Die Science: Os fundamentos do design de matrizes, Parte II

Selecionar os componentes corretos de orientação da matriz é essencial para o sucesso da estampagem, mas eles não podem compensar uma prensa com manutenção deficiente. Imagem: Tecnologias CEP

Na Parte I desta série de duas partes, discuti o processo de seleção de um tipo e espessura de conjunto de matrizes. Agora vamos discutir vários componentes de orientação de matriz disponíveis comercialmente e algumas diretrizes básicas para decidir qual tipo é mais adequado para sua operação.

Primeiro, deixe-me fazer esta afirmação: a função dos pinos-guia é localizar adequadamente as sapatas superiores e inferiores ou peças fundidas, de modo que todos os componentes da matriz montados nas sapatas superior e inferior possam interagir uns com os outros com precisão. Eles orientam o corte e a conformação de componentes e seções para que a folga correta possa ser alcançada e mantida de forma eficaz. Os pinos-guia não se destinam a ajudar a guiar o aríete de uma prensa mal conservada ou desleixada!

A prensa deve ser guiada de forma independente e precisa.

Certa vez, um senhor me disse: “As matrizes fazem as peças, as prensas não”. Minha resposta foi: “Com todo o respeito, senhor, tanto a matriz quanto a imprensa fazem parte de um sistema. Cada um deve funcionar como o engenheiro pretendia que funcionasse.” Escusado será dizer que ele estava tendo muitos problemas de estampagem relacionados à imprensa.

Uma das afirmações que faço em cada sessão de treinamento que conduzo é: “Você pode construir e projetar uma ferramenta preciosa, mas se colocá-la em um glorificado compactador de lixo de 200 toneladas, você terá problemas”. Não tente compensar uma prensa mal conservada ou desleixada escolhendo pinos-guia superdimensionados ou consideravelmente maiores em um conjunto de matrizes.

Os pinos-guia, às vezes chamados de postes-guia ou pilares, funcionam em conjunto com as buchas-guia para alinhar com precisão as sapatas superior e inferior da matriz. Eles são pinos em forma de cilindro feitos de aço para ferramentas endurecido, retificados com precisão, geralmente dentro de 0,0001 pol. Os dois tipos básicos de pinos-guia são pinos de fricção (geralmente chamados de pinos de rolamento liso) e pinos de rolamento de esferas (também chamados de pinos-guia de ultraprecisão). Os pinos se encaixam com precisão em uma luva retificada com precisão chamada bucha. Assim como os pinos-guia, as buchas geralmente são retificadas com precisão de 0,0001 pol.

Os pinos de fricção (veja a Figura 1) são ligeiramente menores (geralmente cerca de 0,0005 pol. menores) que o diâmetro interno da bucha guia. Os pinos de fricção e as buchas normalmente custam menos do que os pinos do tipo rolamento de esferas e são comumente usados ​​quando se espera um grande empuxo lateral na matriz. Por gerarem muito atrito, não são desejáveis ​​para operações de estampagem em alta velocidade. Para minimizar o atrito, as buchas geralmente são revestidas com um material resistente ao desgaste chamado alumínio-bronze, que pode conter tampões de grafite para reduzir ainda mais o atrito. Além disso, os pinos de fricção geralmente são lubrificados com graxa de alta pressão.

Um problema comum associado ao uso de pinos de fricção é que muitas vezes isso torna o processo de separação da matriz bastante difícil, especialmente matrizes maiores. Deve-se tomar cuidado para que a matriz seja separada de forma que as sapatas superior e inferior da matriz permaneçam paralelas durante o processo de separação. Armar a matriz pode resultar na flexão de um pino-guia. Para matrizes maiores, uma máquina hidráulica especial chamada separador de matrizes é frequentemente utilizada para auxiliar na separação das matrizes.

Pinos de rolamento de esferas (veja a Figura 2) são de longe a escolha mais popular. Ao contrário dos pinos de fricção, esses pinos são montados em uma série de rolamentos de esferas contidos em uma gaiola especial de alumínio que permite que os rolamentos girem sem cair. Esses pinos têm várias vantagens. Primeiro, o atrito é reduzido, de modo que a matriz pode funcionar em velocidades mais rápidas sem gerar atrito e calor excessivos. Isso os torna ideais para operações de alta velocidade. Em segundo lugar, eles permitem que os fabricantes de matrizes e os técnicos de manutenção de matrizes separem facilmente as sapatas superior e inferior da matriz. E terceiro, por utilizarem rolamentos de esferas, podem ser fabricados com maior precisão do que pinos de fricção. Na verdade, a maioria das pessoas não percebe que o conjunto de pino e rolamento é cerca de 0,0002 pol. maior que o diâmetro interno da bucha. Isso explica por que muitos fabricantes se referem a eles como pinos-guia de “inclinação negativa”. Ao contrário dos pinos de fricção, os pinos-guia dos rolamentos de esferas nunca devem ser lubrificados; lubrifique-os apenas com óleo leve.