1. Introdução
Nos últimos anos, com o rápido crescimento da indústria manufatureira, o uso de máquinas de corte como principal equipamento de processamento de chapas metálicas tornou-se mais difundido.
Uma das opções mais populares entre os usuários é a guilhotina hidráulica pendular, devido à sua estrutura simples, baixo índice de falhas e excelente qualidade de corte.
Para maximizar a qualidade de corte da máquina de corte de pêndulo hidráulico, os usuários são incentivados a ter um conhecimento abrangente da instalação e ajuste da lâmina.
Embora o método de ajuste da lâmina para a máquina de corte de pêndulo hidráulico seja descrito em diversas literaturas, obter resultados satisfatórios na prática pode ser um desafio devido a fatores como o comprimento da lâmina, a dureza e o material e a espessura da placa que está sendo cortada.
Este artigo, baseado em uma análise da posição, tamanho e instalação da lâmina para a máquina de corte de pêndulo hidráulico, propõe que o ajuste da lâmina não envolve apenas o ajuste da altura da lâmina, mas também a adaptação da hélice da lâmina.
2. Os requisitos de instalação da lâmina no processo de corte da máquina de corte de pêndulo hidráulico
Conforme ilustrado na Figura 1, o porta-ferramentas oscilante gira em torno do ponto O e corta a chapa metálica sob a influência do cilindro hidráulico.
Fig.1 O princípio do cisalhamento
Para permitir o corte contínuo da direita para a esquerda, a lâmina instalada no suporte da ferramenta forma um ângulo X (ou seja, ângulo de corte) com a mesa de trabalho. Os principais requisitos são os seguintes:
- Requisitos para o ângulo frontal e traseiro:
Para garantir a qualidade do corte, o plano vertical entre a lâmina e a mesa de trabalho deve manter sempre um ângulo γ. Contudo, como não é possível manter a lâmina na mesma superfície cilíndrica rotativa do porta-ferramentas, os ângulos frontal e posterior da lâmina podem mudar durante todo o processo de corte.
No início do corte, o ângulo frontal é grande e o ângulo traseiro é pequeno devido ao pequeno raio de giro (OA') do porta-ferramenta. Por outro lado, no final do corte, o ângulo frontal é pequeno e o ângulo traseiro é grande devido ao aumento do raio de giro da torre (OB').
- Evitando atrito:
Para evitar atrito significativo entre a parte frontal da lâmina e a placa que está sendo cortada, a face frontal da lâmina deve estar sempre dentro do arco de sua trajetória de movimento durante todo o processo de corte (do ponto c ao ponto d).
- Requisito de liberação:
Para obter uma melhor qualidade da seção cisalhada, é crucial manter, tanto quanto possível, uma folga constante △ entre a lâmina e a placa a ser cortada (consulte a Figura 2).
Fig. 2 Folga de cisalhamento
A folga da lâmina deve permanecer consistente ao longo de todo o comprimento da lâmina. O ajuste inadequado pode aumentar o desgaste e danificar a lâmina, podendo até mesmo fazer com que a lâmina colida com a mesa ou tombar a chapa metálica.
Para cumprir os requisitos acima, é essencial ajustar a frente da lâmina o mais próximo possível de uma superfície espiral espacial, para garantir que os ângulos frontal e posterior permaneçam constantes durante o processo de corte.
3. Método de ajuste geralé de hidráulico lâmina de máquina de corte de pêndulo
Como é impraticável ajustar a face frontal da lâmina a uma superfície espiral espacial, o requisito para uma superfície curva espacial é normalmente atendido ajustando a espessura da junta de ajuste entre a lâmina e o porta-ferramentas, conforme ilustrado na Figura 3.
Fig. 3 O ajuste da lâmina
Apesar da sua simplicidade, o método de ajuste da espessura da junta ainda apresenta algumas limitações. Para atender aos requisitos ideais de instalação da lâmina em curvas paralelas espaciais, a lâmina deve atender aos seguintes critérios:
x=R cosθ
y=R senθ (1)
z=Rθ·ctg
Onde:
- θ – ângulo de rotação do porta-ferramenta em torno do eixo
- Ф – ângulo de cisalhamento
A lâmina deve ser uma hélice espacial, com sua superfície frontal sendo uma hélice cilíndrica. No entanto, usar o método simples de ajuste da junta pode resultar nos dois problemas a seguir:
- Problema de lacuna:
Um método simples para ajustar a espessura da junta é alinhá-la ao longo do comprimento da lâmina com uma linha reta, resultando em uma lâmina que é uma linha reta, conforme ilustrado na Figura 4.
Fig. 4 A lâmina da lâmina é uma linha reta.
Isto resulta em uma folga real entre a lâmina e a placa sendo cortada de △+. Como λ varia com o ângulo de oscilação θ do porta-ferramenta, a folga entre a lâmina e a placa que está sendo cortada torna-se variável. A faixa de mudança para λ é a seguinte:
λ=R（1- cosβ） (2)
Onde:
- β – ângulo de oscilação do porta-ferramenta do início ao fim do corte
- β = arco seno( btgФ /R)
Por exemplo, se calcularmos usando QC12Y-6×200 (com R=469mm, Ф =1,5° eb=1600mm), a faixa de variação é de aproximadamente 1,8mm. Se uma lâmina de 1100 mm for usada para ajustar a espessura da junta, a faixa de variação é de 0,88 mm, o que excede a folga recomendada de 0,5 mm ao cortar uma placa de aço de 6 mm.
É evidente que, embora o método de ajuste da espessura da junta seja simples, ele não pode garantir uma folga constante entre a lâmina e a chapa metálica durante todo o processo de cisalhamento, o que impacta negativamente a qualidade do cisalhamento.
- Problema no ângulo frontal:
O método de ajuste da espessura da junta ignora o requisito de que a frente da lâmina seja uma superfície espiral e, em vez disso, a substitui por um plano perpendicular à bancada, o que não pode garantir o ângulo frontal desejado (geralmente entre 1,5° a 2° para garantir a qualidade de corte e a lâmina força) durante o cisalhamento.
Para uma lâmina com largura W, a distância entre as bordas superior e inferior e a superfície helicoidal ideal pode ser calculada da seguinte forma:
X'=R{1- cos(arcsin(y /R)} (3)
Ao substituir os parâmetros relevantes de QC12Y-6×200 na equação (3), obtém-se um valor de X' = 6,87mm e o ângulo frontal máximo é -arctan (x'/y') = 4,91°. Um valor negativo indica um ângulo frontal negativo.
Claramente, uma gama tão grande de variação no ângulo frontal não pode garantir a qualidade de corte desejada.
4. Soluções
(1) Problema de liberação
A razão para a folga de cisalhamento excessiva na análise e cálculo anteriores é que apenas duas linhas retas foram usadas para aproximar o segmento de linha espiral da lâmina durante todo o processo de cisalhamento. Usando a aproximação de segmento multilinha, a lacuna máxima pode ser reduzida.
A lâmina do QC12Y-6 × 200 tem 1100 mm e o espaçamento entre os orifícios de localização é de 200 mm. Se juntas forem usadas em cada furo de posicionamento para ajuste, a variação da folga de cisalhamento, λ, pode ser calculada como 0,03 mm usando a fórmula (2) e atenderia aos requisitos. A espessura da junta de ajuste pode ser determinada calculando a altura de cada segmento de linha reta que se aproxima do arco curvo.
Para atender ao requisito do ângulo frontal (γ = 1,5° a 2,0°), é necessário aumentar a distância, y, entre o eixo de rotação da torre e a mesa de trabalho. Y depende do centro de rotação da torre e da espessura da placa. Quanto menor o raio de giro da torre, mais espessa será a chapa metálica e maior será o valor Y. Esses fatores devem ser levados em consideração durante o projeto de cisalhamento.
Na prática, um dispositivo de ajuste de folga é frequentemente usado para aumentar a folga de cisalhamento, mas isso sacrifica a qualidade do cisalhamento. A Figura 5 mostra a junta chanfrada, e o ângulo chanfrado, n, é retificado na direção perpendicular à mesa de trabalho (um ângulo de 1,5° é selecionado no projeto, e o raio de giro do porta-ferramenta pode ser ligeiramente aumentado se for pequeno ) para compensar o erro causado pelo uso de um plano perpendicular à mesa de trabalho para aproximar a superfície espiral.
Fig. 5 Junta chanfrada
Para melhor atender aos requisitos da superfície helicoidal, quando o porta-ferramenta for longo, a superfície que entra em contato com a lâmina também pode ser retificada com um plano inclinado de 1° ao longo da direção do comprimento da lâmina, conforme indicado pelo linha pontilhada na Figura 5. Quanto mais longa for a torre, mais pronunciado se tornará o efeito.
5. Pratique resultados
Os métodos descritos acima foram aplicados ao ajuste da folga da lâmina das tesouras QC12Y-6×3200 e Q12Y-12×2500, conforme mostrado na Tabela 1. Os dados demonstram que usando a gaxeta inclinada e aparando a gaxeta em cada furo de montagem , a folga da lâmina pode ser reduzida sem corte durante o processo de corte real, resultando em melhor qualidade de corte.
É importante notar que os dados experimentais na Tabela 1 incluem o impacto dos erros de formato da lâmina na folga mínima de cisalhamento.
Tabela 1 O contraste da folga mínima de cisalhamento entre dois métodos de ajuste da lâmina/mm
| Modelo | Método de ajuste geral | Use a junta inclinada e corte-a em cada furo de montagem |
| QC12Y—6 × 3200 | 0,62 | 0,36 |
| Q12Y — 12 × 2.500 | 1,0 | 0,65 |
