Controlando o fluxo e obtendo estiramento em operações de estampagem profunda

figura 1

Obter uma peça sem rugas e a porcentagem desejada de estiramento em uma peça repuxada profunda às vezes pode ser muito frustrante e demorado. Rugas, fraturas, metal solto, fivelas e óleo enlatado são problemas diários na indústria de construção de matrizes e estamparia.

Abordar essas dificuldades requer uma boa compreensão do fluxo do metal e como ele é afetado pelos cordões de estiramento, cordões escalonados e barras de estiramento, bem como os efeitos da geometria da peça. Este artigo enfoca os princípios de especificação, projeto e solução de problemas desses quatro elementos básicos.

Os cordões de estiramento são projeções em forma de nervura montadas no aglutinante ou na superfície do anel de estiramento que restringem e controlam o fluxo de metal na cavidade da matriz e sobre o punção de uma matriz de estiramento. Simplificando, os cordões de desenho atuam como redutores de velocidade para o material que viaja para a cavidade da matriz.

Imagine-se em seu carro viajando a 88 quilômetros por hora. À frente, você vê uma lombada com um raio gradual e de fluxo suave. A menos que você seja um motorista acrobático, é provável que você desacelere antes de entrar em contato com o solavanco para passar por cima dele suavemente.

Se, em vez de uma lombada na estrada, você visse um grande meio-fio de cimento à frente, provavelmente frearia com força para poder dirigir muito lentamente sobre o obstáculo. Se o meio-fio fosse muito alto, você poderia optar por não ultrapassá-lo.

Sua decisão sobre a rapidez com que ultrapassar qualquer obstáculo é baseada, em parte, na geometria da obstrução. Os cordões de desenho usam o mesmo princípio básico para controlar o material que é puxado para dentro da cavidade da matriz pela ação vertical de uma prensa de estampagem.

Desenhe contas para forçar o material a dobrar e desdobrar antes de entrar na cavidade da matriz. Esta ação cria uma força de restrição na chapa metálica, que faz com que o material entre na cavidade da matriz a uma taxa e volume reduzidos. A altura, formato e tamanho de um cordão de estiramento e da cavidade do cordão controlam a quantidade de força restritiva gerada. Um cordão de estiramento e um raio de cavidade afiados diminuem o fluxo de metal, enquanto um cordão de estiramento e um raio de cavidade grandes permitem que o material flua mais livremente (consultefigura 1).

Um cordão escalonado é muito semelhante em função a um cordão semicircular convencional, exceto pelo fato de ter um formato diferente. Os rebordos escalonados normalmente estão localizados no perímetro externo da abertura do perfurador de encadernação. Esta localização permite um controle ideal do fluxo de metal próximo ao punção de estiramento e oferece uma oportunidade para economia de material.

Os rebordos escalonados podem ser ajustados com menos força do que os rebordos semi-redondos convencionais e, muitas vezes, reduzem a quantidade de endurecimento por deformação que ocorre durante o processo de flexão e flexão. O endurecimento por deformação é reduzido principalmente porque o material é sujeito a menos flexão e flexão quando são usados ​​cordões escalonados (verFigura 2).

Os cordões de estiramento podem ser usinados, soldados ou inseridos no topo ou no anel de estiramento ou na superfície de ligação de uma matriz de estiramento. Como os cordões de extração e escalonamento geralmente estão sujeitos a muito desgaste abrasivo e adesivo, eles devem ser feitos de aço para ferramentas muito resistente ao desgaste. Além disso, eles devem se misturar gradualmente à superfície em que estão localizados. Esta transição mista altera gradualmente a força restritiva, reduzindo a possível ação de cisalhamento ou rasgamento da "casca" ou áreas adendas da casca estirada.

Figura 2

Determinar a melhor localização para um cordão de estiramento é uma decisão baseada principalmente na geometria da peça. As áreas mais profundas de uma casca desenhada requerem mais fluxo de material; áreas rasas da casca consomem menos material. O consumo de material entre as duas superfícies pode ser estimado usando análise de comprimento de linha.

Para evitar que o excesso de material flua para as áreas rasas de uma peça, os cordões de estiramento ou escalonamento devem ser projetados nas áreas de alimentação da superfície do ligante. Fazer experiências com lixa ou pano entre o aglutinante e a superfície do anel de estiramento pode ajudar a determinar o melhor local para um cordão de estiramento. Devido à sua natureza abrasiva, os materiais atuam como pinças para ajudar a segurar o material e evitar que ele entre na cavidade da matriz, imitando assim os cordões de estiramento.