Aprimorando o Projeto de Peças de Chapa Metálica - Diretrizes de Projeto de Chapa Metálica
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Ao projetar peças de produtos, é importante considerar a facilidade de fabricação.Tente pensar em maneiras de facilitar o processamento, mas também economizar material e aumentar a resistência sem refugo.Como resultado, os projetistas devem prestar atenção aos seguintes aspectos de fabricação
A usinabilidade das peças de chapa metálica refere-se ao grau de dificuldade no corte, dobra e alongamento das peças.Um bom processo deve garantirmenor uso de material, menor número de processos, design simples do molde, alta vida útil e qualidade estável do produto.Em geral, a influência mais significativa na processabilidade de peças de chapa metálica é o desempenho do material, a geometria da peça, os requisitos de tamanho e precisão.
Como considerar totalmente os requisitos e características do processo de processamento ao projetar a estrutura de componentes de chapa metálica fina, várias diretrizes de projeto são recomendadas aqui.
1 guia simples de geometria
Quanto mais simples a forma geométrica da superfície de corte, mais conveniente e simples o corte, mais curto o caminho do corte e menor o volume de corte.Por exemplo,uma linha reta é mais simples que uma curva, um círculo é mais simples que uma elipse e outras curvas de ordem superior e uma forma regular é mais simples que uma forma irregular(ver Figura 1).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
(Figura 1)
A estrutura da Fig. 2a faz mais sentido apenas quando o volume é grande;caso contrário, ao perfurar, o corte é problemático;portanto, a estrutura mostrada na Fig.2b é apropriada para produção de pequenos volumes.
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
(Figura 2)
2 Diretriz de economia de material (diretriz de conformação de peças de puncionamento e corte)
Economizar matérias-primas significa reduzir o custo de fabricação.Restos de cortes são geralmente descartados como material residual, portanto, no projeto de componentes de chapas finas,os cortes devem ser minimizados.Os rejeitos de perfuração são minimizados para reduzir o desperdício de material.Especialmente no volume de grandes componentes sob o efeito do material é significativo, reduza os cortes das seguintes maneiras:
1) Reduza a distância entre duas barras adjacentes (ver Figura 3).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
(Figura 3)
2) Arranjo hábil (ver Fig. 4).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 4）
3) Remoção de material em grandes planos para elementos menores
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 5）
3 Diretrizes de rigidez de resistência suficiente
1) a borda de dobra com borda chanfrada deve evitar a área de deformação
(Figura 6)
2) se a distância entre os dois furos for muito pequena, existe a possibilidade de rachaduras durante o corte.
O projeto deperfurar furos na peça deve ser considerado para deixar uma distância de borda de furo adequada e espaçamento de furo para evitar rachaduras de perfuração.A distância mínima entre a borda do furo e a forma da peça é limitada pelas diferentes formas da peça e do furo.Quando a borda do furo não é paralela à borda da forma da peça, a distância mínima não deve ser menor que a espessura do material t;quando paralelo, não deve ser inferior a 1,5 t.A distância mínima da borda do furo e o espaçamento do furo são mostrados na tabela.
(Figura 7)
Ofuro redondo é o mais sólido e fácil de fabricar e manter, e a taxa de abertura é baixa.O furo quadrado tem a maior taxa de abertura, mas por ser um ângulo de 90 graus, a borda do canto é fácil de se desgastar e colapsar, fazendo com que o molde seja reparado e pare a linha de produção.E o orifício hexagonal abrindo seu ângulo de 120 graus maior que 90 graus do que o orifício quadrado abrindo mais sólido, mas a taxa de abertura na borda do que o orifício quadrado é um pouco mais pobre.
3) ripas finas e longas com baixa rigidez também são fáceis de produzir rachaduras ao cortar, desgaste especialmente grave na ferramenta.
A profundidade e largura da parte saliente ou rebaixada da peça de punção, em geral, não deve ser inferior a 1,5t (t é a espessura do material), e também deve evitar recortes estreitos e longos com ranhuras excessivamente estreitas para aumentar a resistência da aresta da parte correspondente da matriz.Veja a Figura (8).
Para aços em geral A ≥ 1,5t;para ligas de aço A ≥ 2t;para latão, alumínio A ≥ 1,2t;t – a espessura do material.
Figura 8)
4 Diretrizes de perfuração confiáveis
Figura 9a mostrada emo processamento de perfuração de estrutura tangente semicircular é difícil.Porque requer uma determinação precisa da posição relativa entre a ferramenta e a peça de trabalho.A medição precisa do posicionamento não é apenas demorada, mas mais importante, a ferramenta pode desgastar e erros de instalação, a precisão geralmente não atinge requisitos tão altos.Uma vez que tal estrutura é ligeiramente desviada da usinagem, a qualidade é difícil de garantir e a aparência do corte é ruim.Portanto, a estrutura mostrada na Figura 9b deve ser usada, o que pode garantir a qualidade confiável do processamento de perfuração.
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 9）
5 Evite guias de faca pegajosas (as diretrizes de configuração das peças de penetração)
No meio da punção e do corte do componente, aparecerá o problema da colagem da ferramenta e do componente.A solução:(1) deixar uma certa inclinação;(2) superfície de corte conectada(ver Figura 10 e Figura 11).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada (a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 10） （Figura 11）
Quando a dobra é feita em um processo com método de puncionamento e corte em borda de dobra de 90 °, a seleção de materiais deve prestar atenção ao material não deve ser muito duro, caso contrário, é fácil quebrar na dobra do ângulo certo.Deve ser projetada na posição da borda curva do processo de corte para evitar ruptura no canto da dobra.
(Figura 12)
6 diretrizes de superfície de corte vertical de borda de dobra
Folha no processo de corte após o processo de conformação geral, como dobra.A aresta de dobra deve ser perpendicular à superfície de corte, caso contrário, o risco de rachaduras na interseção é elevado.Se os requisitos verticais não puderem ser atendidos devido a outras restrições,a superfície de corte e a interseção da aresta de dobra devem ser projetadas com um canto arredondado, cujo raio é maior que o dobro da espessura da placa.
7 Diretrizes de dobra suave
A dobra acentuada requer ferramentas especiais e alto custo.Além disso, um raio de curvatura muito pequeno tende a rachar e enrugar na face interna (consulte a Figura 13 e a Figura 14).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 13）
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 14）
8Diretrizes para evitar pequenas bordas circulares enroladas
As arestas dos componentes de placas finas são muitas vezes estrutura de arestas laminadas, que tem uma série de benefícios.(1) fortalecer a rigidez;(2) evite as arestas vivas;(3) bonito.Porém, a borda laminada deve atentar para dois pontos, um é o raio deve ser maior que 1,5 vezes a espessura da chapa;segundo não é completamente redondo, de modo que o processamento é difícil, a Figura 15b mostra a borda laminada do que a respectiva borda laminada fácil de processar.
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 15）
9 Borda da ranhura sem guias de dobra
A borda da dobra e a borda do furo da ranhura devem ser separadas por uma certa distância, o valor recomendado é o raio de dobra mais duas vezes a espessura da parede.A área de dobra é complicada pelo estado da força e a resistência é baixa.O efeito de entalhe do orifício da ranhura também deve ser excluído desta área.Tanto o orifício inteiro da ranhura longe da aresta de dobra, como também o orifício da ranhura ao longo de toda a aresta de dobra (consulte a Figura 16).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 16）
10 Diretrizes de fabricação de combinações de estruturas complexas
A estrutura do espaço é componentes muito complexos, completamente dobrando a formação é difícil.Portanto,tente projetar a estrutura o mais simples possível, no caso de combinação de componentes não complicada, disponível, ou seja, vários componentes simples de chapa fina com soldagem, aparafusamento e outras formas de combinar.A estrutura da Fig. 20b é mais fácil de processar do que a estrutura da Fig. 17a.
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 17）
11 Evite que as linhas retas penetrem nas diretrizes dos componentes
A estrutura de placa fina tem a desvantagem de baixa rigidez à flexão transversal.Grande estrutura plana é fácil de dobrar a instabilidade.Além disso, também dobrará a fratura.Normalmente, use sulco de pressão para melhorar sua rigidez.A disposição da ranhura tem grande influência no efeito de melhorar a rigidez.O princípio básico da disposição das ranhuras é evitar a passagem direta na área sem ranhuras.A faixa estreita de baixa rigidez é fácil de se tornar o eixo de inércia de toda a instabilidade de flambagem da placa.A instabilidade sempre gira em torno de um eixo de inércia, portanto, a disposição do sulco de pressão deve cortar esse eixo de inércia e torná-lo o mais curto possível.Na estrutura mostrada na Figura 18a, múltiplas faixas estreitas são formadas na área sem ranhuras de pressão.Em torno desses eixos, a rigidez à flexão de toda a placa não é melhorada.A estrutura mostrada na Fig. 18b não tem eixos de inércia desestabilizadores conectados em potencial, e a Fig. 19 mostra as formas e arranjos de ranhuras comuns, com o efeito de aumento de rigidez aumentando da esquerda para a direita, e o arranjo irregular é uma maneira eficaz de evitar a passagem direta .
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 18）
（Figura 19）
12 Diretrizes para arranjo de continuidade de ranhura de pressão
A resistência à fadiga da extremidade da ranhura de pressão é fraca e, se a ranhura de pressão estiver conectada, parte de sua extremidade será eliminada.A Figura 20 é uma caixa de bateria em um caminhão, ela está sujeita a carga dinâmica, Figura 20a estrutura na ranhura de pressão e dano por fadiga.A estrutura da Figura 20b não tem esse problema.As extremidades das ranhuras de pressão íngremes devem ser evitadas e, sempre que possível, a ranhura de pressão deve ser estendida até o limite (consulte a Figura 21).A penetração da ranhura de pressão elimina a extremidade fraca.No entanto, a interseção das ranhuras de pressão deve ser grande o suficiente para que a interação entre as ranhuras seja reduzida (consulte a Figura 22).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 20）
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 21）
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 22）
13 Critério de ranhura de pressão espacial
A instabilidade da estrutura espacial não se limita a um determinado aspecto, portanto, definir o sulco de pressão apenas em um plano não pode alcançar o efeito de melhorar a capacidade antidesestabilizadora de toda a estrutura.Por exemplo, nas estruturas em forma de U e Z mostradas na Figura 23, sua instabilidade ocorrerá próximo às bordas.A solução para esse problema é projetar a ranhura de pressão como um espaço (consulte a estrutura da Fig. 23b).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 23）
14 Diretriz de afrouxamento parcial
As rugas ocorrem quando a deformação parcial é severamente impedida na placa fina.A solução é criar vários pequenos sulcos de pressão próximos ao vinco, de forma a reduzir a rigidez local e reduzir a obstrução da deformação (ver Figura 24).
(a) Estrutura irracional (b) Estrutura melhorada
（Figura 24）
15 Diretrizes de configuração para peças de perfuração
1) Diâmetro mínimo de perfuração ou comprimento lateral mínimo do furo quadrado
A punção deve ser limitada pela força do punção eo tamanho do punção não deve ser muito pequeno, caso contrário, o punção será facilmente danificado.O diâmetro mínimo do puncionamento e o comprimento lateral mínimo são mostrados na tabela.
* t é a espessura do material, o tamanho mínimo do punção geralmente não é inferior a 0,3 mm.
2) Princípio do entalhe de perfuração
O entalhe de perfuração deve tentar evitar cantos vivos, conforme mostrado na figura.A forma pontiaguda é fácil de encurtar a vida útil da matriz, e o canto afiado é fácil de produzir rachaduras.Deve ser alterado para conforme mostrado na figura b.
R ≥ 0,5t (t - espessura do material)
a Fig. b Fig.
Cantos vivos devem ser evitados no formato e diâmetro da peça puncionada.Na conexão de uma linha reta ou curva para ter uma conexão de arco circular, o raio do arco R ≥ 0,5t.(t é a espessura da parede do material)
Dobragem de chapas metálicas usandoPROLEAN'TECNOLOGIA.
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Horário da postagem: 30 de março de 2022