Procure uma prensa hidráulica de cunhagem e quase sempre há um trabalho muito específico por trás dela. Alguém precisa reproduzir o relevo fino da matriz em metal, uma moeda, uma medalha, um distintivo, um contato elétrico, um componente sinterizado, e precisa que a impressão tenha a mesma aparência na primeira peça e na décima milésima peça.
Construímos prensas hidráulicas para ganhar a vida na Ningbo Delidong Machinery Technology, por isso passamos a maior parte do nosso tempo nas questões subjacentes a esse trabalho: quão uniformemente a carga se espalha pela placa, com que precisão a pressão se repete, com que lentidão o aríete deve apertar e por quanto tempo a prensa deve segurar antes de se soltar. Essas quatro coisas decidem se um trabalho de cunhagem sai nítido ou suave.
O que se segue não é um discurso de vendas. Trate-o como uma lista de verificação que você pode levar a qualquer fabricante de máquinas, inclusive nós.
O que uma prensa hidráulica de cunhagem realmente faz
Uma prensa hidráulica de cunhagem é uma prensa hidráulica configurada para cunhagem, que é uma operação de conformação a frio de matriz fechada. Uma peça bruta preparada é comprimida entre uma matriz e um punção até que o metal flua plasticamente para os detalhes mais finos da face da matriz. O que sai é uma peça com relevo elevado, arestas vivas e uma superfície que acompanha a matriz quase ponto a ponto.
A palavra importante é “mantida”. Uma prensa mecânica fornece sua energia em um impulso muito curto, o que é excelente para cunhagem de alto volume e matrizes duras. Em vez disso, uma prensa hidráulica cria força a partir da pressão do óleo, de modo que atinge a tonelagem total em praticamente qualquer ponto do curso e pode permanecer lá pelo tempo que o material precisar. Essa permanência é o que permite que o metal penetre nos últimos mícrons do relevo, e é a principal razão pela qual grandes medalhas, moedas de prova, fresagens e peças em relevo de precisão ainda são feitas em máquinas hidráulicas.
O que separa uma prensa de cunhagem de uma prensa de uso geral
- Rigidez do quadro. Uma estrutura de quatro colunas é a escolha usual, porque a carga deve permanecer distribuída uniformemente por toda a face da matriz.
- Paralelismo. O nivelamento do suporte e da placa sob carga total é muito mais importante do que uma mesa grande.
- Controle de pressão. Tonelagem repetível dentro de cerca de um por cento, não simplesmente "alta tonelagem".
- Um aperto lento e controlado. A velocidade do aríete no contato é medida em milímetros por segundo, não em metros por segundo.
- Uma área de matrizes construída para conjuntos de matrizes. Suportes endurecidos, movimento mínimo e sem flexão visível sob carga.
Acerte esses cinco e o processo será notavelmente estável. Se errar, nenhuma tonelagem extra salvará a peça.
Como funciona um ciclo de cunhagem, passo a passo
Do lado de fora da guarda, um ciclo de cunhagem parece o aríete descendo e subindo. Por dentro é uma sequência de decisões, e a pressa em qualquer uma delas aparece na peça finalizada.
Preparação em branco
O blank ou prancheta é recozido, limpo, desengraxado e verificado quanto ao peso, diâmetro e espessura. Os espaços em branco endurecidos não preencherão um relevo profundo, não importa o que a impressora faça. Se o peso da peça bruta oscilar, a espessura final também oscilará.
Carregamento e alinhamento da matriz
O conjunto de matrizes entra em seu suporte e o paralelismo é verificado com relógios comparadores. Um desalinhamento de alguns centésimos de milímetro aparece como um relevo desequilibrado e desgaste irregular da matriz muito antes de aparecer como uma peça sucateada.
Altura de fechamento e configuração de curso
A posição inferior é definida em um espaço em branco de configuração suave, fechado lentamente e depois inspecionado. O punção nunca deve atingir o fundo de metal com metal; a profundidade de impressão, e não uma parada brusca, define a peça acabada.
Abordagem
O aríete desce rapidamente durante a maior parte do curso e depois muda para uma aproximação lenta pouco antes do contato. Esse toque suave evita que a borda da matriz sofra choques, o que é um dos assassinos silenciosos das ferramentas de cunhagem.
Apertar
A tonelagem total é aplicada gradualmente. O metal começa a fluir sob os pontos mais altos da matriz e depois se espalha para fora até que o detalhe seja preenchido, trabalhando do centro da impressão em direção à borda.
Habitar
A pressão é mantida, geralmente de um a cinco segundos e às vezes mais em medalhas grandes. É aqui que o último detalhe é preenchido e onde a recuperação elástica pode trabalhar contra a matriz e não contra a peça acabada.
Descompressão e ejeção
A pressão é liberada gradualmente, o aríete retrai e a peça é ejetada. A liberação lenta protege a matriz, evita a aderência e evita rasgar o relevo recém-formado.
Cunhagem, estampagem e gravação em relevo: três trabalhos, três curvas de força
As pessoas usam essas palavras de forma intercambiável e depois se perguntam por que uma impressora comprada para um trabalho tem dificuldades com outro. A diferença não é o número da tonelagem na placa de identificação. É a forma da curva de força e o que acontece na parte inferior do curso.
| Fator | Prensa hidráulica de cunhagem | Prensa de ataque mecânico | Prensa de gravação hidráulica |
|---|---|---|---|
| Forçar entrega | Aperto lento, pressão mantida na parte inferior | Impulso agudo da manivela ou junta articulada | Aperto lento, muitas vezes contra um suporte macio |
| Tonelagem através do curso | Tonelagem total em quase qualquer ponto | Força máxima apenas perto do fundo | Tonelagem total, ajustável em etapas |
| Velocidade do ciclo | Segundos por parte | Várias partes por segundo possíveis | Segundos por parte |
| Habitar capability | 1 a 5 segundos ou mais | Essencialmente nenhum | 1 a 10 segundos |
| Efeito nas matrizes | Carregamento suave e gradual | Alta carga de choque, desgaste mais rápido da matriz | Choque suave e baixo |
| Mais adequado para | Moedas grandes, medalhas, peças de prova, matrizes, contatos, dimensionamento de peças sinterizadas | Cunhagem de circulação de alto volume | Emblemas, painéis decorativos, folha texturizada |
| Caractere de saída | Volume baixo a médio, alto detalhe | Alto volume, detalhes moderados | Baixo volume, detalhe decorativo |
Tonelagem e pressão: os números que decidem o trabalho
A tonelagem é aritmética, não intuição. Uma estimativa útil na primeira passagem é esta: a força necessária é igual à pressão unitária multiplicada pela área projetada da impressão. A pressão da unidade depende do metal, da profundidade do relevo e do quanto o blank já foi trabalhado.
Pressões unitárias indicativas apenas para estimativas de primeira passagem. Relevo profundo, peças finas, material endurecido e raios estreitos empurram a figura para cima.
Dois hábitos economizam dinheiro de verdade aqui. A primeira é a margem: adicione 20 a 30 por cento acima do valor calculado, porque uma prensa funcionando no teto não tem espaço para um lote mais duro de peças brutas ou uma matriz um pouco mais profunda. A segunda é o respeito pelas ferramentas. A pressão para a qual o dado nunca foi projetado não se anuncia educadamente, ou desgasta o dado cedo ou o quebra completamente, e um dado de cunhagem raramente é barato para substituir.
Também é útil lembrar que o número na placa de identificação descreve a impressora, não o trabalho. Uma prensa rígida de 300 toneladas com bom paralelismo muitas vezes superará uma máquina cansada de 500 toneladas, porque a força realmente atinge a face da matriz em vez de dobrar a estrutura primeiro.
Velocidade de RAM, permanência e descompressão: as configurações sobre as quais ninguém discute até que uma peça falhe
Três configurações fazem a maior parte do trabalho invisível em um ciclo de cunhagem. Eles também são os três mais frequentemente deixados de lado.
Abordagem and contact
Uma descida rápida seguida de uma aproximação lenta não é um artifício. Encurta o ciclo sem permitir que o soco atinja o branco em velocidade. O choque no contato deforma levemente a borda da matriz, e uma borda da matriz que se deforma levemente repete esse erro em todas as peças seguintes.
Apertar speed
Normalmente 1 a 20 mm/s. Metais mais duros, relevos mais profundos e diâmetros maiores defendem o final mais lento. Uma compressão mais rápida pode prender o metal antes que ele tenha tempo de fluir para os pequenos raios.
Habitar
Um a cinco segundos é comum, mais tempo para medalhas muito grandes. Dwell permite que o material penetre nos últimos mícrons de detalhe e permite que a recuperação elástica aconteça enquanto a peça ainda está sob carga.
Descompressão
A liberação da pressão evita gradualmente que a peça se solte da face da matriz e protege a matriz de uma carga reversa repentina. É especialmente importante em peças finas e largas.
Repetibilidade
Uma prensa que produz 180 toneladas na segunda-feira e 200 toneladas na sexta-feira não é uma prensa de cunhagem. Receitas armazenadas com pressão, posição, velocidade e tempo de espera proporcionam ao operador um ponto de partida repetível a cada turno.
Configuração da matriz: onde nasce a maioria dos problemas de cunhagem
Quando um trabalho de cunhagem não funciona corretamente, a prensa geralmente é a última suspeita e a configuração da matriz geralmente é a primeira. Seis cheques cobrem a maior parte.
Paralelismo
Verifique o conjunto da matriz contra o suporte com indicadores e corrija com calços. Altura irregular significa relevo irregular e uma matriz que se desgasta de um lado.
Altura de fechamento
Coloque em um blank de configuração suave e inspecione a impressão. Nunca defina a altura de fechamento deixando o punção e a matriz se tocarem.
Fixação
O suporte da matriz deve segurar o conjunto de matrizes de forma rígida. Qualquer movimento no suporte se transforma em rebarbas, rebarbas e profundidade de relevo inconsistente.
Lubrificação
Uma película lubrificante leve e consistente ajuda o metal a fluir e a liberar. Se for demais, a matriz não consegue aderir à superfície; muito pouco e a parte galhas.
Colarinho e controle em branco
Quando um colar é usado, ele controla a borda da peça bruta e evita que o aro se espalhe. A tolerância do diâmetro da peça bruta é tão importante quanto a qualidade da matriz.
Condição de morte
Uma matriz polida imprime limpa. Uma única rebarba ou lasca na face da matriz é reproduzida fielmente em cada peça até que alguém olhe para a matriz em vez de para a prensa.
Materiais: o que flui, o que contra-ataca
Cada metal cunha de maneira diferente, e as diferenças são mais práticas do que acadêmicas. Eles decidem sua tonelagem, sua permanência, com que frequência você recoze e com que cuidado você polirá a matriz.
Ouro and silver
Macio, flui lindamente e cunha bem em tonelagem moderada. O desafio é a qualidade da superfície e o desgaste, e é por isso que o trabalho de prova depende de uma matriz altamente polida e de uma lubrificação disciplinada, em vez de força bruta.
Cobre, latão and bronze
Endureça o trabalho rapidamente. Eles podem precisar de uma etapa de recozimento entre as operações e as pressões unitárias são visivelmente mais altas do que para metais preciosos do mesmo tamanho.
Alumínio and its alloys
Fácil de cunhar e perdoar a tonelagem, o que os torna populares para fichas, medalhas e peças promocionais. Detalhes nítidos são obtidos sem forçar a pressão.
Níquel e cuproníquel
Mais rígido que o cobre e mais duro com matrizes. A profundidade do relevo deve ser planejada de forma conservadora e os intervalos de manutenção da matriz reduzidos.
Aço, inoxidável e titânio
Pressões pesadas da unidade e velocidades de compressão lentas. Onde as peças são grandes ou a liga é teimosa, a cunhagem a quente ou a quente com placas aquecidas torna-se o caminho mais sensato.
Pré-formas sinterizadas e de metal em pó
A cunhagem é usada para dimensionar e densificar peças sinterizadas até a tolerância final, melhorando o acabamento superficial e a consistência dimensional em um único golpe.
A conformação a frio sem calor é a espinha dorsal de tudo isso e é uma tecnologia com a qual trabalhamos todos os dias em um canto diferente da oficina. A mesma lógica de conformação a frio é aplicada em equipamentos que construímos para outras indústrias, por exemplo, nossas máquinas formadoras de prensas a frio, que prensam pré-formas de material de fricção em forma à temperatura ambiente:
Máquina formadora de prensa a frio para pré-formas de pastilhas de freio A prensa hidráulica a frio pré-consolida o material de fricção solto próximo à temperatura ambiente antes da cura por prensagem a quente, auxiliando na densidade uniforme e na pressão controlada. Ver Produto → Materiais diferentes, mesmas questões de engenharia sobre paralelismo, repetibilidade de pressão e quão suavemente a carga chega.
Onde as prensas hidráulicas de cunhagem ganham seu sustento
A cunhagem hidráulica não compete com todas as linhas de cunhagem do mundo. Ele vence em um conjunto específico de empregos e os vence claramente.
Grandes moedas comemorativas e provas
Onde o relevo é profundo e o diâmetro generoso, o aperto lento e a permanência fazem o que um golpe certeiro não consegue: preencher os detalhes até a borda sem quebrar a matriz.
Medalhas, prêmios e peças de apresentação
Retratos e letras finas são exatamente o tipo de detalhe que uma prensa hidráulica reproduz com maior fidelidade, peça após peça, sem retoques.
Morrer fresadora
Um cubo endurecido é pressionado lentamente em uma matriz de tonelagem muito alta com um longo intervalo, afundando a impressão no aço. Esta é uma das aplicações de cunhagem hidráulica mais antigas e exigentes.
Contatos elétricos e peças em relevo de precisão
Rebites de contato, tiras e pequenos componentes em relevo se beneficiam de uma tonelagem repetível e de uma posição inferior controlada, que é mais fácil de segurar em uma prensa hidráulica do que em uma prensa mecânica.
Dimensionamento de peças sinterizadas
Os componentes de metal em pó são moldados na espessura e acabamento finais, fechando janelas de tolerância que a sinterização por si só não consegue alcançar.
Joias, peças vazadas, emblemas e peças de relógios
Pequenos, detalhados e muitas vezes de baixo volume, esses trabalhos recompensam uma impressora que pode armazenar uma receita e repeti-la exatamente no mês seguinte, quando o pedido voltar.
Acionamento Hidráulico ou Elétrico? Duas visões honestas
Este é o argumento que surge em todas as reuniões de aquisição, e ambos os lados têm pontos reais.
O caso da hidráulica
Tonelagem total em qualquer ponto do curso, permanência genuína sob pressão, proteção natural contra sobrecarga e uma curva de força adequada para matrizes de cunhagem. A tonelagem é ajustável no painel de controle sem alterar nenhum hardware, e o custo por tonelada de força ainda é difícil de ser superado em altas capacidades. Para relevo profundo, grandes diâmetros e fresagem, continua sendo a resposta prática.
O caso contra isso
Ciclos mais lentos, óleo hidráulico para manter, mais calor para gerenciar e mais energia usada por peça do que um acionamento servoelétrico bem ajustado. O contra-argumento é que as modernas bombas variáveis, unidades servo-hidráulicas e sistemas acumuladores colmatam grande parte dessa lacuna e, num trabalho de cunhagem, o factor limitante é geralmente a qualidade da peça e não o tempo de ciclo. Se os seus volumes são medidos em golpes por segundo, uma prensa mecânica é a ferramenta certa e ninguém deve fingir o contrário.
A resposta honesta é que a escolha do drive deve seguir a peça e não o folheto. É o mesmo compromisso que enfrentamos com os clientes em nossas plataformas de prensas irmãs, e escrevemos isso em uma comparação prática de acionamentos de prensas hidráulicas e elétricas para qualquer pessoa que pesa os dois.
Para uma visão mais aprofundada de como os dois sistemas de acionamento se comportam em uma área de produção real, veja esta análise de acionamentos de prensas hidráulicas e elétricas , que cobre as mesmas questões de curva de força de um aplicativo diferente.
Especificando uma prensa de cunhagem: uma lista de verificação de dez pontos
Leve essas dez respostas a qualquer fornecedor e a conversa ficará mais curta e muito mais útil.
- A parte em si. Diâmetro, espessura, material, profundidade de relevo e a tolerância que realmente importa.
- Área projetada da impressão. Não a área em branco, a área sob carga.
- Pressão unitária e tonelagem total. Calcule-o e adicione uma margem de 20 a 30 por cento.
- Tipo de quadro e rigidez. Quatro colunas para a maioria dos trabalhos de cunhagem, com limite de deflexão declarado sob carga total.
- Tamanho da mesa, luz natural e acidente vascular cerebral. Dimensionado de acordo com o conjunto de matrizes e o manuseio que você planeja adicionar posteriormente.
- Controle de velocidade do carneiro. Confirme se as velocidades de aproximação, compressão e retorno são ajustáveis separadamente.
- Habitar capability. A imprensa deve manter a pressão total e não simplesmente alcançá-la.
- Repetibilidade de pressão e receitas. Pergunte como a tonelagem é medida e com que consistência ela se repete de turno em turno.
- Ejeção e automação. Força de ejeção, remoção de peças e se você deseja transferência ou carregamento automático da matriz.
- Segurança, serviço e peças de reposição. Proteções e intertravamentos de acordo com os padrões que você deve atender, além de uma resposta realista sobre peças de reposição e suporte.
Um fornecedor que não consegue responder aos pontos três e oito com números está lhe dizendo algo útil.
Mantendo uma prensa de cunhagem precisa
A precisão na cunhagem depende principalmente da manutenção, feita silenciosamente e dentro do cronograma.
Verificações de rotina
- Nível de óleo, cor do óleo e indicadores de filtro
- Temperatura do óleo mantida em uma faixa de trabalho estável, aproximadamente 30 a 55 °C
- Limpeza do óleo, de acordo com o código ISO especificado pelo construtor
- Vazamentos visíveis ao redor do cilindro, válvulas e conexões
- Ruído ou vibração incomum do grupo de bombas
- Limpeza do reforço e da placa antes de cada troca de matriz
- Teste de funcionamento de proteções, intertravamentos e controle bimanual
Quando a parte dá errado
- Detalhe não preenchido: verifique a tonelagem, tempo de permanência, dureza do blank e lubrificação antes de culpar a matriz
- Rebarbas ou rebarbas: altura de fechamento, paralelismo e condição do colar
- Variação de tonelagem entre turnos: temperatura do óleo, desgaste da válvula, calibração do sensor de pressão
- Colagem de peças: agente desmoldante, configuração de descompressão, polimento de matriz
- Alívio irregular de lado a lado: verifique novamente o paralelismo e o calço
- Perda gradual de afiação: desgaste da matriz, e não desgaste da prensa, na maioria dos casos
A maioria desses sintomas parecem falhas de prensa e acabam sendo falhas de processo ou de ferramentas. Vemos o mesmo padrão em outros tipos de impressoras e reunimos os mais comuns neste guia para Problemas com máquinas formadoras de prensas a frio e como evitá-los .
A visão de um construtor de imprensa
Não somos especialistas em equipamentos de hortelã. Construímos prensas hidráulicas de quatro colunas com pressão, temperatura e tempo programáveis, utilizadas para vulcanização de borracha, injeção de silicone e formação de material de fricção. Esse trabalho nos ensinou algumas coisas que se aplicam diretamente à cunhagem.
Tudo começa com a distribuição uniforme da carga sobre a placa. Uma prensa que desvia sob carga não fornece a tonelagem sugerida pelo medidor e nenhum algoritmo de controle fixa uma estrutura que flexiona. Em segundo lugar está a repetibilidade: um operador deve ser capaz de armazenar uma receita e obter o mesmo resultado no próximo mês. O terceiro é o controle de todo o ciclo, não apenas do pico, o que significa abordagem, compressão, pausa e liberação ajustáveis separadamente.
As duas plataformas abaixo ilustram como esse pensamento é aplicado na prática. O primeiro foi projetado especificamente em torno de uma distribuição uniforme de pressão em toda a face da matriz:
Máquina de prensa de pastilha de freio de pressão igual Prensa personalizada com relação de pressão otimizada e cilindro de óleo flutuante para pressão consistente na cavidade na produção de grandes volumes de pastilhas de freio. Ver Produto → A segunda é uma prensa de placa aquecida onde a pressão, a temperatura e o tempo são mantidos dentro de uma receita armazenada, que é a mesma disciplina que um ciclo de cunhagem precisa quando a conformação a quente está envolvida:
Prensa vulcanizadora de placa personalizada para produtos de borracha Prensa vulcanizadora automatizada com placa aquecida para itens de borracha, com pressão ajustável e temperatura controlada de 100 a 250 °C para apoiar uma produção eficiente. Ver Produto → Se você estiver especificando uma prensa de cunhagem, essas são as perguntas que vale a pena fazer a qualquer construtor, inclusive a nós.
Perguntas frequentes
Qual é a diferença entre cunhar e golpear?
Ambas são operações de conformação a frio em matriz fechada, portanto a metalurgia é semelhante. A diferença é a curva de força. O golpe usa um impulso mecânico agudo, que é rápido e duro com as matrizes. A cunhagem em uma prensa hidráulica utiliza um aperto lento seguido de uma pausa sob pressão, que preenche o relevo fino de forma mais suave e consistente.
De quanta tonelagem uma prensa hidráulica de cunhagem precisa?
Estime a pressão da unidade multiplicada pela área projetada da impressão e, em seguida, adicione uma margem de 20 a 30 por cento. Uma pequena medalha de prata pode precisar de apenas 100 a 200 toneladas, uma grande medalha comemorativa de bronze pode precisar de 800 toneladas ou mais, e a fresagem pode chegar a milhares de toneladas.
Uma prensa hidráulica de cunhagem pode produzir moedas de circulação em alta velocidade?
Pode produzi-los, mas não na velocidade ideal. A cunhagem de grande circulação é geralmente cunhada em prensas mecânicas que executam vários golpes por segundo. As prensas hidráulicas são adequadas para peças comemorativas, provas, medalhas, fresagem e relevo de precisão, onde o detalhe e a repetibilidade são mais importantes do que o tempo de ciclo.
Por que o tempo de permanência é tão importante na cunhagem?
O metal continua a se transformar em detalhes enquanto a pressão é mantida. Sem demora, os detalhes externos da impressão podem ficar suaves, especialmente em peças grandes. O Dwell também permite que a recuperação elástica aconteça enquanto a peça ainda está sob carga, de modo que a matriz controle as dimensões finais.
Uma prensa hidráulica pode ser usada para fresagem?
Sim, e é uma das aplicações clássicas. Um cubo endurecido é pressionado lentamente em uma matriz de tonelagem muito alta e com um longo intervalo, de modo que a impressão afunde gradualmente no aço, em vez de ser martelada nele.
Um quadro de quatro colunas é realmente necessário?
Para a maioria dos trabalhos de cunhagem é a escolha mais segura, porque quatro colunas distribuem a carga uniformemente e mantêm as placas paralelas sob pressão. As prensas de estrutura C podem funcionar para trabalhos pequenos e de baixa tonelagem, mas o paralelismo se torna mais difícil de manter à medida que a tonelagem aumenta.
Com que frequência o óleo hidráulico deve ser trocado?
Siga a análise do óleo em vez de um calendário fixo. A maioria das oficinas troca o óleo anualmente ou de acordo com o cronograma do construtor, substitui os filtros com mais frequência e mantém a temperatura do óleo em uma faixa estável de aproximadamente 30 a 55 °C. O óleo limpo e estável é uma das formas mais baratas de proteger a repetibilidade da pressão.
