A relação entre o raio de curvatura da chapa metálica e a espessura da placa

1. Compreendendo a dobra de chapa metálica

Suportes, tampas, armários, chassis, quadros elétricos. A fabricação dessas e de inúmeras outras peças de chapa metálica parece bastante simples, mas alcançar a precisão das peças envolve alguns cálculos de dobra bastante complexos. Isso ocorre porque a placa de metal se alonga quando é dobrada.

A quantidade de alongamento e o necessário 'flexão margin' são determinados por vários fatores. Estes incluem o material e a espessura da peça, o ângulo de curvatura e o raio interno, o método usado para dobrar o metal e o fator K, muitas vezes mal compreendido, também conhecido como fator neutro ou fator Y.

Fator K

Por exemplo, uma peça de latão ou alumínio nº 12 tem cerca de 3-1/2 polegadas quadradas vezes 0,083 polegadas de espessura. Agora, dobre-o uniformemente na borda da bancada, então a superfície em contato com a bancada será comprimida e sua superfície externa será esticada.

Em algum lugar entre essas superfícies interna e externa, existe um plano imaginário que se encontra em uma zona de transição que não é comprimida nem tensionada. Este é o eixo neutro e tende a se mover em direção à superfície interna durante a flexão. Portanto, o fator K é a razão entre a posição da linha neutra medida a partir da superfície interna (t) do cotovelo e a espessura total do material (Mt). Como o fator Y leva em consideração certas propriedades metalúrgicas, ele fornece uma versão mais complexa do fator K padrão da indústria. No entanto, raramente é usado.

Supondo que o raio de curvatura interno usado seja menor que a espessura do material, em nosso exemplo, o fator K é 0,33 para curvas a ar, 0,42 para curvas inferiores e para raios de curvatura maiores, ambos aumentam gradualmente até um raio de curvatura de 0,5. O fator K também aumenta com o aumento de materiais mais duros, como aço e aço inoxidável, mas nunca excede os 0,5 que acabamos de mencionar.

Tolerância de curvatura e curvatura

Então, e todas as outras coisas que você vê no local de fabricação? Esses valores são muito importantes para quem faz cálculos manuais de dobra e precisa gerar um layout 'plano' preciso do modelo da peça 3D. Aqui estão algumas breves instruções com as quais todos os projetistas de peças de chapa metálica devem estar familiarizados:

Curvatura externa: Além de sua posição e altura, cada flange também é definida pela quantidade de recuo nos eixos vertical e horizontal (X e Y). Por exemplo, em um flange de 90°, OSSB é igual ao diâmetro externo. Este, por sua vez, é igual ao raio de curvatura mais a espessura do material.

Tolerância de flexão: Lembra-se da hipotética linha neutra na discussão do fator K? Se você quiser “desdobrar” ou colocá-lo na horizontal, esta será a margem de dobra. Pesquise por “permissão de flexão” e você a verá descrita em muitos sites como “comprimento do arco de flexão medido ao longo do eixo neutro do material”.

Dedução de desconto de curvatura: Esses mesmos locais mostrarão que a dedução de curvatura é a diferença entre a tolerância de curvatura e o dobro do OSSB ou da ingestão externa. Ao planificar um modelo 3D, esta dedução de dobra é o valor que deve ser subtraído da peça de trabalho para compensar qualquer estiramento.

Outras considerações sobre design de chapa metálica

Em outras palavras, a espessura do material em qualquer peça de chapa metálica deve ser a mesma. Eles são planos no início, portanto, não tente projetar uma peça com espessura de 1/16 polegada (1,5875 mm) em uma área e 1/32 polegada (0,03125 mm) em outras áreas.

Ao colocar furos, ranhuras e recursos semelhantes em um projeto de peça, certifique-se de colocá-los pelo menos 4 vezes a espessura do material a partir de qualquer aresta ou canto interno. Isto pode ser atribuído a todo o fenômeno de alongamento descrito acima. Colando um furo redondo mais próximo da linha de dobra do que isso, o furo redondo pode ser ligeiramente elíptico devido à deformação do metal.

Você pode especificar livremente raios diferentes para ajustar a peça correspondente, para ajustar a peça correspondente ou onde um canto interno claro for necessário, mas qualquer valor escolhido deve ser chamado em todos os flanges encontrados na peça. Caso contrário, isso significará configurações adicionais e custos de peças mais elevados.

Falando em cantos, você também deve planejar dobrar e aliviar a pressão onde quer que os dois flanges estejam conectados. Esses são pequenos entalhes de aproximadamente 0,030 polegadas (0,762 mm) de largura para evitar que o material inche para fora da junta. Muitos sistemas CAD são inteligentes o suficiente para criar esses relevos de curvatura.

2. A relação entre o raio de curvatura da chapa metálica e a espessura da chapa

O raio de curvatura da chapa metálica é um valor exigido no desenho da chapa metálica. É difícil determinar quão grande é esse valor no processamento real. O raio de curvatura da chapa metálica tem uma certa relação com a espessura do material, a pressão da máquina de dobra e a largura da ranhura inferior da matriz de dobra.

A experiência real no processamento de chapas metálicas concluiu que quando a espessura da placa geral não é superior a 6 mm durante a dobra, o raio interno da dobra da chapa metálica pode ser usado diretamente como o raio da espessura da placa.

Quando a espessura da placa é superior a 6 mm e inferior a 12 mm, o raio de curvatura na placa é geralmente 1,25 a 1,5 vezes a espessura da placa. Quando a espessura da placa não é inferior a 12 mm, o raio de curvatura na placa é geralmente 2 a 3 vezes a espessura da placa.

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 maior ou menor que a espessura da placa, será necessário um processamento especial do molde.

Quando o desenho da chapa metálica exige que a chapa seja dobrada em 90° e o raio de curvatura é particularmente pequeno, a chapa deve ser ranhurada primeiro e, em seguida, a chapa deve ser dobrada. Também pode processar os moldes superiores e inferiores de moldes especiais para máquinas de dobra.

O raio de curvatura da chapa metálica tem uma certa relação com a largura da ranhura inferior da matriz de dobra.