Calculadora do raio da prensa dobradeira

Última atualização:
16 de novembro de 2023

Índice

Introdução às calculadoras de raio

Objetivo de uma calculadora de raio

Uma calculadora de raio foi concebida para ajudar os profissionais da indústria de conformação de metais a estimar parâmetros importantes quando trabalham com prensas dobradeiras. Ajuda a determinar a força necessária (tonelagem) e o raio de curvatura, tendo em conta as propriedades do material e o ângulo de curvatura pretendido.

Esta valiosa ferramenta é essencial para garantir um planeamento preciso e eficiente do projeto. Ao fornecer estimativas fiáveis, permite aos operadores evitar a sobrecarga ou a falta de potência das prensas dobradeiras, o que poderia danificar o equipamento e desperdiçar recursos.

O raio interno R de travão de prensa A curvatura do ar é aproximadamente 16% da abertura da matriz V. Pode utilizar a calculadora do raio da prensa dobradeira para obter os dados mais exactos.

Raio de curvatura mínimo

Não.MateriaisRaio de curvatura mínimo
108, 08F, 10, 10F, DX2, SPCC, E1-T52, 0Cr18Ni9, 1Cr18Ni9, 1Cr18Ni9Ti, 1100-H24, T20.4t
215, 20, Q235, Q235A, 15F0.5t
325, 30, Q2550.6t
41Cr13, H62(M, Y, Y2, laminado a frio)0.8t
545, 501.0t
655, 601.5t
765Mn, 660SiMn, 1Cr17Ni7, 1Cr17Ni-Y, Cr17Ni-DY, SUS301, 0Cr18Ni9, SUS3022.0t
  • O raio de curvatura refere-se ao raio interior da peça de curvatura e t é a espessura da parede do material.
  • t é a espessura da parede do material, M é o estado recozido, Y é o estado duro e Y2 é o estado 1/2 duro.

1. Raio de curvatura

O grau de deformação por flexão é representado pelo raio de flexão relativo (r/t). Quanto mais pequeno for este valor, maior é a deformação. Quando o valor do raio de curvatura relativo (r/t) diminui até um certo ponto, as fibras exteriores da chapa metálica excedem a deformação máxima permitida do material, resultando em danos de rutura por tração.

Para garantir que não ocorram fissuras durante a flexão, é necessário limitar o grau de deformação, ou seja, limitar os valores extremos de deformação por flexão da chapa metálica - o raio de curvatura relativo mínimo (r/t).

Embora exista um raio de curvatura mínimo (rmin/t) para qualquer material, não é geralmente aconselhável utilizar este raio mínimo para operações de quinagem. O raio de curvatura deve ser tão grande quanto possível, mas não demasiado grande, pois isso poderia aumentar o retorno elástico.

A influência do retorno elástico torna difícil garantir a precisão da forma e do tamanho da peça dobrada. Por conseguinte, o raio de curvatura não deve ser demasiado grande ou demasiado pequeno; é necessária uma seleção adequada.

1.1 Factores que influenciam o raio de curvatura mínimo

1. Impacto das propriedades mecânicas do material

A chapa metálica a ser dobrada deve ter plasticidade suficiente, uma tensão de cedência relativamente baixa e um módulo de elasticidade elevado. Um elevado nível de plasticidade garante que não ocorrem fissuras durante a quinagem (ou seja, o raio mínimo de quinagem da chapa metálica é pequeno). Um limite de elasticidade mais baixo e um módulo de elasticidade mais elevado facilitam a obtenção de formas de dobragem precisas. À medida que a espessura do material aumenta (t aumenta), o raio de curvatura mínimo também aumenta.

2. Influência do ângulo central de flexão (α)

Teoricamente, o grau de deformação por flexão está apenas relacionado com r/t. No entanto, em operações de flexão reais, quando o ângulo central de flexão (α) é pequeno, a deformação por flexão é pequena e as partes adjacentes do material podem sofrer uma maior deformação por tração (na área de deformação por flexão).

Por conseguinte, o raio de curvatura mínimo permitido também pode ser menor. Por exemplo, se o ângulo central de flexão (α) estiver compreendido entre 120° e 130°, o raio mínimo de curvatura rmin é 30% a 50% maior do que quando o ângulo central de flexão (α) é de 90°. Quando a é inferior a 90°, rmin pode ser reduzida em 20%.

3. Influência da Largura da Chapa e da Camada Endurecida da Superfície Cisalhada

À medida que a largura da chapa aumenta, o raio de curvatura mínimo também aumenta. No entanto, este efeito diminui quando a largura da folha aumenta para cerca de (8~10)t.

A peça em bruto antes da dobragem é normalmente obtida por corte ou perfuração, e a superfície cortada tem uma camada endurecida por trabalho que reduz a plasticidade do material, aumentando o raio de dobragem mínimo. Por conseguinte, quando é necessário um raio de curvatura muito pequeno, é necessário incluir um processo de recozimento antes da curvatura para eliminar a camada endurecida da peça em bruto.

4. Impacto da direção da linha de dobragem

Uma vez que a maioria das chapas metálicas para dobragem são laminadas, apresentam uma estrutura fibrosa, com anisotropia nas propriedades mecânicas da direção da espessura e do plano da chapa. Quando a linha de dobragem é perpendicular à direção de laminagem (fibra), o raio mínimo de dobragem da chapa é menor.

Quando a linha de dobragem é paralela à direção de laminagem (fibra), o raio mínimo de dobragem da chapa é maior. É necessário prestar especial atenção à direção da linha de dobragem para materiais com anisotropia significativa, como o latão e o bronze fosforoso.

Por conseguinte, durante a disposição de perfuração, a direção de laminagem deve ser considerada. O raio de curvatura (r) quando a curva é perpendicular à direção de laminagem é mostrado na Figura 1a, e o raio de curvatura (r) quando a linha de curvatura é paralela à direção de laminagem é mostrado na Figura 1b, onde ocorre a fissuração.

Por conseguinte, a disposição deve tornar a linha de dobragem tão perpendicular quanto possível à direção de laminagem. Ao dobrar peças mais pequenas com linhas de dobragem perpendiculares entre si, o ângulo (β) entre a linha de dobragem e a direção de laminagem da chapa deve ser superior a 30° durante a disposição, como mostra a Figura 1c.

Figura 1: Disposição e direção de dobragem

5. Influência da superfície do material em bruto e da qualidade de corte

Quando o material em branco de uma peça tem defeitos, ou a secção transversal de corte não é lisa, tem rebarbas, ou é de má qualidade, pode levar à concentração de tensões e causar rupturas. Nesta altura, é necessário aumentar adequadamente o raio de curvatura mínimo.

A remoção de rebarbas antes da dobragem, ou o posicionamento do lado com rebarbas na direção da zona de pressão do punção, pode reduzir a probabilidade de rutura. A qualidade do corte tem um impacto significativo na dobragem de materiais em bruto mais estreitos. À medida que a largura do material em bruto aumenta, o impacto diminui gradualmente.

1.2 Determinação do raio de curvatura mínimo

Existem muitos factores que afectam o raio de curvatura mínimo da chapa metálica, e são extremamente complexos. É difícil calcular com exatidão o raio de curvatura mínimo utilizando métodos teóricos, e não tem significado na aplicação prática.

Por conseguinte, o raio de curvatura mínimo normalmente utilizado na produção efectiva é geralmente determinado por métodos experimentais. Os dados experimentais relativos ao raio de curvatura mínimo (ou seja, o raio do arco interior) das chapas metálicas normalmente utilizadas, rminé apresentado no Quadro 4-1.

Quadro 1: Raio mínimo de curvatura da chapa metálica (unidade: mm)

MaterialCondição recozidaEstado endurecido por trabalho a frio
Posição da linha de dobragem
Direção de rolamento verticalDireção de rolamento paralelaDireção de rolamento verticalDireção de rolamento paralela
08, 10, Q195, Q2150. 1t0. 4t0.4t0.8t
15, 20, Q2350.1t0.5t0. 5t1. 0t
25, 30, Q2550. 2t0. 6t0.6t1. 2t
45, 50, Q2750.5t1. 0t1.0t1.7t
65Mn1. 0t2. 0t2.0t3.0t
Alumínio0.1t0.35t0. 5t1.0t
Cobre puro0. 1t0.35t1.0t2. 0t
Latão macio0. 1t0.35t0.35t0.8t
Latão semi-duro0.1t0.35t0.5t1.2t
Bronze fosforoso1. 0t3.0t

Nota:

  • Quando a linha de dobragem está num determinado ângulo em relação à direção de laminagem, dependendo da dimensão do ângulo, podem ser utilizados valores entre vertical e paralelo à direção de laminagem.
  • Ao dobrar tiras estreitas não recozidas em perfuração ou corte, estas devem ser tratadas como metais endurecidos.
  • Durante a dobragem, o lado com rebarbas deve ficar do lado de dentro da dobragem.
  • O "t" na tabela representa a espessura da chapa metálica.
  • ① O grau Q255 foi descontinuado no GB/T 700-2006.

1.3 Técnicas para melhorar o grau de deformação por flexão limite

De um modo geral, não é aconselhável utilizar o raio de curvatura mínimo rmin para peças de dobragem. De uma perspetiva puramente técnica, o requisito geral é r≥t; para materiais espessos, r=2t. Apenas quando a estrutura do produto o exigir, deve ser utilizada a abordagem permitida para os valores mínimos do raio de curvatura.

Quando o raio de curvatura da peça necessário <rminPara além da utilização de algumas técnicas para melhorar a plasticidade do material (como o recozimento, a dobragem a quente, etc.) e do corte ou polimento da superfície de corte em bruto, podem ser adoptadas as seguintes medidas

1) Aumentar o processo de modelação, reduzindo gradualmente o raio de curvatura r, aumentando assim a área de deformação por curvatura e reduzindo a taxa de estiramento da camada metálica exterior para garantir o raio do canto interior necessário da peça curvada. Por exemplo, utilizar um processo de dobragem em duas fases: utilizar um raio de dobragem maior na primeira dobragem, depois recozer (alívio de tensões) e dobrar pela segunda vez de acordo com o raio de canto necessário da peça.

2) Para materiais espessos, é essencial começar com uma ranhura de processo, reduzindo a espessura do material na peça dobrada para garantir os requisitos da peça dobrada, como mostra a Figura 2.

Figura 2 Processo para materiais espessos

2. Altura do bordo reto das peças dobradas

Se for necessário garantir um rebordo muito reto da peça dobrada durante a dobragem, a altura do rebordo reto H deve ser superior a 2.

Quando H<2t, a superfície de contacto da aresta dobrada no molde de dobragem é demasiado pequena, dificultando a formação de um momento de dobragem e de uma força de correção suficientes, e é difícil obter uma forma precisa da peça dobrada (ou impossível de dobrar e formar).

Por conseguinte, quando H<2t, é necessário pré-abrir uma ranhura do processo ou aumentar a dimensão da altura da aresta reta e, após a formação da curvatura, o material em excesso é cortado, como se mostra na Figura 3.

Figura 3 Aumento da altura da aresta reta e processo de abertura para peças dobradas

Se a aresta reta da peça dobrada tiver um ângulo (ver Figura 4), e o ângulo estiver dentro da zona de deformação, como se mostra na Figura 4a, é impossível dobrar a secção com uma altura de aresta reta inferior a 2t até ao grau desejado, e é também propensa a fissuras. Por conseguinte, é necessário alterar a forma da peça e aumentar o tamanho da aresta reta do ângulo, como se mostra na Figura 4.

Figura 4: Alteração da forma e elevação do tamanho da aresta reta do ângulo.
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