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24 de março de 2022

O que são Pinos-guia?

pinos-guia
Editoria Serrametal – Esse conteúdo é apenas informativo, pois se trata do universo dos nossos clientes. Nós somos fornecedores de aços especiais.

 

Um pino-guia é uma peça frequentemente usada para manter a consistência em várias aplicações mecânicas. Os pinos-guia são usados em aplicações que exigem consistência no movimento repetitivo de peças móveis dentro de um mecanismo.

Normalmente são usinados a partir de um metal endurecido ou material mole que pode passar pelo processo de endurecimento, podem ser feitos em qualquer dimensão ou tamanho, dependendo do mecanismo ou aplicação em que estão sendo usados.

Eles também podem ser modelados para se tornarem uma parte estacionária de um chassi ou outra parte imóvel, ou uma parte removível dentro de uma aplicação mecânica que não requer que o pino seja um acessório permanente.

Os pinos-guia são frequentemente usados como meio de garantir a precisão com que as peças usinadas são empilhadas umas sobre as outras. Eles também podem ser usados como meio de alinhar corretamente um componente de um sistema de duas partes com o outro.

Fonte: [1].

Placas de matrizes, sapatas e conjuntos de matrizes

Figura 1 – Conjunto de matrizes com pinos guia. Fonte: [2].

Placas de matrizes, sapatas e conjuntos de matrizes são placas de aço ou alumínio que correspondem ao tamanho da matriz. Eles servem como base para a montagem dos componentes da matriz de trabalho. Essas peças devem ser usinadas de forma que fiquem paralelas e planas dentro de uma tolerância crítica. Os métodos de usinagem são fresamento e retificação. Embora a retificação seja a mais popular, pode-se obter uma superfície fresada que é tão precisa quanto uma superfície retificada.

As maiorias das matrizes são feitas de aço. O alumínio também é um material popular para moldes. O alumínio tem um terço do peso do aço, pode ser usinado muito rapidamente e ligas especiais podem ser adicionadas a ele para proporcionar maior resistência à compressão do que o aço de baixo carbono.

As matrizes superiores e inferiores são montadas com pinos-guia para criar o conjunto de matrizes. A matriz inferior geralmente tem furos usinados ou cortados à chama que permitem que os pedaços e sucata criados na matriz caiam livremente através da matriz para a calha da prensa. Os furos também podem servir como folgas para molas a gás e outros componentes da matriz.

A espessura da matriz é baseada em quanta força pode ser aplicada durante o corte e a conformação. Por exemplo, uma matriz de cunhagem, que comprime o metal apertando-o entre uma seção de matriz superior e inferior, requer uma matriz muito mais espessa do que uma matriz de dobra simples.

Essas questões são importantes, pois as solicitações que eles sofrerão e o atrito que será aplicado influenciam diretamente no tipo de material a ser utilizado e para o dimensionamento dos pinos-guia.

Pinos e buchas guia

Figura 2 – Componentes de estampagem. Adaptado de Fonte:[1].

Os pinos-guia funcionam em conjunto com as buchas-guia para alinhar precisamente as matrizes superiores e inferiores. As buchas normalmente são fabricadas com materiais não metálicos ou alguns tipos de aço chamado de aços para construção mecânica.

Estes componentes passam pelo processo conhecido na indústria como “retifica de precisão”, geralmente fabricados dentro de 0,0001 de tolerância. Embora vários métodos de montagem especiais possam ser usados ​​para instalar esses componentes, existem apenas dois tipos básicos de pinos-guia e buchas-pinos de fricção e pinos estilo rolamento de esferas.

Pinos de Fricção

Os pinos de fricção são pinos retificados com precisão que são ligeiramente menores que o diâmetro interno da bucha guia. Os pinos são feitos de aço ferramenta temperado , enquanto as buchas geralmente são feitas ou revestidas com um material especial resistente ao desgaste chamado alumínio-bronze. O alumínio-bronze pode conter plugues de grafite que ajudam a reduzir o atrito e o desgaste que ocorrem nos pinos e buchas.

Os pinos de fricção também ajudam a apoiar as matrizes e impedem que elas se movam de um lado para o outro. Estes pinos também podem ser fabricados com materiais tipo aços para construção mecânica, como o SAE 8620, com cementação de camada de 3 mm e temperados com dureza de 55HRC nessa camada.

Pinos com rolamentos

Os pinos-guia de precisão ou tipo rolamento de esferas compreendem pinos endurecidos com precisão, gaiolas de esferas, rolamentos de esferas e buchas. Ao contrário dos pinos de fricção, esses pinos são montados em uma série de rolamentos de esferas contidos em uma gaiola de esferas de alumínio especial que permite que os rolamentos girem sem cair.

Esses pinos têm várias vantagens. Primeiro, o atrito é reduzido para que a matriz possa funcionar em velocidades mais rápidas sem gerar atrito e calor excessivos. Em segundo lugar, eles permitem que o fabricante de moldes separe facilmente as matrizes superior e inferior. Terceiro, por usarem rolamentos de esferas, podem ser fabricados com maior precisão do que os pinos de fricção.

Vale ressaltar que os pinos-guia servem para alinhar as matrizes superior e inferior, e trazer os movimentos ao sistema. Algumas empresas tentam compensar uma prensa mal conservada adicionando pinos-guia superdimensionados ou retificando as extremidades do pino-guia em forma de cone, mas isso é uma prática muito incorreta. Deve-se tomar cuidado ao virar matrizes para que os pinos-guia não fiquem dobrados.

Falhas que ocorrem devido aos Pinos-guia

Quando o pino guia está gasto e o diâmetro do pino é insuficiente, pode causar uma má movimentação na matriz/punção. Se isso ocorre, a matriz pode bater de maneira errada na peça, criando peças não conforme ou mesmo causando acidentes.

A flambagem é outro tipo de falha que pode ocorrer. Quando o material apresenta propriedades mecânicas inferiores, o pina-guia pode travar o movimento da matriz e comprometer o processo, gerando retrabalho e dificuldade mesmo em retirar a peça para trocar.

Figura 3 – Processo de flambagem de colunas. Fonte: [3].

Processamento

Figura 4 – Fabricação de pinos guia por torno CNC. Fonte: [2]

 

Pinos-guia de precisão

Os pinos-guia de precisão são projetados para serem usados com buchas de rolamento liso ou de rolamento de esferas. O aço de qualidade para rolamentos de esferas desgaseificado a vácuo é endurecido por indução a 60/64 HRC e, em seguida, revenido. Isso produz uma combinação ideal de resistência ao desgaste para longa vida útil e resistência ao choque para segurança.

Pinos desmontáveis

Os pinos desmontáveis são projetados para uso em aplicações de rolamento liso ou rolamento de esferas. Assim como os pinos de ajuste de pressão de precisão, eles são endurecidos a 60 – 64 HRC e, em seguida, têm núcleo revenido para maior tenacidade.

Eles podem ser montados na mesma placa do conjunto de matrizes centenas de vezes sem distorcer as distâncias centrais dos furos ou danificar os próprios furos. Portanto, eles não apenas simplificam a construção e a manutenção da matriz, mas também garantem a máxima precisão.

Os pinos desmontáveis prontos podem ser fixados com grampos e parafusos ou com um bujão de retenção. Esta segunda opção aumenta o espaço de matriz disponível.

Existem outros tipos de pinos, que são apenas cementados, criando uma camada dura e resistente ao desgaste por atrito, e com um núcleo mole, impedindo que trinque. A camada dura impede também que sejam nucleadas trinca, principalmente por fadiga, e o núcleo mole contribuiu para que ela não se propague.

 

Elaboração e Edição: Thiago Cortiz, Renata Brandolin e Karina França
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Referências Bibliográficas

[1] SUCHY, Ivana. Handbook of Die Design. 2 Ed. 2004.

[2] FELISBINO, Gabriel; MILANEZ, Alexandre. Desenvolvimento de uma matriz de corte por estampagem para perfil complexo. Trabalho de Conclusão de Curso. SATC. 2019.

[3] KUMAR, Barun. What is buckling?. Disponível em: < https://www.quora.com/What-is-buckling>. Acessado em: 11 de fev. 2022.