Compreendendo a tolerância à curvatura
Conceito de tolerância de curvatura
A margem de dobra é um parâmetro crítico na fabricação de chapas metálicas que ajuda a determinar o comprimento plano preciso do material da chapa necessário para atingir a dimensão desejada após a dobra. Refere-se ao comprimento do arco da dobra medido ao longo do eixo neutro do material. O eixo neutro é uma linha imaginária dentro da região de dobra onde o material não se expande nem se comprime durante o processo de dobra.
O cálculo da tolerância de dobra depende de vários fatores, como a espessura da chapa metálica, o raio de dobra e o ângulo de dobra. No SOLIDWORKS, os usuários podem definir valores de tolerância de dobra para obter controle preciso sobre o desenvolvimento de peças de chapa metálica.
Significado da tolerância de curvatura
A contabilização da margem de dobra é essencial na produção de peças de chapa metálica dobradas com precisão. Garante que o tamanho desenvolvido da peça corresponda à intenção do projeto e garante que as dobras serão feitas nos ângulos corretos. Isto reduz significativamente erros, desperdício de material e retrabalho no processo de fabricação.
Compreender e aplicar valores de tolerância de dobra permite que projetistas e fabricantes prevejam o comportamento do material durante a dobra e evitem problemas comuns de chapa metálica, como dobra excessiva ou insuficiente. O uso adequado da tolerância de dobra no SOLIDWORKS aumenta a eficiência das simulações e do projeto de peças de chapa metálica complexas.
Fatores que influenciam a tolerância à curvatura
Propriedades dos materiais
As propriedades do material desempenham um papel significativo na determinação da tolerância de dobra no SolidWorks. Diferentes materiais têm vários graus de flexibilidade e resiliência, afetando o valor da tolerância de dobra. Por exemplo, metais como alumínio, aço e aço inoxidável têm propriedades elásticas distintas, levando a diferentes valores de tolerância de dobra para cada material.
Ângulo de curvatura
O ângulo de dobra é outro fator crucial que influencia a tolerância de dobra. À medida que o ângulo aumenta, a margem de dobra geralmente também aumenta. Um ângulo de dobra maior requer que mais material seja deformado no processo de dobra, necessitando assim de uma tolerância de dobra maior. No SolidWorks, o ângulo de dobra pode ser ajustado para gerar o valor de tolerância de dobra desejado para o projeto.
Espessura do material
A espessura do material está diretamente relacionada à tolerância de dobra, pois materiais mais espessos requerem mais deformação e, portanto, uma tolerância maior. Uma avaliação correta da espessura do material é essencial no SolidWorks para cálculos precisos e projetos eficientes de chapas metálicas. Materiais mais espessos também exigem forças mais altas para operações de dobra, resultando em maiores requisitos de equipamentos e ferramentas.
Diferenciando tolerância de dobra e dedução de dobra
Definição de dedução de curvatura
Bend Deduction, ou BD, é uma terminologia usada na fabricação de chapas metálicas. Refere-se à diferença entre a tolerância de dobra e o dobro do recuo externo do material. Este valor é uma consideração importante ao determinar o comprimento plano geral de peças de chapa metálica durante o processo de dobra. Ele ajuda os fabricantes a criar componentes de chapa metálica precisos que aderem às dimensões desejadas.
Tolerância de curvatura versus dedução de curvatura
Ao trabalhar com o SOLIDWORKS, os projetistas têm opções para escolher entre usar valores de tolerância de dobra e dedução de dobra em seus projetos de chapa metálica. Ambos são úteis para determinar o padrão plano final da peça de chapa metálica e são essenciais para uma fabricação precisa.
Subsídio de curvatura é o comprimento do arco da dobra medido ao longo do eixo neutro do material. Representa o comprimento da chapa sendo esticada ou comprimida durante o processo de dobra. O eixo neutro refere-se à região do material onde não há tensão ou deformação.
| Parâmetro | Descrição |
|---|---|
| Tolerância de curvatura | Comprimento do arco da dobra ao longo do eixo neutro do material |
| Dedução de curvatura | Diferença entre a tolerância de dobra e o dobro do recuo externo |
| BD | Abreviatura de dedução de curvatura |
Ao usar o SOLIDWORKS, é essencial inserir o valor correto da tolerância de dobra ou do valor de dedução de dobra, dependendo do método selecionado. Isso garante que a peça final em chapa metálica terá as dimensões desejadas e se encaixará corretamente nas montagens.
Ambos os métodos têm seus benefícios e considerações. Os cálculos da tolerância de dobra fornecem uma representação mais precisa do processo de dobra e consideram o comportamento do material durante a dobra. A dedução de dobra simplifica o processo de cálculo e é mais fácil de entender para aqueles que são novos no projeto de chapas metálicas.
Concluindo, compreender as diferenças entre tolerância de dobra e dedução de dobra é crucial para um projeto preciso de chapa metálica no SOLIDWORKS. A entrada precisa desses valores garante que o componente final da chapa metálica atenda às especificações do projeto e se encaixe perfeitamente na montagem desejada.
Método para calcular a tolerância de dobra
Você pode usar diretamente nossa calculadora de tolerância de dobra para calcular a tolerância de dobra. Além disso, a calculadora de fabricação também pode ajudá-lo a calcular o fator K, o fator Y, a margem de dobra, a dedução de dobra, etc.
Você pode estar se perguntando o que exatamente é a tolerância de dobra se nunca trabalhou com chapas de metal antes.
Quando uma folha é dobrada em uma prensa dobradeira, a parte da folha próxima e em contato com o punção se alonga para compensar a dobra dada.
Se você comparar o comprimento desta peça antes e depois da dobra, verá que eles são diferentes.
Como engenheiro, se você não compensar essa variação, o produto final não terá dimensões precisas.
Isso é mais crítico para peças onde você precisa manter uma tolerância ou precisão mais restrita.
Neste post, abordo alguns dos problemas e princípios básicos com os quais você deve lidar regularmente ao trabalhar com chapas metálicas.
Antes de começarmos, quero comentar algo – não existe realmente um método ou fórmula científica para determinar o cálculo exato da tolerância de dobra, porque há muitos fatores em jogo durante a produção de sua peça de chapa metálica.
Por exemplo, a espessura real do material, uma variedade infinita de condições de ferramenta, métodos de conformação e assim por diante.
Existem muitas variáveis aqui e, na realidade, muitos métodos são usados para calcular a tolerância de dobra.
Tentativa e erro é provavelmente o método mais popular, enquanto tabelas de dobra são outra técnica comumente usada.
As tabelas de dobra normalmente estão disponíveis em fornecedores de metal, fabricantes e livros de engenharia. Algumas empresas desenvolvem suas próprias mesas de dobra com base em suas fórmulas padrão.
Agora, vamos voltar ao Solidworks. Como o Solidworks calcula exatamente a tolerância de dobra? O Solidworks usa dois métodos: tolerância de dobra e dedução de dobra.
Tolerância de flexão
Vou explicar o que são esses métodos e mostrar como eles são usados no Solidworks.
O método de tolerância de dobra é baseado na fórmula que aparece no meu diagrama.
- Lf = L1 + L2 + BA
- BA = tolerância de dobra
O comprimento total da chapa achatada é igual à soma de L1 (o primeiro comprimento), L2 e a margem de dobra.
A região de tolerância à dobra é mostrada em verde no meu diagrama. Esta é a região onde ocorre toda a deformação durante o processo de flexão.
Geralmente, a tolerância de dobra será diferente para cada combinação de tipo de material, espessura do material, raio de dobra, ângulo de dobra e diferentes processos de usinagem, tipos, velocidades e assim por diante. A lista de variáveis potenciais é extensa.
O valor da margem de dobra de fornecedores de chapas metálicas, fabricantes e livros didáticos de engenharia é fornecido em tabelas de dobra. Uma tabela de dobras se parece com a seguinte planilha do Excel.
A abordagem da tabela de dobras é provavelmente o método mais preciso para calcular a tolerância de dobra.
Você pode inserir seus dados manualmente em uma matriz de ângulo e raio de dobra. Se não tiver certeza do valor da tolerância de dobra, você pode executar alguns testes.
Você precisa de uma peça exatamente da mesma chapa que usará para fabricar sua peça e, em seguida, dobrá-la usando os mesmos processos que usará durante a usinagem. Basta fazer algumas medições antes e depois da dobra e, com base nas mesmas informações, você poderá ajustar a margem de dobra necessária.
Dedução de curvatura
Outro método usado pelo Solidworks é o método de dedução de dobra.
A fórmula é a seguinte:
- Lf = D1 + D2 – BD
- BD = Dedução de Dobra
O comprimento achatado das peças, Lf, é igual a D1 mais D2 menos a dedução da dobra.
Assim como a tolerância à dobra, a dedução da dobra vem das mesmas fontes: tabelas e testes manuais.
Como você pode ver, é fácil entender como esses valores estão relacionados entre si com base nas informações fornecidas por essas fórmulas.
- L1 + L2 + BA = D1 + D2 – BD
Fator K
Outro método para calcular a tolerância de dobra utiliza o fator K.
K representa o deslocamento do eixo neutro.
O princípio geral desta fórmula é o seguinte: o eixo neutro (mostrado em vermelho no meu diagrama) não muda durante o processo de dobra. Durante o processo de flexão, o material dentro do eixo neutro será comprimido e o material fora do eixo neutro será esticado. O eixo neutro estará mais próximo da curva interna (indicada em azul no diagrama). Quanto mais a peça dobra, mais próximo o eixo neutro estará do interior da peça.
A fórmula de cálculo da tolerância de dobra com o fator K é mostrada abaixo:
BA = 2πA(R+KT)/360
- π=3,14
- A=Ângulo (graus)
- R = raio de curvatura
- K=Deslocamento do eixo neutro (fator K) t/T
- T = Espessura do Material
- BA=Comprimento da margem de dobra
O fator K é igual a t, que é a distância de deslocamento até o eixo neutro, dividida por T grande, que é a espessura do material.
Nesta fórmula, a tolerância de dobra é igual a 2 vezes pi multiplicado por A (o ângulo) multiplicado pela soma de R (o raio de dobra) e o fator K multiplicado por T (a espessura do material). Então, você divide tudo isso por 360.
Em teoria, o fator K pode estar entre 0 e 1, mas para fins práticos, normalmente está entre 0,25 e 0,5.
- Fator K = 0 – 1 (em teoria)
- Fator K = 0,25 – 0,5 (prático)
Por exemplo, materiais duros como o aço têm um fator K mais alto, como 0,5, enquanto materiais macios como cobre ou latão terão um fator K mais baixo, próximo de 0.
E não se preocupe, esta é a última fórmula que veremos nesta lição. Pode parecer um pouco confuso agora, mas com alguma prática, isso se tornará uma segunda natureza.
Um último ponto: vamos dar uma olhada no exemplo. Há uma bainha nesta parte que tem um fator K de cerca de 0,3. Por outro lado, uma curva suave, como a curva gradual do outro lado desta peça, tem um fator K mais alto, de cerca de 0,5. E isto conclui a nossa lição sobre tolerância de dobra.
Leitura adicional:
- Como calcular a tolerância de flexão, a dedução de flexão e o fator K?
