Esses insertos em forma de pente são projetados para serem montados em suportes especiais e ajudam a eliminar rugas em diversas aplicações de virabrequins.
Um cliente lhe apresenta uma solicitação para conformação de tubos a 90 graus. Esta aplicação requer tubos de 2 polegadas (50,8 mm). Diâmetro externo (DE): 0,065 polegadas (1,65 mm). Espessura da parede: 4 polegadas (101,6 mm). Raio da linha central (RLC). O cliente precisa de 200 peças por semana durante um ano.
Requisitos de matrizes: matrizes de dobra, matrizes de fixação, matrizes de prensa, mandris e matrizes de limpeza. Sem problemas. Parece que todas as ferramentas necessárias para dobrar alguns dos protótipos estão em estoque e prontas para uso. Após configurar o programa da máquina, o operador carrega o tubo e faz uma dobra de teste para garantir que a máquina precise de ajustes. A primeira dobra saiu perfeita. Assim, o fabricante envia várias amostras de tubos dobrados para o cliente, que então fecha um contrato, o que certamente resultará em um negócio lucrativo e regular. Tudo parece estar em ordem.
Passaram-se meses e o mesmo cliente queria reduzir os custos de material. Esta nova aplicação requer tubos de 2" de diâmetro externo x 0,035" de diâmetro de parede e 3 polegadas de espessura. As ferramentas de outra aplicação estão armazenadas internamente na empresa, permitindo que a oficina produza protótipos imediatamente. O operador carrega todas as ferramentas na prensa dobradeira e tenta verificar a dobra. A primeira dobra saiu da máquina com vincos internos. Por quê? Isso se deve a um componente da ferramenta que é especialmente importante para dobrar tubos com paredes finas e raios pequenos: a matriz de limpeza.
No processo de curvatura de um tubo de sucção rotativo, duas coisas acontecem: a parede externa do tubo colapsa e fica mais fina, enquanto a parte interna do tubo encolhe e colapsa. Os requisitos mínimos para ferramentas de curvatura de tubos com braços rotativos são uma matriz de curvatura em torno da qual o tubo é curvado e uma matriz de fixação para manter o tubo no lugar enquanto é curvado em torno da matriz de curvatura.
A matriz de fixação ajuda a manter uma pressão constante no tubo na tangente onde ocorre a curvatura. Isso fornece a força de reação que cria a curvatura. O comprimento da matriz depende da curvatura da peça e do raio da linha central.
A própria aplicação determinará as ferramentas necessárias. Em alguns casos, apenas matrizes de dobra, matrizes de fixação e matrizes de prensa são necessárias. Se o seu trabalho envolver paredes espessas que produzem raios grandes, você pode não precisar de uma matriz de limpeza ou mandril. Outras aplicações exigem um conjunto completo de ferramentas, incluindo uma matriz de retificação, mandril e (em algumas máquinas) uma pinça para auxiliar no direcionamento do tubo e na curvatura do plano de rotação durante o processo de dobra (veja a Figura 1).
As matrizes de rodo ajudam a manter e eliminar rugas no raio interno da curva. Elas também minimizam a deformação externa do tubo. As rugas ocorrem quando o mandril dentro do tubo não consegue mais fornecer força de reação suficiente.
Na curvatura, o raspador é sempre usado com um mandril inserido no tubo. A principal função do mandril é controlar o formato do raio externo da curva. Os mandris também suportam raios internos, embora ofereçam suporte completo apenas para aplicações que envolvem uma gama limitada de curvas em D e relações de parede específicas. O raio da curva (D) é o raio da curva (CLR) dividido pelo diâmetro externo do tubo, e o fator de parede é o diâmetro externo do tubo dividido pela espessura da parede do tubo (ver Figura 2).
Matrizes raspadoras são usadas quando o mandril não consegue mais fornecer controle ou suporte adequados para o raio interno. Como regra geral, uma matriz de desbaste é necessária para dobrar qualquer mandril de parede fina. (Mandris de parede fina às vezes são chamados de mandris de passo fino, e o passo é a distância entre as esferas no mandril.) A seleção do mandril e da matriz depende do diâmetro externo do tubo, da espessura da parede do tubo e do raio de curvatura.
O ajuste correto da matriz de retificação torna-se especialmente importante quando as aplicações exigem paredes mais finas ou raios menores. Considere novamente o exemplo do início deste artigo. O que funciona para 4 polegadas, o CLR pode não servir para 3 polegadas. As alterações de material exigidas pelo CLR e pelos clientes para economizar dinheiro são acompanhadas pela maior precisão necessária para ajustar a matriz.
Figura 1. Os principais componentes de uma curvadora rotativa de tubos são as matrizes de fixação, curvatura e fixação. Algumas instalações podem exigir a inserção de um mandril no tubo, enquanto outras requerem o uso de um cabeçote raspador com mandril. A pinça (não nomeada aqui, mas localizada no centro, onde o tubo será inserido) auxilia no direcionamento do tubo durante o processo de curvatura. A distância entre a tangente (o ponto onde a curvatura ocorre) e a ponta do raspador é chamada de deslocamento teórico do raspador.
Selecionar a matriz raspadora correta, garantir o suporte adequado da matriz de dobra, da matriz e do mandril, e encontrar a posição correta da matriz de limpeza para eliminar folgas que causam rugas e deformações são os fatores essenciais para produzir dobras precisas e de alta qualidade. Normalmente, a posição da ponta do pente deve estar entre 0,060 e 0,300 polegadas da tangente (veja a deflexão teórica do pente mostrada na Figura 1), dependendo do tamanho e do raio do tubo. Consulte seu fornecedor de ferramentas para obter as dimensões exatas.
Certifique-se de que a ponta da matriz de limpeza esteja alinhada com a ranhura do tubo e que não haja folga (ou "protuberância") entre a ponta da matriz e a ranhura do tubo. Verifique também as configurações de pressão do molde. Se o pente estiver na posição correta em relação à ranhura do tubo, aplique uma leve pressão na matriz de pressão para empurrar o tubo para dentro da matriz de curvatura e ajudar a suavizar as rugas.
Os conjuntos de raspadores estão disponíveis em uma variedade de formatos e tamanhos. Você pode adquirir matrizes de raspadores retangulares/quadradas para tubos retangulares e quadrados, e também pode usar raspadores com contornos/formatos específicos para se ajustarem a formatos específicos e suportarem características exclusivas.
Os dois estilos mais comuns são a matriz de raspador de peça única com parte traseira quadrada e o suporte de raspador com lâminas. As matrizes de raspador com parte traseira quadrada (ver Figura 3) são usadas para produtos de paredes finas, curvas em D estreitas (tipicamente 1,25D ou menos), aeroespacial, aplicações de alta exigência estética e produção em lotes de pequeno a médio porte.
Para curvas menores que 2D, você pode começar com uma matriz raspadora de base quadrada, simplificando o processo. Por exemplo, você pode começar com um raspador curvo de base quadrada 2D com um fator de parede de 150. Alternativamente, você pode usar um suporte de raspador com lâmina para aplicações menos agressivas, como curvas 2D com um fator de parede de 25.
Placas raspadoras com base quadrada oferecem suporte máximo para o raio interno. Elas também podem ser cortadas após o desgaste da ponta, mas será necessário ajustar a máquina para acomodar a matriz raspadora mais curta após o corte.
Outro tipo comum de suporte para lâmina raspadora é mais barato e econômico para fazer curvas (veja a Figura 4). Eles podem ser usados ​​para curvas em D de moderadas a acentuadas, bem como para curvar vários tubos com o mesmo diâmetro externo e CLR. Assim que você notar desgaste na ponta, poderá substituí-la. Ao fazer isso, você perceberá que a ponta é automaticamente ajustada para a mesma posição da lâmina anterior, o que significa que você não precisa ajustar a montagem do braço raspador. Observe, no entanto, que a configuração e a localização da chave da lâmina no suporte da matriz de limpeza são diferentes, portanto, você precisa garantir que o design da lâmina corresponda ao design do suporte da escova.
Os suportes de raspador com insertos reduzem o tempo de ajuste, mas não são recomendados para raios pequenos. Também não funcionam com tubos ou perfis retangulares ou quadrados. Tanto os pentes raspadores com dorso quadrado quanto os braços raspadores com inserto podem ser produzidos em proximidade. As matrizes de raspador sem contato são projetadas para minimizar o desperdício de tubo, permitindo comprimentos de trabalho menores, estendendo a fixação atrás do raspador e permitindo que a pinça (bloco guia do tubo) seja posicionada mais perto da matriz de curvatura (veja a Figura 5).
O objetivo é reduzir o comprimento necessário do tubo, economizando material para a aplicação correta. Embora esses limpadores sem contato reduzam o desperdício, eles oferecem menos suporte do que os limpadores traseiros quadrados padrão ou suportes de limpador padrão com escovas.
Certifique-se de usar o melhor material possível para a matriz raspadora. O bronze de alumínio deve ser usado ao dobrar materiais duros, como aço inoxidável, titânio e ligas de INCONEL. Ao dobrar materiais mais macios, como aço carbono, cobre e alumínio, use um raspador de aço ou aço cromado (veja a figura 6).
Figura 2. Em geral, aplicações menos agressivas não requerem um chip de limpeza. Para ler este gráfico, consulte as legendas acima.
Ao usar um cabo de faca com lâmina, o cabo geralmente é feito de aço, mas em alguns casos tanto o cabo quanto a ponta podem precisar ser de bronze de alumínio.
Quer utilize um pente ou um suporte de escova com lâminas, a configuração da máquina será a mesma. Mantendo o tubo totalmente preso, posicione o raspador sobre a curva e a parte traseira do tubo. A ponta do raspador encaixará no lugar ao bater na parte de trás do conjunto de raspadores com um martelo de borracha.
Se não conseguir usar este método, use o olho e uma régua para instalar a matriz do limpador ou o suporte da palheta. Tenha cuidado e use o dedo ou o olho para garantir que a ponta esteja reta. Certifique-se de que a ponta não esteja muito para a frente. O ideal é uma transição suave à medida que o tubo passa pela ponta da matriz do limpador. Repita o processo quantas vezes forem necessárias para obter uma curvatura de boa qualidade.
O ângulo de inclinação é o ângulo da lâmina de limpeza em relação à matriz. Algumas aplicações profissionais nas áreas aeroespacial e outras utilizam lâminas de limpeza projetadas com pouca ou nenhuma inclinação. Mas, para a maioria das aplicações, o ângulo de inclinação é geralmente definido entre 1 e 2 graus, como mostrado na figura 1, para fornecer folga suficiente e reduzir o arrasto. Você precisará determinar a inclinação exata durante a configuração e os testes, embora às vezes seja possível defini-la já na primeira tentativa.
Utilizando uma matriz de limpeza padrão, posicione a ponta da escova ligeiramente atrás da tangente. Isso permite que o operador mova a ponta da escova para a frente à medida que ela se desgasta. No entanto, nunca monte a ponta da matriz de limpeza tangencialmente ou além da tangente; isso danificará a ponta da matriz.
Ao dobrar materiais mais macios, você pode usar quantos raspadores forem necessários. No entanto, se estiver dobrando materiais mais duros, como aço inoxidável ou titânio, tente manter a matriz raspadora com a menor inclinação possível. Use um material mais duro para deixar o raspador o mais reto possível; isso ajudará a eliminar as dobras nas curvas e as rebarbas após as curvas. Essa configuração também deve incluir um mandril com encaixe preciso.
Para obter a melhor qualidade de dobra, utilize um mandril e uma matriz raspadora para apoiar a parte interna da dobra e controlar a ovalização. Se a sua aplicação exigir um rodo e um mandril, use ambos e você não se arrependerá.
Voltando ao dilema anterior, tente ganhar o próximo contrato para paredes mais finas e CLR mais denso. Com o molde do limpador no lugar, o tubo saiu da máquina perfeitamente, sem rugas. Isso representa a qualidade que a indústria deseja, e qualidade é o que a indústria merece.
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