Guia de compra de máquinas de dobra CNC: dicas de tonelagem, backgauge e precisão

Um fabricante envia um desenho de: aço inoxidável 304 de 3 mm, comprimento de dobra de 2.500 mm, 90 graus, 400 peças por semana e uma tolerância diagonal de mais ou menos 0,5 mm. No papel, quase qualquer prensa dobradeira de 100 toneladas pode produzir essa peça. No chão, a diferença entre uma máquina que mantém a tolerância ao longo de três turnos e uma que se desvia após 200 golpes se resume a três fatos mecânicos: como os dois cilindros são mantidos em sincronia, com que precisão o aríete para em profundidade e quanto as vigas desviam sob carga.

Aqui está a versão resumida de como comprar um. Acerte primeiro a tonelagem e a abertura da matriz, depois o método de sincronização, depois o controle e o backgauge, e só então compare marcas e preços. Nenhum controlador pode resgatar uma máquina que foi especificada com a abertura errada da matriz ou com a força por metro errada.

O que realmente decide a precisão em uma dobradeira CNC

Uma prensa dobradeira não dobra em um ângulo. Ele empurra um punção até uma profundidade, e o ângulo é o resultado dessa profundidade, da abertura da matriz, da resistência ao escoamento e do retorno elástico do material. Cada eixo em uma dobradeira CNC existe para manter uma dessas variáveis ​​estável.

Sincronização: tubo de torque ou servo eletro-hidráulico

As máquinas com eixo de torção ligam ambos os cilindros através de um tubo mecânico, de modo que o aríete permanece paralelo por construção e os dois lados não podem se mover independentemente. As máquinas eletro-hidráulicas utilizam uma válvula proporcional e um codificador linear em cada cilindro, e o CNC corrige Y1 e Y2 separadamente. O arranjo servo custa mais, mas pode inclinar o aríete deliberadamente, o que ajuda com flanges desiguais e com matrizes que apresentam desgaste irregular.

A repetibilidade da profundidade define a repetibilidade do ângulo

Na flexão do ar, o ângulo é muito sensível à profundidade do aríete. Os guias de ferramentas geralmente usam uma regra prática de aproximadamente 1 grau de mudança de ângulo para cada 0,1 mm de erro de profundidade com uma matriz em V estreita, e menos à medida que a abertura da matriz aumenta. Peça repetibilidade, não apenas resolução. Uma máquina que posiciona em 0,01 mm, mas repete em 0,05 mm, ainda espalhará ângulos em um lote.

Deflexão e coroamento

Sob carga, ambas as vigas curvam-se no meio, de modo que o centro de uma parte longa é dobrado em um ângulo mais raso do que as extremidades. Cunhas de coroamento mecânicas ou cilindros de coroamento hidráulicos levantam a base no centro e, em máquinas programáveis, o CNC ajusta a coroa conforme a tonelagem muda. Se suas curvas forem maiores que 1,5 m e sua tolerância de ângulo for pequena, o coroamento não será opcional.

O esquema abaixo mostra onde esses ajustes ficam fisicamente em uma máquina.

Estrutura anotada de uma prensa dobradeira hidráulica, mostrando as peças que influenciam o ângulo de curvatura.

1. Cilindros hidráulicos que acionam o aríete.
2. Ram, ou viga superior, posicionada em Y1 e Y2.
3. Punch e V die, o par de ferramentas que define o ângulo.
4. Cama com ajuste de coroamento para deflexão.
5. Dedos backgauge para posicionamento X e R.
6. Controleador CNC para profundidade, backgauge e coroamento.
7. Estruturas laterais de aço soldadas que suportam a carga de flexão.

Combinando a configuração da máquina com suas peças

Em nossa série de dobradeiras, três configurações de dobradeiras cobrem a maior parte do trabalho em chapas metálicas, e a decisão geralmente é tomada pela tolerância de ângulo mais restrita e pela curvatura mais longa, e não pela tonelagem principal.

Quando a rota servo se paga

Se você dobrar 2 m ou mais de cada vez, usar chapas de aço inoxidável ou de alta resistência, ou mudar entre os números das peças várias vezes por turno, a correção independente Y1 e Y2 de uma máquina eletro-hidráulica geralmente compensa mais rápido do que a diferença de preço sugere. Também oferece uma maneira de contornar um dado que não está mais perfeitamente paralelo.

Quando uma máquina CNC com eixo de torção é a compra sensata

A sincronização do eixo de torção tem menos circuitos de controle e menos ajustes, e em estruturas construídas com chapa de aço soldada proporciona resultados consistentes durante anos. Em nossa série WC67K, a estrutura da estrutura é analisada com o software de tensão ANSYS para que a geometria seja verificada antes do corte da placa, o que é mais importante do que os números de catálogo em bases longas.

Quando um freio hidráulico convencional é suficiente

Nem todo trabalho precisa de um CNC. Para suportes únicos, canais simples e tiragens curtas onde alguns décimos de grau não importam, uma dobradeira hidráulica simples com batente de profundidade manual faz o mesmo trabalho a um custo menor, e um operador experiente manterá a tolerância pelo tato.

Tonelagem, abertura da matriz e os números que os compradores perdem

Uma prensa dobradeira com capacidade de 100 toneladas em uma base de 3.200 mm não fornece 100 toneladas em cada metro de curvatura. Ele entrega cerca de 31 toneladas por metro. Essa conversão única explica a maioria das máquinas compradas muito pequenas e um bom número compradas muito grandes.

Os gráficos de ferramentas para dobradeiras geralmente usam esta aproximação para aço-carbono: a força necessária por metro é aproximadamente 65 x t ao quadrado dividido por V, onde t é a espessura da chapa em mm e V é a abertura da matriz em mm. Partindo da regra habitual de V igual a 8t, uma chapa de 3 mm necessita de cerca de 24 toneladas por metro, e uma chapa de 6 mm necessita de cerca de 47.

Força necessária por metro para aço-carbono a 90 graus de flexão ao ar, usando a aproximação de 65 x t ao quadrado dividido por V com uma abertura da matriz de 8 t. Multiplique pelo comprimento real da dobra em metros para dimensionar a máquina.

Mude o material e a curva se moverá. O aço inoxidável precisa visivelmente mais força para a mesma espessura, o alumínio consideravelmente menos, e ambos também alteram o retorno elástico e o raio interno que você realmente obterá.

Fator de tonelagem relativa por material, com aço-carbono fixado em 1,00. Estas são aproximações publicadas em tabelas de ferramentas, portanto confirme o valor real com seu fornecedor de ferramentas antes de fazer o pedido.

Mais dois números pertencem à conversa. Primeiro, a abertura da matriz define o flange mais curto que você pode formar: uma regra prática comum para um punção padrão é cerca de 0,7 vezes V, portanto, uma matriz de 8 V em uma folha de 1 mm deixa você precisando de um flange maior que aproximadamente 5,6 mm. Em segundo lugar, abrir o V reduz a tonelagem necessária, mas aumenta o raio interno e o retorno elástico que você precisa compensar, e é por isso que uma matriz maior não é uma saída livre para um problema de tonelagem.

O que colocar na RFQ antes de comparar preços

Uma cotação de dobradeira só é comparável se ambos os fornecedores estiverem cotando para o mesmo imposto. Envie estes pontos com a consulta:

• Classe do material, faixa de espessura e resistência à tração, não uma espessura de amostra.
• Comprimento máximo e mínimo da dobra, além de quaisquer dobras segmentadas.
• Tolerância de ângulo mais estreita e a abertura da matriz que você pretende executar.
• Requisitos de raio interno e as ferramentas que você já possui.
• Flange mais longo e se o backgauge deve alcançá-lo em X e R.
• Cursos por hora e padrão de mudança, para que o serviço hidráulico seja dimensionado corretamente.
• Fonte de alimentação, espaço físico e como as peças serão levantadas e retiradas da máquina.
• Peças sobressalentes, treinamento do operador e resposta esperada do serviço.

A maioria dos projetos que decepcionam dão errado na primeira, terceira ou quinta linha, e não na marca do controlador. Se você quiser que esta decisão seja acompanhada de exemplos, nosso guia sobre como escolher a máquina dobradeira de chapa CNC certa cobre o mesmo terreno do ponto de vista do chão de fábrica.

Segurança, manutenção e custo do tempo de inatividade

A seleção da proteção faz parte da especificação, não um acessório: cortinas de luz ou proteções de laser na abertura frontal, controle bimanual ou pedal protegido e um procedimento claro para troca de ferramentas com o aríete apoiado. Do lado da manutenção, três hábitos protegem a precisão mais do que qualquer outro. Mantenha os ombros do punção e da matriz limpos e sem rebarbas, pois um cavaco sob o punção aparece como um erro de ângulo em cada golpe. Observe a temperatura do óleo hidráulico, pois a mudança de viscosidade altera a frequência com que o aríete para. E verifique o paralelismo do aríete e a folga do backgauge após a máquina ser movida ou após uma produção pesada, em vez de esperar que as peças saiam da tolerância.

Perguntas frequentes

Um último ponto que vale a pena lembrar quando você compara ofertas: a especificação que decide se uma máquina ganha seu dinheiro é a tonelagem por metro na abertura da matriz, a repetibilidade do batente do aríete e o alcance do backgauge. Todo o resto é refinamento. Também é útil conhecer um fabricante que pode construir máquinas de série padrão e equipamentos não padronizados, porque as famílias de peças mudam ao longo da vida de uma prensa dobradeira com muito mais frequência do que a própria máquina.