Ironing na estampagem profunda: como o afinamento da parede controla tanto o diâmetro interno quanto o externo

Ironing - também chamado de afinamento de parede ou wall ironing - é a operação que transforma um copo estampado profundo comum em uma carcaça de precisão. Um copo estampado geralmente tem uma parede que se espessa em direção à borda e uma superfície que carrega as marcas da estampagem. O ironing empurra esse copo através de uma matriz anelar cujo furo é ligeiramente menor que o diâmetro externo do copo, de modo que a parede é comprimida e afinada entre um punção polido no interior e uma matriz polida no exterior.

A consequência é a razão pela qual os engenheiros o especificam: a matriz define o diâmetro externo, o punção define o diâmetro interno, e ambas as superfícies são brunidas na mesma passagem. Uma peça que de outra forma precisaria de uma casca estampada mais torneamento em ambos os diâmetros sai da prensa com ambos os diâmetros já dentro da tolerância.

O que o ironing realmente faz com a peça

Por que isso substitui uma operação de usinagem

Quando uma peça precisa de ambos um diâmetro interno e um diâmetro externo dentro da tolerância, as rotas tradicionais terminam todas em um torno. O ironing é a rota que termina na prensa.

De onde vem a economia. Não é apenas o tempo de ciclo de torneamento. É a barra ou o material de forjamento que nunca vira cavaco, a segunda máquina e a segunda fixação que nunca acontecem, a refixação que não pode mais introduzir excentricidade, e a movimentação entre a prensa e o torno que desaparece. Em uma peça com parede de 0,8 mm que parte de barra, a perda de cavaco sozinha geralmente é maior que a peça acabada.

O ironing não é gratuito: precisa de uma matriz de ironing, um punção polido, lubrificante correto e, onde a redução total é grande, mais de uma passagem com recozimento entre elas. A comparação deve ser feita com base no custo total por peça, incluindo a amortização do ferramental - que é exatamente o que a revisão de DFM faz.

Onde a Balford executa ironing: carcaças de válvula solenoide

A aplicação clássica é a carcaça de válvula solenoide. A armadura precisa deslizar dentro do furo, a carcaça precisa se encaixar na bobina e no corpo da válvula, e a parede é fina para que o circuito magnético seja eficiente. Essa é uma peça onde diâmetro interno, diâmetro externo, espessura de parede e acabamento superficial importam ao mesmo tempo - e onde o ironing elimina a operação de torneamento que de outra forma seria necessária.

Dois materiais dominam:

• DT4E ferro puro eletrolítico - o grau soft-magnético usado para carcaças de solenoide e sensores, onde coercividade e permeabilidade fazem parte da especificação. O ironing forma a parede na espessura sem introduzir o dano superficial que prejudicaria o caminho magnético, e o recozimento magnético segue a conformação.
• DC04 - o aço de estampagem profunda usado onde a peça é estrutural em vez de magnética, e onde a sequência de estampagem e ironing é definida pela redução da parede em vez do magnetismo.

Ambos são conformados em prensas de até 350 t com ferramental projetado e construído na própria ferramentaria da Balford, então o anel de ironing, o punção e os estágios de estampagem anteriores são feitos e testados juntos em vez de separadamente.

O mesmo argumento se aplica além dos solenoides, a qualquer peça onde ambos os diâmetros carregam tolerância: peças de cilindro hidráulico e pneumático, luvas de sensor, cascas de bucha, carcaças de atuador e tubos estampados.

Parâmetros de processo que decidem o sucesso

• Redução por passagem. A redução de parede por passagem de ironing está tipicamente na faixa de 20-35% da espessura da parede para aço; o limite exato depende do grau, lubrificação e geometria da matriz. Reduções totais maiores são feitas em várias passagens.
• Recozimento entre passes. Como a estampagem por redução é trabalho a frio, o material sofre encruamento. Quando a redução total ou as propriedades finais exigem, a peça é recozida entre passes para restaurar a ductilidade. Em peças magnéticas moles, a etapa de recozimento também é o que define as propriedades magnéticas.
• Lubrificação. A estampagem por redução é uma operação de alta pressão e alto contato superficial. O filme lubrificante é o que separa uma superfície polida de uma riscada, e é escolhido para o grau e a redução, e não por conveniência.
• Acabamento da matriz e do punção. A superfície da peça acabada é uma cópia da superfície do ferramental. Anéis de carboneto polido ou aço temperado são o que produzem o acabamento e a ausência de marcas de estampagem.
• Espessura de parede como característica. A espessura de parede é medida e registrada, não presumida. Se o desenho exige uma parede específica, ela é especificada como parede reduzida - caso contrário, a parede permanece na espessura do blank e a peça fica mais pesada do que o pretendido.

Limites honestos

• Volume. A estampagem por redução exige uma matriz e um punção feitos para a peça. Abaixo de algumas dezenas de milhares de peças por ano, tornear a partir de barra ainda pode ser mais barato no geral.
• Geometria. A estampagem por redução é adequada para paredes cilíndricas ou quase cilíndricas. Características externas complicadas são melhor formadas antes da redução ou adicionadas depois.
• A redução de parede não é ilimitada. Reduções muito grandes exigem vários passes e recozimento, que é onde a vantagem de custo diminui.
• Material. A ductilidade define o limite. Graus de altíssima resistência ou baixa ductilidade podem não aceitar a redução que o desenho implica.

Todos os quatro são verificados durante a revisão de DFM, antes do corte do ferramental.