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Dec 04, 2023

Die Science: Noções básicas de dobra de metal na prensa de estampagem, Parte I

ZhakYaroslavPhoto/iStock/Getty Images Plus Nota: Esta é a Parte I de um

ZhakYaroslavPhoto/iStock/Getty Images Plus

Observação: Esta é a Parte I de uma série de duas partes que analisa os fundamentos básicos da dobra de metal em uma prensa de estampagem. Leia a Parte II aqui.

Como consultor profissional, muitas vezes me pedem para resolver problemas de matriz em operações de dobra de metal, como não conseguir obter o ângulo de dobra adequado, ângulo de dobra inconsistente de peça para peça e rachaduras no raio de uma peça dobrada. Por mais simples que pareça, dobrar pode ser muito desafiador.

Um dos métodos de conformação mais comuns realizados em matrizes de estampagem de metal, a dobra envolve a deformação do metal ao longo de um eixo reto. (Isso o torna diferente do flangeamento, que usa um eixo curvo.) Ele pode ser usado para obter qualquer ângulo de dobra desejado, embora as dobras de 90 graus sejam as mais comuns.

Itens como abas e canais são criados usando o processo de dobra. Quando a dobra é usada para criar peças em forma de U, ela é chamada de formação de U ou formação de canal.

Um dos maiores desafios na dobra de metal é o retorno elástico. Também conhecida como recuperação elástica, é a tendência do material retornar à sua forma plana original quando submetido a deformação.

Metais como cobre e aço macio são mais macios e têm valores de retorno elástico mais baixos do que suas contrapartes de maior resistência, como aço de alta resistência ou aço para mola. Independentemente do valor do retorno elástico do metal, para atingir o ângulo de dobra final adequado, você deve dobrar o metal além do ângulo de dobra desejado e permitir que ele retorne ao ângulo correto. Fabricantes de ferramentas e moldes e engenheiros geralmente se referem a esse processo como dobra excessiva.

Apesar dos esforços dos fabricantes de aço, é quase impossível manter as propriedades mecânicas do metal consistentes em toda a bobina, e essas propriedades diferentes afetam a quantidade de retorno elástico que ocorre.

Quanto maior o rendimento e a resistência à tração do material, maior a probabilidade de que os valores do retorno elástico aumentem, exigindo maior sobreflexão para compensar. A espessura também faz diferença: metais mais espessos apresentam valores de retorno elástico mais baixos do que metais mais finos do mesmo tipo, principalmente porque um volume maior de material foi deformado e encruado na área radial. Além disso, o material mais espesso é inerentemente mais rígido do que o material mais fino, portanto, mantém sua forma original com mais eficiência.

O tamanho do raio interno da dobra também tem um grande impacto na quantidade de retorno elástico que ocorrerá durante o processo de dobra. Raios maiores resultarão em maiores valores de retorno elástico, enquanto raios menores reduzem a quantidade de retorno elástico. Se o raio for muito pequeno, no entanto, pode resultar na divisão do metal no raio externo, onde está sob a maior quantidade de tensão.

Todo o material da bobina é laminado e tem uma direção de grão. Dobrar ou formar em relação à direção do grão afetará a quantidade de sobreflexão necessária, bem como a probabilidade de divisão na área radial. Quando a divisão é uma preocupação, a dobra transversal (através da fibra) na direção da laminação é mais desejável do que a dobra paralela à direção da laminação. Certifique-se de prestar muita atenção ao tamanho do raio interno da dobra e à direção da dobra em relação à direção da laminação, especialmente se o material for de alta resistência ou baixa elasticidade.

A velocidade de deformação do metal também afeta a quantidade de retorno elástico que ocorre. Lembre-se de que os metais são sensíveis à taxa de deformação, o que significa que diferentes velocidades de formação resultam em diferentes quantidades de estiramento e distribuição de estiramento.

O tipo, a quantidade e a gravidade da tensão usada para criar a dobra são outras variáveis. Quando o metal é deformado ou endurecido, o retorno elástico diminui. Tensão de tração e tensões de compressão são geradas naturalmente durante a dobra, à medida que o metal é esticado e comprimido, respectivamente. A deformação também pode ser criada, como por cunhagem, que é apertar o metal entre um punção e uma matriz para reduzir sua espessura e fazer com que endureça.