Fórmula de comprimento de desenvolvimento de chapa metálica (tamanho em branco)

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:

$$\mathrm{eu}=\mathrm{eu}1+\mathrm{eu}2+\frac{P(180°–\beta )(R+tk)}{180°}$$

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

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°

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: