Conformação de metais: O guia definitivo

Intrigado com as maravilhas da estampagem de metais? Nesta publicação do blogue, mergulhamos no fascinante mundo do flangeamento, do estrangulamento e do abaulamento de furos. O nosso engenheiro mecânico especialista irá guiá-lo através dos meandros destes processos, explicando os conceitos-chave e partilhando informações privilegiadas. Prepare-se para expandir os seus conhecimentos e apreciar a arte de moldar metal como nunca antes!

Estampagem de metais e conceção de matrizes Formação

Índice

Peça de trabalho de conformação

Hole Fsuspensão

O flangeamento de furos é um método de perfuração que utiliza um molde para transformar a aresta do furo da peça numa aresta direita ou vertical num determinado ângulo.

Flangeamento de furos
Flangeamento de furos

Tipo de flange de furo:

Dependendo da forma da placa e do bordo do orifício a ser flangeado, existem orifícios flangeados na placa plana e também na superfície curva, como o orifício flangeado na placa do tubo; os orifícios flangeados podem ser arredondados ou não arredondados.

Furo Tipo de flange

1.1  Flangeamento de furos redondos

  1. Características de deformação do flangeamento de furos redondos
Características de deformação do flangeamento de furos redondos

Características de deformação do flangeamento de furos redondos:

  • A deformação é local e ocorre principalmente na parte anular (d1-d0) na parte inferior do punção. Esta área é a área de deformação do furo redondo.
  • O material na zona de deformação é esticado nas direcções tangencial e radial, resultando numa deformação que é alongada nas direcções tangencial e radial e tem uma espessura reduzida.
  • A área de deformação não é uniforme, o alongamento radial não é óbvio, a deformação tangencial é grande e quanto mais a boca é alargada, mais a boca é mais fina.
Características de deformação do flangeamento de furos redondos

  1. Limite de formação do flangeamento de furos redondos
Limite de formação de furos redondos

O limite de enformação é expresso pelo fator de encurvadura K:

fator de folga K

Fator limite de folga do furo Kmin.

Factores que afectam o coeficiente de flangeamento do furo limite:

  1. Conceção do processo de perfuração de furos redondos
Conceção do processo de perfuração de furos redondos

(1) Tecnologia do furo redondo

  • O raio do filete entre a aresta vertical após o flange e o flange deve corresponder a: espessura do material t 2mm, r = (1 ~ 2) t;
  • Se os requisitos acima não puderem ser cumpridos, é necessário adicionar um processo de remodelação após o torneamento dos furos, a fim de definir o raio de filete necessário.
  • Após o flangeamento, a espessura da boca do bordo vertical é mais reduzida, e a espessura na parte mais fina é:
Tecnologia do furo redondo

(2) Disposição do processo para furo redondo

Normalmente, antes de flangear o furo, é necessário pré-furar o furo para o flangeamento do furo e, em seguida, determinar se ele pode ser girado de uma só vez de acordo com a altura do furo e o coeficiente do flangeamento do furo e, em seguida, determinar o método de formação das peças de flangeamento do furo.

Disposição do processo para furo redondo

(3) Cálculo do processo de perfuração de placas

1) Determinar o diâmetro do furo pré-perfurado

Determinar o diâmetro do furo pré-perfurado

2) Calcular a altura do furo para determinar se o furo pode ser rodado com sucesso uma vez.

Calcular a altura do furo para determinar se o furo pode ser rodado com sucesso uma vez

3) Determinar o número de furos de torneamento

Quando a altura de furo-flangeamento H <Hmáximopode ser flangeado de uma só vez.

Determinar o número de furos de torneamento

(4) Cálculo do processo de desenhar primeiro o furo inferior e depois flangear o furo

Cálculo do processo de desenhar primeiro o furo inferior e depois flangear o furo

1) Calcular a altura de furo-flangeamento h que pode ser alcançada após o pré-desenho:

Calcular a altura de furo-flangeamento h que pode ser alcançada após o pré-desenho

2) Calcular o diâmetro de pré-furação e a altura do desenho antes de efetuar o furo:

Calcular o diâmetro de pré-furação e a altura de estiramento antes de efetuar o furo

3) Cálculo do processo de estampagem profunda

(5) Cálculo da força de flambagem do furo

Cálculo da força de flambagem do furo

Quando se utiliza um punção cilíndrico de fundo plano para flangear um furo, este pode ser calculado da seguinte forma:

Quando se utiliza um punção cilíndrico de fundo plano para flangear um furo, este pode ser calculado da seguinte forma

A força para flangear furos com um punção cónico ou esférico é ligeiramente inferior ao valor calculado pela fórmula acima.

  1. Molde de furo redondo

(1) Estrutura do molde de furação redonda

Matriz de perfuração formal

Matriz de perfuração formal

Molde de furação invertida

Molde de furação invertida

Branqueamento, matrizes compostas de estiramento profundo, perfuração e perfuração de furos

Matrizes compostas de esvaziamento, estiramento profundo, perfuração e furação

(2) Conceção da estrutura e das dimensões da parte de trabalho da matriz de furação

1) Estrutura e tamanho do furador redondo

2) Folga C entre a matriz convexa e a côncava

Folga C entre a matriz convexa e a côncava
Folga C entre a matriz convexa e a côncava

1.2 Furo não redondo flangeamento

Flangeamento de furos não redondos

Flangeamento

O flangeamento refere-se a um método de estampagem que utiliza um molde para transformar as arestas do produto numa aresta direita ou vertical num determinado ângulo.

De acordo com a forma do bordo exterior flangeado:

  • Flange curva interior no bordo exterior
  • Rebordo exterior curvo no bordo exterior
Flangeamento

2.1 Flange curva interior no bordo exterior

Flange curva interior no bordo exterior

A deformação é semelhante à de um furo redondo, que pertence ao alongamento.

A área de deformação é principalmente esticada tangencialmente, e a deformação nas bordas é a maior, o que é fácil de quebrar.

O grau de deformação é:

O grau de deformação

2.2 Exterior flange curvada no bordo exterior

Flange curva exterior no bordo exterior

A deformação de flangeamento curvo exterior do bordo exterior é semelhante ao desenho superficial e pertence à deformação do tipo compressão.

A zona de deformação do lingote gera principalmente deformação compressiva sob a ação da tensão de compressão tangencial, que é fácil de perder estabilidade e enrugar.

O grau de deformação pode ser expresso como:

grau de deformação

2.3  Método de flangeamento do bordo exterior

  • Método de cálculo do tamanho do branco
  • Estrutura do molde: molde de aço ou molde macio
  • Necessidade de controlar o ressalto
  • Para arestas verticais com direcções diferentes, deve ser adotado o método de flangeamento segmentado

Furação, flangeamento e modelação

Furação, flangeamento e modelação

Ler mais: Flangeamento de desbaste

O desbaste de orifício-flange ou flangeamento refere-se a um processo de deformação que utiliza uma abertura de matriz mais pequena para forçar a espessura da aresta vertical a tornar-se mais fina e a aumentar em altura.

Flangeamento de desbaste

Necking

A estampagem é um método de estampagem que utiliza um molde para reduzir a dimensão radial da extremidade de uma peça oca ou tubular.

Necking

3.1 Características da deformação de arranque

  1. Características de deformação do corte
Características de deformação do corte

  • Zona A - a zona não deformada que sofreu deformação plástica
  • Área C - área não deformada à espera de deformação
  • Zona B - a zona de deformação que está a ser deformada
  • Prevenir a instabilidade e o enrugamento é o principal problema a resolver no processo de estiramento
  1. Limite de formação do pescoço
Limite de formação do pescoço

O grau de deformação do estrangulamento é expresso pela relação entre o diâmetro do pescoço após o estrangulamento e o diâmetro da peça bruta antes do estrangulamento.

Coeficiente de contração: m = d / D

O valor mínimo do coeficiente de estrangulamento obtido sob a premissa de assegurar a estabilidade do elemento de estrangulamento é designado por coeficiente de estrangulamento limite [m].

[m] está relacionado com a plasticidade do material e a estrutura de suporte do molde.

Matriz de decapagem para diferentes métodos de suporte

Matriz de decapagem para diferentes métodos de suporte

3.2 Conceção do processo de decapagem

  1. Determinação do tamanho do branco

Ver o quadro 6-4 para a determinação da dimensão da peça em bruto da peça de remate.

  1. Confirmação dos tempos de necking

Quando o coeficiente de estrangulamento real m é inferior ao coeficiente de estrangulamento limite [m], o estrangulamento não pode ser efectuado de uma só vez.

O número de estrangulamentos pode ser calculado por:

Confirmação dos tempos de necking

  1. Cálculo da força de estrangulamento
Cálculo da força de estrangulamento

Quando não há estrangulamento do suporte, a força de estrangulamento é:

força de aperto

3.3  Pescoçoestrutura da matriz

Cunho sem suporte

Cunho sem suporte

Matriz de decapagem com suporte externo

Matriz de decapagem com suporte externo
Matriz de decapagem com suporte externo

Cunhos e cortantes compostos

Cunhos e cortantes compostos

Abaulamento

Abaulamento

O abaulamento é um método de estampagem que utiliza um molde para deformar plasticamente o interior de uma peça oca sob a ação de uma tensão de tração bidirecional para obter uma peça convexa.

O abaulamento é um método de estampagem

4.1 Características da deformação por abaulamento (dois casos)

A área de deformação é quase toda a peça em bruto ou a extremidade aberta, e a extremidade aberta da peça em bruto é contraída e deformada.

Por conseguinte, a deformação na área de deformação é um estado de deformação em que a circunferência é alongada, comprimida axialmente e a espessura é reduzida.

A zona de deformação é limitada à parte a inchar no meio da peça bruta.

A zona de deformação produz principalmente deformação por alongamento na direção circunferencial e desbaste na direção da espessura.

Características de deformação por abaulamento

O abaulamento é um processo de formação de alongamento.

A prevenção do rebentamento é o principal problema a resolver no processo de abaulamento.

4.2  Limite de formação de saliências

Limite de formação de saliências

O grau de deformação do abaulamento é expresso pelo rácio entre o diâmetro máximo do abaulamento convexo obtido após o abaulamento e o diâmetro da peça em bruto antes do abaulamento, ou seja, o coeficiente de abaulamento:

O grau de deformação do abaulamento

Quanto maior for o valor do coeficiente de abaulamento, maior será o grau de deformação do abaulamento.

4.3 Conceção do processo de abaulamento

  1. Determinação do branco de abaulamento

Quando o abaulamento, o comprimento da peça bruta quando axialmente permitido deformar livremente:

Determinação do branco de abaulamento
Determinação do branco de abaulamento

  1. Cálculo da força de abaulamento
Cálculo da força de abaulamento

σZ - A tensão real na zona de deformação do abaulamento, tomar σZb na estimativa aproximada.

4.4 Método de abaulamento e estrutura do molde de abaulamento

  • Podem ser utilizados moldes de aço ou moldes macios. Os moldes macios são amplamente utilizados.
  • O meio de molde macio pode ser borracha, parafina, plástico PVC, líquido de alta pressão e gás de alta pressão.
Método de abaulamento e estrutura de molde de abaulamento
Método de abaulamento e estrutura de molde de abaulamento

Molde de borracha com abaulamento

Molde de borracha com abaulamento

Abaulamento de punção de líquido a alta pressão

Abaulamento de punção de líquido a alta pressão

Abaulamento hidráulico da junta em T

Abaulamento hidráulico da junta em T

Enfeites, prensagem do casco convexo e gravação em relevo

5.1  Prensagem de casco convexo

A prensagem de cascos convexos e a prensagem de cascos convexos são métodos de gravação que utilizam um molde para produzir cascos convexos ou nervuras (nervuras de reforço) na peça.

Prensagem de casco convexo

Características da formação de cascos convexos

Características da formação de cascos convexos

  • A zona de deformação é local
  • A zona de deformação é esticada em ambas as direcções e a espessura é reduzida. É um tipo de alongamento, e a principal forma de falha é a rutura por tração
  • A qualidade do bojo é boa
  1. Enfeites

O limite de formação do cordão pode ser expresso pela quantidade de mudança no comprimento da zona de deformação antes e depois do cordão

Enfeites

Enfeites

  1. Comprimir o casco convexo

O limite de formação do casco convexo pode ser expresso pela altura h do casco convexo

Comprimir o casco convexo
Comprimir o casco convexo

4 tipos de metal Processo de estampagem

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Shane
Autor

Shane

Fundador do MachineMFG

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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