RESUMO

Escolher o curso correto da prensa é um compromisso entre produtividade (SPM) e viabilidade do processo . Para corte, perfuração e operações de alta velocidade , selecione o curso mais curto possível (normalmente entre 0,5 e 1,5 polegadas) para minimizar a velocidade de impacto, prolongar a vida útil da ferramenta e maximizar os cursos por minuto. Um curso mais curto reduz a distância percorrida pelo cabeçote, permitindo tempos de ciclo mais rápidos sem aumentar a velocidade do deslizamento no ponto de impacto.

Para estampagem profunda e conformação complexa , o comprimento do curso é determinado pelo espaço necessário para a peça. O padrão da indústria é um comprimento de curso de pelo menos 2,5 vezes a altura final da peça para garantir espaço suficiente para remoção da peça e alimentação do material. Não fornecer essa folga resulta em riscos de colisão e falhas no alimentador automático. Os engenheiros devem calcular a "janela de alimentação" — o tempo disponível no ciclo para o alimentador avançar a tira — que se torna criticamente curta à medida que o comprimento do curso e o SPM aumentam.

Fundamentos: Curso vs. Altura Fechada & O Movimento do Virabrequim

Antes de selecionar as especificações, é fundamental distinguir entre curso do prensa e altura fechada , pois esses termos são frequentemente confundidos durante a especificação de equipamentos. Curso do prensa é a distância vertical total que o cabeçote percorre do Ponto Morto Superior (PMS) ao Ponto Morto Inferior (PMI). É uma característica fixa da geometria do virabrequim da máquina (em prensas mecânicas) ou uma variável programável (em prensas servo/hidráulicas).

Altura fechada , por outro lado, é a distância desde a parte inferior do cabeçote até o topo da placa de reforço quando o curso está no PMI. A altura de fechamento determina a altura máxima da matriz que a prensa pode acomodar, enquanto o comprimento do curso determina o movimento dinâmico do processo de conformação.

Compreender o movimento sinusoidal de uma prensa mecânica é essencial para a seleção do curso. Em uma prensa de manivela padrão, o cabeçote não se move com velocidade constante. Ele acelera a partir do repouso no PMS, atinge a velocidade máxima na posição de 90 graus (meio curso) e desacelera até zero no PMI. Esse perfil físico significa que o comprimento do curso determina diretamente a velocidade de impacto . Um curso mais longo faz com que o martelo viaje mais rapidamente no ponto médio para percorrer a maior distância no mesmo intervalo de tempo, aumentando significativamente a energia cinética transferida para a ferramenta no momento do contato.

O Caso dos Cursos Curtos: Corte e Produtividade em Alta Velocidade

Para operações envolvendo peças planas, matrizes progressivas ou simples corte, o consenso da engenharia é inequívoco: utilize o curso mais curto possível . Minimizar o comprimento do curso proporciona três vantagens técnicas críticas que afetam diretamente o ROI e a OEE (Eficiência Geral do Equipamento).

1. Redução da Velocidade de Impacto e Desgaste da Ferramenta

A vida útil da ferramenta é frequentemente determinada pela velocidade com que o punção atinge o material. Altas velocidades de impacto geram calor excessivo e ondas de choque que causam trincas prematuras e fadiga do punção. Ao reduzir o comprimento do curso, reduz-se efetivamente a velocidade do carro no ponto de engajamento.

Os dados indicam que reduzir o comprimento do curso pela metade pode diminuir a velocidade de impacto em aproximadamente 28%. Por exemplo, uma prensa funcionando com um curso de 40 mm pode atingir o material a 25 mm/s, enquanto um curso de 20 mm na mesma SPM impactaria a apenas 18 mm/s. Essa redução diminui drasticamente a carga de choque nos punções, aumentando significativamente os intervalos entre afiações.

2. Aumento da Velocidade de Produção (SPM)

Cursos mais curtos permitem um maior número de cursos por minuto (SPM) sem exceder os limites críticos de velocidade da ferramenta ou dos equipamentos de alimentação. Se você reduzir o curso do pistão de 1,0 polegada para 0,5 polegada, teoricamente é possível dobrar o SPM da prensa mantendo um perfil de velocidade do cursor semelhante. Este é o principal fator impulsionador da estampagem de alta velocidade de terminais elétricos e lâminas de motores.

3. Janelas de Alimentação Otimizadas

Na estampação de alta velocidade, o fator limitante é frequentemente o alimentador, não a prensa. A tira só deve avançar quando os furos estiverem livres do material (a "janela de alimentação"). Um curso mais curto maximiza a parte do ciclo de manivela disponível para alimentação. Com um curso curto, os punhos limpam o material mais rapidamente no curso ascendente e se envolvem mais tarde no curso descendente, fornecendo uma janela de ângulo de manivela mais ampla (por exemplo, 270 ° a 90 °) para o servo-alimentador indexar o material.

O caso dos traços longos: desenho profundo e moldagem complexa

Embora os traços curtos ofereçam velocidade, eles são fisicamente impossíveis para aplicações de desenho profundo. Aqui, o comprimento do curso não é negociável e é regido pelas dimensões físicas da peça e pela termodinâmica do processo de formação.

A regra de compensação de 2,5x

Para as peças de grande profundidade (copo, lata, caixa), a restrição principal é a remoção das peças. Precisamos de espaço vertical suficiente para levantar a peça finalizada da matriz e limpar o sistema de transferência. A regra básica é:

Comprimento do curso ≥ 2,5 × altura da peça acabada

Por exemplo, se você estiver desenhando uma lata de bebidas de 15 centímetros de altura, geralmente precisa de uma tração de pelo menos 15 centímetros. Isso explica os 4 polegadas da própria peça, a elevação de extração e a distância necessária para o braço de transferência ou alimentador mover a peça sem colisão.

Disponibilidade de energia e de binário

O desenho profundo requer uma tonelagem sustentada mais acima no curso, muito antes do deslizamento atingir o BDC. As prensas mecânicas são classificadas para carga total apenas perto do fundo (normalmente 30° acima do BDC). Uma batida mais longa altera a curva de binário, potencialmente reduzindo a tonelagem disponível no ponto de contato inicial. A selecção de uma prensa de longa duração para desenho deve ser feita por um engenheiro que verifique se a curva de redução do binário para assegurar que a prensa dispõe de energia (capacidade do volante) e de binário suficientes para iniciar o tracção a centímetros acima do BDC sem atraso.

Calcular o comprimento ideal do curso

A seleção do curso preciso envolve uma matriz de cálculo que considera o tempo de alimentação, geometria da peça e velocidade de impressão. Utilize o seguinte fluxo lógico para determinar a especificação:

• Passo 1: Determinação da franquia mínima. Para as peças planas, esta é simplesmente a elevação de tira necessária para liberar pilotos. Para as peças formadas, aplicar a regra da altura de 2,5x.
• Passo 2: Calcular os requisitos da janela de alimentação. Determine quantos graus do ciclo da manivela são bloqueados pela ferramenta que liga o material.
  FÓRMULA: Ângulo bloqueado = 2 × arco sinusoidal (( (Profundidade de extracção + espaço livre) / (Corrida / 2) ).
• Passo 3: Avaliação da velocidade de alimentação. Se o ângulo "aberto" restante for insuficiente para o seu alimentador indexar o comprimento de passo no SPM desejado, você deve aumentar o curso (para ampliar a janela) ou atualizar para um servo alimentador mais rápido.
• Passo 4: Verifique os limites de velocidade. Calcular a velocidade de impacto no curso e SPM propostos. Se exceder os limites recomendados do aço da ferramenta (normalmente dependendo do tipo de material e da espessura), deve reduzir a tração ou o SPM.

Para fabricantes que necessitam de extrema flexibilidadecomo fornecedores de nível 1 automotivos que produzem suportes planos e caixas de tração profunda prensas Servo ou prensas hidráulicas são muitas vezes a escolha superior. Estas máquinas permitem perfis de curso programáveis, permitindo um modo de "corto curso" para o esvaziamento e um modo de "longo curso" para desenho no mesmo equipamento.

Compensações operacionais: Velocidade, Energia e Manutenção

A decisão sobre a duração da tração da prensa tem implicações a longo prazo para os custos de manutenção e operação. A execução de uma imprensa de longo curso para trabalho de curto curso (por exemplo, blanqueamento de lavadoras planas em uma imprensa de curso de 10 polegadas) é um erro comum, mas caro. O excesso de movimento do slide gera atrito desnecessário, desperdiça energia do volante e força a prensa a correr mais devagar do que seu potencial.

Além disso, a manutenção do alinhamento da imprensa torna-se crítica à medida que o comprimento do curso aumenta. As forças de tração lateral sobre os gibs são ampliadas em operações de longo curso, especialmente se a carga estiver fora do centro. A manutenção regular dos gibes e do sistema de lubrificação não é negociável para máquinas de longo curso.

Para os fabricantes de automóveis que equilibram esses compromissos complexos, a parceria com um fabricante especializado pode muitas vezes mitigar os riscos de desajuste de equipamentos. Empresas como Shaoyi Metal Technology aproveitar capacidades avançadas de impressão de até 600 toneladas para gerir diversos requisitos de curso, fornecendo componentes certificados pela IATF 16949 como braços de controlo e subquadros sem a necessidade de investimento de capital interno em máquinas de longo curso especializadas.

Perguntas Frequentes

1. a) A Comissão Devemos escolher a velocidade de impressão com base na produtividade ou na manutenção?

Embora a produtividade (SPM) seja o objetivo, a manutenção deve ditar o limite. A execução de uma prensa mais rápida do que o sistema de ferramentas ou alimentação pode lidar resultará em micro-paradas, erros de alimentação e quebra de ferramentas que destroem o OEE. É melhor correr constantemente a 80% da velocidade máxima do que a 100% com freqüentes paralisações não planeadas.

2. A sua família. Qual é a diferença entre a força da prensa e a altura de fechamento?

O curso da pressão é a distância dinâmica que o carneiro percorre de cima para baixo (TDC para BDC). A altura de fecho é o espaço estático disponível para a matriz quando o carvalho está no seu ponto mais baixo (BDC). Aumentar o comprimento do curso não altera a altura de fechamento, mas ajustar o parafuso de ajuste do deslizamento muda a altura de fechamento sem alterar o comprimento do curso.

3. A sua família. Por que uma pressão mais curta é melhor para a vida útil da ferramenta?

Um curso mais curto reduz a velocidade de impacto do punção ao penetrar no material. Como o cabeçote tem uma distância menor a percorrer no mesmo intervalo de tempo, ele se move mais lentamente no momento do impacto. Essa redução na transferência de energia cinética minimiza choques, geração de calor e desgaste abrasivo nas bordas de corte.