Em minha experiência trabalhando com fabricação de chapas metálicas, aprendi a apreciar a relação crítica entre o raio de curvatura da chapa e a espessura da chapa. Entender como esses dois fatores interagem é essencial para obter dobras precisas e manter a integridade estrutural do material. Um raio de curvatura adequado não afeta apenas a estética do produto final, mas também influencia seu desempenho em diversas aplicações. Ao longo dos anos, explorei essa relação em profundidade e, neste artigo, compartilharei insights sobre como o raio de curvatura da chapa se relaciona com a espessura da chapa, fornecendo orientações valiosas para projeto e fabricação eficazes.

Compreendendo o raio de curvatura da chapa metálica

O raio de curvatura refere-se ao raio de curvatura da chapa metálica. Um raio menor indica uma curvatura mais fechada, enquanto um raio maior resulta em uma curvatura mais suave. Ao projetar peças que exigem dobra, é essencial considerar o raio de curvatura para evitar problemas como rachaduras ou deformações.

1. Principais fatores que influenciam o raio de curvatura

Suportes, tampas, gabinetes, chassis, compartimentos elétricos. A fabricação dessas e de inúmeras outras peças de chapa metálica parece bastante simples, mas obter a precisão das peças envolve cálculos de dobra bastante complexos. Isso ocorre porque a chapa metálica se alonga ao ser dobrada.

A quantidade de alongamento e o necessário “flexão A “margem” é determinada por diversos fatores. Entre eles, o material e a espessura da peça, o ângulo de curvatura e o raio interno, o método utilizado para dobrar o metal e o frequentemente mal compreendido fator K, também conhecido como fator neutro ou fator Y.

Fator K

Por exemplo, uma peça de latão ou alumínio nº 12 tem cerca de 8,8 cm² vezes 0,083 cm de espessura. Agora, dobre-a uniformemente sobre a borda da bancada. 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 do eixo neutro 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 utilizado.

Supondo que o raio de curvatura interno utilizado seja menor que a espessura do material, em nosso exemplo, o fator K é 0,33 para curvas de ar, 0,42 para curvas de fundo 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 o 0,5 mencionado anteriormente.

Tolerância de Curvatura e Curvatura

E quanto a todos os outros elementos que você vê no local de fabricação? Esses valores são muito importantes para quem realiza cálculos manuais de dobra e precisa gerar um layout "plano" preciso do modelo 3D da peça. Aqui estão algumas instruções resumidas 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 indentação 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.

Sobretaxa de flexão: Lembra-se da linha neutra hipotética na discussão sobre o fator K? Se você quiser "desdobrá-la" ou colocá-la na horizontal, esta será a sobretaxa de flexão. Pesquise por "sobretaxa 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 dobra: Esses mesmos locais mostrarão que a dedução de dobra é a diferença entre a tolerância de dobra e o dobro do OSSB ou da entrada externa. Ao aplainar um modelo 3D, essa dedução de dobra é o valor que deve ser subtraído da peça para compensar qualquer alongamento.

Outras considerações sobre o projeto de chapas metálicas

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

Ao posicionar furos, ranhuras e elementos semelhantes no projeto de uma peça, certifique-se de posicioná-los a pelo menos 4 vezes a espessura do material de qualquer borda ou canto interno. Isso pode ser atribuído ao fenômeno de estiramento descrito acima. Ao colar um furo redondo mais próximo da linha de dobra do que isso, o furo redondo pode ficar ligeiramente elíptico devido à deformação do metal.

Você pode especificar livremente raios diferentes para se ajustar à peça de acoplamento, para se ajustar à peça de acoplamento 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 altos.

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

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

O flexão raio O raio de curvatura da chapa metálica é um valor exigido no desenho da chapa metálica. É difícil determinar o quão grande esse valor é 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 chapa geral não for maior que 6 mm durante a dobra, o raio interno da dobra da chapa metálica pode ser usado diretamente como o raio da espessura da chapa.

Quando a espessura da chapa é maior que 6 mm e menor que 12 mm, o raio de curvatura da chapa é geralmente de 1,25 a 1,5 vezes a espessura da chapa. Quando a espessura da chapa não é menor que 12 mm, o raio de curvatura da chapa é geralmente de 2 a 3 vezes a espessura da chapa.

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 chapa, será necessário um processamento de molde especial.

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

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

Demonstração em vídeo