Como calcular o raio de curvatura da chapa metálica?

Como calcular o raio de curvatura de uma chapa metálica?

O raio de curvatura da chapa é um valor crítico no desenho de chapas metálicas que pode ser difícil de determinar durante o processamento efetivo.

Este raio depende da espessura do material, da pressão da máquina de prensagem e da largura da matriz de dobragem matriz inferior sulco.

Um método simples e aproximado para determinar o raio de curvatura é:

• Se a espessura da placa for inferior a 6 mm, o raio de curvatura pode ser igual à espessura da placa.
• Se a espessura da placa estiver entre 6 mm e 12 mm, o raio de curvatura é normalmente 1,25 a 1,5 vezes a espessura da placa.
• Se a espessura da placa for maior ou igual a 12 mm, o raio de curvatura é normalmente 2 a 3 vezes a espessura da placa.

Experiência na prática chapa metálica O processamento mostra que quando a espessura da placa não é geralmente superior a 6mm, o raio interior da dobragem da chapa metálica pode utilizar diretamente a espessura da placa como raio.

Quando o raio de curvatura é r = 0,5, a espessura geral da chapa metálica t é igual a 0,5 mm.

Se for necessário um raio de curvatura diferente da espessura da placa, deve ser utilizada uma matriz especial para o processamento.

Quando o desenho de chapa metálica requer uma curvatura de 90 graus com um raio de curvatura particularmente pequeno, a chapa metálica deve ser primeiro ranhurada e depois dobrada.

Especial travão de prensa podem também ser utilizadas ferramentas, tais como punções e matrizes.

A relação entre o raio de curvatura da chapa metálica e a largura da ranhura inferior da matriz do matriz de dobragem foi estabelecida através de numerosas experiências no processamento de chapas metálicas.

Por exemplo, quando uma placa de 1,0 mm é dobrada com uma largura de ranhura de 8 mm, o raio de curvatura ideal é R1.

Se a largura da ranhura for aumentada para 20 mm, a profundidade da placa esticada aumenta, resultando numa maior área de tração e num maior ângulo R.

Para evitar danificar o travão de prensa e para manter o raio de curvatura desejado, recomenda-se a curvatura com uma ranhura estreita, seguindo a relação padrão de 1:8 entre a espessura da placa e a largura da ranhura.

O rácio mínimo recomendado é de 1:6 e não se recomenda a dobragem com um rácio inferior a 1:4.

Sugestão: Se a resistência o permitir, é preferível fazer primeiro a ranhura e depois a dobragem, de modo a obter uma pequena dobragem de chapa raio.

A figura seguinte é um quadro fornecido pelo fabricante de prensas de travagemque mostra a relação correspondente entre o raio de curvatura, a pressão e a altura mínima de curvatura.

• V - largura do entalhe da dobra
• R - raio de curvatura
• B - altura mínima de flexão
• S - espessura da folha

Nota: Os dados a cinzento no quadro representam a pressão de flexão necessária P (KN/m) e a pressão de flexão máxima força de flexão da máquina de prensa dobradeira é 1700KN. Existem cinco bordos de faca de dobragem disponíveis: V = 12, 16, 25, 40 e 50.

Consulte o gume da sua faca disponível e comprimento de flexão para determinar o raio de curvatura, que o ajudará a calcular o comprimento exato do material a ser desdobrado.

As informações acima referem-se aos parâmetros de pressão e à largura da matriz de dobragem de uma única prensa dobradeira.

Os cálculos efectivos devem basear-se na pressão e na matriz de flexão da sua própria processamento de chapas metálicas instalações.

Gráfico do raio de curvatura para aço macio, aço inoxidável e alumínio

Ao considerar conceção de chapas metálicasPor isso, é importante compreender como é que o raio de curvatura afecta a sua escolha de materiais. Nesta secção, abordaremos algumas opções de materiais populares, como o aço macio, o aço inoxidável e o ligas de alumínio.

(1) Gráfico do raio de curvatura para aço macio

O aço macio é um material versátil para o fabrico de chapas metálicas devido à sua maleabilidade e rentabilidade. Ao dobrar aço de baixo carbono, o objetivo deve ser um raio de curvatura mínimo igual ou superior à espessura da chapa. Algumas espessuras comuns e os respectivos raios de curvatura mínimos incluem:

Tenha em atenção que as dobras mais apertadas podem provocar fissuras ou distorções no material. As chapas mais grossas também podem exigir mais força durante o processo de processo de dobragem.

(2) Gráfico do raio de curvatura para aço inoxidável

O aço inoxidável é conhecido pela sua resistência à corrosão e durabilidade. Para a maioria dos tipos de aço inoxidávelSe a chapa de aço inoxidável for de baixo carbono, será necessário um raio de curvatura maior do que o do aço de baixo carbono. A relação entre o raio de curvatura e a espessura da chapa varia normalmente entre 1:1 e 2:1, dependendo de factores como o tipo, a dureza e a espessura do aço inoxidável. Algumas directrizes para os raios de curvatura mínimos incluem:

Não se esqueça de ter em conta o grau e as propriedades do aço inoxidável escolhido ao determinar o raio de curvatura adequado para a sua aplicação.

(3) Gráfico do raio de curvatura para ligas de alumínio

As ligas de alumínio oferecem opções leves, fortes e resistentes à corrosão para o fabrico de chapas metálicas. À semelhança do aço de baixo carbono, o raio de curvatura mínimo para as ligas de alumínio é normalmente igual à espessura da chapa. No entanto, algumas ligas específicas podem apresentar melhor ou pior formabilidade. Aqui está um guia geral dos raios de curvatura mínimos para algumas ligas de alumínio populares:

Tenha em atenção as propriedades específicas da liga ao planear o seu projeto. Um raio de curvatura inadequado pode resultar em danos no material ou na necessidade de processos adicionais de pós-dobragem para corrigir distorções.

Raio interno da peça de trabalho

Antes de discutir os raios internos (ângulos R) das peças de trabalho, é benéfico compreender as características dos materiais metálicos.

Como ilustrado na curva tensão-deformação abaixo, a parte inicial representa a fase de deformação elástica, em que o material pode regressar à sua posição original depois de a força de tração ser libertada.

Ao continuar a aplicar força para além do ponto de cedência, o material entra na fase de endurecimento por deformação, onde a força de tração adicional provoca uma deformação plástica permanente. Para induzir uma maior deformação plástica, é necessário aumentar a força.

Depois de atingir o pico de tensão, a força de tração adicional leva ao estrangulamento e, eventualmente, à fratura completa. Durante o processo de flexão, a deformação da chapa metálica ocorre principalmente na fase de endurecimento por deformação, caracterizada por um aumento da necessidade de tensão à medida que a deformação aumenta.

O ângulo R interno de uma peça de trabalho está relacionado com o material, como mostra o gráfico abaixo.

Os materiais com baixo endurecimento por deformação têm ângulos R internos menores, enquanto os materiais com alto endurecimento por deformação exibem ângulos R internos maiores. O ângulo R interno também é influenciado pela abertura da matriz do molde inferior; quanto menor a abertura, menor o ângulo R interno, conforme indicado na Tabela abaixo.

Tabela: Relação entre o raio interno da peça de trabalho e a abertura da matriz

A gama de seleção para a abertura da matriz inferior de dobragem é tipicamente:

• Para chapas metálicas com menos de 4 mm de espessura, uma abertura da matriz de 6 a 8 vezes a espessura do material;
• Para chapas metálicas com mais de 4 mm de espessura, uma abertura da matriz de 8 a 12 vezes a espessura do material.

Portanto, o ângulo R interno desejado para uma peça dobrada pode ser alcançado considerando as propriedades do material em conjunto com a escolha da abertura da matriz.

Requisitos para o molde superior: Desde que o ângulo R do molde superior não exceda o ângulo R padrão, quase não tem efeito sobre o ângulo R interno da peça de trabalho dobrada.

• Se o ângulo R interno necessário da peça de trabalho for maior do que o padrão, o raio R da ponta do molde superior deve ser aumentado;
• Se o ângulo R interno necessário for inferior ao padrão, pode ser utilizada a ranhura da chapa metálica ou a dobragem de fundo, e o raio R da ponta do molde superior deve ser diminuído.

Para alguns materiais com fraca ductilidade, um raio R maior na ponta do molde também pode ser necessário para dobrar um ângulo R interno maior para evitar a fratura do material.

Compreender o raio de curvatura da chapa metálica

O raio de curvatura da chapa metálica é um aspeto essencial a ter em conta no fabrico ou conceção de peças. Tem um impacto significativo na qualidade e funcionalidade do produto final.

Nesta secção, ficará a conhecer o raio de curvatura, os factores que o influenciam e as directrizes para selecionar o raio de curvatura mínimo adequado.

Factores que influenciam o raio de curvatura

O raio de curvatura depende de vários factores, tais como:

• Material: Diferentes metais têm respostas diferentes à flexão. Por exemplo, o alumínio pode ser dobrado num raio mais apertado do que o aço devido à sua flexibilidade.
• Espessura: À medida que a espessura da chapa aumenta, o raio de curvatura mínimo também aumenta.
• Direção do grão: A flexão ao longo da direção do grão requer um raio maior do que a flexão transversal ao grão.
• Ângulo de curvatura: À medida que o ângulo de curvatura aumenta, o raio de curvatura pode ter de ser maior para evitar a concentração de tensões ou fissuras.
• Ferramentas: A matriz e o punção utilizados numa prensa dobradeira também influenciam o raio de curvatura.

A compreensão destes factores e do seu impacto no raio de curvatura pode ajudá-lo a tomar decisões informadas durante o processo de conceção e a melhorar a qualidade e a durabilidade das suas peças.

Directrizes para o raio de curvatura mínimo

Para evitar a formação de fissuras ou a deformação da peça durante a dobragem, é essencial cumprir as directrizes relativas ao raio de dobragem mínimo. Estas directrizes podem variar consoante o material e as suas propriedades:

• Aço macio: Para materiais com uma espessura até 1,2 mm, recomenda-se um raio de curvatura mínimo de 0,8T (T = espessura do material).
• Alumínio: Normalmente, sugere-se um raio de curvatura mínimo de 2T para materiais com espessura inferior a 4 mm.
• Aço inoxidável: Para espessuras até 3 mm, é proposto um raio de curvatura mínimo de 1,5T.

Estas são directrizes gerais e é crucial consultar as recomendações específicas do material ou experimentar as suas combinações específicas de chapa metálica e ferramentas para obter o resultado pretendido. Ao seguir as directrizes adequadas para o raio de curvatura, pode garantir um produto final de alta qualidade com menos defeitos, menos desperdício e maior resistência.