Calculando k

ZhakYaroslavPhoto / iStock / Getty Images Plus

Pergunta: Atualmente dobramos espessuras de material A36 de 16 ga. até 1 pol. e, ocasionalmente, várias espessuras de aço inoxidável e alumínio. Recentemente, adicionamos uma nova prensa dobradeira e agora enfrentamos o desafio de recalcular nossos valores de fator k e criar novos padrões planos DXF de todas as peças dobradas.

Qual é a melhor maneira de criar tabelas de dados com raio interno calculado, fatores k e todas as outras informações necessárias para projetar corretamente as peças em CAD 3D?

Resposta: A resposta não é tão difícil. Você ainda usará as mesmas fórmulas de antes. Antes de me aprofundar nos detalhes, deixe-me examinar brevemente as fórmulas e funções.

Todos nós precisamos usar termos e rótulos com os mesmos significados. Isto é especialmente importante quando se trata do fator k, pois muitas pessoas confundem o fator k com a tolerância de dobra (BA). Na verdade, já ouvi muitos termos básicos de flexão – BA, dedução de flexão (BD), recuo externo (OSSB) e fator k – usados ​​de forma intercambiável. Eles não são intercambiáveis ​​e usá-los incorretamente adiciona muita confusão desnecessária a qualquer discussão.

O fator k é simplesmente um multiplicador que informa para onde o eixo neutro de uma dobra se moverá após a formação. É um fator específico do material que explica o comportamento do material durante a flexão e está dentro da nossa fórmula para calcular o BA.

Quando a chapa metálica é dobrada, ela se expande na superfície externa da dobra e se comprime na superfície interna. O eixo neutro é um local teórico dentro da espessura do material da chapa metálica que não sofre expansão ou compressão. É essencialmente a linha divisória entre as forças de expansão em direção ao raio externo e as forças de compressão em direção ao raio interno (veja as Figuras 1 e 2). Como o eixo neutro permanece com o mesmo comprimento à medida que se move para dentro, o metal alonga-se, o que precisamos de acomodar para utilizar os nossos cálculos de curvatura.

Observe que o eixo neutro nunca pode exceder 50% da espessura do material (com fator k de 0,50). Se você estiver formando um raio amplo, poderá calcular um fator k maior que 50%, mas se for esse o caso, deverá retornar esse valor para 0,50. Por que? Porque a área de compressão dentro da curva não pode exceder a área de expansão.

A engenharia reversa do fator k é a única maneira de determinar seu valor real, ou pelo menos um o mais próximo possível da perfeição. Você pode fazer isso executando curvas de teste, medindo os resultados e extraindo o fator k da fórmula BA que incorpora os resultados medidos. Pode ser sua melhor opção, principalmente se você estiver criando uma tabela.

Mas – e este é um grande mas – você também precisa considerar as tolerâncias do material, incluindo tração, rendimento e espessura. Você pode obter alguns dados de fator k muito precisos de uma peça de teste, mas o material da peça de teste pode não corresponder às propriedades do material que você dobra na produção. Independentemente disso, se você acabou de encontrar o BA dobrando peças de teste, talvez não precise do fator k de qualquer maneira.

Existe outra maneira de calcular o fator k sem dobrar nenhuma peça de teste. Não é perfeito, mas também não é dobrar uma peça de teste. Não apenas as propriedades do material podem mudar, mas também as propriedades exatas das ferramentas que você usa (diferentes quantidades de atrito) e diferentes métodos de conformação.

FIGURA 1. O fator k, expresso como t/Mt, é uma razão que descreve o deslocamento do eixo neutro para dentro durante a flexão.

Com tudo isso dito, você pode começar representando graficamente o fator k, conforme mostrado na Figura 3. Isso mostra o valor máximo do fator k em 50% da espessura do material, indicado pela linha vermelha. O ponto onde as linhas amarela e vermelha se encontram (ponto 4 no gráfico) representa um raio de curvatura interno igual a quatro vezes a espessura do material. Acima disso, você calculará fatores maiores que 50%, mas não deverá utilizá-los. Como mostra o gráfico, você precisa manter seu fator k nesse valor máximo de 0,50.