Blanking é um processo de estampagem no qual uma parte do contorno fechado de uma placa é separada de outra parte através da utilização de uma matriz.
O termo “folga de corte” refere-se à diferença de dimensões entre a borda superior e a borda inferior da matriz durante o processo de corte.
Este é um parâmetro técnico crítico no projeto, fabricação e produção de matrizes.
Para garantir a longevidade da matriz e a qualidade das peças moldadas, bem como melhorar a eficiência da produção, é essencial gerenciar e otimizar adequadamente a lacuna de moldagem durante a produção real.
Análise do processo de deformação de blanking
O processo de deformação por blanking pode ser categorizado aproximadamente em três fases: a fase de deformação elástica, a fase de deformação plástica e a fase de fratura.
O estado de tensão da placa durante este processo é mostrado na Figura 1.
Fig. 1 Análise de tensão da placa durante a deformação do blanking
Na figura,
- FC é a força de cisalhamento que atua na matriz superior
- FC'é a força de cisalhamento que atua na matriz inferior;
- Feu é a força transversal que atua no molde superior, FEU 'é a força transversal que atua na matriz inferior;
- μ é o coeficiente de atrito;
- FH é a força componente horizontal recebida pela placa a partir da borda superior da matriz, e FH' é a força componente horizontal recebida pela placa da matriz inferior;
- FV é a força componente vertical recebida pela placa a partir da borda superior da matriz, FV 'é a força componente vertical recebida pela placa da matriz inferior;
- Mg é o momento fletor da placa;
- I é o braço de alavanca;
- C é a folga de supressão.
Estágio de deformação elástica
Durante esta fase, após a borda da matriz superior entrar em contato com a placa, a placa é inicialmente achatada e então as bordas das matrizes superior e inferior são pressionadas na placa.
Devido à folga “C”, a força combinada da matriz superior e a força combinada da matriz inferior não estão alinhadas, fazendo com que a placa experimente um momento de flexão “Mg'” e dobre ligeiramente sob compressão elástica.
À medida que a matriz superior continua a descer, a tensão na aresta de corte do material atingirá o seu limite elástico.
Estágio de deformação plástica
À medida que a matriz superior continua seu movimento descendente, a tensão na placa aumenta, atingindo o limite de escoamento e causando deformação plástica.
À medida que o grau de deformação plástica aumenta, a tensão de tração e o momento fletor dentro da placa continuam a aumentar, fazendo com que o material endureça ainda mais. O material próximo à borda atingirá primeiro seu limite de resistência.
Estágio de fratura
À medida que a matriz superior continua a descer, inicialmente aparecem fissuras nas laterais das bordas superior e inferior da matriz.
Neste ponto, a energia armazenada nas fases de deformação elástica e plástica é liberada, espalhando-se para dentro ao longo da direção da tensão de cisalhamento máxima.
Quando as fissuras primárias nas bordas superior e inferior da matriz se alinham, o material é cortado e separado.
Se a folga da borda da lâmina não for razoável e as duas trincas primárias não se alinharem, uma terceira trinca primária surgirá.
Influência da folga de blanking na seção e sua seleção
Com base na análise do processo de deformação de corte descrito acima, a seção transversal das peças cegas consiste principalmente no ângulo de colapso “R”, na zona brilhante “B”, na zona de fratura e na rebarba “h”, e tem um ângulo de fratura “α” conforme mostrado na Figura 2.
Fig. 2 composição da seção das peças cegas
Influência da folga de corte no colapso do ângulo
Na fase de deformação elástica, o material próximo à aresta de corte forma uma superfície livre que é puxada para dentro da folga de corte, criando o ângulo de colapso. A altura do ângulo de colapso aumenta com o aumento da lacuna de supressão.
A presença de folga de corte faz com que a força resultante das bordas superior e inferior da placa não esteja em linha reta, resultando na geração de um momento fletor (mg).
À medida que a folga de corte aumenta, o momento fletor da placa também aumenta, levando a um maior efeito de flexão na placa. Isto, por sua vez, faz com que a altura do ângulo de colapso aumente proporcionalmente.
Influência da folga de supressão na faixa brilhante
No estágio de deformação plástica, a placa sofre deformação por cisalhamento e flexão na aresta de corte, principalmente cisalhamento, o que cria uma faixa brilhante. A faixa brilhante possui superfície lisa e excelente perpendicularidade, tornando-a um formato ideal para uma seção de placa.
Contudo, à medida que a folga de supressão aumenta, a altura da faixa brilhante diminui. Se a lacuna de obturação for muito pequena, as fissuras principais superiores e inferiores não se alinharão, e isso resulta na formação de uma segunda faixa brilhante longa e estreita. Esta faixa é caracterizada por rebarbas longas, bordas dentadas irregulares e pequenos cones, que levam à criação de detritos que são facilmente removidos e transportados para o processo subsequente. Isto, por sua vez, causa uma indentação deficiente, que é uma das principais causas de paralisação da produção.
Um aumento na folga de corte aumenta o efeito de tração e flexão na placa, reduzindo a resistência relativa do efeito de cisalhamento. Isto torna a placa mais propensa a ser separada e formar uma zona de fratura, e a altura da zona brilhante também é reduzida.
Influência na rebarba
No início, a altura da rebarba aumenta gradualmente, mas depois aumenta continuamente à medida que a folga de corte aumenta.
No estágio de fratura, as trincas se formam na lateral da aresta de corte e não no meio da folga de corte, o que inevitavelmente leva à formação de rebarbas.
Se a folga de obturação for menor que um valor razoável, as principais fissuras na placa não coincidirão, resultando em rebarbas pequenas e difíceis de remover. No entanto, se a folga de obturação for maior que um valor razoável, a placa é puxada para dentro da folga de obturação por tensão e flexão, fazendo com que a fissura principal apareça no lado relativamente distante da aresta de corte e eventualmente se quebre.
Isso resulta em uma grande altura de rebarbas, que é outra causa importante de formação de rebarbas e uma fonte significativa de paralisação da produção.
Seleção da folga de supressão
Conforme mostrado na Figura 3, a relação entre a folga de corte e a vida útil da matriz e a qualidade da seção da peça foi analisada com base nas informações discutidas acima e na literatura relevante.
Ao selecionar a folga de corte, é necessário considerar tanto a qualidade da seção da peça quanto a vida útil da matriz.
α representa a folga relativa que resulta na melhor qualidade da seção da peça, β representa a folga relativa que resulta em boa qualidade da seção da peça, γ representa a folga relativa que resulta em uma boa vida útil da matriz, e δ representa a folga relativa que resulta na melhor vida útil da matriz.
Fig. 3 Efeito da folga relativa do blanking na qualidade da seção e na vida útil da matriz
A folga relativa pode ser expressa pela fórmula (1), que mostra a relação entre a folga cega e a espessura da placa.
C=xt (1)
Na fórmula, “C” representa a folga de corte (mm), “x” representa o coeficiente de proporção e “t” representa a espessura da placa (mm).
Com base na experiência prática de produção, sugere-se usar x = 6% ~ 8% quando a tampa do corpo for feita de chapa de aço e x = 10% quando a tampa do corpo for feita de placa de alumínio. Isto equilibra a qualidade da seção da peça e a vida útil dos moldes.
Leitura adicional:
- Como determinar a folga do punção e da matriz?
Um método para medir e avaliar rapidamente a folga de corte na produção prática
Medição da folga cega
Existem vários métodos para medir a folga de corte, incluindo o uso de um calibrador de folga. No entanto, este método tem baixa eficiência de medição para formatos de lâminas complexos e é difícil de medir lâminas internas, levando a uma baixa eficiência operacional.
Portanto, na produção real, é importante utilizar um método rápido e simples para medir a folga de corte.
Um desses métodos é usar papel de teste de folga de 0,06 mm e revestimento de chumbo vermelho, conforme mostrado na Figura 4. Este método é adequado para peças com tampas de corpo feitas de placas de aço com espessura em torno de 0,7 mm, que é o caso deste post . A espessura do revestimento de chumbo vermelho aplicado é geralmente entre 0,01 mm e 0,02 mm.
Figura 4 ferramentas de medição
Para começar, é necessário determinar a faixa razoável para a folga do blanking. Com base nas informações discutidas acima, usando um coeficiente proporcional de x = 6% ~ 8%, o intervalo razoável pode ser calculado entre 0,04 mm e 0,06 mm.
A seguir, a placa de prensagem deve ser removida e o molde instalado na prensa. O ponto de medição no molde inferior deve ser selecionado e o papel de teste de folga deve ser aplicado uniformemente no ponto de medição, conforme mostrado na Figura 5.
Fig. 5 colagem do papel de teste de folga da borda cega de uma matriz
Depois disso, uma camada de revestimento de chumbo vermelho deve ser aplicada uniformemente no molde superior.
Em termos de registro da folga de corte offset, neste artigo é recomendado registrá-la com base no número de pastilhas na aresta superior da matriz, conforme mostrado na Figura 6. Isso ajuda a evitar confusão no registro de dados e garante a precisão dos dados coleção.
| Não. | Esquerda | Meio | Certo |
| 208 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| 207 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| 206 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| 203 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
| 204 | 0,4 | 0,4 | 0,4 |
| 205 | 0,35 | 0,35 | 0,35 |
Fig. 6 método de registro de dados
Finalmente, a máquina de prensagem deve ser operada em um curso gradual na velocidade real de produção e o estado da fita adesiva deve ser observado visualmente para determinar a folga de corte.
As etapas envolvidas neste processo estão resumidas na Tabela 1.
Tabela 1 Etapas de operação de medição de lacuna
| NÃO. | etapa | Operação |
| 1 | Calcule a folga razoável | Chapa de aço: x=6% ~ 8%; Placa de alumínio: x=10%. |
| 3 | Descarregando a placa de prensagem | Descarregue a placa de prensagem e carregue a matriz na prensa. |
| 4 | Seleção de pontos de medição do papel de teste de lacuna | A borda cega da matriz inferior deve ser colada uniformemente com papel de teste de folga, e o registro do segmento deve ser feito de acordo com o número da inserção da borda cega da matriz superior. |
| 5 | Aplicar revestimento de chumbo vermelho | Pincele uniformemente uma camada de revestimento de chumbo vermelho na fôrma superior, com a espessura aumentada em 0,01 ~ 0,02 mm. |
| 6 | Pressione avançando | Ajuste a altura alvo do controle deslizante para o ponto morto inferior, aumente a velocidade real de produção em um movimento e observe visualmente o estado da fita adesiva. |
Julgamento de autorização de supressão
Após a conclusão da medição dos dados, é necessário revisar e analisar os dados. A análise é baseada no estado do papel de teste de folga na borda. A lacuna de supressão pode ser determinada aproximadamente observando o estado da fita adesiva.
O método de análise é mostrado na Tabela 2.
É importante ressaltar que a variação na espessura da chapa pode causar erros dentro de uma determinada faixa. Se a variação na espessura da chapa for de 0,7mm ± 0,05mm, o erro pode ser desconsiderado. Porém, caso a variação na espessura da placa ultrapasse essa faixa, os resultados da Tabela 2 deverão ser reavaliados.
Tabela 2 padrão de julgamento de folga de supressão
| NÃO. | Situação de chumbo vermelho | Condição da fita | Faixa de folga (mm) | esboço esquemático |
| 1 | Chumbo vermelho completamente raspado na borda da matriz inferior | A fita está completamente amassada. | 0,03~0,04 |
 |
| 2 | Chumbo vermelho raspando na borda da matriz inferior | Má integridade da fita adesiva | 0,05~0,06 |
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| 3 | Chumbo vermelho raspa na borda da matriz inferior | Fita intacta | 0,06~0,07 |
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| 4 | A ponta vermelha não arranhou a borda da matriz inferior | Fita intacta | >0,07 |
 |
Análise de qualidade de seção e otimização de folga
Análise da seção de puncionamento
Os dados da folga medida devem ser registrados conforme descrito acima.
Atualmente, o valor de folga razoável para a placa de aço utilizada no teste é de 0,04 mm a 0,06 mm, mas para determinar o valor ideal da folga de corte é necessário analisar a seção da placa.
A ferramenta utilizada neste artigo é uma lupa modelo peak2008-50 × 50 vezes, que é mostrada na Figura 7. Seus parâmetros estão listados na Tabela 3.
Tabela 3 Parâmetros da lupa do pico2008-50 × 50
| Parâmetros | Tipo | Ampliação | Escala mínima | Campo de visão | Faixa de medição |
| valor | 2008-50 × | 50 × | 0,02 mm | 1,6 mm | 1,6 mm |
Fig. 7 parâmetros da lupa do pico2008-50 × 50
Neste artigo, é estudado o efeito da folga de corte na qualidade da seção da placa.
Uma peça bruta de aço inoxidável com espessura de 0,7 mm é usada na análise, e as seções são tiradas com folgas de 0,03 mm, 0,04 mm, 0,05 mm, 0,06 mm e 0,07 mm, respectivamente. Isso resulta em cinco grupos de dados, cada um com uma folga relativa de 4,3%, 5,7%, 7,1%, 8,5% e 10,0%.
A seção do branco é fotografada com uma lupa de 50x da Peak2008. A altura do ângulo de colapso (R), a altura da banda brilhante (B) e a altura da rebarba (h) são usadas como indicadores de análise para determinar a relação entre a placa e esses indicadores sob diferentes condições de folga de corte. Os resultados são exibidos na Tabela 4.
A seção do branco é examinada com uma lupa de 50x. A altura do ângulo de colapso (R), a altura da banda brilhante (B) e a altura da rebarba (h) são selecionadas como indicadores de análise para determinar a relação entre a placa e esses indicadores sob diversas condições de folga de corte.
Os resultados são mostrados na Tabela 4.
Tabela 4 índice de análise da seção de peças cegas
| Folga cega (mm) | Folga de supressão relativa (%) | Altura de colapso angular R (mm) | Altura da faixa brilhante B (mm) | Altura da rebarba h (mm) | Foto da seção da placa |
| 0,03 | 4.3 | 0,04 | 0,56 | 0,01 |
 |
| 0,04 | 5.7 | 0,05 | 0,46 | 0,02 |
 |
| 0,05 | 7.1 | 0,05 | 0,34 | 0,02 |
 |
| 0,06 | 8,5 | 0,06 | 0,28 | 0,02 |
 |
| 0,07 | 10,0 | 0,09 | 0,16 | 0,04 |
 |
Os cinco grupos de dados medidos são representados num gráfico de dispersão e é realizada uma análise de regressão.
Como pode ser visto na Figura 8, a altura do ângulo de colapso aumenta com o aumento da folga de obturação. A razão para isso é devido ao maior momento de flexão da placa e ao aumento dos efeitos de flexão e alongamento à medida que a folga de corte se torna maior, fazendo com que a altura da correia de filete aumente.
Fig. 8 Influência da folga cega na altura de colapso R
Conforme mostrado na Figura 9, a altura da banda brilhante diminui à medida que a folga de supressão aumenta. A faixa brilhante é caracterizada por sua orientação suave, plana e perpendicular à placa, tornando-a uma seção ideal para apagamento. A diminuição da altura deve-se ao enfraquecimento da ação cortante da placa, o que leva à formação de uma zona de fratura e ao aumento da altura da zona de fratura.
Fig. 9 Efeito da folga de supressão na altura B da faixa brilhante
À medida que a lacuna de supressão diminui, a altura da banda brilhante aumenta devido à redução dos efeitos de flexão e tração na placa, ao fortalecimento do efeito de cisalhamento e ao prolongamento do seu estágio de deformação plástica. Além disso, sob estas condições de folga, as fissuras principais superiores e inferiores não coincidem, resultando em separação secundária.
A peça cega forma uma segunda faixa brilhante através do atrito na parede lateral da matriz inferior. A superfície desta segunda faixa brilhante é propensa a descascamento, conforme mostrado na Figura 10. Este tipo de superfície será descascada e parcialmente fixada à superfície da placa de prensagem durante o processamento subsequente, e os detritos deixarão uma marca na placa. durante o próximo golpe do molde.
A formação dessas reentrâncias ruins leva a um aumento significativo no número de falhas e reduz a eficiência da produção.
Fig. 10 seção da placa com folga de 0,03 mm
Conforme visto na Figura 11, a altura da rebarba aumenta com o aumento da folga de corte. A rebarba é um aspecto problemático do processo de estampagem e pode afetar o uso normal das peças estampadas.
Conforme analisado anteriormente, quando a folga de obturação é pequena, as fissuras superiores e inferiores da placa se alinham na direção da tensão de cisalhamento máxima, resultando em uma pequena altura de rebarba que é facilmente removível. No entanto, quando a folga de corte é grande, a flexão e o estiramento da chapa metálica aumentam, e é mais provável que se formem rachaduras ligeiramente afastadas da aresta de corte das matrizes superior e inferior. Isso torna a chapa metálica mais propensa a rasgar, resultando em uma altura maior de rebarbas que é difícil de remover.
A rebarba resulta em uma perda significativa de tempo de produção e reduz a eficiência, tornando-se um aspecto importante do gerenciamento da produção.
Fig. 11 efeito da folga de corte na altura da rebarba h
Otimização da folga de blanking
O foco deste artigo está na altura da faixa brilhante e na altura da rebarba e, portanto, a folga de corte é otimizada para esses dois parâmetros.
Conforme mostrado na Tabela 4, quando a folga de supressão da placa de teste é de 0,06 mm (representando uma folga de supressão relativa de 8,5%), a altura da faixa brilhante representa 1/3 da espessura da placa. Neste momento, a altura do filete e a altura da rebarba estão em um estado ideal, sem detritos de indentação nem rebarbas altas.
Na produção prática, não é viável gerenciar estritamente a folga de corte de acordo com este valor, pois a indentação e as rebarbas não podem ser completamente eliminadas, mas boas condições de produto podem ser alcançadas dentro de uma certa faixa de valores de folga e a qualidade atende aos requisitos de produção.
Este artigo determina se a lacuna está dentro da faixa de bons produtos usando a relação entre a altura da banda brilhante e a espessura da placa (a altura relativa da banda brilhante) e a lacuna de supressão. A otimização pode ser realizada dentro desta faixa na produção real, conforme mostrado na Tabela 5.
Tabela 5 Esquema de otimização de seção de peças cegas com base na altura relativa da faixa brilhante
| Faixa de folga de supressão (mm) | Altura relativa da zona clara | Status de rebarba | gráfico | Sugestões de modificação |
| 0,03~0,04 | >2/3 | Rebarbas facilmente descascadas |
 |
Necessidade de aumentar a folga de supressão |
| 0,04~0,05 | 1/3~1/2 | Rebarbas removíveis |
 |
Necessidade de manter boas condições do produto |
| 0,05~0,06 | 1/3 | Bom estado do produto |
 |
Necessidade de manter boas condições do produto |
| 0,06~0,07 | 1/5~1/3 | Rebarba pequena |
 |
Necessidade de manter boas condições do produto |
| >0,07 | <1/5 | A rebarba fica maior com marcas de rasgo |
 |
É necessário reduzir a folga cega. |
Dois conjuntos de moldes foram otimizados e gerenciados usando o painel de teste com base na faixa de folga indicada na tabela, e seu desempenho de produção foi monitorado.
A Figura 12 mostra as estatísticas de falhas de rebarba após o gerenciamento otimizado da lacuna de supressão a partir de 8 de dezembro. Após um período de produção, a taxa de falhas diminuiu e se estabilizou.
A Figura 13 mostra as estatísticas de falhas de indentação após otimizar o gerenciamento da lacuna de supressão a partir de 8 de dezembro. Após um período de produção, a taxa de falhas diminuiu e se estabilizou.
Fig. 12 estatísticas de falha de rebarba antes e depois da otimização
Fig. 13 Estatísticas de falha de indentação antes e depois da otimização
Conclusãomissão
Este artigo examina brevemente o processo de deformação do blanking e a estrutura e os fatores que influenciam a seção da peça cega. Ele também introduz um método para determinar de forma rápida e fácil a folga de blanking na produção prática. Este método envolve o uso de um papel de teste de folga de 0,06 mm combinado com tinta vermelha com chumbo para avaliar visualmente a folga na borda de corte da matriz.
A análise da seção de uma placa de aço inoxidável com 0,7 mm de espessura da marca GX220BDL+ZF é realizada sob diferentes lacunas de supressão e o esquema ideal de folga de supressão é estabelecido com base na altura relativa da banda brilhante. Isso melhora os problemas de indentação deficiente causada por uma folga de corte muito pequena e rebarbas fracas causadas por uma folga de corte muito grande.
Através do monitoramento subsequente da produção, foi confirmado que a taxa de falhas diminuiu e se estabilizou.
