Já se perguntou porque é que os seus projectos de chapa metálica nem sempre se encaixam perfeitamente? A chave reside na compreensão da tolerância de dobragem. Este conceito garante uma dobragem precisa e reduz o desperdício de material. Neste artigo, aprenderá a dominar a tolerância de dobra no SOLIDWORKS, tornando os seus projectos precisos e eficientes. Prepare-se para transformar seu processo de fabricação de chapas metálicas!
Conceito de dobragem
A tolerância de dobragem é um parâmetro crucial no fabrico de chapas metálicas que determina o comprimento plano exato do material necessário para atingir as dimensões pretendidas após a dobragem. Representa o comprimento do arco da dobra medido ao longo do eixo neutro do material - uma linha imaginária na região da dobra onde o material não se estica nem se comprime durante o processo de dobragem.
O cálculo da tolerância de dobragem é influenciado por vários factores, incluindo a espessura da chapa metálica, o raio de dobragem, as propriedades do material e o ângulo de dobragem. No SOLIDWORKS, os utilizadores podem definir e manipular valores de tolerância de dobragem para exercer um controlo preciso sobre o desenvolvimento de peças de chapa metálica, garantindo a precisão nas fases de projeto e fabrico.
Significado da tolerância de curvatura
O cálculo exato e a aplicação da tolerância de dobragem são essenciais para produzir componentes de chapa metálica dobrados com precisão. Assegura que o tamanho desenvolvido (plano) da peça está alinhado com a intenção do projeto e garante que as dobras serão feitas nos ângulos e posições corretos. Esta precisão reduz significativamente os erros, o desperdício de material e o retrabalho no processo de fabrico, melhorando, em última análise, a eficiência da produção e a relação custo-eficácia.
A compreensão e a aplicação de valores adequados de tolerância de dobragem permitem aos projectistas e fabricantes
No SOLIDWORKS, a utilização correta da tolerância de dobragem facilita simulações mais precisas, simplifica a transição do projeto para o fabrico e permite a criação de componentes de chapa metálica mais complexos e precisos. Também permite uma melhor integração com máquinas de dobragem CNC e outros processos de fabrico automatizados, melhorando ainda mais as capacidades de produção e a consistência.
Propriedades do material
As propriedades dos materiais têm um impacto significativo nos cálculos de tolerância de dobragem no SolidWorks. Cada metal apresenta caraterísticas elásticas e de deformação plástica únicas, afectando diretamente o seu comportamento durante a dobragem. Por exemplo, as ligas de alumínio têm normalmente um limite de elasticidade mais baixo e uma elasticidade mais elevada em comparação com o aço, o que resulta em diferentes efeitos de retorno elástico e valores de tolerância de dobragem. Os tipos de aço inoxidável, conhecidos pelas suas propriedades de endurecimento por trabalho, requerem uma consideração cuidadosa para evitar a dobragem excessiva ou insuficiente. O módulo de Young do material, o limite de elasticidade e o coeficiente de endurecimento por deformação são parâmetros cruciais que o SolidWorks utiliza para determinar com exatidão a tolerância de dobragem.
Ângulo de curvatura
O ângulo de curvatura é um fator crítico nos cálculos da tolerância de curvatura. À medida que o ângulo aumenta, a tolerância à curvatura aumenta geralmente de forma não linear devido às complexas relações tensão-deformação do material. Por exemplo, uma dobra de 90 graus normalmente requer mais tolerância do que uma dobra de 45 graus, mas não exatamente o dobro. O SolidWorks utiliza algoritmos avançados que têm em conta esta relação não linear, considerando factores como o deslocamento do eixo neutro e o afinamento do material na curva. O software permite aos projectistas afinar os ângulos de curvatura e recalcular automaticamente as tolerâncias, garantindo a precisão em montagens complexas de chapas metálicas.
Espessura do material
A espessura do material desempenha um papel fundamental na determinação da tolerância à flexão. Os materiais mais espessos não só requerem maiores tolerâncias de dobragem, como também apresentam um comportamento de dobragem mais complexo. À medida que a espessura aumenta, a localização do eixo neutro desloca-se, afectando a geometria global da dobragem. O SolidWorks incorpora modelos sofisticados que têm em conta esta mudança, assegurando cálculos precisos de tolerâncias numa vasta gama de espessuras. Além disso, o software considera o fator k (um rácio que representa a localização do eixo neutro) que varia com a espessura do material e o método de quinagem. Isto permite uma modelação precisa de materiais de calibre fino utilizados em caixas electrónicas, bem como de placas espessas utilizadas em componentes de maquinaria pesada.
Dedução de dobra, ou BD, é uma terminologia utilizada em fabrico de chapas metálicas. Refere-se à diferença entre a margem de dobragem e o dobro do recuo exterior no material. Este valor é uma consideração fundamental para determinar o comprimento plano total das peças de chapa metálica durante o processo de dobragem. Ajuda os fabricantes a criar componentes de chapa metálica precisos que cumprem as dimensões pretendidas.
Ao trabalhar com o SOLIDWORKS, os projectistas têm a opção de escolher entre a utilização de valores de tolerância de dobra e dedução de dobra nos seus projectos de chapa metálica. Ambos são úteis para determinar o padrão plano final da peça de chapa metálica e são essenciais para um fabrico preciso.
Tolerância de dobragem é o comprimento do arco da dobra, medido ao longo do eixo neutro do material. Representa o comprimento da chapa metálica que está a ser esticada ou comprimida durante o processo de dobragem. O eixo neutro refere-se à região do material onde não existe tensão ou deformação.
| Parâmetro | Descrição |
|---|---|
| Tolerância de dobragem | Comprimento do arco da curvatura ao longo do eixo neutro do material |
| Dedução de dobras | Diferença entre a margem de curvatura e o dobro do recuo exterior |
| BD | Abreviatura de Bend Deduction |
Ao utilizar o SOLIDWORKS, é essencial introduzir o valor correto de tolerância de dobra ou o valor de dedução de dobra, dependendo do método selecionado. Isto garante que a peça de chapa metálica final terá as dimensões pretendidas e encaixará corretamente nas montagens.
Ambos os métodos têm as suas vantagens e considerações. Os cálculos da tolerância de dobragem fornecem uma representação mais exacta do processo de dobragem e consideram o comportamento do material durante a dobragem. A dedução de curvatura simplifica o processo de cálculo e é mais fácil de compreender para os novos utilizadores. conceção de chapas metálicas.
Em conclusão, compreender as diferenças entre a tolerância de dobra e a dedução de dobra é crucial para um projeto de chapa metálica preciso no SOLIDWORKS. A introdução exacta destes valores garante que o componente final da chapa metálica cumpre as especificações do projeto e se encaixa perfeitamente na montagem pretendida.
Pode utilizar diretamente o nosso calculadora de dobragem para calcular a tolerância à flexão. Para além disso, a calculadora de fabrico pode também ajudá-lo a calcular o fator K, o fator Y e a margem de curvatura, dedução de dobras, etc.
Se nunca trabalhou com o subsídio de dobragem, pode estar a perguntar-se o que é exatamente o subsídio de dobragem. chapa metálica antes.
Quando uma folha é dobrada numa travão de prensaA parte da folha próxima e em contacto com o punção alonga-se para compensar a curvatura.
Se compararmos o comprimento desta peça antes e depois da dobragem, verificamos que são diferentes.
Como engenheiro, se não compensar esta variação, o produto final não terá dimensões exactas.
Isto é mais crítico para as peças em que é necessário manter uma margem ou precisão mais apertada.
Nesta publicação, abordo alguns dos problemas e princípios básicos com que tem de lidar regularmente quando trabalha com chapas metálicas.
Antes de começarmos, gostaria de comentar um aspeto - não existe um método ou fórmula científica para determinar o cálculo exato da margem de curvatura, porque há muitos factores em jogo durante a produção da sua peça de chapa metálica.
Por exemplo, a espessura real do material, uma variedade infinita de condições de ferramentas, métodos de moldageme assim por diante.
Existem aqui muitas variáveis e, na realidade, são utilizados muitos métodos para calcular a tolerância de dobragem.
A tentativa e erro é provavelmente o método mais popular, enquanto as tabelas de dobragem são outra técnica comummente utilizada.
As tabelas de quinagem estão normalmente disponíveis em fornecedores de metais, fabricantes e manuais de engenharia. Algumas empresas desenvolvem as suas próprias tabelas de quinagem com base nas suas fórmulas padrão.
Agora, voltemos ao Solidworks. Como é que o Solidworks calcula exatamente a tolerância de curvatura? O Solidworks utiliza dois métodos: tolerância de dobra e dedução de dobra.
Vou explicar o que são estes métodos e mostrar-vos como são utilizados no Solidworks.
O método da tolerância à flexão baseia-se na fórmula que aparece no meu diagrama.
O comprimento total da chapa aplanada é igual à soma de L1 (o primeiro comprimento), L2 e a margem de curvatura.
A região de tolerância à dobragem é apresentada a verde no meu diagrama. Esta é a região onde ocorre toda a deformação durante o processo de dobragem.
Geralmente, a tolerância de dobragem será diferente para cada combinação de tipo de material, espessura do material, raio de curvaturaângulo de curvatura, e diferentes processos de maquinagem, tipos, velocidades, etc. A lista de potenciais variáveis é extensa.
O valor da margem de curvatura dos fornecedores de chapas metálicas, fabricantes e manuais de engenharia é fornecido em tabelas de curvatura. Uma tabela de dobras assemelha-se à seguinte folha de cálculo Excel.
A abordagem da tabela de curvatura é provavelmente o método mais exato para calcular a tolerância à curvatura.
Pode introduzir os seus dados manualmente numa matriz do ângulo de curvatura e raio de curvatura. Se não tiver a certeza do valor da margem de curvatura, pode efetuar alguns testes.
Necessita de uma peça exatamente da mesma chapa metálica que irá utilizar para fabricar a sua peça e, em seguida, dobra-a utilizando os mesmos processos que irá utilizar durante a maquinagem. Basta efetuar algumas medições antes e depois da dobragem e, com base na mesma informação, pode ajustar a margem de dobragem necessária.
Outro método que o Solidworks utiliza é o método de dedução de dobras.
A fórmula é a seguinte:
O comprimento achatado das peças, Lf, é igual a D1 mais D2 menos a dedução da curvatura.
Tal como a tolerância à curvatura, a dedução da curvatura provém das mesmas fontes: tabelas e testes manuais.
Como pode ver, é fácil compreender como estes valores estão relacionados entre si com base nas informações fornecidas por estas fórmulas.
Outro método para calcular a tolerância à flexão utiliza o fator K.
K representa o desvio do eixo neutro.
O princípio geral desta fórmula é o seguinte: o eixo neutro (representado a vermelho no meu diagrama) não se altera durante a processo de dobragem. Durante o processo de dobragem, o material dentro do eixo neutro comprime-se e o material fora do eixo neutro estica-se. O eixo neutro estará mais próximo da dobra interior (indicada a azul no diagrama). Quanto mais a peça se dobrar, mais próximo o eixo neutro estará do interior da peça.
A fórmula de cálculo da margem de curvatura com o fator K é apresentada a seguir:
BA = 2πA(R+KT)/360
O fator K é igual a t, que é a distância de desvio ao eixo neutro, dividido por T grande, que é a espessura do material.
Nesta fórmula, a margem de curvatura é igual a 2 vezes pi multiplicado por A (o ângulo) multiplicado pela soma de R (o raio de curvatura) e o fator K multiplicado por T (a espessura do material). Depois, divide-se tudo isto por 360.
Em teoria, o fator K pode ser qualquer um entre 0 e 1, mas para fins práticos, é tipicamente entre 0,25 e 0,5.
Por exemplo, os materiais duros, como o aço, têm um fator K mais elevado, como 0,5, enquanto os materiais macios, como o cobre ou o latão, têm um fator K mais baixo, próximo de 0.
E não se preocupe, esta é a última fórmula que iremos abordar nesta lição. Pode parecer um pouco confuso agora, mas com alguma prática, tornar-se-á uma segunda natureza.
Um último ponto: vejamos o exemplo. Há uma bainha nesta peça que tem um fator K de cerca de 0,3. Por outro lado, uma dobra suave, como a dobra gradual do outro lado desta peça, tem um fator K mais elevado, de cerca de 0,5. E assim termina a nossa lição sobre a tolerância de curvatura.
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Como fundador da MachineMFG, dediquei mais de uma década da minha carreira à indústria metalúrgica. A minha vasta experiência permitiu-me tornar-me um especialista nos domínios do fabrico de chapas metálicas, maquinagem, engenharia mecânica e máquinas-ferramentas para metais. Estou constantemente a pensar, a ler e a escrever sobre estes assuntos, esforçando-me constantemente por me manter na vanguarda da minha área. Deixe que os meus conhecimentos e experiência sejam uma mais-valia para a sua empresa.
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