O guru da dobradura Steve Benson responde aos e-mails dos leitores para responder a perguntas sobre cálculos de bainha e dobradura.Getty Images
Recebo muitos e-mails todo mês e gostaria de ter tempo para responder a todos eles. Mas, infelizmente, não há tempo suficiente no dia para fazer tudo. Para a coluna deste mês, reuni alguns e-mails que tenho certeza que meus leitores regulares acharão úteis. Neste ponto, vamos começar a falar sobre questões relacionadas ao layout.
P: Quero começar dizendo que você escreveu um ótimo artigo. Achei-o muito útil. Estou enfrentando um problema em nosso software CAD e não consigo encontrar uma solução. Estou criando um comprimento em branco para a bainha, mas o software sempre parece exigir uma margem de dobra extra. Nosso operador de freio me disse para não deixar uma margem de dobra para a bainha, então configurei o software CAD para o mínimo absoluto permitido (0,008") - mas ainda fiquei sem estoque.
Por exemplo, tenho um aço inoxidável 16-ga.304, as dimensões externas são 2" e 1,5", 0,75". Bainha para fora. Nossos operadores de freio determinaram que a margem de curvatura é de 0,117 polegadas. Quando adicionamos a dimensão e a bainha, e então subtraímos a margem de curvatura (2 + 1,5 + 0,75 - 0,117), obtemos um comprimento de estoque de 4,132 polegadas. No entanto, meus cálculos me deram um comprimento de blank menor (4,018 polegadas). Com tudo isso dito, como calculamos o blank plano para a bainha?
R: Primeiro, vamos esclarecer alguns termos. Você mencionou tolerância de dobra (BA), mas não mencionou dedução de dobra (BD). Notei que você não incorporou BD para dobras entre 2,0″ e 1,5″.
BA e BD são diferentes e não são intercambiáveis, mas se você usá-los corretamente, ambos levarão você ao mesmo lugar. BA é a distância ao redor do raio medida no eixo neutro. Em seguida, adicione esse número às suas dimensões externas para obter o comprimento do blank plano. BD é subtraído das dimensões gerais da peça de trabalho, uma dobra por dobra.
A Figura 1 mostra a diferença entre os dois. Apenas certifique-se de que você está usando o correto. Observe que os valores de BA e BD podem variar de dobra para dobra, dependendo do ângulo de dobra e do raio interno final.
Para ver seu problema, você está usando aço inoxidável 304 de 0,060" de espessura com uma curvatura e dimensões externas de 2,0 e 1,5" e bainha de 0,75" na borda. Novamente, você não incluiu informações sobre o ângulo de curvatura e o raio de curvatura interno, mas para simplificar, calculei o ar supondo que você fez um ângulo de curvatura de 90 graus em uma matriz de 0,472 polegadas. Isso fornece um raio de curvatura flutuante de 0,099 polegadas, calculado usando a regra dos 20%. (Para mais informações sobre a regra dos 20%, você pode conferir "Como prever com precisão o raio de curvatura interno da formação de ar" digitando o título na caixa de pesquisa do thefabricator.com.)
Se for 0,062 polegadas. O raio do punção dobra o material em mais de 0,472 polegadas. Abertura da matriz, você obtém 0,099 polegadas. Flutuando dentro do raio de curvatura, seu BA deve ser 0,141 polegadas, o recuo externo deve ser 0,125 polegadas e a dedução de curvatura (BD) deve ser 0,107 polegadas. Você pode aplicar esta BD para curvas entre 1,5 e 2,0 polegadas. (Você pode encontrar fórmulas de BA e BD na minha coluna anterior, incluindo "Noções básicas de aplicação de funções de dobra".)
Em seguida, você precisa calcular o que deduzir da bainha. Em condições perfeitas, o fator de dedução para bainhas planas ou fechadas (materiais com menos de 0,080 polegadas de espessura) é de 43% da espessura do material. Nesse caso, o valor deve ser 0,0258 polegadas. Usando essas informações, você deve ser capaz de executar um cálculo de blank plano:
0,017 polegadas. A diferença entre o seu valor de chapa plana de 4,132 polegadas e o meu de 4,1145 polegadas pode ser facilmente explicada pelo fato de que a bainha depende muito do operador. O que quero dizer? Bem, se o operador bater na parte achatada do processo de dobra com mais força, você obterá um flange mais longo. Se o operador não bater no flange com força suficiente, o flange acabará encurtando.
P: Temos uma aplicação de dobra onde formamos várias chapas de metal, desde aço inoxidável calibre 20 até material pré-revestido calibre 10. Temos uma prensa dobradeira com ajuste automático de ferramenta, uma matriz em V ajustável na parte inferior e um punção segmentado autoposicionável na parte superior. Infelizmente, cometemos um erro e pedimos um punção com raio de ponta de 0,063".
Estamos trabalhando para tornar nossos comprimentos de flange consistentes na primeira parte. Foi sugerido que nosso software CAD estava usando o cálculo errado, mas nossa empresa de software viu o problema e disse que estávamos bem. Será o software da máquina de dobra? Ou estamos pensando demais? É apenas um ajuste normal do BA ou podemos obter um novo punção com 0,032" de estoque. Ajuda com raio? Qualquer informação ou conselho seria muito apreciado.
R: Vou abordar primeiro seu comentário sobre comprar o raio de punção errado. Considerando o tipo de máquina que você tem, presumo que você esteja conformando a ar. Isso me leva a fazer várias perguntas. Primeiro, quando você envia o trabalho para a oficina, você informa ao operador em qual molde o desenho da abertura da peça é formado? Isso faz uma grande diferença.
Ao modelar uma peça por ar, o raio interno final é formado como uma porcentagem da abertura do molde. Essa é a regra dos 20% (veja a primeira pergunta para mais informações). A abertura da matriz afeta o raio de curvatura, que por sua vez afeta BA e BD. Portanto, se seu cálculo incluir um raio alcançável diferente para a abertura da matriz do que aquele que o operador usa na máquina, você tem um problema.
Suponha que a máquina use uma largura de matriz diferente da planejada. Nesse caso, a máquina atingirá um raio de curvatura interno diferente do planejado, alterando BA e BD e, por fim, as dimensões formadas da peça.
Isso me leva ao seu comentário sobre o raio de punção errado: 0,063″, a menos que você esteja tentando obter um raio de curvatura interno diferente ou menor. O raio deve funcionar bem, é por isso.
Meça o raio de curvatura interno obtido e certifique-se de que ele corresponde ao raio de curvatura interno calculado. O raio do seu punção está realmente errado? Depende do que você deseja alcançar. O raio do punção deve ser igual ou menor que o raio de curvatura interno flutuante. Se o raio do punção for maior que o raio de curvatura flutuante natural em uma determinada abertura da matriz, a peça assumirá o raio do punção. Isso alterará novamente o raio de curvatura interno e os valores que você calculou para BA e BD.
Por outro lado, você não quer usar um raio de punção muito pequeno, o que pode acentuar a curva e causar muitos outros problemas. (Para mais informações sobre isso, veja “Como evitar curvas fechadas.”)
Tirando esses dois extremos, o punção em forma de ar nada mais é do que uma unidade de empurrão e não afeta BD e BA. Novamente, o raio de curvatura é expresso como uma porcentagem da abertura da matriz, calculada usando a regra dos 20%. Além disso, certifique-se de aplicar os termos e valores de BA e BD corretamente, conforme mostrado na Figura 1.
Pergunta: Estou tentando calcular a força lateral máxima para uma ferramenta de bainha personalizada para garantir que nossos operadores estejam seguros durante o processo de bainha. Você tem alguma dica para me ajudar a encontrar isso?
Resposta: A força lateral ou empuxo lateral é difícil de medir e calcular para achatar uma bainha em uma prensa dobradeira e, na maioria dos casos, é desnecessária. O perigo real é sobrecarregar a prensa dobradeira e destruir o punção e a base da máquina. O carneiro e a base tombam, fazendo com que cada um se dobre permanentemente.
Figura 2. Placas de encosto em um conjunto de matrizes de nivelamento garantem que as ferramentas superior e inferior não se movam em direções opostas.
A prensa dobradeira normalmente desvia sob carga e retorna à sua posição plana original quando a carga é removida. Mas exceder o limite de carga dos freios pode entortar peças da máquina a ponto de elas não retornarem mais à posição plana. Isso pode danificar permanentemente a prensa dobradeira. Portanto, certifique-se de considerar suas operações de bainha nos cálculos de tonelagem. (Para mais informações sobre isso, você pode conferir “Os 4 pilares da tonelagem de uma prensa dobradeira.”)
Se o flange a ser achatado for longo o suficiente para ser achatado, o empuxo lateral deve ser mínimo. No entanto, se você achar que o empuxo lateral parece excessivo e quiser limitar o movimento e a torção do mod, você pode adicionar placas de empuxo ao mod. A placa de empuxo nada mais é do que uma peça grossa de aço adicionada à ferramenta inferior, estendendo-se além da ferramenta superior. A placa de empuxo atenua os efeitos do empuxo lateral e garante que as ferramentas superior e inferior não se movam em direções opostas uma à outra (veja a Figura 2).
Como mencionei no início desta coluna, há muitas perguntas e pouco tempo para respondê-las. Agradeço sua paciência caso você tenha me enviado perguntas recentemente.
De qualquer forma, deixe as perguntas continuarem aparecendo. Responderei a elas o mais rápido possível. Até lá, espero que as respostas aqui ajudem aqueles que fizeram a pergunta e outros que estejam enfrentando problemas semelhantes.
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