Pergunte ao Especialista: Como os estampadores de metal podem alcançar

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Trabalho na indústria de estampagem de metais há 40 anos, projetando ferramentas para estampagem de dobradiças de portas a engrenagens de dispositivos médicos com diâmetro não superior a 1/16 pol. Ao longo dos anos, as tolerâncias dimensionais solicitadas pelo cliente foram consistentemente reforçadas. O que costumava ser +/-0,005 pol. agora é +/-0,002 pol. e às vezes até +/-0,001 pol. Além disso, eles exigem capacidade. Um CPK (índice de capacidade) de 1,33 basicamente reduz sua tolerância pela metade! Como podemos fazer isso? É quase como se os clientes esperassem a qualidade das peças usinadas pelo preço de uma estampagem.

Eu sinto sua dor. Nós da Micro estamos exatamente sob as mesmas pressões.

Posso garantir que é possível cumprir essas tolerâncias rígidas. Minimizar a variação dimensional em suas estampagens depende de três grandes fatores.

A estrutura da ferramenta ou sapata da matriz deve ser grossa o suficiente para não flexionar durante a estampagem. Uma sapata de matriz que flexiona ou curva na parte inferior do curso não fornece suporte sob a ferramenta exatamente onde o trabalho está sendo feito e isso causa problemas dimensionais. Se você puder mover o aríete para cima ou para baixo em 0,001 a 0,002 pol. e mudar a peça, você provou meu ponto.

Recomendamos usar uma sapata de matriz de 3 pol. de espessura ao estampar 0,025 pol. ou material mais fino, uma sapata de matriz de 4 pol. de espessura ao estampar 0,05 pol. ou material mais fino, e assim por diante. Temos algumas matrizes pesadas de laminação, cunhagem e extrusão operando com espessura de 0,080 pol., e a sapata da matriz tem 6 pol. de espessura.

Os batentes da matriz também devem ser superdimensionados para controlar o impacto durante cada ciclo de estampagem. Em vez de usar o diâmetro típico de 1 pol. pára em cada canto, usamos 3 por 3 pol. batentes retangulares em seis lugares quando podemos encaixá-los. Nas ferramentas grandes em uma prensa de 150 toneladas, usamos seis a oito de 3 por 5 pol. paradas. É preciso muito para parar um carneiro com esse tipo de tonelagem.

Finalmente, maximize o número de pinos-guia e certifique-se de que sejam robustos. Em uma ferramenta de 2,5 pés de comprimento, use quatro guias, com diâmetro mínimo de 2 pol. Em um 4-ft. ferramenta, use de quatro a seis guias, diâmetro mínimo de 2,5 pol. E em um 6 pés. ferramenta, use seis a oito guias, diâmetro mínimo de 3,5 pol. Certifique-se também de usar gaiolas de rolos de alta precisão.

Isso se aplica ao design da ferramenta de três placas. Certifique-se de ter uma pilotagem robusta e fixação do decapante. Mantenha a tira nivelada com os elevadores durante a conformação. Use cilindros de nitrogênio e almofadas de pressão para controlar a tira durante a formação. Calcule as forças necessárias para fazer a peça e sempre use duas a três vezes a força necessária em seu projeto de almofada de pressão para ser seguro. Se você controlar a tira a cada passo à medida que avança na matriz, o resultado será menos variação na saída.

Quando você tem almofadas de pressão na matriz, sua placa decapante deve superar não apenas essas forças, mas também a força adicional do trabalho que está sendo feito. Tal como acontece com a almofada de pressão, projete sua braçadeira decapante para duas a três vezes a força necessária.

Use o processo de design para fabricação (DFM) em todas as estações da matriz. Por exemplo, se você tiver 0,0005 pol. folga do piloto, então você pode ter 0,0005 pol. variação total nas dimensões de sua peça.

Os problemas de tolerância geralmente começam em um projeto ruim, como guias de transporte de peças fracas ou uma peça grande presa à tira da matriz em uma estrutura recortada com muitas formas. A peça naturalmente deseja puxar para a operação de conformação. Mesmo a menor derrapagem levará a variação. Para isso, você precisa ter várias guias transportadoras em ambos os eixos da peça.

Tente adicionar orifícios piloto na peça, para que, quando estiver fazendo conformação pesada, você possa registrar a peça com precisão. Também costumamos usar almofadas de pressão pontilhadas. Eles apresentam uma série de pontas de diamante extremamente finas e afiadas que adicionam uma superfície áspera que ajuda a eliminar a derrapagem. O revestimento de CBN também adiciona rugosidade a uma superfície de almofada de pressão.

Por fim, tente marcar o material antes de aparar para garantir que a forma esteja localizada com precisão. Além disso, a força necessária para formar é muito menor na partitura; o material naturalmente quer dobrar naquele local.