Dobragem de chapa metálica

A dobra – às vezes chamada de flangeamento ou frenagem de prensa – é uma das técnicas mais importantes e amplamente utilizadas na fabricação de chapas metálicas de alta precisão.

A dobra de chapas metálicas permite que os fabricantes transformem uma peça reta de chapa metálica em um componente angular, e isso pode ser muito mais econômico do que soldar ou fixar duas peças separadas.

O processo de dobra normalmente funciona usando ferramentas de dobra para aplicar força à chapa metálica de uma maneira que causa deformação permanente. No entanto, existem muitos métodos de dobra diferentes e peças de máquinas de dobra que podem ser usadas para obter o melhor resultado. Cálculos de dobra complexos garantem que tolerâncias apertadas possam ser atendidas.

Este artigo serve como uma introdução à dobra de chapas metálicas, analisando os fundamentos da dobra, equipamentos típicos de dobra, tipos de dobra de chapas metálicas e considerações técnicas como tolerâncias de dobra e retorno elástico.

O que é dobrar chapas de metal ?

A dobra de chapas metálicas é uma técnica de metalurgia usada para transformar peças planas de chapas metálicas em formas V, formas U ou formas de canal.

É um processo de fabricação importante e conveniente, pois dobrar uma peça plana de chapa metálica em uma nova forma é significativamente mais barato do que, por exemplo, usinar um formato em V, U ou canal a partir de uma peça sólida ou fundi-la em uma fundição. Além disso, a dobra produz uma peça mais forte do que, por exemplo, soldar duas peças planas de chapa metálica em forma de V.

Muitos tipos de dobra de chapas envolvem o uso de uma máquina chamada freio, às vezes chamada de dobradeira ou dobradeira de chapas metálicas. A força pode ser aplicada manualmente ou com, por exemplo, hidráulica. Uma prensa hidráulica pode exercer altas forças e, portanto, pode dobrar espessuras de chapa maiores.

Dobragem de chapas de metal equipamento

A peça mais importante do equipamento de dobra de chapas metálicas é o freio , que vem em várias formas distintas:

• Um freio de cornija é uma máquina de dobra simples - e o freio de chapa de metal mais amplamente utilizado na fabricação - que prende um pedaço de chapa de metal a uma superfície plana e, através do movimento de uma folha de dobra móvel, usa força para fazer dobras retas ou vincos simples.
• Um freio de pressão é uma máquina de dobra que usa um punção móvel e uma matriz correspondente. Durante a operação de dobra, a chapa metálica é colocada na matriz e o punção é movido com força para dentro do metal, forçando-o a entrar na abertura da matriz. Dependendo do formato da matriz, uma prensa dobradeira pode ser usada para fazer dobras em V, dobras em U e outras formas.
• Um freio box-and-pan (também conhecido como freio de dedo) é outro tipo de freio de chapa metálica que usa uma fileira de “dedos” de metal para criar várias linhas de dobra. Como o nome sugere, o freio box-and-pan é frequentemente usado para fazer caixas de tamanho personalizado.
• Uma pasta de barras é uma máquina de dobra pequena e simples com uma única alça que prende a chapa de metal e a dobra em um único movimento.

Tipos de dobrar chapas de metal

Existem diferentes variedades de dobras usadas para obter diferentes dobras de diferentes maneiras. Três desses métodos de dobra (dobragem a ar, fundo e cunhagem) usam uma dobradeira, enquanto os outros usam máquinas variadas para criar as dobras desejadas.

Dobragem do ar

A dobra a ar é um método de dobra de dobradeira em que um punção força a chapa de metal em uma matriz, mas não até tocar as paredes do dado.

Este método não é tão preciso quanto os outros, mas é altamente flexível:pode ser usado para fazer curvas em V, U e outros formatos. Isso ocorre em parte porque a geometria da matriz não precisa corresponder exatamente à dobra da chapa metálica desejada, uma vez que nenhum contato é feito entre as duas superfícies.

Inferior

Bottoming é outro método de dobra de dobradeira. Durante o processo de fundo, o punção força a chapa metálica totalmente para dentro da matriz, criando uma dobra que corresponde à geometria do interior da matriz. Costumava fazer curvas em forma de V.

Criando moedas

A cunhagem é um tipo mais caro de dobra de dobradeira em que um punção é abaixado com força muito maior na chapa de metal e na matriz, criando uma deformação permanente com muito pouco retorno elástico. (O que significa que o metal não se dobra quando o punção é retirado.)

Dobradura

A dobragem pode ser realizada em máquinas como um freio de cornija ou uma dobradeira de barras. A chapa de metal é fixada no lugar antes de uma viga de fixação subir para dobrar o metal em torno de um perfil. A dobra atinge uma dobra em forma de V e permite ângulos de dobra positivos ou negativos.

Limpando

A limpeza (ou dobra de borda ou dobra de limpeza) é outro método de dobra adequado para máquinas como freios de cornija e dobradores de barra (e, em alguns casos, freios de prensa). É mais rápido do que dobrar, mas pode causar mais danos à superfície da chapa metálica.

Dobragem por rolo

A dobra de rolos é talvez o processo de conformação de chapas metálicas mais exclusivo devido ao maquinário usado. Um sistema de dobra de rolos tem três rolos cilíndricos para dobrar chapas de metal em um arco e, portanto, é útil para a fabricação de tubos, tubulações e outras peças arredondadas.

Dobrar em degraus

A dobra em degraus - às vezes chamada de dobra em relevo - é uma maneira de aproximar uma dobra curva suave (como a produzida por dobramento de rolo) usando uma prensa dobradeira. Ao realizar várias pequenas dobras em forma de V em sucessão, a dobra em degraus pode produzir o que parece ser uma dobra curva.

Primavera explicado

Quando a chapa de metal é dobrada em uma nova forma, ela naturalmente volta até certo ponto depois que a força de dobra é removida. Isso é chamado de “springback”.

O retorno elástico ocorre devido à resistência à compressão da chapa dobrada. Quando a chapa de metal é dobrada, um lado é puxado e esticado, enquanto o outro lado é comprimido; no entanto, uma vez que o material tem maior resistência à compressão do que à tração, o lado comprimido resiste com sucesso à deformação e se descomprime quando a força é removida.

O retorno elástico não é um grande problema, mas significa que os fabricantes devem compensar o retorno elástico esperado flexão excessiva a chapa metálica. Se o metal for ligeiramente dobrado intencionalmente, um pequeno grau de retorno natural resultará no ângulo correto.

Obviamente, calcular o retorno elástico está longe de ser simples, e existem várias variáveis ​​que afetam a gravidade do retorno elástico, incluindo o tipo e a espessura do material. Além disso, raios internos maiores resultam em maior retorno elástico.

Cálculos e subsídios

Quando uma peça de chapa metálica é dobrada, o lado externo da dobra fica alongado e, portanto, suas dimensões são alteradas. Isso significa que, por exemplo, o comprimento total das duas pernas de uma dobra em forma de V será maior do que o padrão plano original.

Então, se as dimensões forem alteradas, como projetar uma peça com precisão, garantindo que ela se encaixe com outros componentes? Como decidimos quanto tempo a peça plana de chapa metálica deve ter? Para compensar as alterações nas dimensões, devemos incorporar a permissão de curvatura :a diferença entre o comprimento da folha desdobrada e a soma dos comprimentos de cada perna da peça dobrada acabada.

Os cálculos de tolerância de dobra consideram fatores como espessura da chapa metálica, raios de dobra, ângulos de dobra e fator K (relação entre a localização do eixo neutro e a espessura do material). A tolerância de dobra necessária para uma peça de chapa metálica pode ser calculada usando uma calculadora de tolerância de dobra.

Melhores materiais de chapa metálica e medidores para dobra

Alguns materiais de chapa metálica são melhores para dobrar do que outros. Geralmente, os melhores materiais de flexão são maleáveis ​​e não quebradiços.

Materiais populares para dobra de chapas metálicas incluem:

• Aço macio :pode ser dobrado em qualquer temperatura.
• Mola de aço :dobrável após o recozimento.
• Aço de liga 4140 :dobrável após o recozimento.
• Alumínio 5052 :Altamente dobrável em comparação com outras ligas de alumínio.
• Cobre :Altamente dobrável.

Materiais que são mais difíceis (embora não impossíveis) de dobrar incluem alumínio 6061, aço carbono, titânio, latão e bronze. O aço inoxidável pode ser dobrado, sendo a série 300 mais dúctil que as outras.

Direção do grão

A direção da folha de metal grão — a direção na qual os minúsculos cristais do metal são alongados devido ao rolamento original da folha - afeta como ela se dobra.

A direção do grão torna a chapa metálica mais forte em um eixo e mais fraca no outro. Dobrar com o grão (longitudinalmente) pode aumentar a probabilidade de rachaduras, rasgos ou cascas de laranja; dobrar contra a fibra reduz as chances desses problemas ocorrerem.

Mas, embora dobrar contra a fibra reduza as chances de quebra, também exige maior força, pois a chapa metálica é mais forte. Portanto, pode resultar em mais recuperação e exigir maior compensação a esse respeito.

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