A tecnologia de processamento de chapas metálicas está constantemente a melhorar, especialmente em algumas aplicações como o dobragem de aço inoxidável de precisão, dobragem de peças decorativas em aço inoxidável, dobragem de ligas de alumínio, dobragem de peças de aeronaves, dobragem de chapas de cobre, etc., o que coloca ainda mais requisitos mais elevados na qualidade da superfície da peça formada. O processo de dobragem tradicional é mais propenso a causar danos à superfície da peça. A superfície em contacto com o molde formará uma marca ou arranhão visível, o que afetará a estética do produto final e reduzirá o julgamento de valor do utilizador em relação ao produto.

1.Razões para o recuo de dobra

Tomemos como exemplo a dobra de uma peça em forma de V. A dobra de chapa metálica é um processo de conformação em que a chapa metálica primeiro sofre deformação elástica e depois entra em deformação plástica sob a pressão do punção ou matriz da máquina de dobrar. Na fase inicial da dobra plástica, a chapa é dobrada livremente. À medida que o punção ou matriz pressiona a chapa, a chapa e a superfície interna da ranhura em V da matriz gradualmente se fecham, e o raio de curvatura e o braço de força da dobra diminuem gradualmente. Continue a pressionar até que o curso termine, de modo que a matriz e a chapa estejam em pleno contacto em três pontos, e uma dobra em V é concluída neste momento.

Durante a dobra, a chapa de metal será comprimida pelo molde de dobra e produzirá deformação elástica, e o ponto de contato entre a chapa e o molde deslizará conforme o processo de dobra prossegue. Durante o processo de dobra, a chapa passará por dois estágios evidentes: deformação elástica e deformação plástica. Haverá também um processo de manutenção de pressão durante o processo de dobra (contato em três pontos entre o molde e a chapa), então três linhas de indentação serão formadas após a conclusão do processo de dobra. Estas linhas de indentação são geralmente causadas pela compressão e fricção entre a chapa e o ombro do sulco em V do molde, por isso são chamadas de indentações de ombro. As principais razões para a formação de indentações de ombro podem ser simplesmente classificadas nas seguintes categorias.

1.Método de dobra

Como foi mencionado anteriormente que a geração do recuo no ombro está relacionada ao contato entre a chapa e o ombro do V-groove da matriz, os diferentes espaços entre o punção e a matriz durante o processo de dobramento afetam a tensão compressiva na chapa, e a probabilidade e o grau de recuo também serão diferentes. Sob as mesmas condições de V-groove, quanto maior o ângulo de dobramento da peça dobrada, maior a deformação por tração da chapa metálica, e maior a distância de fricção da chapa metálica no ombro do V-groove; além disso, quanto maior o ângulo de dobramento, maior o tempo que o punção exerce pressão sobre a chapa, e mais evidente será o recuo causado por esses dois fatores.

b.Estrutura do V-groove da matriz

Ao dobrar chapas de metal de diferentes espessuras, a largura selecionada do sulco em V também é diferente. Sob as mesmas condições de punção, quanto maior o tamanho do sulco em V da matriz, maior o tamanho da largura do recuo. Correspondentemente, o atrito entre a chapa de metal e o ombro do sulco em V da matriz é menor, e a profundidade do recuo é naturalmente reduzida. Pelo contrário, quanto mais fina a espessura da chapa, mais estreito o sulco em V, e mais evidente o recuo.

Falando de atrito, outro fator relacionado ao atrito que precisamos considerar é o coeficiente de atrito. O ângulo R do ombro da ranhura em V da matriz é diferente, e o atrito causado à chapa durante o processo de dobramento da chapa também é diferente. Por outro lado, do ponto de vista da pressão exercida pela ranhura em V da matriz sobre a chapa, quanto maior o ângulo R da ranhura em V da matriz, menor a pressão entre a chapa e o ombro da ranhura em V da matriz, e mais leve a marca de indentação, e vice-versa.

c.Grau de lubrificação do V-groove da matriz

Como mencionado anteriormente, a superfície do V-groove do molde entrará em contato com a chapa e produzirá atrito. Quando o molde estiver desgastado, a parte de contato entre o V-groove e a chapa se tornará cada vez mais áspera, e o coeficiente de atrito se tornará cada vez maior. Quando a chapa desliza sobre a superfície do V-groove, o contato entre o V-groove e a chapa é, na verdade, o contato pontual entre inúmeros pontos ásperos convexos e a superfície, portanto, a pressão sobre a superfície da chapa aumentará correspondentemente, e o recuo será mais evidente.

Por outro lado, se o V-groove da matriz não for limpo antes da peça ser dobrada, os detritos residuais no V-groove frequentemente causarão recuos visíveis na chapa. Esta situação geralmente ocorre quando o equipamento dobra chapas galvanizadas, chapas de aço carbono e outras peças.

2. Aplicação da Tecnologia de Dobra sem Marca

Como sabemos que a principal razão para a marca de dobra é o atrito entre a chapa e o ombro do V-groove da matriz, podemos começar a partir do pensamento orientado para a causa e usar tecnologia de processo para reduzir o atrito entre a chapa e o ombro do V-groove da matriz. De acordo com a fórmula de atrito f=μ·N, os fatores que afetam o atrito são o coeficiente de atrito μ e a pressão N, e ambos são proporcionais ao atrito. Consequentemente, os seguintes planos de processo podem ser formulados.

a.Utilizar materiais não metálicos para o ombro do V-groove da matriz

O método tradicional de simplesmente aumentar o ângulo R do ombro do sulco em V do molde não é muito eficaz na melhoria da indentação de dobragem. Do ponto de vista de reduzir a pressão no par de atrito, é possível considerar a mudança do ombro do sulco em V para um material não metálico que seja mais macio do que a chapa, como náilon, elastômero PU, etc., garantindo ao mesmo tempo o efeito de extrusão originalmente necessário. Considerando que estes materiais são fáceis de desgastar e precisam ser substituídos regularmente, existem atualmente várias estruturas de sulco em V que utilizam estes materiais, como mostrado na figura.

b.Alterar o ombro do V-groove da matriz para uma estrutura de bola e rolo

Também com base no princípio de reduzir o coeficiente de atrito do par de atrito entre a chapa e o V-groove da matriz, o par de atrito deslizante da chapa e do ombro do V-groove da matriz pode ser transformado em um par de atrito rolante, reduzindo assim significativamente a força de atrito na chapa e evitando efetivamente a ocorrência de rebaixos de dobra. Atualmente, este processo tem sido amplamente utilizado na indústria de moldes, e o molde de dobra sem bola é um exemplo típico de aplicação.

Para evitar o atrito rígido entre o rolo e o sulco em V do molde de curvatura sem costura com rolamento de esferas, e também para facilitar a rotação e lubrificação do rolo, são adicionadas esferas, alcançando assim o efeito de reduzir a pressão e o coeficiente de atrito ao mesmo tempo. Portanto, as peças processadas pelo molde de curvatura sem costura com rolamento de esferas podem basicamente não apresentar indentação visível, mas o efeito de curvatura sem costura em chapas macias como alumínio e cobre não é bom. Do ponto de vista econômico, como a estrutura do molde de curvatura sem costura com rolamento de esferas é mais complexa do que as várias estruturas de molde mencionadas acima, o custo de processamento é alto e a manutenção é difícil, este também é um fator que os gestores das empresas precisam considerar ao selecionar.

c.O ombro do V-groove da matriz é alterado para uma estrutura de virada

Existe outro tipo de molde na indústria que utiliza o princípio de rotação do fulcro para alcançar a dobra da peça virando o ombro da matriz. Este molde altera a estrutura tradicional de ranhura em V da matriz estereotipada e define as superfícies inclinadas em ambos os lados da ranhura em V como um mecanismo de virada. Quando o punção pressiona a chapa, o mecanismo de virada em ambos os lados da matriz é virado para dentro a partir do ápice do punção com a ajuda da pressão do punção, de modo que a chapa seja dobrada e formada. Sob esta condição de trabalho, a chapa e a matriz não produzem atrito de deslizamento local evidente, mas estão próximas ao plano de virada e próximas ao ápice do punção para evitar indentação nas peças. A estrutura deste molde é mais complicada do que as estruturas anteriores, com uma mola de tensão e uma estrutura de placa de virada, e os custos de manutenção e processamento são mais elevados.

d.V-groove da matriz é isolado da chapa metálica

Os métodos mencionados acima são todos sobre alcançar a dobra contínua sem emendas, alterando o molde de dobra. Para os gestores empresariais, não é aconselhável desenvolver e comprar um novo conjunto de moldes para alcançar a dobra sem emendas de peças individuais. Do ponto de vista do contacto por fricção, desde que o molde e a chapa sejam separados, a fricção não existe. Portanto, sem alterar o molde de dobra, a dobra sem emendas pode ser alcançada usando um filme macio para evitar o contacto entre o canal V da matriz e a chapa. Este filme macio também é chamado de filme de pressão para dobra sem emendas, e os materiais são geralmente borracha, PVC (policloreto de vinila), PE (polietileno), PU (poliuretano), etc. As vantagens da borracha e do PVC são os baixos custos das matérias-primas, e as desvantagens são que não são resistentes à pressão, têm um desempenho de proteção pobre e uma vida útil curta; PE e PU são materiais de engenharia excelentes, e o filme de pressão para dobra sem emendas produzido com eles como material base tem boa resistência ao rasgão, por isso tem uma vida útil longa e boa proteção.

O filme de proteção para dobragem desempenha principalmente um papel de amortecimento entre a peça de trabalho e o ombro da matriz, compensando a pressão entre o molde e a chapa, impedindo assim que a peça de trabalho produza recuos ao dobrar. Ao usá-lo, basta colocar o filme de dobragem na matriz, que tem as vantagens de baixo custo e fácil uso. A espessura do filme de estampagem sem dobra atualmente no mercado é geralmente de 0,5 mm, e o tamanho pode ser personalizado de acordo com as necessidades. O filme de estampagem sem dobra pode geralmente atingir uma vida útil de cerca de 200 dobras sob uma pressão de 2t, e tem forte resistência ao desgaste, forte resistência ao rasgo, excelente desempenho de dobragem, alta resistência à tração e alongamento na ruptura, e resistência a óleos lubrificantes e solventes de hidrocarbonetos alifáticos.

A concorrência de mercado na indústria de processamento de chapas metálicas é muito acirrada. Se as empresas querem se firmar no mercado, precisam melhorar continuamente sua tecnologia de processamento. Não apenas a funcionalidade do produto deve ser alcançada, mas também a processabilidade e a estética do produto devem ser consideradas, bem como a eficiência econômica do processamento. Ao aplicar métodos de processo mais eficientes e econômicos, o produto pode ser feito mais fácil de processar, mais econômico e mais bonito.