A primeira etapa no processo de fabricação de chapas metálicas é o desdobramento das geometrias e do corpo coerente. A precisão e exatidão do desdobramento da amostra impactam diretamente na qualidade da peça final.
No passado, devido às limitações das ferramentas de cálculo, as pessoas usavam o método de projeção para ampliar a amostra num plano com uma proporção de 1:1 e medir o comprimento real da linha do plano necessária.
No entanto, este método é complicado e ineficiente e não pode atender às atuais demandas de produção.
Com os avanços nas ferramentas de cálculo, como calculadoras eletrônicas e o uso generalizado de computadores, o desdobramento de chapas metálicas agora pode ser realizado usando métodos de cálculo.
Para padronizar o método de cálculo do coeficiente de desdobramento de chapa metálica pelos técnicos, minimizar os desvios dimensionais dos produtos após a dobra e facilitar a autoinspeção pelo pessoal da oficina e a reinspeção pelos inspetores de qualidade, existe um padrão unificado e uma base para o coeficiente de desdobramento.
Como resultado, o padrão de cálculo do coeficiente de desdobramento da chapa metálica tornou-se cada vez mais padronizado.
Método de desdobramento de camada neutra
No processo de flexão, a camada externa sofre tensão de tração, enquanto a camada interna sofre tensão de compressão. A camada de transição entre as tensões de tração e compressão é chamada de camada neutra. O comprimento da camada neutra durante a flexão permanece o mesmo que antes da flexão, tornando-se a referência para determinar o comprimento desdobrado da parte dobrada.
A localização da camada neutra depende do grau de deformação.
A posição da camada neutra não está apenas relacionada ao raio de curvatura, espessura da placa, coeficiente de deslocamento para dentro, etc., mas também a fatores como método de processamento, formato da chapa metálica e tamanho.
Portanto, a posição da camada neutra só pode ser determinada aproximadamente e, em aplicações práticas, geralmente são utilizados valores aproximados para cálculo.
A fórmula de cálculo para a dimensão de comprimento L da camada neutra é:
Entre eles,
- L1, L2 – Comprimento dos trechos retos (mm);
- β – Ângulo de flexão (°);
- r – Raio interno da placa dobrada (mm);
- t – Espessura da chapa de aço (mm);
- k – Coeficiente de camada neutra.
Usando software 3D para realizar simulações e cálculos de diversas espessuras, ângulos e raios, juntamente com práticas de fabricação no local, compilamos um conjunto de valores do fator K. Consulte a Tabela 1 para obter os valores específicos.
Tabela 1: Valores K do coeficiente de camada neutra
| r/t | ≤05 | 0,6 | 0,8 | 1 | 1.2 | 1.3 | 1,5 | 2 | 2,5 | 3,0 | 4,0 | 5,0 | 6,0 | ≥8 |
| k | 026 | 0,28 | 0h30 | 0,32 | 0,33 | 0,34 | 0,36 | 0,38 | 0,39 | 0,4 | 0,42 | 0,44 | 0,46 | 0,5 |
Cálculo de desdobramento rápido para curvas de 90°
O diagrama de desdobramento para uma dobra de 90° é mostrado na Figura 9. Nos últimos anos, usamos softwares 3D como CATIA e SOLIDWORKS para modelagem de chapa metálica para calcular dimensões de desdobramento.
Através de verificações repetidas, observou-se que quando o ângulo de flexão a frio de produtos planos de aço é de 90°, a fórmula para calcular o comprimento desdobrado L é:
L = L1 + L2 – UMA
Onde,
- L1, L2 – Comprimentos dos segmentos retos (mm);
- A – Valor de compensação (mm), ou seja, o valor de dedução por uma dobra, ver Tabela 2.
Tabela 2 Tabela de parâmetros de flexão 90°
| Grossura t/mm |
Raio de cama r/mm | |||||||||||
| 1 | 1.2 | 16 | 2 | 25 | 3 | 4 | 5 | 6 | 8 | 10 | 12 | |
| Valor de compensação A mm | ||||||||||||
| 1 | -1,92 | -1,97 | -2.10 | -2,23 | -2,41 | -2,59 | -2,97 | -3,36 | -3,79 | -4,65 | -5,51 | -6,37 |
| 1,5 | -2,90 | -3.02 | -3,18 | -3,34 | -3,70 | -4.07 | -4,45 | -5,26 | -6.11 | -6,97 | ||
| 2 | -3,84 | -3,98 | -4.13 | -4,46 | -4,81 | -5.18 | -5,94 | -6,72 | -7,58 | |||
| 2,5 | -4,80 | -4,93 | -5,24 | -5,57 | -5,93 | -6,66 | -7,42 | -8,21 | ||||
| 3 | -5,76 | 6.04 | -6,35 | -6,69 | -7h40 | -8.14 | -8,91 | |||||
| 4 | -7,7 | -7,95 | -8,26 | -8,92 | -9,62 | -10.36 | ||||||
| 5 | -9,6 | -9,87 | -10.48 | -11h15 | -11,85 | |||||||
| 6 | -11,5 | -12.08 | -12,71 | -13.38 | ||||||||
| 8 | -15,4 | -15,9 | -16,51 | |||||||||
| 10 | -19,2 | -19,73 | ||||||||||
| 12 | 23.01 | |||||||||||
Quando o raio de curvatura é grande e o ângulo de curvatura é pequeno, o grau de deformação é baixo e a camada neutra fica próxima ao centro da espessura da chapa.
Porém, quando o raio de curvatura (R) diminui e o ângulo de curvatura (θ) aumenta, o grau de deformação também aumenta e a camada neutra se move em direção ao lado interno do centro de curvatura. A distância da camada neutra ao lado interno da chapa é indicada por λ, e a espessura do material é indicada por T.
A fórmula básica para calcular o comprimento de desdobramento:
Comprimento de desdobramento = tamanho interno do material + tamanho interno do material + valor da compensação.
Você também pode usar a seguinte calculadora para calcular o comprimento de desdobramento da chapa metálica:
