Cálculo de folga para punção e matriz por material e espessura

A folga para punção e matriz normalmente é calculada a partir da espessura da chapa e de uma razão de folga dependente do material:

• Folga por lado: c = t × r
• Totalidade de liberação: C = 2c

Aqui, t é a espessura da folha e r é a razão de resolução expressa como um decimal. Uma proporção de 10% por lado torna-se 0.10 na fórmula.

O cálculo também deve considerar a operação. No piercing, o punch normalmente controla o tamanho do furo final. No blanking, a abertura do dado normalmente controla o tamanho do blank finalizado. Este guia foca apenas nesse cálculo e sua validação prática. Para informações mais amplas sobre tipos de matrizes, materiais, tolerâncias e fontes, veja o Guia de matrizes de punção (inferido).

Um resultado calculado é um valor inicial, não uma configuração universal de produção. Grau de material, resistência à tração, variação de espessura, desgaste da ferramenta, alinhamento, deflexão da prensa e a condição necessária da aresta de corte podem justificar o ajuste.

Calculadora de Folga para Punção e Matriz

Use as seguintes entradas:

Entrada	O que entrar
Espessura da folha, t	Espessura real ou nominal em mm ou polegadas
Material	Alumínio, cobre, latão, aço, aço inoxidável ou uma classificação documentada
Razão de liberação, r	Um claramente rotulado Cada lado Percentual
Operation	Piercing ou blanking
Dimensão alvo	Tamanho do furo finalizado para piercing ou tamanho de blank finalizado para blanking

A sequência da calculadora é:

1. Converta a porcentagem selecionada em um decimal.
2. Multiplique a espessura pela razão para obter folga por lado.
3. Multiplique o resultado por lado por dois para obter a liberação total.
4. Aplique total de folga conforme a operação é piercing ou blanking.

Folga por lado:
c = t × r

Totalidade de liberação:
C = 2 × c

Abertura do dado de perfuração:
Ddie = Dpunch + C

Tamanho do punção de blanking:
Dpunch = Dblank − C

Execute todo o cálculo em um sistema de unidade. Se a espessura for inserida em milímetros, todas as dimensões resultantes do punção e matriz estarão em milímetros. Converta os valores finais para polegadas apenas quando necessário.

Insira Material, Espessura, Operação e Tamanho Alvo

Use a espessura real do material quando estiver disponível. Os valores normais de calibre podem diferir do material medido, e essa diferença se transfere diretamente para a folga calculada.

A família de materiais fornece uma razão inicial, mas não substitui a inclinação exata. "Aço", por exemplo, pode se referir a materiais com resistências à tração e comportamentos de corte muito diferentes. Para aço de alta resistência, material reforçado ou liga não listada, utilize dados específicos de grau ou solicite uma revisão de engenharia em vez de selecionar o material genérico mais próximo.

Selecione a operação com cuidado:

• Piercing: O recurso necessário é o furo deixado na chapa.
• Blanking: A peça removida é a peça finalizada necessária.

Inserir a mesma dimensão alvo para a operação errada produz o tamanho errado do punção ou do chip.

Leia o resultado: Dimensões por Lado, Total, Punção e Matriz

Um resultado útil deve mostrar mais de um número. Deve identificar:

• a categoria de materiais;
• a razão selecionada;
• se essa razão é por lado ou total;
• folga por lado;
• total liberação;
• a dimensão controlada pela operação;
• tamanho calculado do punção;
• abertura calculada do dado;
• equivalentes métricos e imperiais;
• qualquer limitação anexada ao material selecionado.

Evite arredondar muito cedo. Mantenha o valor calculado completo através da aritmética e depois arredonda a dimensão final da ferramenta de acordo com a tolerância de desenho e a resolução prática de fabricação.

Como Funciona o Cálculo de Folga

A folga entre o punção e o cunho é o espaço entre a aresta de corte do punção e a aresta correspondente do molde. O MISUMI define suas porcentagens recomendadas como liquidação por lado, ou seja, a porcentagem se aplica independentemente a cada aresta de corte.

A distinção importa porque outras referências usam "altura do die" para significar a diferença total entre as dimensões do punch e do die. O CONIC, por exemplo, define folga como a diferença entre a dimensão do punção e a dimensão do chip, enquanto referências no estilo Roper Whitney também podem descrever um valor total de folga do die. Uma porcentagem não pode ser transferida com segurança de uma fórmula para outra até que sua convenção seja confirmada.

Folga por Lado versus Folga Total

Suponha que um punção redonda tenha um diâmetro de 10,00 mm e uma abertura de matriz de 10,20 mm.

A diferença dimensional é:

10.20 − 10.00 = 0.20 mm

Isso 0.20 mm é o folga total ou diametral. A folga em cada aresta de corte é:

0.20 ÷ 2 = 0.10 mm per side

Convenção	Significado	Valor neste exemplo
Folga lateral ou radial	Folga em uma das arestas de corte	00,10 mm
Folga total ou diametral	Diferença total entre tamanhos de punção e matriz	00,20 mm

Se um gráfico recomenda 10% por lado, calcular t × 0.10 e então dobrar o resultado para a diferença dimensional total do punch-to-die.

Se um gráfico recomenda 20% Despejamento total, calcular t × 0.20 Uma vez. Não dobre de novo.

As Fórmulas Base

Para uma fonte que especifica uma razão por lado:

c = t × r

Onde:

• c = folga por lado;
• t = espessura da folha;
• r = razão de folga por lado como decimal.

Então:

C = 2c

Onde:

• C = folga total entre as dimensões do punção e do cunha.

Para uma chapa de 1,0 mm com 8% de folga por lado:

c = 1.0 × 0.08 = 0.08 mm

C = 2 × 0.08 = 0.16 mm

A porcentagem representa uma proporção da espessura. Uma folha mais espessa, portanto, produz uma folga dimensional maior mesmo quando a razão selecionada permanece inalterada.

Piercing e blanking usam a folga de forma diferente

A mesma folga por lado pode ser usada em ambas as operações, mas é aplicada a diferentes dimensões de ferramentas.

Operation	Item finalizado	Dimensão normalmente mantida ao alvo	Dimensão de acasalamento
Piercing	Buraco na folha	Tamanho do punção	A abertura do dado é maior
Blanking	Peça removida da folha	A abertura	Punch é menor

O guia de ferramentas da Maté afirma que, durante o blanking, o tamanho do dado é o tamanho do blank e as dimensões do punção são calculadas a partir das dimensões do chip.

Cálculo de Piercing

No piercing, o punção normalmente determina a dimensão do furo final.

Para um diâmetro de orifício exigido de Dh:

Dpunch = Dh

Ddie = Dh + C

Se o furo do alvo for de 12,00 mm e a folga total for de 0,24 mm:

• Tamanho do punção: 12.00 mm
• A abertura: 12.24 mm

A bala removida é sucata. Suas dimensões e aparência das bordas ainda podem fornecer evidências úteis ao verificar se a folga está funcionando corretamente.

Cálculo de Blanking

No blanking, a peça removida é a peça necessária, então a abertura do cunho normalmente determina sua dimensão externa.

Para uma dimensão em branco exigida de Db:

Ddie = Db

Dpunch = Db − C

Se o feixe necessário for de 30,00 mm e a folga total for de 0,24 mm:

• A abertura: 30.00 mm
• Tamanho do punção: 29.76 mm

O blanking pode exigir ajustes adicionais quando paredes retas, redução do afunilamento ou uma profundidade de brunimento específica são críticos. Mate recomenda identificar dimensões críticas de blanks e tratar as ferramentas de blanking de forma diferente das piercings comuns.

Folga inicial por material e espessura

A tabela a seguir utiliza o Valores de grau padrão, de um lado só publicado em Referência de seleção de autorização do MISUMI. Essas porcentagens são referências iniciais, não configurações universais. As etiquetas de condição do material são as categorias da fonte e devem ser verificadas com base no grau real, resistência à tração, liga ou têmpera.

Categoria de material	Condição	Folga inicial por lado
Liga de alumínio	Suave	6% da espessura
Liga de alumínio	Médio	8% da espessura
Liga de alumínio	Difícil	10% da espessura
Cobre de passo duro	Suave	8% da espessura
Cobre de passo duro	Difícil	10% da espessura
Latão	Suave	8% da espessura
Latão	Difícil	10% da espessura
Aço	Extra macio	10% da espessura
Aço	Suave	12% da espessura
Aço	Difícil	15% da espessura
Aço inoxidável	Suave	12% da espessura
Aço inoxidável	Difícil	15% da espessura

Por exemplo, alumínio médio com 1,5 mm de espessura, usando uma razão de 8% por lado, proporciona:

c = 1.5 × 0.08 = 0.12 mm per side

C = 0.24 mm total clearance

Como Escolher uma Proporção de Partida

Use esta sequência:

1. Identifique o grau exato do material, liga ou têmpora.
2. Confirme a espessura medida ou controlada por tolerância.
3. Escolha uma categoria de material publicado que realmente combine com o estoque.
4. Confirme se a porcentagem da fonte é por lado ou total.
5. Calcule a folga dimensional.
6. Verifique se a prensa, o sistema de ferramentas e a condição exigida da borda impõem uma recomendação diferente.
7. Valide o resultado com um corte experimental antes da produção final.

Não selecione a menor porcentagem disponível apenas para obter uma zona de burnish maior. Folga mais apertada aumenta a sensibilidade ao alinhamento e pode acelerar o desgaste.

Quando a resistência à tração deve prevalecer sobre o menu de materiais

Para aços de alta resistência, uma ampla seleção de "aço" não é suficiente. O Diretrizes de Inscrição AHSS Afirme que a folga geralmente aumenta conforme a resistência à tração aumenta, além de alertar que folga excessivamente larga nas maiores resistências pode aumentar o estresse de flexão da borda do punção e o risco de lascamento. O valor recomendado, portanto, é função do teimo, espessura, resistência à tração e desempenho exigido na borda a jusante.

A mesma orientação relata que os valores históricos de aço suave frequentemente ficam em torno de 5–10% da espessura por lado, enquanto recomendações para teores mais fortes podem ser substancialmente maiores. Também mostra que um percentual não produz o melhor resultado para todas as notas do AHSS.

Use dados específicos de grau ou um ensaio de perfuração controlada ao trabalhar com:

• AHSS ou aço ultra-alta resistência;
• graus martensídicos;
• folha endurecida;
• material com resistência à tração incerta;
• estoque destinado a alongamento ou formação posterior das bordas;
• peças com requisitos rigorosos de fadiga ou fratura.

Por que os gráficos de liberação publicados discordam

Dois gráficos tecnicamente confiáveis podem mostrar valores diferentes porque podem usar:

• convenções de desobstrução por lado versus total de liberação;
• diferentes condições de materiais ou resistências à tração;
• diferentes sistemas de prensa e ferramentas;
• alvos de grau de precisão versus grau padrão;
• requisitos diferentes para rebarba, rolamento, polimento ou vida útil da ferramenta;
• suposições proprietárias de ferramentas;
• diferentes faixas de espessura.

Por exemplo, Calculadora da UniPunch publica fatores de 15% para alumínio, 20% para aço macio e 25% para aço inoxidável como "folga de matriz requerida", mas a página não especifica explicitamente esses fatores como valores por lado. Eles não devem ser inseridos em uma fórmula por lado sem confirmar a convenção pretendida.

A CONIC também publica diferentes proporções para máquinas mecânicas e máquinas servo ou hidráulicas, aconselhando os usuários a considerarem resistência à tração, espessura, limitações da máquina e um teste real de punção.

Exemplos de Cálculo Trabalhado

Exemplo de Piercing

Requisito: Perfure um furo de 10,00 mm em alumínio médio de 1,20 mm.

Da tabela de referência:

• Material: alumínio médio
• Proporção por lado: 8%
• Espessura: 1,20 mm

Calcule a folga por lado:

c = 1.20 × 0.08

c = 0.096 mm

Calcule a folga total:

C = 2 × 0.096

C = 0.192 mm

Aplique as dimensões do piercing:

• Tamanho do punção: 10.000 mm
• A abertura: 10.000 + 0.192 = 10.192 mm

A abertura calculada do cunho pode ser indicada como 10,19 mm se esse arredondamento for compatível com o desenho, o processo de ferramentas e a tolerância. Não arredonda o valor intermediário por lado antes de calcular o total.

Exemplo de Blanking

Requisito: Produza um feixe de 25,00 mm com latão macio de 1,50 mm.

Da tabela de referência:

• Material: latão macio
• Proporção por lado: 8%
• Espessura: 1,50 mm

Calcule a folga por lado:

c = 1.50 × 0.08

c = 0.120 mm

Calcule a folga total:

C = 2 × 0.120

C = 0.240 mm

Aplique as dimensões de blanking:

• A abertura: 25.000 mm
• Tamanho do punção: 25.000 − 0.240 = 24.760 mm

Essas dimensões são exemplos de cálculo. As dimensões finais das ferramentas ainda dependem do material real, tolerância de blank, afunilamento esperado da borda, condição da ferramenta e teste de produção.

Verifique a borda cortada e a slug antes de finalizar a folga

Uma fórmula não pode mostrar o que acontece sob carga de pressão. Inspecione as primeiras peças de teste e, para perfuração, as batigas.

Uma aresta de corte normalmente contém quatro regiões observáveis:

1. Rolamento: deformação plástica inicial no lado de entrada.
2. Zona de polimento: a parte mais lisa criada enquanto o punção se corta no material.
3. Zona de fratura: a região mais rugosa criada à medida que as rachaduras se propagam a partir das bordas do punção e do matriz.
4. Burr: material deslocado permanecendo próximo ao lado da saída.

Para AHSS, a altura da rebarba sozinha pode ser enganosa porque graus fortes podem fraturar com relativamente pouco rollover ou rebarba. A transição geral do polimento para a fratura, a suavidade da zona de fratura e a ausência de cisalhamento ou dano nas bordas secundárias podem fornecer evidências melhores.

O que uma borda de corte equilibrada deve mostrar

Procure por:

• uma aparência consistente de borda ao redor da característica;
• uma zona de polimento definida;
• uma zona de fratura razoavelmente lisa;
• sem cisalhamento secundário pronunciado;
• rebarba e rolamento dentro do requisito da peça;
• dimensões dentro da tolerância;
• Resultados semelhantes em relação a repetidos traços.

A aparência ideal depende da aplicação. Uma peça destinada a alongamento subsequente pode exigir uma condição otimizada diferente de um simples furo de folga.

Sinais de que a folga para correr é irregular

Polimento desigual, fratura ou rebarba ao redor de uma característica frequentemente indica uma folga desigual em movimento, em vez de uma porcentagem nominal incorreta.

As possíveis causas incluem:

• desalinhamento de punção e matriz;
• postes ou buchas gastas;
• carregamento lateral por punção;
• bordas de corte gastas ou danificadas;
• ferramentas mal afiadas;
• deflexão de matrizes ou prensas sob carga;
• uma imprensa fora de nível do normal.

As Diretrizes AHSS alertam que cargas de corte mais altas podem desviar o chip ou pressionar o suficiente para alterar a folga medida em condições estáticas.

Para mais detalhes sobre elementos do guia, punções, componentes do chip e desgaste relacionado ao alinhamento, veja o Guia de componentes do die.

Falta de Muito Contra Folga Demais

Condição	Sinais típicos	Verifique antes de mudar a razão
Folga muito pequena	Cisalhamento secundário, dupla ruptura, maior profundidade de polimento, maior carga de punção ou desmembramento, abrasão, galha, desgaste rápido, lascamento	Confirme alinhamento, afiação da ferramenta, espessura real, teor do material e se o valor da fonte era por lado
Folga próxima à faixa utilizável	Rolamento, polimento, fratura e rebarba consistentes; dimensões estáveis; Carga de ferramentas gerenciável	Confirme resultados repetidos ao longo de todo o perfil e velocidade de produção
Folga grande demais	Maior rolamento, redução do polimento, aumento da zona de fratura, afunilamento, distorção, rebarba maior em alguns materiais, controle dimensional inferior	Confirme a resistência do material, deflexão da prensa, tamanho do punço, tamanho do cunho e se um valor total foi dobroado por engano

A comparação do CRONIC mostra que folga maior tende a aumentar o rolamento, a área de fratura, a rebarba e a empenagem, enquanto folga estreita aumenta o plano de cisalhamento e a tonelagem de punção. A orientação do AHSS acrescenta que folga muito apertada pode criar cisalhamento secundário, enquanto folga extremamente ampla também pode criar vazios, danos relacionados a capotamento ou tensão na borda de punção em materiais de alta resistência.

A folga é apenas uma das possíveis causas de dano à ferramenta. Geometria do punço, alinhamento, resistência do material, condições de desmontagem, desgaste e comportamento da prensa também devem ser verificados. Para uma análise de falha mais ampla, veja Quebra de punção em matrizes de estampagem.

Quando a calculadora não é suficiente

Solicite uma revisão de ferramentas ou processos em vez de depender apenas do cálculo genérico quando a aplicação envolve:

• AHSS, aço martensítico, chapa endurecida ou uma liga não listada;
• furos muito pequenos ou seções de perfuração estreitas;
• perfis complexos ou assimétricos;
• limpeza fina;
• requisitos críticos de rebarba, afunilamento, fadiga ou estiramento das bordas;
• dimensões em branco apertado;
• grande variação na espessura do material;
• problemas recorrentes de slugs, lascamento ou quebra;
• folga visivelmente desigual ao redor do elemento;
• grau de material ou resistência à tração incerto;
• Restrições mínimas específicas da imprensa.

A limpeza fina não deve usar essa calculadora geral sem alterações. Ele utiliza contenção especializada e folgas muito menores específicas de cada processo. A orientação técnica do MISUMI o identifica como uma aplicação separada, que exige um tratamento de desobstrução diferente.

Informações para incluir em um desenho ou revisão de ferramentas

Prepare as seguintes informações:

• grau exato de material, liga ou têmpera;
• espessura nominal e tolerância de espessura;
• resistência ou dureza à tração, quando conhecida;
• operação de piercing ou blanking;
• dimensão finalizada do alvo;
• tolerância dimensional;
• condição aceitável de rebarba ou borda;
• perfil de punção e matriz;
• sistema de prensa ou ferramentas;
• convenção atual de autorização;
• fotografias ou amostras da borda cortada e da bala de slug;
• sintomas atuais como rebarba irregular, cisalhamento secundário, problemas na bala ou danos por punção.

Listas SunshinePro Cunhos e pinos de perfuração e afirma que fornece componentes padrão, bem como peças personalizadas com base em desenhos.

Para um material não padrão, tolerância crítica ou problema de produção não resolvido, entre em contato com a SunshinePro com a especificação do material, espessura, operação necessária, dimensões alvo e um desenho ou amostra disponível. O valor calculado pode então ser revisado em relação à aplicação real, em vez de ser tratado como um cenário universal.