça de trabalho diminuirá novamente. Entretanto, quando a folga é inferior a 2% da espessura da placa, o tamanho do diâmetro externo da peça de trabalho é, na verdade, maior do que o tamanho do furo da matriz.

• S ₁ , S ₂ - Valor médio da planicidade do tamanho
• ----- Direção de rolagem (S ₁ )
• -×-×- Perpendicular à direção de rolagem (S ₂ )
• ΔD = diâmetro externo da peça perfurada - diâmetro do furo da matriz

A Figura 7 mostra o impacto da folga no desvio de tamanho dos furos perfurados. Quando a folga está abaixo de 5% da espessura da placa, o tamanho do furo é menor do que o diâmetro externo do punção. À medida que a folga aumenta, o tamanho do furo aumenta. Além disso, quando a lacuna está em torno de 15% da espessura da placa, o tamanho do furo é o maior e, à medida que a lacuna aumenta, o tamanho do furo diminui inversamente.

S ₁ , S ₂ - Planicidade média do tamanho
----- Direção de rolagem (S ₁ )
-×-×- Perpendicular à direção de rolagem (S ₂ )
ΔD = diâmetro do punção - diâmetro externo do punção

Além disso, ao puncionar perfis circulares, devido à excentricidade do punção e da matriz, à deflexão da prensa, à direção de rolagem da chapa, à largura da sobreposição do punção e à presença de um dispositivo de fixação, as peças puncionadas terão um certo grau de ovalização. A Figura 8 mostra o impacto da folga na ovalidade das peças perfuradas, com um aumento significativo da ovalidade quando a folga é muito grande.

3. Grau de flexão

No processo de perfuração, o material sob o punção se dobra devido ao momento de flexão. Se a deformação atingir a faixa de flexão plástica, a peça de trabalho manterá alguma deformação de flexão residual mesmo após o retorno elástico.

A relação entre o grau de flexão e a folga é mostrada na Figura 9. Normalmente, quanto maior a folga, mais pronunciada é a curvatura, mas, às vezes, com uma pequena folga, como a parte perfurada é maior do que o furo da matriz, a parte perfurada também pode exercer um efeito de compressão na lateral da matriz, resultando em maior curvatura. O grau de flexão também está relacionado às propriedades e à espessura do material (veja as Figuras 9 e 10).

1-t=0,5 mm (D _d /t =40)
2-t=1,0 mm (D _d /t =20)
3-t=1,6 mm (D _d /t =12.5)

Para reduzir a flexão, uma placa de pressão reversa pode ser adicionada sob o punção. Quando for necessária uma alta planicidade das peças estampadas, um processo de nivelamento adicional deverá ser adicionado.

II. O impacto da folga na vida útil da matriz

A vida útil da matriz é calculada pelo número de peças qualificadas produzidas, uma é a vida útil entre duas retificações e a outra é a vida útil total após o desgaste completo.

O processo de desgaste da matriz de corte pode ser dividido em três estágios (veja a Figura 11): desgaste inicial, desgaste intermediário e desgaste tardio.

Desgaste inicial, em que o desgaste se concentra principalmente na borda de corte, devido à concentração excessiva de pressão nesse local, a borda de corte afiada está propensa a rolar ou lascar, e o desgaste é rápido.

Desgaste médio, também conhecido como desgaste estável, a aresta de corte é ligeiramente arredondada, a concentração de pressão é aliviada, entrando no desgaste de atrito normal, o desgaste é lento. Quanto mais longo for o período de desgaste intermediário, maior será a vida útil da matriz.

Desgaste tardio, também conhecido como desgaste excessivo, o desgaste por atrito atinge o limite de fadiga, entrando em uma fase de rápido aumento de desgaste, o desgaste é rápido, e nesse momento a retificação deve ser realizada.

De acordo com as peças de desgaste do punção e da matriz, ele pode ser dividido em: desgaste da face final e desgaste da face lateral. A Figura 12 mostra as mudanças no formato da borda de corte após diferentes números de cortes.

Os principais fatores que afetam a vida útil do molde incluem: composição química do material do molde, dureza e tratamento de reforço da superfície, rugosidade da superfície da peça usinada com precisão da peça de trabalho do molde, folga do molde, racionalidade da estrutura do molde, método de restrição do material que está sendo processado e o método de orientação dos moldes superior e inferior, composição química do material que está sendo processado, propriedades mecânicas e estado de dureza, tratamento da superfície do material (revestimento isolante de substâncias inorgânicas, semi-orgânicas, orgânicas etc.), condições de lubrificação e resfriamento, borda e raio do contorno das peças estampadas e velocidade de estampagem etc.), condições de lubrificação e resfriamento, borda e raio do contorno das peças estampadas, precisão e rigidez da prensa, velocidade de estampagem, etc.

Entre os fatores que afetam a vida útil da matriz de estampagem, a folga é um dos fatores importantes. A Figura 13 mostra o efeito da folga no desgaste da lâmina após 100.000 operações de estampagem.

• Tosquia Condições: Sem placa de pressão
• Material do molde: aço Mn
• Dureza de têmpera: 59HRC
• Formato do molde: molde convexo redondo ϕ8
• Material que está sendo processado: Placa de aço macio
• Espessura do material: 1 mm
• 1-Uso do rosto com soco
• 2-Die face wear
• 3-Desgaste lateral do punção

A situação indica que, sob pequenas folgas, as condições de cisalhamento são severas, a extrusão por compressão é grave, o atrito aumenta drasticamente e o desgaste aumenta, especialmente o desgaste lateral é mais óbvio. Além disso, em pequenas folgas, pode ocorrer dilatação da matriz, quebra do punção (punções pequenos) e danos anormais, como mordedura mútua entre o punção e a matriz. Além disso, uma folga muito pequena pode causar maior atrito e temperaturas mais altas.

Quando a tensão de extrusão por compressão é alta, é fácil produzir aderência entre o molde e o material, o que traz muitos problemas para a produção.

Além disso, a folga irregular também é prejudicial à vida útil do molde; em comparação com a folga uniforme, o desgaste aumenta significativamente (consulte a Figura 14).

• Forma: Circular
• Molde 210Cr12
• (w(C)=2,1%, w(Cr)=12%)
• Material que está sendo processado: Placa de aço elétrico com 0,5 mm de espessura
• F _S : Desgaste do punção
• F _P : Desgaste do molde

A prática de produção em massa mostra que o uso de uma folga grande pode melhorar significativamente a vida útil do molde, geralmente 2 a 3 vezes mais do que com uma folga pequena e, em alguns casos, até 6 a 7 vezes, com benefícios econômicos muito significativos. No entanto, uma folga muito grande não só reduz a qualidade da seção transversal da peça de trabalho, aumenta as rebarbas e a curvatura, mas também faz com que o desgaste das faces da extremidade do punção e da matriz seja a principal contradição.

Estudiosos soviéticos calcularam a distribuição da tensão de compressão perto da borda das faces finais do punção e da matriz com base na deformação de compressão da faixa de pressão plástica das peças puncionadas (consulte a Figura 15) e apontaram que, com uma pequena folga, o atrito nas laterais do punção e da matriz é grande, e o desgaste lateral é grave durante os frequentes processos de punção, descarga e empurrão.

No entanto, uma folga muito grande aumenta a tensão concentrada nas bordas das faces da extremidade do punção e da matriz, fazendo com que a tensão de compressão aumente drasticamente, especialmente formando um grande pico na borda da lâmina, fazendo com que a borda da lâmina ceda e se deforme rapidamente, perdendo sua nitidez. Portanto, isso também aumenta a força de perfuração, fazendo com que a borda da lâmina se desgaste e fique cega mais rapidamente, reduzindo a vida útil do molde.

III. O impacto da liberação no consumo de energia

Do ponto de vista da economia de energia e de esforço, a escolha de folgas médias e grandes produzirá bons resultados; nesse momento, a força de perfuração, a força de descarga, a força de empurrar e o trabalho de perfuração são todos menores.

1. Força de perfuração

De modo geral, à medida que a folga aumenta, a tensão de compressão na zona de cisalhamento diminui e a tensão de tração aumenta, aumentando a probabilidade de ocorrência de rachaduras e reduzindo a resistência ao cisalhamento. A força de perfuração é proporcional à resistência ao cisalhamento, portanto, também diminui proporcionalmente à medida que a lacuna aumenta. No entanto, quando a lacuna é grande o suficiente, uma vez que as rachaduras superior e inferior não coincidem, a diminuição da resistência ao cisalhamento é muito pequena e pode até haver uma tendência de recuperação (consulte a Figura 16).

• 1-t=0,5 mm (D _d /t=40)
• 2-t=1,0 mm (D _d /t=20)
• 3-t=1,6 mm (D _d /t=12.5)

2. Força de descarga e força de ejeção

A Figura 17 mostra a curva de relação entre a folga e a força de descarga. Seja em aço macio, aço inoxidável, latão ou liga de alumínio, a força de descarga atinge seu valor mínimo quando a folga é de aproximadamente 20% da espessura do material. A força de descarga aumenta drasticamente quando a folga é menor que 10% ou maior que 30% da espessura do material.

Quando a lacuna é maior que 10% a 15% da espessura do material, após a conclusão da perfuração, o tamanho da peça perfurada diminui devido à deformação por tração e ao retorno elástico, não bloqueando mais na matriz, fazendo com que a força de ejeção seja quase nula.

3. Trabalho de perfuração

O trabalho de perfuração refere-se à área delimitada pela curva de força-curso (diagrama do indicador). O trabalho de perfuração é a base principal para selecionar ou verificar a potência do motor principal da prensa.

O trabalho de perfuração flutua ligeiramente com as mudanças na folga. Se a folga for muito pequena ou muito grande, o trabalho de perfuração aumentará. Quando a folga é adequada, fazendo com que as rachaduras superior e inferior se encontrem e coincidam, o trabalho de perfuração é minimizado (veja a Figura 18).

IV. Determinação de liberação razoável

A folga entre o punção e a matriz afeta muito a qualidade da seção, a precisão dimensional, a vida útil da matriz e o consumo de energia das peças puncionadas. Ao projetar a matriz, é essencial escolher uma folga razoável. Em resumo, ao equilibrar o impacto da folga na qualidade, na precisão dimensional, na vida útil da matriz e no consumo de energia das peças puncionadas, não há um valor de folga razoável que atenda a todos os requisitos.

Além disso, a matriz se desgasta durante o uso, e a folga não pode permanecer fixa, mas sempre varia dentro de uma determinada faixa. Além disso, há alguma diferença entre a folga estática no estado montado da matriz e a folga dinâmica no estado de trabalho.

Portanto, na produção real, uma faixa adequada é geralmente selecionada como a folga razoável. O limite inferior dessa faixa é chamado de folga mínima razoável c _min e o limite superior é chamado de folga máxima razoável c _máximo . Considerando que o desgaste da matriz aumentará a folga, o valor mínimo razoável de folga deve ser usado ao projetar e fabricar novas matrizes.

Os métodos para determinar a folga razoável incluem:

1. Método de determinação teórica

A base principal do método de determinação teórica é garantir a coincidência da trinca para obter uma boa seção de cisalhamento. A Figura 19 mostra o estado instantâneo da iniciação da trinca no início do processo de puncionamento. A folga c pode ser determinada a partir do triângulo △ABC na figura.

c=(t-h₀ )tanβ=t(1-h₀ /t)tanβ

Onde

• h ₀ - profundidade de penetração do punção (mm);
• t-Espessura do material (mm);
• β - Ângulo entre a direção da tensão de cisalhamento máxima e a linha vertical (°).

Isso pode ser visto na fórmula acima: c=f(t, h ₀ /t, β), e h ₀ /t, β está relacionado às propriedades do material (consulte a Tabela 1), portanto, os principais fatores que afetam o valor da folga são as propriedades e a espessura do material. Quanto mais duro e espesso for o material, maior será o valor razoável da folga.

Tabela 1 h ₀ /t e valores de β

2. Método de determinação empírica

Os valores de folga usados no passado foram selecionados principalmente com base na precisão dimensional e, em geral, provaram ser muito pequenos e pouco aplicáveis. Em alguns casos, as matrizes feitas com esses valores de folga produzem peças com faixas duplas brilhantes na seção transversal e rebarbas significativas.

Além disso, devido ao alto atrito entre a matriz e o material, ocorre um forte aquecimento, fazendo com que o material adira à aresta de corte, acelerando o desgaste da aresta de corte e reduzindo a vida útil da matriz. Há também ocorrências frequentes de danos anormais, como inchaço da matriz e quebra do punção.

Com base nos resultados de pesquisas recentes e na experiência de produção, e com referência aos padrões de folga dos Estados Unidos, da Alemanha, do Japão e da antiga União Soviética, o padrão nacional "Punching Clearance" GB/T16743-1997 foi estabelecido em 1997 (agora usando o novo padrão GB/T16743-2010).

Essa norma, baseada no princípio de "determinar a folga pela qualidade", divide a folga de perfuração de materiais metálicos em três categorias, de acordo com os principais fatores, como a precisão dimensional das peças de perfuração, a qualidade da seção transversal, a vida útil da matriz e o consumo de energia, para atender aos requisitos técnicos de diferentes peças de perfuração e selecionar a folga de forma racional e direcionada. Isso garante a precisão dimensional e a qualidade da seção transversal das peças de perfuração e, ao mesmo tempo, alcança a vida útil da matriz correspondente.

Ao selecionar a folga de perfuração, deve-se primeiro determinar a categoria de folga pretendida de acordo com a Tabela 2, com base nos requisitos técnicos, nas características de uso e nas condições de produção das peças de perfuração e, em seguida, selecionar a proporção correspondente dessa categoria de folga na Tabela 3. Após o cálculo, o valor adequado da folga pode ser obtido.

Tabela 2 Classificação das folgas de perfuração de materiais metálicos

Base de classificação			Classe I	Classe II	Classe III
Qualidade da seção de puncionamento	Características da superfície de cisalhamento
		Altura do canto recolhido R	(4~7)%t	(6~8)%t	(8~10)%t
		Altura da faixa brilhante B	(35~55)%t	(25~40)%t	(15~25)%t
		Altura da faixa de fratura F	Pequeno	Médio	Grande
		Altura da rebarba h	Geral	Pequeno	Geral
		Ângulo de fratura α	4~7°	>7～8°	>8~11°
Precisão das peças de corte	Planicidade		Um pouco menor	Pequeno	Maior
	Precisão de tamanho	Peça de vedação	Próximo ao tamanho do molde	Um pouco menor que o tamanho da matriz	Menor que o tamanho da matriz
		Peça perfurada	Perto do tamanho do punção	Um pouco maior que o tamanho do punção	Maior que o tamanho do punção
Vida útil do molde			Inferior	Mais longo	Mais longo
Consumo de energia	Força de perfuração		Maior	Pequeno	Mínimo
	Descarregamento, força de empurrar		Maior	Mínimo	Pequeno
	Poder de perfuração		Maior	Pequeno	Um pouco menor
Ocasiões aplicáveis			Quando a alta qualidade e a precisão dimensional da seção perfurada forem necessárias, use uma pequena folga. A vida útil da matriz é relativamente curta.	Quando a qualidade e a precisão dimensional da seção perfurada forem geralmente necessárias, use uma folga média. Devido à pequena tensão residual, ela pode reduzir a ocorrência de fraturas, o que é adequado para peças de trabalho que sofrem deformação plástica adicional.	Quando a qualidade e a precisão dimensional da seção perfurada não forem altas, priorize o uso de uma folga grande para ajudar a melhorar a vida útil da matriz.

Tabela 3 Valores de folga para perfuração de material metálico

Quando são necessárias alta qualidade e precisão da seção transversal das peças estampadas, deve-se usar uma folga pequena, mas a vida útil da matriz é menor. Quando os requisitos de qualidade e precisão da seção transversal das peças estampadas forem moderados, deve-se usar uma folga média, que consome menos energia e aumenta a vida útil da matriz.

Quando os requisitos de qualidade e precisão da seção transversal das peças estampadas não são altos, é aconselhável priorizar o uso de uma grande folga, que tem a vantagem proeminente da maior vida útil da matriz, e as peças estampadas têm menos força de expansão na matriz, permitindo o uso de matrizes de cilindro reto, assim, possivelmente cortando matrizes macho e fêmea com corte de fio, "um tarugo para uso duplo" pode economizar aço caro da matriz, e com a pequena força de descarga simplificando o dispositivo de descarga, a força de estampagem é baixa, melhorando as condições de trabalho da matriz e tem benefícios econômicos óbvios.

A folga para estampagem só pode ser listada em uma tabela de dados com base nos principais fatores de influência. No entanto, considerando as grandes diferenças nas condições de produção e os fatores tecnológicos ativos, às vezes é necessário lidar de forma flexível com os problemas em conjunto com as condições reais de produção, ajustando adequadamente os valores de folga. Esta norma resume a experiência nessa área.

Essa norma também recomenda os valores de folga de perfuração para materiais não metálicos comumente usados, consulte a Tabela 4.

Tabela 4 Valores de folga de perfuração de material não metálico

Além disso, dois tipos de folga da matriz são recomendados. Em setores como rádio, instrumentação e maquinário de precisão, em que é necessária alta precisão dimensional das peças estampadas, podem ser usados os valores de folga menores listados na Tabela 5. Em setores como o automotivo, de maquinário agrícola e de bens de consumo de hardware, em que a faixa de tolerância para as dimensões das peças estampadas é maior, podem ser adotados os valores maiores de folga listados na Tabela 6.

Tabela 5 Folga inicial de um lado c para corte e vinco (unidade: mm)

Observação:

1. O valor mínimo da folga inicial é equivalente ao valor nominal da folga.

2. O valor máximo da folga inicial leva em conta o valor agregado devido às tolerâncias de fabricação das matrizes macho e fêmea.

3. Durante o uso, devido ao desgaste das peças de trabalho do molde, a folga aumentará, portanto, o valor máximo de uso da folga deve exceder os valores listados.

Tabela 6 Folga inicial de um lado c para matrizes de puncionamento (unidade: mm)

V. Princípio de seleção dos valores de folga do punção e da matriz

Análise do processo de estampagem revela que, atualmente, não há um valor de folga fixo que possa satisfazer todos os requisitos de qualidade de seção ideal, maior precisão dimensional, deformação de empenamento mínima, maior vida útil da matriz e força mínima de puncionamento, força de descarga e força de ejeção da peça.

Portanto, na produção real de estampagem, uma faixa de folga é determinada principalmente com base em fatores como qualidade da seção, precisão dimensional e vida útil da matriz. Desde que a folga esteja dentro dessa faixa, é possível obter peças estampadas aceitáveis e uma vida útil mais longa da matriz.

Essa faixa é conhecida como folga razoável, com o valor mínimo denominado folga razoável mínima e o valor máximo como folga razoável máxima. Ao projetar e fabricar, deve-se levar em conta que o desgaste durante o uso aumentará a folga entre o punção e a matriz; portanto, geralmente é melhor determinar a folga da matriz com base no valor mínimo de folga razoável.

Quanto menor for a folga selecionada durante o projeto, maior será a precisão necessária para a fabricação e a montagem, o que, consequentemente, aumenta os custos. Uma folga menor também exige maior resistência e precisão da matriz, resultando em uma vida útil mais curta e maior probabilidade de manutenção. Consequentemente, o nível de folga de perfuração é normalmente escolhido com base nos seguintes critérios:

(1) Resistência ao cisalhamento do material

Os materiais com menor resistência ao cisalhamento têm melhor capacidade de formação de estiramento e são mais propensos a rebarbas, portanto, a folga deve ser menor. Por exemplo, a folga de perfuração para materiais de cobre de dureza média é 70% da folga para materiais de aço da mesma espessura e 60% para materiais de alumínio.

(2) Requisitos de precisão da peça de trabalho

Os produtos para os setores de eletrônicos e eletrodomésticos exigem alta precisão, enquanto os produtos para os setores de produtos para uso externo, máquinas elétricas e agrícolas têm requisitos de precisão menores. Dessa forma, a folga da matriz pode ser maior.

(3) Área da peça de trabalho e comprimento da borda

As áreas maiores da peça de trabalho ou aquelas com bordas longas tendem a acumular mais erros durante a fabricação e a montagem da matriz, portanto, deve-se escolher uma folga maior para a matriz. (Uma exceção é feita para matrizes de corte retangulares com bordas longas porque, durante a estampagem, a peça de trabalho exerce uma força compressiva sobre a matriz côncava, fazendo com que as bordas retas da matriz se expandam).

(4) Posição no fluxo do processo

Quando as rebarbas produzidas pelo puncionamento afetam negativamente as operações subsequentes ou o produto final, a folga da matriz deve ser menor. Se não houver impacto adverso, é preferível uma folga maior.

(5) Estrutura da matriz

Quando a estrutura da matriz é limitada pelo formato do material e não pode garantir uma folga ideal entre o punção e a matriz (como no caso de matrizes de corte de tubos ou de punção em superfícies inclinadas), deve-se selecionar uma folga maior.

VI. Cálculo rápido de valores de folga entre punção e matriz para peças de nível econômico

Na produção diária, as peças de nível econômico representam mais de 80% da carga de trabalho total. Se a geometria da peça for um polígono externo ou tiver saliências ou ranhuras internas com uma largura não inferior a 12 vezes a espessura do material (12t), ela ainda poderá ser tratada como uma peça de nível econômico. Nesses casos, a folga bilateral (C) entre o punção e a matriz é calculada como 10% da espessura do material: C = 0,1t.

Se a folga calculada for inferior a 0,02 mm, ela deverá ser processada como se não houvesse folga, ou seja, o punção deverá ser projetado para não entrar na matriz.

Um método de puncionamento sem folga envolve o uso de várias camadas de material para empilhar os punções. Essa técnica é adequada para matrizes de corte, mas deve ser abordada com cautela para matrizes de puncionamento.

A perfuração sem folga requer alta precisão na prensa mecânica movimento. A folga entre a corrediça e a guia deve estar entre 0,005 mm e 0,015 mm, e a folga axial entre a biela e a tampa esférica não deve exceder 0,02 mm; ela não deve ser muito frouxa. O ambiente de trabalho deve ser limpo e organizado.

Uma pequena quantidade de lubrificante deve ser adicionada durante a perfuração, e deve-se tomar cuidado para evitar que partículas estranhas ou poeira contaminem os materiais e o lubrificante.

VII. Princípios para a seleção de direções de folga

1) Para o corte, use o tamanho da matriz como referência, sendo que o tamanho do punção é o tamanho da matriz menos o valor da folga.

2) Para a perfuração, use o tamanho do punção como referência, sendo que o tamanho da matriz é o tamanho do punção mais o valor da folga.