O que é dobra CNC? Como funcionam a dobra programada de tubos e a dobra de metal com prensa dobradeira

Um tubo de escape inoxidável de 42 mm com cinco curvas, duas delas em planos diferentes, não é o mesmo problema que um suporte de 90 graus dobrado em uma prensa dobradeira. Ambos os trabalhos são frequentemente descritos como dobra CNC, mas as máquinas, as ferramentas e a programação por trás deles são diferentes. O que eles compartilham é que cada ângulo, distância e rotação vêm de um programa armazenado, e não de um operador que faz paradas bruscas manualmente.

A resposta curta é esta. A dobra CNC é um processo de conformação de metal no qual um sistema de controle numérico computadorizado aciona os eixos da máquina, alimentando a peça de trabalho e definindo os ângulos de dobra para valores retirados de um programa de peça. Em uma prensa dobradeira, isso significa profundidade do aríete, posição do medidor traseiro e, às vezes, coroamento. Em um dobrador de tubos significa avanço do carro, rotação da pinça e ângulo do braço dobrado, movidos por servomotores que podem repetir a mesma posição milhares de vezes com o mesmo resultado.

Dobra CNC em termos simples

CNC significa controle numérico por computador, e o termo descreve como a máquina é acionada e não o que ela faz. Uma dobradeira NC mais antiga é ajustada manualmente, com batentes mecânicos para comprimento de avanço, rotação fixa na pinça e ângulo de curvatura ajustado por um parafuso ou mostrador. Uma dobradeira CNC armazena as mesmas informações que um programa: posições dos eixos, sequência de dobra, valores de compensação e dados da ferramenta.

Quando o programa é executado, o controlador envia um comando de posição para cada eixo servo, lê o feedback do codificador e corrige o movimento até que as posições comandadas e reais correspondam. Esse ciclo fechado é o motivo pelo qual uma máquina CNC pode manter um ângulo em uma série de milhares de peças e por que um trabalho executado há dois anos pode ser colocado de volta na máquina e produzido a partir do mesmo arquivo.

A contagem de eixos é a medida prática do que uma máquina pode fazer. Um dobrador de tubo único normalmente programa o avanço do carro, o plano de rotação da dobra e o ângulo da dobra. Adicione mais pilhas de ferramentas ou um segundo cabeçote de dobra e a máquina poderá produzir peças multiplanas e multiraios em um único manuseio, o que elimina o erro de nova fixação que aparece quando uma peça se move entre as operações.

Dobrar folhas e dobrar tubos são duas tarefas diferentes

Os resultados da pesquisa combinam os dois e isso causa erros reais de especificação. A dobra do freio de prensa forma uma folha plana sobre um punção e uma matriz, e o material é dobrado em toda a sua largura. A dobra rotativa do tubo de tração puxa um tubo em torno de uma matriz de curvatura enquanto um mandril suporta o interior da parede. Os modos de falha, as ferramentas e os drivers de tolerância não são os mesmos, portanto, uma consulta que diz apenas dobra CNC costuma ser muito vaga para ser citada com precisão.

Se a peça for uma tela plana com flanges, você está comprando uma prensa dobradeira. Se for um tubo que deve transportar fluido, gás ou cabo, você está comprando um dobrador de tubos, e o diâmetro externo, a espessura da parede e o raio da linha central decidirão o ferramental.

Como um ciclo de dobra CNC realmente funciona

1. A peça é definida em 3D ou como uma tabela de dobras: diâmetro externo, espessura da parede, material, cada ângulo de dobra, cada raio da linha central e a distância reta entre as dobras.
2. O programa de dobra é criado offline do modelo ou no controlador. A compensação de retorno elástico, a dedução de curvatura e uma verificação de colisão são aplicadas nesta fase.
3. As ferramentas estão preparadas. A matriz de dobra, a matriz de fixação, a matriz de pressão e o mandril são compatíveis com o tamanho do tubo, e uma matriz alisadora é adicionada onde a parede é fina.
4. Um primeiro artigo é dobrado e medido. O comprimento de avanço, a rotação e os deslocamentos de ângulo são cortados até que a peça corresponda ao desenho.
5. A produção é executada. A máquina repete as posições armazenadas e o operador verifica uma amostra em intervalos definidos, em vez de ajustar cada peça.
6. As peças passam para a próxima operação, que pode ser conformação final, chanframento, rebarbação ou montagem.

As ferramentas que decidem a qualidade da peça

Duas máquinas do mesmo fabricante podem produzir resultados muito diferentes devido às ferramentas. Os elementos que mais importam são:

• Mandril. Ele suporta o interior do tubo através da curva e controla a ovalização. Um mandril macho se adapta a raios generosos em paredes grossas, enquanto um mandril esférico geralmente é necessário para trabalhos em paredes finas e raios estreitos.
• Dobre morrer. Ele define o raio da linha central e o formato da ranhura e, na prática, também limita o ângulo máximo de dobra disponível nesse raio.
• A braçadeira morre. Ele prende o tubo contra a matriz de dobra e evita que o material deslize para trás durante a dobra.
• A pressão morre. Ele segue o tubo e controla a parede externa, e muitas vezes é a diferença entre uma superfície limpa e outra coberta de marcas.
• O limpador morre. Ele suporta a parte interna da curva onde as rugas começam, o que é mais importante em combinações de paredes finas e raios pequenos.
• Lubrificação. Reduz o arrasto e o calor e prolonga a vida útil da ferramenta, mas o lubrificante errado deixa resíduos que devem ser removidos antes da soldagem ou galvanização.

O que a dobra CNC melhora e onde ela deixa de fazer sentido

Onde o processo ganha seu custo

• Consistência. O mesmo programa produz a mesma geometria na primeira peça e na milésima peça.
• Tempo de configuração. A recuperação do programa substitui a redefinição manual de paradas, de modo que lotes curtos se tornam econômicos.
• Menos dependência do operador. A habilidade muda da configuração manual para programação, seleção de ferramentas e inspeção.
• Peças multidobradas em um ciclo. Os eixos da máquina controlam mudanças de plano que, de outra forma, precisariam de dois acessórios.

Onde não cabe

• Peças simples de ângulo único em baixíssimo volume, onde uma máquina manual ou NC custa menos por peça.
• Um raio tão estreito em relação à parede que nenhuma configuração de mandril irá segurar a seção.
• Formação de placa espessa, que pertence ao trabalho de prensa dobradeira em vez de dobra rotativa.

Comprando cheques antes de especificar uma máquina

A maioria das falhas nas especificações vem de uma pequena lista de números que os compradores deixam de fora da consulta.

• Máximo diâmetro externo e espessura da parede, pois forma escalas de força com a seção da parede.
• O menor raio da linha central, geralmente descrito como um múltiplo do diâmetro do tubo.
• Número total de curvas e se elas ficam em mais de um plano.
• Tempo de ciclo necessário e se a carga e descarga devem ser automatizadas.
• Classe do material, porque o aço inoxidável e o aço de alta resistência retornam de maneira diferente do aço-carbono.

Para uma máquina de cabeçote único, o controle servo completo é a configuração a ser procurada, com avanço, rotação e ângulo de curvatura, todos acionados pelo programa e não por paradas mecânicas.

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Quando uma peça apresenta dobras em ambos os lados do tubo, ou precisa de duas dobras formadas ao mesmo tempo, uma máquina de cabeçote duplo encurta o ciclo e elimina uma segunda etapa de manuseio.

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Tubos de grande diâmetro e paredes pesadas precisam de mais torque e uma estrutura mais rígida, porque a força de formação aumenta rapidamente com a seção e o raio da parede.

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Problemas comuns e o que eles geralmente significam

• Ovalidade acima do limite do desenho. O mandril é muito pequeno, o tipo de mandril errado está instalado ou o raio é muito pequeno para a espessura da parede.
• Rugas na parte interna da curva. Uma matriz raspadora está faltando ou mal posicionada, ou a parede tem pouco suporte.
• Desvio de ângulo durante uma corrida. O retorno elástico varia entre os lotes de material ou a matriz de fixação está escorregando e puxando o material.
• Arranhões ao longo do raio externo. O ajuste da matriz de pressão, a folga da ferramenta ou a lubrificação precisam ser revisados.
• Achatamento no início da curva. O comprimento da braçadeira é muito curto ou a ranhura da matriz da braçadeira não corresponde ao tubo.

Onde a dobra CNC fica em uma linha de produção

A dobra raramente é uma operação independente. Uma linha de tubos típica corta o material no comprimento certo, chanfra e rebarba as extremidades, dobra a peça e, em seguida, forma ou alarga as extremidades do tubo. Vincular essas etapas muda a economia do trabalho, porque as peças param de esperar entre as máquinas e os danos causados ​​pelo manuseio caem. É por isso que muitos compradores agora especificam a dobradeira como parte de uma gama mais ampla linha de automação e não como uma compra isolada.

A dobra CNC não é um tipo único de máquina. É um método de controlar uma dobradeira para que a geometria venha de um programa e não das mãos de um operador. Se você conhece o diâmetro externo, a espessura da parede, a classe do material, o menor raio da linha central e o número de dobras em diferentes planos, você já possui os cinco números que um fabricante de máquinas precisa citar corretamente.

Se quiser que esses números sejam analisados em relação a uma configuração real antes de se comprometer com as ferramentas, você pode entre em contato com a equipe e compartilhe o desenho da peça com a tabela de dobras.