Lição 6.1CortarCapítulo 6 · Corte e usinagem não convencional

Puncionamento e cisalhamento

Um punção corta formas da chapa contra uma matriz

O puncionamento corta furos e formas em chapa metálica forçando um punção duro através da chapa até uma matriz correspondente. Os rasgos de um montante de estante de aço e os furos de uma grade perfurada foram feitos assim, um golpe por furo. O cisalhamento é o mesmo corte feito ao longo de uma linha reta por duas lâminas longas, e é como a maior parte da chapa é cortada no tamanho.

Foto: W. R. Schettler, Public domain, via Wikimedia Commons

Um golpe de punção em três estágios, com closes e uma guilhotina de lâmina retaFileira de cima: um golpe de punção da esquerda para a direita; os números em círculo correspondem às etapas abaixo. Fileira de baixo: closes do corte e a versão com lâmina reta.

Como funciona

Feche. A chapa fica sobre a matriz (a ferramenta inferior: um bloco endurecido com uma abertura no formato do furo). O extrator, uma placa em volta do punção, prende a chapa plana.
Prense. O punção (a ferramenta superior: uma haste de aço endurecido com o formato do furo) desce e empurra o metal para dentro da abertura da matriz. A borda primeiro se dobra e arredonda.
Cisalhe e trinque. As arestas afiadas cortam uma faixa lisa no metal. Depois, trincas começam na aresta do punção e na da matriz e correm uma em direção à outra através da folga (o pequeno vão entre punção e matriz).
Rompa. Quando as trincas se encontram, o disco cortado, chamado de refugo (slug), se solta e é empurrado para baixo através da matriz como sucata.
Extraia e mova. O punção sobe enquanto o extrator segura a chapa para baixo. Em uma puncionadeira de torre CNC (uma máquina controlada por computador com um magazine giratório de punções), a mesa então desliza a chapa até o próximo furo.

Cisalhamento

O cisalhamento (embaixo, à direita) aplica a mesma ação ao longo de uma linha reta. Um prensa-chapas prende a chapa, e uma lâmina superior longa desce logo depois de uma lâmina inferior fixa. A lâmina superior costuma ser levemente inclinada, então corta aos poucos ao longo da linha, como uma tesoura. Um batente ajustável atrás das lâminas, o esquadro traseiro (back gauge), define a largura da tira.

Dados-chave

Materiais: Chapa de aço, aço inoxidável, alumínio, cobre e latão; também plásticos, couro e chapa de juntas com ferramentas mais simples
Peças típicas: Painéis elétricos, suportes, painéis de chassi, telas perfuradas, arruelas, montantes de estantes
Tamanho da peça: Chapa geralmente de até cerca de 6 mm de espessura; puncionadeiras de torre CNC aceitam chapas de até cerca de 1,5 × 3 m
Precisão: Cerca de ±0,1 mm em uma puncionadeira de torre CNC
Acabamento superficial: Faces intactas; a borda cortada tem uma faixa brilhante, uma faixa áspera e uma pequena rebarba (um filete afiado saliente)
Tamanho de lote adequado: De protótipos a grandes séries com ferramentas padrão; matrizes dedicadas compensam na produção em massa
Custo de ferramental e máquinas: Conjuntos padrão de punção e matriz custam de dezenas a centenas de dólares cada; uma puncionadeira de torre CNC custa centenas de milhares
Velocidade: Um golpe por furo, muitas vezes várias centenas de golpes por minuto

Pontos fortes e limites

Pontos fortes

Muito rápido: um golpe por furo
Baixo custo por furo; ferramentas padrão cobrem as formas comuns
Sem calor, então o metal em volta do furo não muda
A mesma máquina também pode formar venezianas (rasgos de ventilação elevados) e nervuras de reforço

Limites

Cada formato de furo precisa de seu próprio punção e matriz
Apenas chapa, geralmente de até cerca de 6 mm de espessura
A borda fica parcialmente áspera e com rebarba
Furos mais estreitos que cerca da espessura da chapa podem quebrar o punção

Onde é usado

ElétricaPainéis de comando, caixas de derivação, pré-cortes (knock-outs) para entradas de cabos
Construção e móveisMontantes de estantes, painéis de fachada perfurados, peças de forro modular
Eletrodomésticos e climatizaçãoCarcaças de fornos e lavadoras, grelhas de ventilação, peças de dutos
Eletrônica e TIRacks de servidor, chassis de computador, placas de blindagem
AutomotivoSuportes e reforços; blanks cisalhados para painéis de carroceria estampados

Como reconhecê-lo

A parede do furo tem uma faixa brilhante perto de uma face e uma faixa mais fosca e áspera perto da outra.
Uma face mostra a borda do furo levemente arredondada; a outra tem uma pequena rebarba afiada.
Contornos grandes com uma leve borda recortada vêm do roer (nibbling): muitos golpes pequenos e sobrepostos.
Fileiras de furos, rasgos ou venezianas idênticos, e pré-cortes (discos parcialmente cortados que você quebra para passar cabos).

Compare com

Corte a laser6.2sem ferramental e com qualquer contorno, mas percorre cada furo, então padrões densos de furos demoram mais.Estampagem e embutimento profundo4.2matrizes dedicadas em grandes prensas para produção em massa; o puncionamento é o primo flexível, para lotes pequenos.Corte por jato de água6.4também sem calor, mas muito mais lento; corta chapa grossa, pedra e vidro que um punção não consegue.

Assista

Roy Manufacturing · Um tour para iniciantes por uma puncionadeira de torre CNC e suas ferramentas

Headland Technology · As partes da máquina, desmontadas em uma animação

TRUMPF Inc. · Closes do cabeçote de puncionamento e de suas ferramentas trabalhando

NCTOOLS CADCAM · Uma chapa perfurada com longas fileiras de furos

Veja fotos reais

Wikipédia: Puncionamento — o princípio, com fotos de punções manuais e de uma puncionadeira industrial
Wikipédia: Cisalhamento (fabricação) — visão geral do cisalhamento com lâmina reta
Busca de fotos no Wikimedia Commons

Lembre-se

Um punção e uma matriz cortam por cisalhamento: o metal dobra, é cortado em parte e depois trinca até romper.
A folga entre punção e matriz define a qualidade da borda e o tamanho da rebarba.
O puncionamento é a forma mais rápida de fazer muitos furos em chapa; o cisalhamento faz o mesmo ao longo de uma linha reta.