Fundamentos de matrizes de estampagem: design de tira de suporte para matrizes progressivas em conformação de metal

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Nota do Editor: Este é o terceiro de uma série de artigos que apresentam os fundamentos do projeto e construção de matrizes de estampagem. Confira também a primeira e a segunda partes desta série.

Em meu artigo anterior, discuti o projeto de matrizes para descarte eficiente de sucata, design de rede transportadora para matrizes progressivas, uso de um sistema de transferência para transferir a peça de estação para estação e parâmetros de prensa. Agora vamos nos aprofundar nos parâmetros de projeto de uma tira de suporte para uma matriz progressiva.

Em uma matriz progressiva, uma tira de material é alimentada continuamente e sequenciada através de várias operações de corte e conformação até que uma ou mais peças completas sejam feitas.

Para que a peça se desloque de estação em estação, ela é amarrada com uma porção do material base utilizado em sua confecção. Esse material extra fora da peça, chamado de rede transportadora, é cortado e descartado como sucata após a conclusão da peça.

As teias transportadoras variam dependendo da operação que está sendo executada na matriz progressiva.

Um transportador sólido (ver Figura 1) geralmente é usado para operações básicas de corte e dobra. Não permite movimentação vertical das peças; toda a tira deve permanecer plana e reta durante todo o curso da prensa. Ter estações em alturas diferentes dentro da ferramenta resultará em um comprimento de passo ou distância inconsistente entre cada peça. Os transportadores sólidos podem ser usados ​​somente quando há muito pouco ou nenhum metal fluindo ou se movendo dentro da geometria da peça.

Um transportador de banda elástica (veja a Figura 2) é mais adequado para aplicações que envolvem muita conformação profunda, estampagem ou gravação em relevo, bem como múltiplas reduções. Permite que o metal flua livremente sem perturbar a distância da linha central entre cada uma das peças e funciona com estações de matrizes progressivas de alturas variadas.

Tenha em mente que mesmo que uma grande quantidade de metal tenha sido removida ao redor da peça bruta, o transportador não é necessariamente um transportador extensível. Por exemplo, o design do transportador mostrado na Figura 3 é frequentemente descrito como um transportador extensível, mas não permite que o metal flua para dentro ou que cada peça se mova para cima e para baixo de forma independente.

Embora o transportador deva ser projetado para flexionar com o movimento do metal, ele também deve permanecer forte o suficiente para resistir à flexão durante o processo de alimentação. São necessários cerca de 10% do peso da peça para movê-la horizontalmente. Por exemplo, se a peça acabada pesa 1 libra, é necessário 1/10 libra de força para movê-la. Se houver oito progressões, a força total de cada suporte ou acessório flexível deverá resistir a 8 libras. de força sem dobrar.

Não existem fórmulas para determinar a resistência do suporte, portanto, use seu julgamento com base no tipo e na espessura do material. Se um transportador for projetado e construído muito fraco, você poderá adicionar nervuras de reforço antes ou depois do processo de corte para aumentar sua resistência.

O desenvolvimento da transportadora é um processo relativamente simples; a chave é desenvolver comprimento de linha suficiente na rede de fixação para permitir a flexibilidade necessária. Dois métodos principais são usados ​​para desenvolver o transportador: software de simulação e corte manual de cera.

O software de simulação simula o alongamento do transportador de forma eficaz e precisa. Ele pode fornecer resultados críticos de transporte para um número infinito de tipos e espessuras de materiais. A Figura 4 mostra uma simulação de um suporte de fixação sendo deformado durante um processo de estampagem profunda. A teia flexível está sendo deformada tanto horizontal quanto verticalmente. Esta simulação fornece dados incluindo espessura final, geometria e probabilidade de rasgo. Além disso, o software de simulação pode levar em conta qualquer encruamento ou encruamento do suporte que possa ocorrer durante a deformação.

O corte de cera é um método manual para desenvolver um suporte. Requer uma folha de cera de abelha, uma faca afiada ou um escriba e um formato de teste de suporte proposto. A cera é cortada no formato proposto para a teia de fixação e esticada manualmente na horizontal e na vertical da forma como o metal ficará. Se a cera quebrar durante esse processo, o metal provavelmente também quebrará.