Como calcular o raio de curvatura de chapas metálicas?

Como calcular o raio de curvatura de uma chapa metálica?

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

Esse raio depende da espessura do material, da pressão da máquina de prensa dobradeira e da largura da matriz de dobra. 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 será normalmente de 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 será normalmente de 2 a 3 vezes a espessura da placa.

Experiência real chapa metálica O processamento mostra que, quando a espessura da chapa geralmente não passa de 6 mm, o raio interno da dobra da chapa metálica pode usar diretamente a espessura da chapa 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 chapa, deverá ser usada uma matriz especial para o processamento.

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

Especial freio de prensa ferramentas, como punções e matrizes, também podem ser usadas.

A relação entre o raio de curvatura da chapa metálica e a largura da ranhura inferior da matriz do matriz de dobra foi estabelecido por meio de vários experimentos 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 aumentará, resultando em uma área de tração maior e em um ângulo R maior.

Para evitar danos ao freio de prensa e para manter o raio de curvatura desejado, recomenda-se curvar com uma ranhura estreita, seguindo a proporção padrão de 1:8 entre a espessura da chapa e a largura da ranhura.

A proporção mínima recomendada é de 1:6 e não é recomendável dobrar com uma proporção inferior a 1:4.

Sugestão: Se a resistência permitir, é preferível fazer primeiro a ranhura e depois a dobra, a fim de obter uma pequena dobragem de chapas metálicas raio.

A figura a seguir é uma tabela fornecida pelo fabricante de freio de prensaque 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

Observação: Os dados em escala de cinza na tabela representam a pressão de flexão necessária P (KN/m) e a pressão máxima de flexão P (KN/m). força de flexão da máquina de prensa dobradeira é de 1700KN. Há cinco bordas de faca de dobra disponíveis: V = 12, 16, 25, 40 e 50.

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

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

Os cálculos reais devem se basear na pressão e na matriz de flexão de sua própria empresa processamento de chapas metálicas instalações.

Gráfico de raio de curvatura para aço carbono, aço inoxidável e alumínio

Ao considerar projeto de chapas metálicasPor isso, é importante entender como o raio de curvatura afeta sua escolha de materiais. Nesta seção, discutiremos algumas opções de materiais populares, como aço carbono, aço inoxidável e ligas de alumínio.

(1) Gráfico de raio de curvatura para aço doce

O aço doce é um material versátil para a fabricação de chapas metálicas devido à sua conformabilidade e economia. Ao dobrar aço com baixo teor de carbono, você deve buscar um raio de curvatura mínimo igual ou superior à espessura da chapa. Algumas espessuras comuns e seus respectivos raios de curvatura mínimos incluem:

Lembre-se de que as dobras mais apertadas podem causar rachaduras ou distorções no material. Folhas mais grossas também podem exigir mais força durante o processo de processo de dobra.

(2) Gráfico de raio de curvatura para aço inoxidável

O aço inoxidável é conhecido por sua resistência à corrosão e durabilidade. Para a maioria dos graus de aço inoxidávelSe o aço inoxidável for mais duro, você precisará de um raio de curvatura maior em comparação com o aço de baixo carbono. A relação entre o raio de curvatura e a espessura da chapa normalmente varia entre 1:1 e 2:1, dependendo de fatores como o tipo, a dureza e a espessura do aço inoxidável. Algumas diretrizes para os raios mínimos de curvatura incluem:

Lembre-se de considerar o grau e as propriedades do aço inoxidável escolhido ao determinar o raio de curvatura adequado para sua aplicação.

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

As ligas de alumínio oferecem opções leves, fortes e resistentes à corrosão para a fabricação de chapas metálicas. Semelhante ao aço de baixo carbono, o raio mínimo de curvatura das ligas de alumínio é normalmente igual à espessura da chapa. Entretanto, algumas ligas específicas podem apresentar melhor ou pior conformabilidade. Aqui está um guia geral dos raios mínimos de curvatura para algumas ligas de alumínio populares:

Tenha em mente as propriedades específicas da liga ao planejar seu projeto. Um raio de dobra inadequado pode resultar em danos ao material ou na necessidade de processos adicionais de pós-dobra para corrigir distorções.

Raio interno da peça de trabalho

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

Conforme ilustrado na curva de tensão-deformação abaixo, a parte inicial representa a fase de deformação elástica, em que o material pode retornar à sua posição original depois que a força de tração é liberada.

Ao continuar aplicando força após o ponto de escoamento, o material entra na fase de endurecimento por deformação, em que a força de tração adicional causa deformação plástica permanente. Para induzir uma maior deformação plástica, é necessário aumentar a força.

Após atingir o pico de tensão, a força de tração adicional leva ao estrangulamento e, por fim, 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 exigência de tensão à medida que a deformação aumenta.

O ângulo R interno de uma peça de trabalho está relacionado ao material, conforme mostrado no gráfico abaixo.

Materiais com baixo endurecimento por deformação têm ângulos R internos menores, enquanto aqueles 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 faixa de seleção para a abertura da matriz inferior de dobra é normalmente:

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

Portanto, o ângulo R interno desejado para uma peça de trabalho dobrada pode ser obtido considerando-se 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, ele 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 deverá ser aumentado;
• Se o ângulo R interno necessário for menor do que o padrão, pode-se utilizar o entalhe da chapa metálica ou a dobra de fundo, e o raio R da ponta do molde superior deve ser reduzido.

Para alguns materiais com baixa 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.

Entendendo o raio de curvatura de chapas metálicas

O raio de curvatura da chapa metálica é um aspecto essencial a ser considerado ao fabricar ou projetar peças. Ele tem um impacto significativo sobre a qualidade e a funcionalidade do produto final.

Nesta seção, você aprenderá sobre o raio de curvatura, os fatores que o influenciam e as diretrizes para selecionar o raio de curvatura mínimo adequado.

Fatores que influenciam o raio de curvatura

O raio de curvatura depende de vários fatores, como:

• Material: Metais diferentes têm respostas diferentes à flexão. Por exemplo, o alumínio pode ser dobrado em um raio mais estreito do que o aço devido à sua flexibilidade.
• Espessura: À medida que a espessura da chapa metálica aumenta, o raio mínimo de curvatura também aumenta.
• Direção do grão: A dobra ao longo da direção do grão requer um raio maior do que a dobra ao longo do grão.
• Ângulo de curvatura: À medida que o ângulo de curvatura aumenta, o raio de curvatura pode precisar ser maior para evitar concentração de tensão ou rachaduras.
• Ferramentas: A matriz e o punção usados em uma prensa dobradeira também influenciam o raio de curvatura.

Compreender esses fatores e seu impacto no raio de curvatura pode ajudá-lo a tomar decisões informadas durante o processo de projeto e melhorar a qualidade e a durabilidade de suas peças.

Diretrizes para o raio mínimo de curvatura

Para evitar a formação de rachaduras ou a deformação da peça durante a flexão, é essencial seguir as diretrizes de raio mínimo de flexão. Essas diretrizes podem variar de acordo com o material e suas propriedades:

• Aço macio: Para materiais com espessura de 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 de até 3 mm, é proposto um raio de curvatura mínimo de 1,5T.

Essas são diretrizes gerais, e é fundamental consultar as recomendações específicas do material ou fazer experiências com suas combinações específicas de chapas metálicas e ferramentas para obter o resultado desejado. Ao seguir as diretrizes apropriadas para o raio de curvatura, você pode garantir um produto final de alta qualidade com menos defeitos, menos desperdício e maior resistência.