Explicação sobre a arte de desdobrar chapas metálicas

As peças de chapa metálica geralmente se referem ao uso da plasticidade do metal para fabricar peças individuais com uma determinada espessura de chapa metálica por meio de processos como cisalhamento, estampagem, dobra, etc., e depois montá-las em peças completas por meio de soldagem, rebitagem e outros métodos. O recurso característico é a espessura uniforme das peças.

Devido ao seu peso leve, alta resistência, condutividade, baixo custo e bom desempenho na produção em massa, as peças de chapa metálica têm sido amplamente utilizadas em áreas como petroquímica, metalurgia, eletrônica, comunicações, indústrias automotivas e dispositivos médicos. Por exemplo, em produtos de uso diário, como gabinetes de computador, telefones celulares e MP3 players, as peças de chapa metálica são componentes essenciais.

Com o aumento da aplicação generalizada de chapas metálicas, o projeto de peças de chapa metálica tornou-se uma parte importante do processo de desenvolvimento de produtos. Os engenheiros mecânicos devem ser proficientes nas técnicas de projeto de peças de chapa metálica, garantindo que as peças de chapa metálica projetadas atendam aos requisitos de função e aparência do produto, bem como à conveniência de produção e processamento e à relação custo-benefício.

No processo de projeto de peças de chapa metálica, além de expressar a forma e o tamanho das peças usando desenhos de engenharia, também é necessário usar o desenho desdobrado da chapa metálica para representar a forma e o tamanho do perfil das peças de chapa metálica antes da produção e do processamento. Isso é usado para orientar o corte, o layout e a produção de peças de chapa metálica.

Esse processo de desenhar o contorno achatado com base nos requisitos de forma tridimensional da peça é conhecido como desdobramento e layout de peças de chapa metálica. O domínio do método correto e eficaz de desdobramento e disposição das peças de chapa metálica pode garantir a precisão das peças e melhorar a eficiência do processamento, economizando custos.

I. Métodos tradicionais de desdobramento de chapas metálicas

O método tradicional de desdobramento de chapas metálicas envolve o uso de princípios de geometria descritiva e analítica para achatar a peça tridimensional de chapa metálica em um plano e criar um desenho desdobrado. As formas da superfície da chapa metálica podem ser divididas em duas categorias principais: superfícies teoricamente desenvolvíveis e superfícies não desenvolvíveis.

As superfícies desenvolvíveis referem-se a planos, superfícies cilíndricas, superfícies cônicas ou superfícies segmentadas por essas curvas.

As superfícies não desenvolvíveis referem-se a superfícies esféricas, toroidais e outras superfícies irregulares. As superfícies desenvolvíveis podem, teoricamente, ser desdobradas com precisão, onde os comprimentos dos elementos correspondentes na visão tridimensional projetada e na visão desdobrada são iguais, e a área da superfície da peça permanece consistente antes e depois do desdobramento.

Teoricamente, as superfícies não desenvolvíveis não podem ser desdobradas diretamente em um plano; elas só podem ser aproximadas dividindo-se o objeto em várias partes de superfície desenvolvíveis e, em seguida, desdobrando-as. Os métodos tradicionais de O desdobramento de chapas metálicas inclui o cálculo do modelodesenho de projeção e métodos assistidos por software.

1. Método de desenho por projeção

O método de desenho por projeção envolve o uso de geometria descritiva e desenho manual para desdobrar a peça de chapa metálica. Os métodos específicos incluem o método da linha paralela, o método da linha radial e o método da linha triangular.

O método da linha paralela é geralmente usado para o desdobramento de superfícies cilíndricas, o método da linha radial é usado para o desdobramento de superfícies cônicas e o método da linha triangular é usado para o desdobramento aproximado de superfícies não desenvolvíveis.

2. Método de cálculo do modelo

O método de cálculo de modelo envolve o uso de princípios de geometria analítica para calcular o desdobramento de peças de chapa metálica. Os métodos específicos incluem o método de cálculo do comprimento real e o método de cálculo de coordenadas. O método de cálculo do comprimento real calcula o comprimento das linhas (linhas elementares) usando geometria analítica durante o desdobramento e, em seguida, usa esses dados para desenhar a vista desdobrada.

Esse método substitui a referência de comprimento baseada em linhas gráficas no método de desenho de projeção por dados mais precisos, resultando em um resultado mais preciso. No entanto, o contorno final do desenho desdobrado ainda precisa ser completado por meio de desenho, que ainda pode apresentar erros significativos. O método de cálculo de coordenadas é semelhante, em princípio, ao método de cálculo do comprimento real.

Ao usar o método de cálculo de coordenadas, as coordenadas de vários pontos de referência no contorno desdobrado são calculadas diretamente em relação a um determinado sistema de coordenadas e, em seguida, o contorno desdobrado da chapa metálica é desenhado nesse sistema de coordenadas.

3. Método de desdobramento assistido por software

O método de desdobramento assistido por software baseia-se no princípio do cálculo de modelos e usa um software para gerar automaticamente o desenho desdobrado, resultando em um desenho no formato DXF/DWG que pode ser importado diretamente para o AutoCAD para edição e modificação.

No entanto, o desenho resultante é gerado em um estado ideal e não considera a espessura real do material de produção, e um modelo tridimensional completo não é obtido.

II. Executar o desdobramento de chapas metálicas no software

Os métodos tradicionais de desdobramento de chapas metálicas são baseados na superfície ideal teórica de espessura zero. Na prática projeto de chapas metálicasNo entanto, o material tem uma certa espessura.

Quando a espessura da chapa metálica é pequena e os requisitos de precisão não são altos, o fator de espessura pode ser ignorado. Entretanto, quando a precisão é necessária, o cálculo do desdobramento da chapa metálica deve considerar a espessura do material. Portanto, os métodos tradicionais de desdobramento de chapas metálicas são adequados apenas para a produção de corte manual com requisitos de baixa precisão.

Nos últimos anos, com o uso generalizado de prensas de punção CNC, lasermáquinas de corte a plasma, jato de água e Freios de prensa CNCCom o tempo, a eficiência da produção e do processamento de peças de chapa metálica melhorou muito. Isso levou a requisitos atualizados e mais elevados para o projeto e o desdobramento de peças de chapa metálica.

A abordagem mais comum para o projeto de chapas metálicas agora envolve o uso da tecnologia CAD/CAM 3D. A ideia é projetar e modelar diretamente peças ou montagens de chapas metálicas em um ambiente 3D e, em seguida, desdobrar automaticamente a chapa metálica no software.

Esse processo pode gerar diretamente as vistas ortográficas e as vistas desdobradas das peças de chapa metálica, com os dados correspondentes sendo importados diretamente para vários equipamentos avançados de processamento, fornecendo referências de dados para produção e processamento.

Em softwares populares de CAD 3D, como CATIA, SolidWorks, UG, CREO e SolidEdge, há módulos projetados especificamente para projetos de chapas metálicas.