Tipos de raio formados por dobra de ar em uma prensa

Pergunta: Eu já li sua coluna há algum tempo e, em minha loja, gastamos muito tempo discutindo sobre o que é uma curva acentuada em uma forma de ar e como ela se relaciona com uma curva de raio mínima. Eles são a mesma coisa ou há alguma diferença? Você poderia, por favor, revisar este tópico para que possamos ter uma melhor compreensão desses conceitos e sua aplicação no mundo real?

Resposta: Às vezes, é necessário expandir e refinar as definições de algo - e esse é um desses momentos. Depois de meses de pesquisa em tópicos relacionados, como o fator-k, descobri que realmente precisamos mudar nossas definições dos diferentes tipos de raios de curvatura.

Para a formação de ar, temos três tipos aceitos: o mínimo, o raio e o profundo. Ainda assim, para refletir todas as pesquisas que passaram pela flexão de chapas metálicas nas últimas décadas, pode ser mais do que tempo de usar uma terminologia mais precisa.

As cinco ordens do raio da curvatura

Existem cinco ordens do raio de curvatura interno (Ir). No centro de todas as coisas, precisão, o Ir é o que usamos para calcular nossas concessões de dobra (BA) e deduções de dobra (BD). Os cinco são os seguintes:

Raio do raio 1.Sharp

Curva do raio 2.Minimum

Curva do raio 3.Perfect

Curvatura 4.Surface ou do raio

Curva do raio 5.Profound

Curva de raio acentuado

Uma curva de raio acentuada é aquela em que o centro da dobra é vincado. Esse vincar é causado quando a pressão é aplicada a uma área tão pequena que a tonelagem aplicada excede a capacidade do material de resistir a essa força, permitindo que o nariz do furador perfure a superfície do material.

A vinculação do centro do raio causa variações na espessura do material (Mt), na resistência ao escoamento, na resistência à tração e na direção da granulação. Estes, por sua vez, levam a variações de ângulo na curva final e variações na dedução de curvatura (BD). Na pior das hipóteses, curvas acentuadas produzem um ponto fraco na chapa e fazem com que a dobra falhe no produto final.

Se uma curva se torna nítida é uma função do material, não o mais aguçado da sua loja. Quando a ponta do punção é muito pequena em comparação com a tonelagem necessária para se formar, a carga será concentrada em uma área tão pequena que o punção começará a perfurar a superfície do material.

Daqui você tem duas escolhas. Primeiro é ficar com a curva acentuada e calcular o BA, o recuo externo (OSSB) e o BD usando o valor para o raio naturalmente flutuado. Se o raio do punção deve permanecer o mesmo, você precisará observar os ângulos de dobra durante a produção. Mais uma vez, como as curvas acentuadas perfuram a superfície do material, elas amplificam as variações do ângulo de curvatura em relação às mudanças nas propriedades do material, na direção do grão, na espessura e na resistência à tração e ao escoamento.

Sua segunda opção é ainda calcular o BA, OSSB e BD usando o raio interno naturalmente flutuado - só que desta vez, você muda o nariz de perfuração para um raio o mais próximo possível do raio naturalmente flutuado sem exceder o valor do raio. Se o nariz do furador exceder o valor do raio flutuante, o material assumirá o novo raio maior, alterando novamente todos os valores de BD e o espaço em branco.

Manter o raio do punção o mais próximo possível, mas ainda menor que o Ir flutuante, lhe dará o ângulo de curvatura mais estável e consistente e, por extensão, as dimensões lineares estáveis.

Curva de raio mínima

Uma curva de raio mínima não é o perfurador mais afiado disponível na loja, o que é muitas vezes confundido com muitos engenheiros e programadores. Em vez disso, um raio de curvatura mínimo pode descrever uma das duas coisas, dependendo do contexto.

Primeiro, é o ponto em que a curva se torna afiada e o nariz de perfuração começa a penetrar na superfície do material. Chame isso de definição de “limite mínimo” (veja a Figura 1). Em segundo lugar, pode significar o menor raio interno formado pelo ar que você pode alcançar sem quebrar a superfície externa da curva.

Referindo-se à segunda definição, os fornecedores de materiais freqüentemente listam o raio interno mínimo em múltiplos de Mt - por exemplo, 1Mt, 2Mt. Para ser mais preciso, você pode calcular o raio mínimo de curvatura usando a redução de tensão de um determinado material.

Apenas para atrapalhar ainda mais as coisas, você pode ter uma curva de raio mínima usando um nariz de perfuração o suficiente para começar a perfurar (primeira definição) e também formar rachaduras no raio externo. Independentemente disso, ambas as definições estão intimamente relacionadas, pois são um pouco dependentes da resistência à tração do material. Quanto maior a resistência à tração, maior será o orifício do punção para evitar rachaduras no lado de fora da curva. Isto também é verdade para a dureza; quanto mais duro o material, maior o raio que precisa ser.

Estando ou não o centro da curva, ambos os tipos de curvas de raio mínimo (juntamente com curvas acentuadas) comprometem a integridade do material e a consistência geral. Por que é isso? Porque tanto o raio afiado como o mínimo dobra resultam em tensão de tração excessiva. Isso altera a forma do raio, alterando assim o alongamento na dobra.

Em chapas metálicas de precisão, cada peça, cada dobra e cada tipo de material tem certas características que fazem com que cada um tenha seu raio mínimo de curvatura interno. Nunca será o mesmo, e isso precisa ser considerado ao projetar peças de chapa metálica. Por uma questão de consistência, tente projetar peças com um raio interno próximo da espessura do material - o que nos leva ao nosso próximo tipo de raio: a curva perfeita.

A curva perfeita do raio

Uma curva de raio perfeita é aquela em que a relação entre Ir e Mt é de 1 para 1 (isto é, Ir é igual a Mt), mas também cobre uma pequena faixa de valores que começam no raio mínimo e sobem para 125% do raio. Mt.

Uma curva perfeita do raio é apenas isso - perfeita. Em um relacionamento de 1 para 1 Ir-para-Mt, a curva está no estado mais estável, permitindo que você produza um raio com a menor quantidade de variações entre as dobras. Você produzirá um ângulo de dobra consistente, dimensões consistentes e a menor quantidade de retorno.

Esse relacionamento 1-para-1 Ir-para-Mt também passa a ser o único valor em que a regra de 8x mais abobadada é válida - isto é, a largura do dado deve ser 8 vezes o Mt. Esta regra se torna inválida quando a relação Ir-para-Mt se torna maior ou menor.

A curvatura da superfície ou do raio e a curvatura profunda do raio

Curvas de superfície ou raio são onde o raio interno é maior que 125 por cento até aproximadamente 12 vezes o MT. Mais uma vez, isso é aproximado. Um limite superior mais preciso para curvas de raio tem a ver com o comportamento do material, que abordarei em breve.

À medida que o rácio Ir-a-Mt aumenta, o mesmo acontece com o springback. E quando a relação Ir-para-Mt é muito grande, o material não é muito dúctil, mesmo com baixa resistência à tração, e tudo isso pode causar multi-ruptura (veja a Figura 2). Comum em material de baixa resistência à tração e menos comum em materiais de alta resistência, a quebra múltipla manifesta-se quando o raio interno do material se separa da ponta do punção. Multibreakage pode ocorrer quando a relação Ir-para-Mt excede 12-para-1, mas sob as circunstâncias certas, pode levar uma proporção tão alta quanto 30-para-1.

Então, quando um raio se curva em um raio profundo? Pode ser descrito como o momento de separação do material do raio de punção. Novamente, isso pode ocorrer quando a relação Ir-para-Mt excede 12-para-1, mas em alguns casos, pode ser tão alta quanto 30-para-1.

Os atributos materiais desempenham um papel importante nos resultados que você alcançará. Você encontrará variações significativas na composição química, tratamentos e temperamentos em cada tipo de material ou grupo, de modo que é difícil definir o ponto exato em que a alteração ocorre.

Até um ângulo de curvatura externo de 90 graus, o material seguirá fielmente o contorno do raio de perfuração. Mas, então, tanto a penetração no espaço do dado como a primavera funcionam sua mágica. À medida que o ângulo de curvatura externo aumenta, você verá um aumento proporcional na quantidade de retorno. Quanto mais você precisar ir para compensar a recuo, maior será a separação entre o Ir e o Rp, e quanto menor o Ir se tornar relativo ao raio do furador. Uma curva profunda do raio exigirá alguma forma de compensação ou retrocesso para manter o material em contato com o raio do furador (consulte a Figura 3).

A propósito, estes podem ainda ser subdivididos por método de flexão: flexão de ar, assentamento, cunhagem, dobra e limpeza. Esse é um tópico para outro dia e outra coluna. Independentemente disso, se você está se formando, usar esses cinco termos pode ajudar todos na loja a falar o mesmo idioma para enfrentar qualquer desafio de flexão.