Introdução às calculadoras de raio

Finalidade de uma calculadora de raio

Uma calculadora de raio foi projetada para ajudar os profissionais do setor de conformação de metais a estimar parâmetros importantes ao trabalhar com prensas dobradeiras. Ela ajuda a determinar a força necessária (tonelagem) e o raio de curvatura, considerando as propriedades do material e o ângulo de curvatura desejado.

Essa valiosa ferramenta é essencial para garantir um planejamento de projeto preciso e eficiente. Ao fornecer estimativas confiáveis, ela permite que os operadores evitem a sobrecarga ou a falta de potência das prensas dobradeiras, o que poderia danificar o equipamento e desperdiçar recursos.

O raio interno R de freio de prensa A curvatura do ar é de aproximadamente 16% da abertura da matriz V. Você pode usar a calculadora de raio da prensa dobradeira para obter os dados mais precisos.

Raio mínimo de curvatura

• O raio de curvatura refere-se ao raio interno 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 de flexão é representado pelo raio de flexão relativo (r/t). Quanto menor for esse valor, maior será a deformação. Quando o valor do raio de curvatura relativo (r/t) diminui até certo ponto, as fibras externas da chapa metálica excedem a deformação máxima permitida do material, resultando em danos por ruptura por tração.

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

Embora exista um raio de curvatura mínimo (r_min/t) para qualquer material, geralmente não é aconselhável usar esse raio mínimo para operações de dobra. O raio de curvatura deve ser o maior possível, mas não muito grande, pois isso poderia aumentar a springback.

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

1.1 Fatores que influenciam o raio mínimo de curvatura

1. Impacto das propriedades mecânicas do material

A chapa metálica a ser dobrada deve ter plasticidade suficiente, resistência ao escoamento relativamente baixa e um alto módulo de elasticidade. Um alto nível de plasticidade garante que não ocorram rachaduras durante a flexão (ou seja, o raio mínimo de flexão da chapa metálica é pequeno). A menor resistência ao escoamento e o maior módulo de elasticidade facilitam a obtenção de formas de dobra precisas. À medida que a espessura do material aumenta (t aumenta), o raio mínimo de flexão também aumenta.

2. Influência do ângulo central de flexão (α)

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

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

3. Influência da largura da chapa e da camada endurecida da superfície cisalhada

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

O blank antes da dobra é geralmente obtido por tosquia ou puncionamento, e a superfície cisalhada tem uma camada endurecida por trabalho que reduz a plasticidade do material, aumentando o raio mínimo de dobra. Portanto, 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 bruta.

4. Impacto da direção da linha de dobra

Como a maioria das folhas metais Quando as chapas de aço para flexão são laminadas, elas apresentam uma estrutura fibrosa, com anisotropia nas propriedades mecânicas da direção da espessura e do plano da chapa. Quando a linha de flexão é perpendicular à direção da laminação (fibra), o raio mínimo de flexão da chapa é menor.

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

Portanto, durante o layout de perfuração, a direção de laminação deve ser considerada. O raio de curvatura (r) quando a curva é perpendicular à direção de laminação é mostrado na Figura 1a, e o raio de curvatura (r) quando a linha de curvatura é paralela à direção de laminação é mostrado na Figura 1b, onde ocorre a rachadura.

Portanto, o layout deve tornar a linha de dobra o mais perpendicular possível à direção de laminação. Ao dobrar peças menores com linhas de dobra perpendiculares entre si, o ângulo (β) entre a linha de dobra e a direção de laminação da chapa deve ser maior que 30° durante o layout, conforme mostrado na Figura 1c.

5. Influência da superfície do material em branco e da qualidade do cisalhamento

Quando o material em branco de uma peça tem defeitos, ou a seção transversal de cisalhamento não é lisa, tem rebarbas ou é de má qualidade, isso pode levar à concentração de tensão e causar rupturas. Nesse momento, é necessário aumentar adequadamente o raio de curvatura mínimo.

A remoção de rebarbas antes da dobra ou o posicionamento do lado com rebarbas em direção à zona de pressão do punção pode reduzir a chance de ruptura. A qualidade do cisalhamento afeta significativamente a dobra de materiais em branco mais estreitos. À medida que a largura do material em branco aumenta, o impacto diminui gradualmente.

1.2 Determinação do raio mínimo de curvatura

Há muitos fatores que afetam o raio de curvatura mínimo da chapa metálica, e eles são extremamente complexos. É difícil calcular com precisão o raio de curvatura mínimo usando métodos teóricos e ele não tem importância na aplicação prática.

Portanto, o raio de curvatura mínimo comumente usado na produção real é normalmente determinado por métodos experimentais. Os dados experimentais para o raio de curvatura mínimo (ou seja, o raio do arco interno) de chapas metálicas comumente usadas, r_miné apresentado na Tabela 4-1.

Tabela 1: Raio mínimo de curvatura da chapa metálica (Unidade: mm)

Observação:

• Quando a linha de dobra está em um determinado ângulo em relação à direção de laminação, dependendo do tamanho do ângulo, podem ser usados valores entre vertical e paralelo à direção de laminação.
• Ao dobrar tiras estreitas não recozidas em perfuração ou corte, elas devem ser tratadas como metais endurecidos.
• Durante a dobra, o lado com rebarbas deve ficar na parte interna da dobra.
• O "t" na tabela representa a espessura da chapa metálica.
• ① A classe Q255 foi descontinuada no GB/T 700-2006.

1.3 Técnicas para melhorar o grau de deformação por flexão limite

Em geral, não é aconselhável usar o raio de curvatura mínimo r_min para peças de dobra. De uma perspectiva puramente técnica, o requisito geral é r≥t; para materiais espessos, r=2t. Somente quando a estrutura do produto exigir isso, deve-se usar a abordagem permitida para os valores mínimos de raio de curvatura.

Quando o raio de curvatura da peça necessário <r_minAlém de usar algumas técnicas para melhorar a plasticidade do material (como recozimento, dobra a quente, etc.) e aparar ou polir a superfície de corte do blank, as seguintes medidas podem ser adotadas:

1) Aumentar o processo de modelagem, reduzindo gradualmente o raio de curvatura r, ampliando assim a área de deformação de curvatura e reduzindo a taxa de estiramento da camada metálica externa para garantir o raio do canto interno necessário da peça curvada. Por exemplo, usar um processo de dobra em dois estágios: usar um raio de dobra maior na primeira dobra, depois fazer o recozimento (alívio de tensão) 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, conforme mostrado na Figura 2.

2. Altura da borda reta das peças dobradas

Se for necessário garantir uma borda muito reta da peça dobrada durante a dobra, a altura da borda reta H deverá ser maior que 2.

Quando H<2t, a superfície de contato da borda dobrada no molde de dobra é muito pequena, dificultando a formação de momento de dobra e força de correção suficientes, e é difícil obter uma forma precisa da peça dobrada (ou impossível de dobrar e formar).

Portanto, quando H<2t, é necessário pré-abrir uma ranhura de processo ou aumentar a dimensão da altura da borda reta e, após a formação da dobra, o excesso de material é cortado, conforme mostrado na Figura 3.

Se a borda reta da peça dobrada tiver um ângulo (veja a Figura 4) e o ângulo estiver dentro da zona de deformação, conforme mostrado na Figura 4a, será impossível dobrar a seção com uma altura de borda reta menor que 2t até o grau desejado, e ela também estará sujeita a rachaduras. Portanto, é necessário alterar o formato da peça e aumentar o tamanho da borda reta do ângulo, conforme mostrado na Figura 4.