Os carros são chamados de "máquinas que mudaram o mundo". Devido à forte correlação da indústria automobilística com a indústria em geral, ela é considerada um importante símbolo do nível de desenvolvimento econômico de um país. Existem quatro processos principais na fabricação de automóveis, sendo a estampagem o mais importante deles e também o primeiro dos quatro.
Neste artigo, vamos destacar o processo de estampagem na fabricação de automóveis.
Índice:
- O que é estampagem?
- Matriz de estampagem
- Equipamentos de estampagem
- Material de estampagem
- Medidor
1. O que é estampagem?
1) A definição de estampagem
A estampagem é um método de conformação que aplica força externa a chapas, tiras, tubos e perfis por meio de prensas e moldes, causando deformação plástica ou separação para obter peças estampadas com a forma e dimensões desejadas. A estampagem e o forjamento pertencem ao processamento plástico (ou processamento por pressão). Os materiais utilizados para estampagem são principalmente chapas e tiras de aço laminadas a quente e a frio. Entre os produtos siderúrgicos do mundo, 60 a 70% são chapas, a maioria das quais é estampada para a obtenção de produtos acabados.
A carroceria, o chassi, o tanque de combustível, as aletas do radiador do carro, o tambor de vapor da caldeira, a carcaça do contêiner, a chapa de aço silício com núcleo de ferro do motor e os aparelhos elétricos, etc., são todos estampados. Há também um grande número de peças estampadas em produtos como instrumentos e medidores, eletrodomésticos, bicicletas, máquinas de escritório e utensílios domésticos.
2) Características do processo de estampagem
- A estampagem é um método de processamento com alta eficiência de produção e baixo consumo de material.
- O processo de estampagem é adequado para a produção de grandes lotes de peças e produtos, sendo facilmente mecanizado e automatizado, além de apresentar alta eficiência produtiva. Ao mesmo tempo, a produção por estampagem não só busca reduzir ou eliminar o desperdício, como também permite o aproveitamento integral de quaisquer sobras.
- O processo de operação é conveniente. Não é necessário um alto nível de habilidade por parte do operador.
- As peças estampadas geralmente não precisam ser usinadas e possuem alta precisão dimensional.
- As peças estampadas apresentam boa intercambialidade. O processo de estampagem possui boa estabilidade, e peças do mesmo lote podem ser utilizadas de forma intercambiável sem afetar a montagem e o desempenho do produto.
- Como as peças estampadas são feitas de chapa metálica, sua qualidade superficial é melhor, o que proporciona condições favoráveis para processos subsequentes de tratamento de superfície (como galvanoplastia e pintura).
- O processo de estampagem permite obter peças com alta resistência, alta rigidez e baixo peso.
- O custo de estampagem de peças produzidas em massa com moldes é baixo.
- A estampagem pode produzir peças com formatos complexos que são difíceis de processar por outros métodos de processamento de metais.
3) Processo de estampagem
(1) Processo de separação:
A folha é separada ao longo de uma determinada linha de contorno sob a ação de uma força externa para obter produtos acabados e semiacabados com uma determinada forma, tamanho e qualidade de corte.
Condição de separação: A tensão no interior do material deformado excede o limite de resistência σb.
a. Corte por estampagem: Utiliza-se uma matriz para cortar ao longo de uma curva fechada, e a peça resultante é um molde. Usado para fabricar peças planas de diversos formatos.
b. Punção: Utiliza-se uma matriz para puncionar ao longo de uma curva fechada, sendo a parte puncionada descartada. Existem diversas formas, como a punção positiva, a punção lateral e a punção suspensa.
c. Aparar: Aparar ou cortar as bordas das peças moldadas para obter um formato específico.
d. Separação: Utilize uma matriz para perfurar ao longo de uma curva não fechada para produzir a separação. Quando as partes esquerda e direita são unidas, o processo de separação é mais utilizado.
(2) Processo de formação:
A peça bruta é deformada plasticamente sem se romper para obter produtos acabados e semiacabados com determinada forma e tamanho.
Condições de formação: limite de escoamento σS
a. Desenho: Transformação da chapa bruta em diversas partes ocas abertas.
b. Flange: A borda da chapa ou do produto semiacabado é formada em uma borda vertical ao longo de uma determinada curvatura, de acordo com uma curvatura específica.
c. Conformação: Um método de conformação usado para melhorar a precisão dimensional de peças conformadas ou obter um raio de concordância pequeno.
d. Viragem: Uma borda vertical é feita em uma folha pré-perfurada, em um produto semiacabado ou em uma folha não perfurada.
e. Dobra: Dobrar a chapa em vários formatos ao longo de uma linha reta permite processar peças com formatos extremamente complexos.
2. Matriz de Estampagem
1) Classificação de matrizes
De acordo com o princípio de funcionamento, pode ser dividido em: matriz de estampagem, matriz de corte e punção e matriz de flangeamento e conformação.
2) A estrutura básica do molde
A matriz de estampagem é geralmente composta por matrizes superior e inferior (matriz convexa e matriz côncava).
3) Composição:
Parte funcional
Orientação
Posicionamento
Limitar
Elemento elástico
Levantar e girar
3. Equipamentos de estampagem
1) Máquina de prensa
De acordo com a estrutura da base, as prensas podem ser divididas em dois tipos: prensas abertas e prensas fechadas.
A prensa aberta é aberta em três lados, a cama éem forma de CA prensa fechada possui aberturas na frente e atrás, a base é fechada e a rigidez é boa. Geralmente é usada em prensas de pequeno e médio porte.
De acordo com o tipo de força de acionamento do cursor, a prensa pode ser dividida em prensa mecânica eprensa hidráulica.
2) Desenrolar a linha
Máquina de corte
A guilhotina é utilizada principalmente para cortar bordas retas de chapas metálicas de diversos tamanhos. Os mecanismos de transmissão podem ser mecânicos ou hidráulicos.
4. StaMaterial de impressão
O material de estampagem é um fator importante que afeta a qualidade da peça e a vida útil da matriz. Atualmente, os materiais que podem ser estampados incluem não apenas aço de baixo carbono, mas também aço inoxidável, alumínio e ligas de alumínio, cobre e ligas de cobre, entre outros.
Atualmente, a chapa de aço é a matéria-prima mais utilizada na estampagem de automóveis. No entanto, com a crescente demanda por carrocerias mais leves, novos materiais como chapas de aço de alta resistência e chapas de aço tipo sanduíche estão sendo cada vez mais utilizados na fabricação de carrocerias.
Classificação de chapas de aço
De acordo com a espessura: chapa grossa (acima de 4 mm), chapa média (3-4 mm), chapa fina (abaixo de 3 mm). As peças estampadas para carrocerias de automóveis são principalmente chapas finas.
De acordo com o estado de laminação: chapa de aço laminada a quente, chapa de aço laminada a frio.
A laminação a quente consiste em amolecer o material a uma temperatura superior à temperatura de recristalização da liga. Em seguida, o material é prensado em uma chapa fina ou em um tarugo transversal por meio de uma roda de pressão, deformando-o, porém mantendo suas propriedades físicas inalteradas. As chapas laminadas a quente apresentam baixa tenacidade e acabamento superficial inferior, além de um custo relativamente baixo. O processo de laminação a quente é grosseiro e não permite a laminação de aços muito finos.
A laminação a frio é o processo de laminação adicional do material com uma roda de pressão a uma temperatura inferior à temperatura de recristalização da liga, permitindo que o material recristalize após os processos de laminação a quente, remoção de pitting e oxidação. Após repetidas etapas de prensagem a frio-recristalização-recozimento-prensagem a frio (repetidas de 2 a 3 vezes), o metal no material sofre uma alteração em nível molecular (recristalização), e as propriedades físicas da liga formada se modificam. Portanto, a qualidade da superfície é boa, o acabamento é elevado, a precisão dimensional do produto é alta e o desempenho e a organização do produto podem atender a requisitos especiais de uso.
As chapas de aço laminadas a frio incluem principalmente chapas de aço carbono laminadas a frio, chapas de aço de baixo carbono laminadas a frio, chapas de aço laminadas a frio para estampagem, chapas de aço laminadas a frio de alta resistência, etc.
5. Calibre
Um calibrador é um equipamento de inspeção especial usado para medir e avaliar a qualidade dimensional de peças.
Na fabricação de automóveis, seja para peças estampadas de grande porte, peças internas, subconjuntos soldados com geometria espacial complexa, ou para peças estampadas pequenas e simples, peças internas, etc., ferramentas de inspeção especiais são frequentemente usadas como o principal meio de detecção, para controlar a qualidade do produto entre os processos.
A detecção por medidor apresenta vantagens como rapidez, precisão, intuição e conveniência, sendo especialmente adequada para as necessidades da produção em massa.
Os medidores geralmente consistem em três partes:
① Esqueleto e parte base
② Parte do corpo
③ Peças funcionais (as peças funcionais incluem: mandril de aperto rápido, pino de posicionamento, pino de detecção, deslizador de folga móvel, mesa de medição, placa de fixação de perfil, etc.).
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Data da publicação: 06/07/2023
