Introdução a tesouras e cisalhamento

O cisalhamento é um dos processos de trabalho em metal mais antigos disponíveis e geralmente é o primeiro processo e máquina usado na fabricação de peças fabricadas. Todas as tesouras são classificadas em sua capacidade de cortar aço e devem ser selecionadas de acordo com a capacidade necessária em relação ao aço. Se sua aplicação for de aço inoxidável, você deve selecionar um cisalhamento classificado para aproximadamente 1,5-2x a espessura do material que está usando. Se você estiver cortando alumínio, uma tesoura dimensionada para 1/2 da espessura do material com o qual você está trabalhando provavelmente será suficiente. Embora também existam pequenas tesouras operadas com a mão ou com o pé (usadas principalmente em HVAC e nas indústrias de telhados), esta introdução se concentrará principalmente em tesouras elétricas na faixa de calibre 14 (0,075" x 10') e mais pesadas, que são encontradas na maioria das lojas de fabricação na América do Norte.


Descrição do processo:

Cortar chapas ou chapas de aço é muito parecido com usar tesouras para cortar papel ou papelão. As lâminas se juntam a uma distância ou deslocamento mínimo que descrevemos como "espaço da lâmina" para fraturar o material nos tamanhos desejados de blank para processamento posterior. A lâmina inferior é fixada na "cama" da tesoura, enquanto a lâmina superior se move em uma "guilhotina" reta para cima e para baixo ou em um movimento "rotativo" oscilante. Quanto mais espesso ou mais duro o material, mais largas as lâminas devem ser separadas ou os ângulos das lâminas aumentados (ângulo de saída) para reduzir a quantidade de tonelagem necessária para cisalhar (ou fraturar) o material até a classificação dada da máquina.

Uma tesoura de qualidade pode economizar muitas horas em outros processos, como dobra, soldagem e montagem, por isso é importante garantir que você seja capaz de fazer cortes de qualidade, limpos e quadrados, precisas e podem ser repetidas rapidamente. Alguns dos fatores-chave na escolha de uma tesoura estão descritos abaixo e ao escolher sua tesoura, seja nova ou usada, esses fatores devem ser considerados na sua tomada de decisão.


Componentes de uma tesoura:

Todas as tesouras são compostas pelos mesmos componentes básicos e são as seguintes:

1. 
   Quadro principal: O quadro principal da máquina é o que suporta todos os outros componentes, cama e sistema de acionamento. Uma tesoura de qualidade tem uma estrutura resistente e pesada para o tamanho e classificação do material. Algumas tesouras de construção leve são conhecidas por serem suscetíveis a ter estruturas laterais fraturadas, leitos rachados ou aríetes empenados devido ao design ruim ou abuso.
   
2. 
   Cama: A cama é o que seu operador estará trabalhando enquanto introduz material nas lâminas de cisalhamento. A cama é o suporte não só para o material, mas também para a lâmina de corte inferior. Uma mesa de tesoura de qualidade deve ser pesada e sólida, com conveniências para manuseio de materiais, como recortes para o operador deslizar as mãos sob a folha de material para levantamento e transferências de esferas para "rolar" o material que está sendo cortado mais facilmente no lugar.
   
3. 
   Braço quadrado: Um braço quadrado é crucial para garantir que o material que está sendo cortado esteja em um quadrado de 90 graus. Para obter a esquadria adequada, é usado um braço esquadrejador que foi configurado e ajustado para garantir que esteja perfeitamente alinhado às lâminas de corte. Este braço quadrado também pode ter uma escala de medição que pode ajudar na medição de peças cortadas muito curtas da frente da máquina, em vez de usar a barra de medição como um batente atrás das lâminas de cisalhamento. Normalmente, o braço quadrado é igual ao comprimento das lâminas de cisalhamento, mas pode ser qualquer comprimento que funcione para a aplicação para a qual você o está selecionando.
   
4. 
   Retenção: "Suspensões" são grampos (ou um grampo do tipo barra única) que está localizado próximo às lâminas de cisalhamento e prende firmemente o material que está sendo cortado para evitar que ele se mova durante o processo de cisalhamento e, o mais importante, para inclinar o que introduziria o material como uma cunha entre as lâminas superior e inferior forçando a abertura a abrir mais. Normalmente, quanto mais força e número de apertos equivale ao sinal de um cisalhamento melhor e de maior qualidade.
   
5. 
   Lâminas: As lâminas de corte (ou cisalhamento) são tipicamente de aço ferramenta e são endurecidas para resistência ao desgaste e retificadas para afiação. Eles são montados no aríete móvel superior e no leito fixo inferior e geralmente separados por apenas alguns milésimos de polegada. As lâminas podem ser "invertidas" quando usadas de uso progressivo para outro lado, reafiadas ou substituídas. As tesouras geralmente têm lâminas com 2 lados afiados ou 4 lados para uso, dependendo do design da máquina.
   
6. 
   Aferição (sistema de medição): Embora não seja específico para todas as tesouras, a medição (ou um sistema de medição/parada de comprimento de peça) está em cerca de 95% das tesouras no mercado hoje. A medição adequada é crucial não apenas para manter o comprimento de cisalhamento correto, mas para permitir que o operador "calibre" rapidamente o próximo blank cortado e repita o processo muito rapidamente. Normalmente, esses "Gages" (ou batentes) estão na parte traseira do cisalhamento e geralmente são controlados por computador, barras de calibre aparafusadas para bater o material contra. Esses medidores podem ser posicionados manualmente ou eletronicamente (programados) para fornecer vários comprimentos de cisalhamento, bem como o uso repetido do mesmo comprimento. Um sistema de medição de qualidade será forte o suficiente para suportar o peso do material equivalente à capacidade total da tesoura por muitos anos.
   
7. 
   Controle: Um controle de cisalhamento pode ser tão simples quanto um volante manual posicionando manualmente o medidor traseiro em conjunto com um pedal de pé/embreagem, ou pode ser tão extenso quanto um sistema de medição programável, permitindo um posicionamento programável preciso do sistema de medição, mantendo uma contagem precisa de ciclos . Enquanto a maioria dos controladores de medidor de cisalhamento são usados ​​como um simples posicionador "Go Here", muitos são capazes de muito mais, incluindo "kits" de cisalhamento de várias peças e comprimentos, todos posicionados e contados automaticamente.
   
8. 
   Acessórios/Opções: Uma tesoura pode ser personalizada para atender a uma variedade de necessidades adicionando acessórios opcionais que podem tornar a operação da tesoura mais simples, rápida, precisa e confiável. As opções de cisalhamento comuns incluem:
   
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  Empilhador/Transportador
  
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  Sistemas de Arrefecimento Hidráulico
  
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  Medição Frontal
  
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  Bagagens Estendidas
  
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  Alta velocidade (somente hidráulica)
  
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  Opções de segurança como cortinas de luz, cercas, etc.
  
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  Transferências de bola na cama
  
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  Recortes de mão
  
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  Balanças na cama
  
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  Quadrados de Mitragem
  
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  Usinagem ou rosqueamento de cama especial para acessórios
  

Tipos de tesouras


Guilhotina

Um design "Guilliotine" em uma tesoura refere-se à ação de movimento das lâminas superiores. A lâmina é acionada em uma direção reta por um mecanismo e sistema de direção que conduz o aríete e a lâmina diretamente para baixo e para cima. Normalmente, esse projeto equivale a um projeto maior e mais pesado em um cisalhamento e quase sempre é encontrado em projetos classificados na capacidade de 1/2" ou superior.


Faixa oscilante

Um cisalhamento de projeto de viga oscilante usa o poder de alavancagem através de um aríete em balanço para aumentar a tonelagem e, assim, a capacidade de cisalhamento. Colocando a lâmina superior em um aríete mecanizado giratório, a lâmina é então forçada para baixo por acionamento mecânico ou hidráulico usando o poder de alavanca. Este projeto geralmente equivale a um projeto de máquina de menor altura e também lâminas que devem ser aliviadas para folga, permitindo normalmente apenas 2 arestas de corte por lâmina. Existem também versões modificadas deste design que são alguns dos designs mais populares vendidos hoje.


Tipos de sistemas de acionamento de cisalhamento


Hidráulico

A pressão hidráulica é aplicada através de um ou mais cilindros para forçar o aríete e a lâmina superior da máquina para baixo. Máquinas hidráulicas podem ter tipicamente um ou dois cilindros hidráulicos para operação.


Mecânico

Um motor gira um grande volante em alta velocidade, o operador então aciona uma embreagem que pode ser ativada por meio de acionamento pneumático, hidráulico ou mecânico. Uma vez que a embreagem está engatada, o volante móvel é acoplado a um virabrequim no qual o aríete da máquina está conectado. O virabrequim então gira o aríete e a lâmina de cisalhamento para cima e para baixo.


Outros fatores de projeto de cisalhamento a serem considerados:

Ângulo de inclinação:" Ângulo de inclinação" é o ângulo da lâmina de corte superior à medida que é introduzida após a lâmina de corte inferior. Este ângulo de introdução permite que apenas uma pequena porção do material seja realmente engatada com as lâminas em um determinado momento, reduzindo assim as forças necessário para cisalhar comprimentos longos. Idealmente, se a força necessária para cisalhar uma peça não fosse considerada, então uma máquina teria 0 ângulo de saída, pois teoricamente forneceria a peça cisalhada mais reta e o tempo de ciclo mais rápido. No entanto, como as tesouras normalmente trabalham com 120-144" de comprimento do material ou mais, a quantidade de força necessária seria enorme e, portanto, de custo proibitivo. O ângulo de "inclinação" é, portanto, necessário para minimizar a força real necessária para "fraturar ou cortar" o material que está sendo cortado.


Idealmente, uma máquina de qualidade tem um ângulo de inclinação mínimo possível, normalmente 1/4" de ângulo por pé, pois o ângulo de inclinação excessivo pode causar torção (enrolamento da parte cortada) e/ou arco (parte cortada rolando em um arco).

Ângulo de inclinação ajustável: Alguns fabricantes de tesouras usam um mecanismo que permite que a lâmina superior varie o ângulo de saída para maximizar a capacidade da tesoura. Ao aumentar o ângulo de inclinação, a quantidade de material mais espesso realmente engatado nas lâminas permanece dentro da "janela" de força da tesoura. Embora esses fabricantes anunciem isso como um "benefício" de sua máquina, a realidade é que eles estão oferecendo uma máquina muito mais leve com a capacidade de cisalhar material mais espesso através desse ângulo de inclinação aumentado. Ao escolher uma tesoura com ângulo de saída variável, certifique-se de investigá-la minuciosamente quanto à sua capacidade em sua configuração de saída mais baixa ou recomendada, pois é realmente para isso que a tesoura foi projetada para lidar e espessuras maiores só são alcançadas através do aumento da ângulo de inclinação e, assim, aumentando a torção e o arco que você pode esperar na peça cortada resultante.


Ajuste da folga da lâmina: Em qualquer operação de cisalhamento, quanto maior o deslocamento entre as lâminas superior e inferior, menor a força necessária para quebrar ou fraturar o material. À medida que a folga da lâmina se torna excessiva, rebarbas (ou rasgos) começam a ocorrer nos blanks cortados. Se o Blade Gap for ajustado muito próximo, a força necessária para quebrar o material pode estar em excesso além da capacidade de cisalhamento. Como diferentes materiais, como alumínio, aço e aço inoxidável, têm diferentes forças de fratura, eles exigem diferentes configurações de folga da lâmina para garantir que você obtenha a peça cortada de melhor qualidade para o tipo de material e a espessura com que está trabalhando. Todas as tesouras vêm com a capacidade de "gap" as lâminas por calço manual (muito lento), ajuste da cama/lâmina inferior (lento) ou por um mecanismo de ajuste rápido da folga da lâmina que também pode ser alimentado (mais rápido). Dependendo da variedade de tipos de material e espessura com a qual você está trabalhando, determinará a necessidade de um recurso de ajuste rápido da folga da lâmina em sua tesoura.



Argumentos comuns ao selecionar um cisalhamento


Argumento 1:mecânica versus hidráulica - qual é melhor? Ao selecionar uma tesoura, muitas pessoas assumem que a operação hidráulica é a melhor opção, pois a equiparam a uma dobradeira. No entanto, o corte é um processo completamente diferente e a atuação mecânica pode realmente ser preferida em um cisalhamento devido aos seguintes fatores.

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  Velocidade: As tesouras mecânicas são mais rápidas no modo de ciclo completo
  
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  Simplicidade: Tesouras mecânicas têm mecanismos mais simples para manter e reparar tempo de recuperação mais longo e tempo de inatividade mais curto
  
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  Ruído: As tesouras mecânicas são mais silenciosas, pois não têm o funcionamento constante da hidráulica
  
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  Calor: Sem hidráulica, as tesouras mecânicas funcionam muito mais frias
  
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  Verde: Sem óleo hidráulico, sem calor hidráulico (requer refrigeração), sem desperdício de óleo hidráulico, sem desperdício de filtro
  

Onde hidráulico tesouras têm uma vantagem é:

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  Comprimento variável do curso: As tesouras mecânicas devem fazer o ciclo completo ao cortar, enquanto as tesouras hidráulicas podem ser configuradas para realizar movimentos curtos rápidos, úteis ao cortar material de apenas alguns centímetros de largura.
  
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  Proteção contra sobrecarga: Protegido por uma válvula de descarga, um cisalhamento hidráulico pode impedir que a lâmina fique em uma posição "travada" com o material, pois quando o sistema hidráulico atinge o PSI máximo para o cisalhamento, uma válvula de segurança se abre e despeja o hidráulico de alta pressão, interrompendo a força descendente e permitindo assim que o aríete recue e o tamanho excessivo/duro/obstrução seja removido.
  

Argumento 2:Poço vs. No Pit - Qual é melhor?

À medida que as tesouras aumentam as capacidades de espessura do material (força / tonelagem) ou se estendem em largura, elas podem exigir um "poço" ou descrito com mais precisão como uma ranhura no piso. A razão pela qual esse alívio no piso é necessário é devido às propriedades mecânicas de cisalhamento que fazem com que o leito e o aríete defletem sob a alta tonelagem necessária. Enquanto a adição de massa ao aríete (parte superior da tesoura) simplesmente torna a máquina mais alta, a adição de massa ao leito elevaria a altura de trabalho da máquina além de um nível confortável. Portanto, a maneira mais fácil e melhor de combater essas forças é adicionar mais massa à cama e colocar essa massa abaixo do piso. Ao adicionar essa massa, os fabricantes criaram uma máquina mais forte e pesada que pode operar com baixo ângulo de inclinação para peças de boa qualidade e não flexiona sob carga. Essa massa adicionada realmente aumenta a rigidez, a qualidade da peça, a expectativa de vida e o custo de fabricação da tesoura e, portanto, é encontrada em tesouras de melhor qualidade, mais pesadas e mais largas.

O melhor método para manter a máquina e as peças retas é não deixá-la dobrar em primeiro lugar e, portanto, um poço é realmente preferido sobre máquinas de montagem em piso embutido em capacidades mais altas (3/8" e acima) ou larguras maiores (14' e mais largas).

Resumo

Ao selecionar sua tesoura, ou qualquer máquina, certifique-se de obter a melhor máquina para sua aplicação. É tão fácil ficar preso na armadilha comum de preço, disponibilidade, localização, frete, etc, tudo isso nunca importará em 6 meses depois que a máquina certa (ou errada) estiver no seu andar e certamente não em 3, 5 ou mesmo 10 anos depois. Lembre-se de que seu vendedor pode vender literalmente qualquer que seja sua "compra" e isso inclui desconto, localização ou a máquina certa, mas apenas se você pedir.

Na Southern Fabricating Machinery Sales, Inc., nossa equipe é especialista em cisalhamento, tanto no processo quanto nos problemas comuns. Ligue hoje para 813-444-4555 para ajudá-lo a selecionar a tesoura certa para sua aplicação E orçamento.