Planificação de Chapa

Tenho recebido alguns pedidos sobre qual o melhor método para determinação do planificado de chapa quinada (dobrada).

Realmente existem alguns métodos uns mais expeditos e menos rigorosos e outros analíticos que permitem obter valores muito próximo da realidade.
Mas é possível obter o valor exacto, com 100% de certeza? Não, não é.

Na prática existem demasiados factores externos que acrescentam erros, seja a quinadeira que não está bem afinada na zona do esbarro, punções, matrizes, ou porque a pressão usada é desajustada, ou o material não tem uma estrutura uniforme e é mais duro em certas zonas, como por exemplo a chapa galvanizada ou porque o quinador cometeu um erro de leitura… Começa a tornar-se claro que obter uma valor absoluto é impossível.

Posição da fibra neutra

A chapa é fornecida à empresa planificada, depois é submetida a um processo de corte e consequente quinagem. O desenho do produto final, já quinado, apresenta as cotas relativas às diferentes quinagens (dobras) e um desenho do planificado.

O desenho com as cotas e ângulos das quinagens é entregue ao quinador e o desenho do planificado será entregue a quem fará o corte da chapa, que primeiro poderá ser aparada numa guilhotina e posteriormente retalhada numa punçonadora,máquina de corte laser, etc. É o desenho planificado o que iremos analisar.

Quando um material é submetido a uma força externa que resulta numa deformação permanente, dita deformação plástica, as fibras internas do material ficam submetidas à compressão e as externas ficam à tracção isto dá origem a uma fenómeno interessante, pois a soma das abas não é igual ao planificado, é realidade bastante menor. Mas onde fica o resto do “comprimento” que falta? Provavelmente nas curvas de união entre as diferentes abas, ou seja, o perímetro dessas curvas.

A formula do perímetro para um circulo completo é duas vezes pi vezes o raio, mas que raio? O interno, externo ou outro? Assim, julgo ser agora claro que o material consumido pelas dobras que unem as diferentes abas não pode ser desprezado e um erro na escolha do raio usado irá resultar numa falha mais ou menos elevada em função da curvatura ser mais ou menos pronunciada.

Entre as fibras que estão submetidas à compressão e à tracção existe “uma” fibra que será neutra, precisamente na zona de transição, dizer que essa fibra se encontra sempre precisamente a meio da espessura durante todo o percurso da curva é um erro! Quanto mais pequeno é o raio interno de curvatura mais essa fibra tende a aproximar-se desse raio interno. Se considerar um raio interno de zero, que na prática é impossível, a fibra neutra irá tocar no raio interno e neste caso será zero no ponto médio da curva mas começando logo afastar-se desse ponto. O problema é realmente complexo, por isso vamos simplificar e apresentar dois métodos para determinar a fibra neutra.

Como forma de aproximação consideremos que existe uma fibra neutra, que não sofre deformações, assim e seguindo este raciocínio o comprimento total desta fibra dará origem ao comprimento “exacto” da chapa planificada. Este comprimento total será uma aproximação muito boa ao planificado. Antes de apresentar o primeiro método, volto a referir que a fibra neutra nem sempre está a meio da espessura da chapa.

Método mais expedito

  • e≤ 1mm ou chapa enrolada, considera-se a fibra neutra a 1/2 da espessura.
  • e> 1mm, considerar a fibra neutra a 1/3 da espessura.
  • Caso a chapa não possa escoar livremente quando dobrada (o que quase sempre acontece quando são usadas prensas com cunhos e cortantes), considerar que a fibra neutra esta a 1/5 da espessura.

Método mais preciso e preferível

O método que apresento de seguida para determinação da fibra neutra é igualmente simples mas permite obter melhores resultados. É este é um dos métodos que os programa CAD de modelação paramétrica usam, chamam-lhe Bend Allowance.

A posição da fibra neutra é dada para letra “y”

a formula usada é:

y=B(e/2)

e- espessura

B – relação entre o raio e a espessura que é dada pela seguinte tabela:

r/e 0,5 0,8 1,2 2,0 3,0 5
B 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

Daqui para a frente é só aplicar fundamento básicos de aritmética e alguma trigonometria.

Sugestão:

É simples implementar uma folha de cálculo no programa de sua preferência para que o calculo seja feito de forma automática.

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