Máquina de corte – Tipos, Princípio, Funcionamento, Operações

25 de junio de 2024 Roberto Magalhães

Operação de Cisalhamento Fundamental

Corte:

É aplicada uma força de cisalhamento que cortará parte de uma chapa. O 'espaço em branco' cortado torna-se a peça de trabalho. Cisalhamento, também conhecido como corte e vinco, é um processo que corta o material sem a formação de cavacos ou uso de queima ou derretimento. Em termos técnicos estritos, o processo de “cisalhamento” envolve a utilização de lâminas de corte reto, de chapas ou placas, porém, hastes também podem ser cisalhadas. As operações do tipo cisalhamento incluem corte, perfuração, corte de rolo e corte.

Cisalhamento: Definição

Quando você aplica uma ferramenta de alta pressão através de uma placa de metal e remove parte do metal, o processo é chamado de cisalhamento. Os dispositivos de usinagem de cisalhamento incluem puncionadeiras, que fazem pequenos discos, e máquinas de corte, que produzem arruelas e objetos semelhantes.
CORTE é um método para cortar um pedaço de material em pedaços menores usando uma faca de cisalhamento para forçar o material a passar por uma faca de cisalhamento de oposição em uma progressão de.
O cisalhamento é amplamente utilizado para dividir materiais grandes e planos, como folhas, tiras e placas. O corte de chapas, tiras e chapas é amplamente classificado de acordo com o tipo de lâmina (faca ou cortador) usada como reta ou rotativa.
O corte com faca reta é usado para esquadrar e cortar material plano no formato e tamanho desejados. Geralmente é usado para produzir formatos quadrados e retangulares, embora triângulos e outros formatos retos também sejam cortados com facas retas.

A usinagem comum com ferramenta direta NÃO é o mesmo que usinagem de cisalhamento. Com a usinagem com ferramenta padrão, uma ferramenta de ponta única ou múltipla pode ser empregada para retirar um pedaço de metal da chapa e/ou bloco de metal. Este processo exigia batidas repetidas do metal até que as dimensões exigidas fossem alcançadas. Na usinagem por cisalhamento, a aresta de corte da ferramenta remove o metal da placa. Enquanto isso acontece, a pressão máxima é aplicada. A ferramenta, entretanto, toca o metal apenas uma vez.

As características do processo de cisalhamento incluem:

Sua capacidade de fazer cortes em linha reta em chapas planas
Colocação de metal entre as lâminas de cisalhamento superior e inferior
Sua marca registrada é a produção de bordas metálicas rebarbas e levemente deformadas
Sua capacidade de cortar comprimentos relativamente pequenos de material a qualquer momento, uma vez que as lâminas de corte podem ser montadas em um ângulo para reduzir a força de corte necessária.

O processo de cisalhamento envolve o corte de chapas metálicas, bem como placas, barras e tubos de várias seções transversais, em peças individuais, submetendo-as a tensões de cisalhamento, normalmente usando um punção e uma matriz, semelhante à ação de um perfurador de papel. O punção e a matriz podem ter qualquer formato, como lâminas circulares ou retas, semelhantes a uma tesoura.

Variáveis importantes no processo de cisalhamento são:

A força do soco.
A velocidade do soco
A condição da borda da folha.
Os materiais de punção e matriz.
A folga do punção.
Lubrificação.

Ambas as máquinas mecânicas e hidráulicas podem realizar usinagem de cisalhamento. Tesouras hidráulicas cortam e marcam chapas de metal com rapidez e precisão. Eles funcionam bem para fábricas que fabricam muito metal. Além disso, as tesouras hidráulicas são melhores se a operação exigir pressão intensa. Eles não requerem muita manutenção, operam continuamente e são rápidos e silenciosos. As máquinas de cisalhamento hidráulico também ocupam menos espaço do que as máquinas de cisalhamento mecânico, ao mesmo tempo que aplicam a mesma quantidade de pressão.

Mecanismo de cisalhamento:

A ação de corte ou punção resulta de um movimento de fechamento de duas arestas vivas e estreitamente adjacentes no material colocado entre elas. O material é tensionado por cisalhamento até o ponto de fratura enquanto passa por três fases

1. Deformação:

À medida que as arestas de corte começam a se fechar no material, ocorre deformação em ambos os lados do material próximo à aresta de corte.

2. Penetração:

As arestas de corte cortam ou penetram no material, causando linhas de fratura.

3. Fratura:

O ponto onde as linhas de fratura superior e inferior se encontram. Neste ponto o trabalho está concluído, mas na punção, o punção deve continuar a se mover através do material para limpar a lama.

Tipos de máquina de corte

1. Corte com faca reta

No corte com faca reta, a peça plana é colocada entre uma faca inferior estacionária e uma faca superior móvel. À medida que a faca superior é forçada para baixo, ela corta o metal em duas partes. O corte com faca reta é o método mais econômico de cortar peças brutas de lados retos de chapas planas, tiras e chapas com espessura não superior a 50 mm (2 pol.). O processo também é amplamente utilizado para cortar a folha em peças brutas que
será posteriormente formado ou sorteado.

Máquinas para corte com faca reta

Puncionadeiras e dobradeiras podem ser usadas para cortar algumas peças ou são usadas temporariamente quando equipamentos mais eficientes não estão disponíveis. O cisalhamento de produção, entretanto, geralmente é feito em máquinas projetadas para esta operação.

Tesouras de esquadria são geralmente usados para aparar e cortar folhas, tiras ou placas em um tamanho específico (Fig.). Essas tesouras (também chamadas de tesouras de reesquadramento ou guilhotina) estão disponíveis em uma ampla variedade de tamanhos e designs. Alguns tipos de linhas também permitem o corte quando a peça se move para o corte.
A folha, tira ou placa é mantida firmemente por dispositivos de fixação enquanto a faca superior se move para baixo, passando pela faca inferior. A maior parte da folha ou placa é cortada colocando a faca superior em ângulo (Fig. ).
A posição de uma das facas pode ser ajustada para manter a folga ideal entre as facas. As tesouras de esquadria podem ser acionadas mecanicamente, hidraulicamente ou pneumaticamente.

Máquina de corte mecânica:

O trem de força de uma tesoura mecânica consiste em um motor, o volante, um eixo sem-fim que é acionado por uma engrenagem acionada por um volante, uma embreagem que conecta a engrenagem sem-fim ao eixo acionado e um aríete acionado pelo eixo acionado por meio de excêntricos e links de conexão.
Na maioria das condições operacionais, uma tesoura mecânica pode fornecer mais golpes por minuto (spm) do que uma tesoura hidráulica. Algumas tesouras mecânicas funcionam tão rápido quanto 100 spams.
Outra vantagem do cisalhamento mecânico é que, devido à energia armazenada no volante, um motor menor pode ser utilizado para cisalhamento intermitente.

Máquina de corte hidráulica:

As tesouras hidráulicas são acionadas por uma bomba motorizada que força o óleo para dentro de um cilindro contra um pistão; o movimento do pistão energiza o aríete que segura a faca superior.
Uma tesoura hidráulica pode fazer cursos mais longos do que uma tesoura mecânica. As tesouras hidráulicas são projetadas com capacidade de carga fixa.

Máquina de corte pneumática:

Tesouras pneumáticas são usadas quase exclusivamente para cortar metal fino (raramente mais grosso que 1,50 mm ou 0,060 pol.) em peças relativamente curtas (raramente maiores que 1,5 m ou 5 pés).
A ativação dos cilindros de ar faz com que o feixe da lâmina de cisalhamento se mova para fazer um corte. Ar comprimido de oficina ou um compressor de ar independente é usado para fornecer energia aos cilindros de ar.

Máquina de corte de jacaré:

A tesoura jacaré tem uma ação de corte semelhante à de uma tesoura. A faca inferior fica estacionária e a faca superior, presa com segurança por um braço, move-se em um arco em torno de um pino de fulcro.
Este tipo de máquina é mais amplamente utilizado para corte de barras e perfis de barras e para preparação de sucata.

Máquina de corte rotativa

O corte rotativo, ou corte circular (não deve ser confundido com corte), é um processo para cortar chapas e chapas em linha reta ou em contornos utilizando duas fresas circulares cônicas giratórias.
O corte de peças em peças circulares requer o uso de um dispositivo de fixação que permite a rotação da peça para gerar o círculo desejado. Para corte em linha reta em uma tesoura rotativa, é utilizado um acessório de borda reta, montado na garganta da máquina, atrás das cabeças de corte.

Trabalho da máquina de corte hidráulica:

Quando o metal é inserido em máquinas hidráulicas, ele é preso por grampos para não se deslocar sob alta pressão. Para garantir que o corte seja suave e uniforme para um corte de 90 graus, deve-se usar um braço de esquadria ou medidor traseiro. Pequenas rebarbas podem se formar na borda do metal cortado; estes devem ser removidos por moagem. Se utilizar tesoura hidráulica, tome cuidado com as pequenas marcas deixadas pelas lâminas de corte e pinças de fixação durante o trabalho. Você precisará removê-los ou contabilizá-los de outra forma

Princípio de cisalhamento:

Para encontrar a força de cisalhamento para um corte podemos voltar à mecânica básica dos materiais (com um fator de ajuste).

F = 0,7twUTS

onde,

F = força necessária para cisalhar

t = espessura da chapa

w = largura da folha

UTS = Resistência final ao cisalhamento do material

O atrito entre o punção e a peça pode, no entanto, aumentar significativamente a força do punção. Além disso, além da força do punção, é necessária uma força para retirar o punção da folha durante o seu curso de retorno. Esta segunda força, que está na direção oposta à força do punção, é difícil de estimar devido aos muitos fatores envolvidos na operação.

Operações de corte:

As operações de cisalhamento mais comuns são puncionamento – onde o pedaço cortado é sucata ou pode ser usado para alguma outra finalidade – e blanking – onde o pedaço é a peça a ser usada e o resto é sucata.
O cisalhamento também pode ser feito entre um punção e uma matriz, como mostrado na Fig. As operações de cisalhamento que utilizam uma matriz incluem puncionamento, corte, perfuração, entalhe, corte e mordidela.

Perfuração/Apagamento

Puncionamento ou estampagem é um processo no qual o punção remove uma porção de material de uma peça maior ou de uma tira de chapa metálica. Se a pequena peça retirada for descartada, a operação é chamada de puncionamento, enquanto se a pequena peça retirada for a parte útil e o restante for sucata, a operação é chamada de blanking.

Perfuração:

É um processo pelo qual um buraco é cortado (ou rasgado) no metal. É diferente de socar porque o piercing não gera uma bala. Em vez disso, o metal é empurrado para trás para formar uma flange irregular na parte traseira do furo.

Um buraco perfurado parece um buraco de bala em uma folha de metal.

Corte:

Quando as peças são produzidas por fundição sob pressão ou forjamento, uma pequena quantidade de metal extra se espalha no plano de partição. Esse metal extra, denominado rebarba, é cortado antes da peça ser utilizada, por uma operação chamada recorte. A operação é muito semelhante à de corte e as matrizes utilizadas também são semelhantes às matrizes de corte. As prensas utilizadas para aparagem possuem, no entanto, uma mesa relativamente maior.

Entalhe:

É uma operação na qual uma pequena quantidade especificada de metal é cortada de uma peça bruta. É diferente do puncionamento no sentido de que no entalhe a linha de corte da pastilha formada deve tocar uma borda da peça bruta ou tira. Um entalhe pode ser feito em qualquer formato. O objetivo do entalhe é geralmente liberar metal para montagem.

Mordiscando:

Mordiscar é uma variação do entalhe, com entalhes sobrepostos sendo cortados no metal. A operação pode ser utilizada para produzir qualquer formato desejado, por exemplo flanges, colares, etc.

Perfuração:

A perfuração é uma operação em que vários furos uniformemente espaçados são perfurados em uma chapa de metal. Os furos podem ser de qualquer tamanho ou formato. Geralmente cobrem toda a chapa de metal.

Parâmetro de processo da máquina de corte:

Os principais parâmetros de processamento em cisalhamento são

A forma do soco e da morte
A velocidade do soco
Lubrificação
A folga, c, entre o punção e a matriz.

A folga, c, entre o punção e a matriz.

A folga é um fator importante na determinação da forma e da qualidade da borda cortada. À medida que a folga aumenta, a zona de deformação (Fig. ) torna-se maior e a aresta cortada torna-se mais áspera. A chapa tende a ser puxada para dentro da região de folga e o perímetro ou bordas da zona cisalhada tornam-se mais ásperos. A menos que tais arestas sejam aceitáveis como produzidas, operações secundárias podem ser
necessário para torná-los mais suaves (o que aumentará o custo de produção).

A velocidade do soco

A qualidade da borda pode ser melhorada com o aumento da velocidade de perfuração; as velocidades podem ser tão altas quanto 10 a 12 m/s. Como mostrado na Fig., as bordas cortadas podem sofrer trabalho a frio severo devido às altas deformações de cisalhamento envolvidas. O endurecimento por trabalho das arestas reduzirá então a ductilidade das arestas e afectará assim adversamente a formabilidade da folha durante operações subsequentes, tais como dobragem e estiramento.