Como transformar metal deformado em chapas perfeitamente planas? A precisão no trabalho em metal depende do domínio das técnicas de nivelamento. Este blog se aprofunda em vários métodos, como o nivelamento manual e mecânico, explorando ferramentas, processos e máquinas específicas usadas para obter o nivelamento ideal dos materiais. Independentemente de você estar lidando com chapas finas ou grossas, este guia descreve os princípios e as etapas práticas para garantir que seus projetos de metalurgia comecem com uma base sólida e nivelada. Descubra como essas técnicas podem melhorar a qualidade e a precisão de seu trabalho de fabricação.
Os materiais e as peças brutas podem apresentar defeitos, como abaulamento, flexão, torção e distorções ondulatórias. Antes de cortar, fatiar e moldar, é essencial nivelar os materiais.
A deformação do material pode resultar da tensão residual da laminação, do processamento do material e do levantamento, transporte ou armazenamento inadequados.
Com a aplicação de forças externas ou calor (expansão e contração térmica), as fibras mais curtas do material podem ser alongadas ou as mais longas podem ser encurtadas, tornando os comprimentos de todas as camadas de fibra aproximadamente iguais.
Os métodos de nivelamento são categorizados em nivelamento a frio e nivelamento a quente, dependendo da aplicação de calor. Eles também são divididos em nivelamento manual, nivelamento mecânico e nivelamento por chama com base na fonte e na natureza da força aplicada.
Os métodos comuns de nivelamento incluem o nivelamento manual e mecânico. O nivelamento mecânico engloba o nivelamento da máquina, o nivelamento da prensa de fricção, o nivelamento da máquina de endireitamento de perfil e a correção da máquina de formação de martelo vibratório.
O nivelamento manual envolve o uso de martelos ou métodos de torção para corrigir a deformação das peças. É um método flexível e direto, usado principalmente para peças que o equipamento não consegue nivelar. As ferramentas comumente usadas no nivelamento manual incluem martelos, marretas, marretas, martelos de golpe morto, macacos, grampos de fixação, etc., sendo que o acessório principal é uma plataforma.
As ferramentas de medição incluem principalmente réguas, calibradores de folga e gabaritos. Escopo do nivelamento manual: endireitamento de tosquia e corte de curvas laterais, endireitamento de pequenos ângulos de aço, nivelamento manual de defeitos de formação em peças de trabalho.
O nivelamento da máquina é usado principalmente para chapas de aço carbono, chapas de aço inoxidável e chapas de liga de alumínio, divididas em nivelamento de chapas finas e nivelamento de chapas grossas.
A curvatura da placa é dividida em curvatura plana (bidimensional) e curvatura espacial (tridimensional), conforme mostrado na Figura 3-159. O princípio do nivelamento de placas é causar a deformação plástica da placa de metal sob a ação do rolo de nivelamento, atingindo um estado plano, conforme mostrado na Figura 3-160.
a) Diagrama de flexão bidimensional
b) Diagrama de flexão tridimensional
Para o nivelamento de peças de estamparia de vagões ferroviários de passageiros, dois tipos de equipamentos são usados de acordo com a espessura da peça: máquinas de nivelamento de chapas finas e máquinas de nivelamento de chapas grossas.
A aparência da máquina de nivelamento de chapas finas é mostrada na Figura 3-16a, e seus parâmetros técnicos são fornecidos na Tabela 3-108. Essa máquina usa correção de precisão de 19 rolos, nivelando placas de espessura de 0,5 a 8 mm, com a precisão de ajuste dos rolos de endireitamento de ±0,01 mm.
Tabela 3-108 Parâmetros técnicos da máquina de nivelamento de chapas finas de precisão de 19 rolos
| Material | Aço, aço inoxidável, liga de alumínio |
| Características da superfície | Não é um material sensível à superfície, não é um material propenso a oxidação e ferrugem |
| Tolerância geométrica | A tolerância de formato da espessura está em conformidade com as normas EN |
| Resistência à tração | Consulte o Gráfico de desempenho de nivelamento |
| Resistência ao rendimento | Consulte o Gráfico de desempenho de nivelamento |
| Seção transversal do material | Consulte o gráfico de desempenho de endireitamento |
| Comprimento mínimo do material (direção transversal) | 100 mm |
| Largura do material | 1650 mm |
| Velocidade de passagem | 3~12m/min |
| Diâmetro do rolo de nivelamento | 56 mm |
| Número de rolos de nivelamento | 19 |
| Precisão de ajuste dos rolos de nivelamento | ±0,01mm |
| Altura da passagem acima do solo | 950 mm |
| Espaço necessário (comprimento × largura × altura) | 3900mm×2350mm×2050mm |
A aparência da máquina de nivelamento de chapas grossas é mostrada na Figura 3-16b, e seus parâmetros técnicos são fornecidos na Tabela 3-109. Essa máquina usa correção de precisão de 13 rolos, nivelando placas de 6 a 22 mm de espessura, com nivelamento de 0,5 mm/m2.
Tabela 3-109: Especificações técnicas da máquina de nivelamento de chapas grossas CNC de 13 rolos
| Material | Unidades | Notas |
| Tipo de material | Aço carbono comum, aço resistente a altas temperaturas, aço de alta liga, aço inoxidável, liga de alumínio | |
| Condição do material | Puncionamento, cisalhamento, corte por chama, Corte a plasmacorte a laser, jateamento de superfície, etc. | |
| Resistência máxima ao escoamento | N/mm2 | 700: Espessura 22 mm, comprimento total 900 mm: Espessura 20 mm, comprimento total 1000 mm |
| Espessura mínima de nivelamento | mm | 6 |
| Espessura máxima de nivelamento | mm | 22 |
| Parâmetros relacionados ao nivelador | ||
| Largura máxima de nivelamento | mm | 1650 |
| Número de rolos de nivelamento | n° | 13 |
| Diâmetro dos rolos de nivelamento | mm | 180 |
| Número de rolos de suporte superior | n° | 4 fileiras de 8 rolos, total de 32 rolos de suporte |
| Número de rolos de suporte inferiores | n° | 4 linhas de 9 rolos, total de 36 rolos de suporte |
| Diâmetro dos rolos de suporte | mm | 200 |
| Capacidade de carga de cada rolo de suporte | kN | 1000 |
| Velocidade de nivelamento ajustável | m/ min | 0 ~ 15 |
| Potência do motor principal (aproximada) | kW | 175 (velocidade de 1200r/min) |
| Precisão de nivelamento | 0,5 mm/m² | |
| Peso da máquina (incluindo o motor) | kg | 65000 |
| Dimensões da máquina (C×L×A) | mm | 2500 x 4200 x 3650 |
| Altura da mesa de trabalho | mm | 800 |
Dependendo da espessura do material, selecione os valores para os lados de entrada e saída da máquina de nivelamento. Para diferentes materiais e diferentes formatos de peças, os valores para os lados de entrada e saída variam; as peças com alta resistência ao escoamento e grandes seções transversais têm valores de ajuste de entrada maiores.
A Tabela 3-110 mostra os valores de ajuste para os lados de entrada e saída do nivelador de placa fina; a Tabela 3-111 mostra os valores de ajuste para os lados de entrada e saída do nivelador de placa grossa.
Tabela 3-110: Valores de ajuste para os lados de entrada e saída do nivelamento de chapas finas (Unidade: mm)
| Espessura da folha | Valores de ajuste do limite do lado da entrada | Valores de ajuste do lado da entrada | Valores de ajuste do lado da saída |
| 0.5 | -2.4 | -1.2 | 0.5 |
| 0.8 | -2 | -0.8 | 0.8 |
| 1 | -1.2 | -0.6 | 1 |
| 1.5 | -0.9 | 0.1 | 1.5 |
| 2 | -0.4 | 0.6 | 2 |
| 2.5 | 0.1 | 1 | 2.5 |
| 3 | 0.8 | 1.7 | 3 |
| 4 | 1.9 | 2.8 | 4 |
| 4.5 | 2.5 | 3.4 | 4.5 |
| 5 | 3.2 | 3.8 | 5 |
| 6 | 4.3 | 5 | 6 |
| 8 | 6.6 | 7.2 | 8 |
| 10 | 8.8 | 9.2 | 10 |
| 12 | 10.8 | 11.2 | 12 |
Tabela 3-111: Valores de ajuste para os lados de entrada e saída do nivelamento de chapas grossas (Unidade: mm)
| Espessura do material | 4° | 3° | 2° | 1° |
| 6 | 5. 87 | 5.91 | 4.01 | 3.98 |
| 8 | 7.71 | 7.71 | 5.83 | 5.83 |
| 10 | 9.88 | 9.89 | 7.61 | 7.58 |
| 12 | 11.79 | 11.76 | 9.6 | 9.57 |
| 14 | 13.75 | 13.69 | 11.56 | 11.50 |
| 16 | 15.85 | 15.87 | 13.68 | 13.63 |
| 18 | 17.88 | 17.87 | 15.66 | 15.62 |
| 20 | 19.86 | 19.86 | 17.61 | 17.57 |
| 22 | 21.85 | 21.85 | 19.57 | 19.52 |
A Figura 3-161 ilustra a direção de nivelamento da peça.
1) Selecione os valores de ajuste para os lados de entrada e saída com base no material, na espessura e no formato da peça a ser nivelada.
2) Teste de nivelamento da primeira peça.
3) Corrija os valores de ajuste para os lados de entrada e saída com base nos resultados da inspeção de nivelamento da primeira peça.
4) Repita o nivelamento experimental, a inspeção e a correção várias vezes para determinar os valores finais para os lados de entrada e saída.
5) Prossiga com a produção de nivelamento de lotes.
Realize a inspeção de planicidade 100% das peças niveladas. Todas as peças não conformes que excedem o padrão são submetidas a tratamentos de nivelamento secundários ou múltiplos até que a planicidade da peça atenda aos requisitos.
Para peças de trabalho que excedem a capacidade de nivelamento da máquina de nivelamento de rolos, é usado um método de correção de pressão. A Figura 3-162 mostra um diagrama esquemático do uso de uma prensa hidráulica de endireitamento para nivelar placas grossas.
No caso de chapas metálicas e peças de perfil de pequeno porte, também ocorrem deformações durante a processo de estampagem. Entretanto, devido ao tamanho pequeno dessas peças, elas não podem ser niveladas com uma máquina de nivelamento. Em vez disso, uma prensa de fricção é usada para nivelá-las à força.
A Figura 3-163 mostra vários métodos comuns de correção usando uma prensa de fricção, como o nivelamento sobreposto de peças deformadas com várias camadas, nivelamento de placas grossas e nivelamento com um ferro de amortecimento de processo.
a) Sobreposição de placas finas para nivelamento
b) Nivelamento de placas grossas
c) Aplicar um ferro de almofada de processo no meio
As cantoneiras de aço, os canais de aço e outros perfis usados na produção de ônibus podem sofrer deformações durante o transporte e o corte. Essas deformações são corrigidas usando uma máquina de endireitamento de seção de aço (para endireitar). A máquina de endireitamento de seção de aço, conforme mostrado na Figura 3-164, tem uma estrutura horizontal e é acionada hidraulicamente.
1 - Cilindro hidráulico,
2 - Cabeçote da prensa
3 - Travessa de suporte
4 - Pivô móvel
5 - Placa de controle hidráulico
6 - Motor elétrico
7 - Tanque de óleo
8 - Bomba de óleo
9 - Interruptor do pedal
A máquina de endireitamento de seção de aço usa um método de dobra reversa para endireitar. O perfil é colocado entre o cabeçote da prensa e os pontos de apoio. A distância entre os dois pontos de apoio pode ser ajustada de acordo com o comprimento e o grau de curvatura do perfil.
A força exercida pelo cabeçote da prensa atua sobre o perfil a ser nivelado, fazendo com que ele se curve na direção oposta. Dependendo do grau de curvatura do perfil, ele é nivelado em etapas até ficar completamente reto. A Figura 3-165 mostra o dispositivo de suporte de aço da seção.
Além de endireitar a seção de aço, a máquina de endireitar seção de aço também pode nivelar algumas chapas grossas de estrutura especial e remodelar peças formadas. A Figura 3-166 mostra o endireitamento do aço angular e o nivelamento de componentes especiais, respectivamente.
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