Diretrizes de projeto de chapa metálica: projetando peças de chapa metálica

A fabricação de chapas metálicas é um processo que nos permite moldar diferentes peças a partir de uma chapa metálica, utilizando processos como corte, estampagem, conformação e puncionamento. Embora possa parecer um processo de clicar e usar, envolve um certo nível de complexidade. Primeiro, os arquivos CAD tridimensionais são convertidos em código de máquina, que então controla a máquina, garantindo a precisão em cada etapa.

É por isso que é importante seguir certas diretrizes de projeto de chapas metálicas durante o processo de projeto. Essas diretrizes incluem considerações importantes para auxiliar na melhor usinabilidade, aumentar o acabamento geral e otimizar os prazos de entrega. Neste guia de projeto de chapas metálicas , apresentaremos algumas das considerações mais importantes para ajudar você a otimizar seu projeto de chapas metálicas . Vamos lá!

7 Diretrizes de Projeto para Recursos de Chapa Metálica

Estas diretrizes de design são sua fonte de referência para otimizar o processo de fabricação de metal.

1. Modelos de design como peças de chapa metálica

Para garantir uma fabricação tranquila, molde peças usando recursos dedicados de chapa metálica em seu projeto CAD, como flange de base, flange de borda e converta-os para chapa metálica no SolidWorks. Por que isso é importante? Isso proporciona maiores chances de achatamento automático, margem de dobra suficiente e saída DFX precisa para a fabricação.

Durante a fase de projeto, evite usar modelos de corpo sólido para chapas. Às vezes, eles carecem de detalhes críticos de conformação.

2. Fornecer desenhos de engenharia com modelos

Não se esqueça de incluir desenhos de engenharia 2D com seus modelos de chapa metálica 3D. O que esses desenhos fazem? Eles comunicam claramente:

• Dimensões críticas

• Tolerâncias Notas de curvatura

• Chamadas de buracos

• Especificações do material

• Instruções de acabamento

Essas instruções nem sempre estão incorporadas em um arquivo 3D, por isso é importante que você as compartilhe em um desenho 2D separado.

A maioria dos serviços de design de chapas metálicas depende desses desenhos para configuração e inspeção precisas.

3. Seja flexível com o raio de curvatura

O raio de curvatura é mais importante do que muitas pessoas pensam. A flexibilidade no raio de curvatura permite o uso de ferramentas padrão, o que é econômico e economiza tempo. A prática recomendada do setor é manter o raio de curvatura interno igual à espessura da chapa (por exemplo, raio de 2 mm para uma chapa de 2 mm de espessura ).

Dica profissional: sempre confirme as limitações de resfriamento com o fabricante para evitar matrizes personalizadas.

4. Deixe espaço para ferramentas

Não se esqueça de deixar espaço suficiente para a ferramenta de prensa dobradeira durante as operações de dobra. Elementos de design colocados muito próximos das dobras, como furos, abas ou recortes, podem tornar o processo de dobra um pouco complicado.

Dica profissional: mantenha os elementos de design a pelo menos 4 vezes a espessura da chapa de distância das dobras. Ou seja, se a chapa tiver 2 mm de espessura, esses elementos devem estar a pelo menos 8 mm de distância das dobras.

Isso garante dobras precisas e evita complicações durante o processo de usinagem.

5. Curvas e curvas deslocadas

As dobras são cruciais; elas podem fazer a diferença em todo o seu design. Mantenha uma certa distância entre as dobras e as dobras deslocadas para preservar a integridade do design. Mantenha uma distância de pelo menos 3 a 4 vezes a espessura do material entre as dobras.

Curvas deslocadas exigem mais cuidado; certifique-se de que elas tenham folga suficiente para evitar qualquer desastre com ferramentas.

6. Furos e ranhuras (tamanho mínimo, distância das bordas)

Para evitar distorções durante a punção ou o corte a laser, mantenha um diâmetro mínimo igual ao diâmetro da chapa entre furos e ranhuras. Por que isso é importante? Reduz o estresse e melhora a capacidade de fabricação.

Dica profissional: para manter a integridade da estrutura e evitar rasgos, faça os furos com pelo menos o dobro da espessura do material a partir das bordas e o triplo da espessura do material a partir das dobras.

7. Covinhas e relevos

Rebaixos e ondulações são importantes para qualquer projeto, pois proporcionam rigidez, ventilação e folgas necessárias sem sobrecarregar o projeto. Normalmente, utiliza-se um punção ou matriz para fazer rebaixos e ondulações.

O projeto final deve manter uma espessura mínima de parede e uma distância de furos e curvas (normalmente 3x, ou até maior em alguns casos, a espessura do material).

Ao seguir essas diretrizes de design de chapas metálicas, engenheiros e designers podem ter certeza de que as peças que eles produzem não são apenas estruturalmente sólidas, mas também econômicas, prontas para fabricação e produção.

Tecnologia de fabricação de chapas metálicas

A seguir estão seis principais tecnologias de fabricação de chapas metálicas:

Dobrando

Dobrar refere-se principalmente à flexão de uma parte específica de uma chapa de aço para produzir a curvatura ou ângulo desejado. Este método geralmente é realizado usando uma máquina de dobra mecânica ou uma ferramenta de dobra manual. Geralmente, são necessárias várias dobras para obter o formato desejado.

Corte a laser

O corte a laser é uma tecnologia de processamento que utiliza um feixe de laser de alta energia para cortar chapas metálicas com precisão. O feixe de laser pode ser controlado e focado para cortar formas e contornos complexos.

Alongamento

O estiramento é um método de estiramento de chapas de aço. Este método é frequentemente usado para fabricar peças ou equipamentos de chapa fina. Neste processo, o material precisa ser estirado para torná-lo mais fino e mais longo no sentido do comprimento. O estiramento geralmente é feito usando uma prensa e um equipamento especial de estiramento.

Soldagem

Soldagem é um método de processamento que conecta placas metálicas por meio de uma fonte de calor. Os métodos de soldagem comuns incluem soldagem a arco, soldagem a laser, soldagem com proteção gasosa, etc., que são usados para conectar diferentes peças ou placas.

Rolando

A laminação é um processo que aplica força à chapa metálica por meio de rolos para fazê-la passar pelo vão entre eles, alterando assim a forma e o tamanho da chapa. A laminação é frequentemente usada para afinar, endireitar e corrigir a forma de chapas metálicas.

Estampagem

Estamparia é um método de conformação de chapas de aço no formato desejado, geralmente usado para produzir peças de alta precisão. Este método utiliza uma matriz de estampagem especial para posicionar a chapa de aço sobre um substrato fixo e, em seguida, utiliza gás de alta pressão ou força mecânica para pressionar a chapa de aço e moldá-la no formato desejado.

Impacto dos materiais no projeto de chapas metálicas

Tolerâncias de material são características inerentes às peças de chapa metálica, caracterizadas por variações inerentes devido a fatores como propriedades do material e processos de fabricação. Essas tolerâncias são particularmente afetadas pela espessura do material, com cada categoria de espessura tendo diferentes graus de tolerância.

Tolerâncias de material - Espessura

Selecionar a espessura adequada da chapa é uma etapa crucial na fabricação de chapas metálicas. Essa escolha afeta diversos fatores, incluindo a resistência e o peso geral da peça, bem como as características gerais do projeto, como raio mínimo de curvatura, tamanho do furo e da ranhura e comprimento do flange. Garantir uma espessura uniforme em toda a chapa metálica é fundamental para garantir qualidade e desempenho consistentes.

Diretrizes de espessura do material

Uma tendência comum nas tolerâncias de materiais é tender para tolerâncias negativas. Isso significa que as dimensões reais da peça acabada podem ser ligeiramente menores do que as especificadas no projeto. Este é um fator crítico a ser considerado durante o projeto e a fabricação para garantir a integridade funcional e estrutural do produto final.

Para uma compreensão mais detalhada e específica, recomenda-se consultar a tabela de tolerâncias de espessura. Esta tabela fornece uma visão abrangente das diferenças esperadas entre diferentes materiais e espessuras e é um recurso valioso para designers e fabricantes que buscam precisão e qualidade no produto final.

Tolerâncias de materiais - Propriedades

Os materiais de chapa metálica podem variar em propriedades físicas, como tensão superficial, retorno elástico, resistência à tração, etc., dependendo do material e do processo usado para produzi-los.

Ao selecionar os materiais, você precisa considerar a quantidade de variação permitida pelo seu projeto e um fator de segurança. Por exemplo, o aço carbono laminado a quente geralmente apresenta maior variação de material do que o aço carbono laminado a frio (embora o aço carbono laminado a quente também custe mais devido às operações secundárias). Para dobras mais precisas, o aço laminado a frio é uma escolha melhor, pois limita a variação entre lotes de material e melhora a consistência da dobra.

Diretriz de tolerâncias para fabricação de chapas metálicas

Tolerâncias são os desvios permitidos nas dimensões ou outras características de um produto. Ao projetar um produto de chapa metálica, é importante considerar as tolerâncias aceitáveis para o uso pretendido do produto. Algumas aplicações podem exigir tolerâncias mais rigorosas, como aquelas que exigem um ajuste ou alinhamento preciso.

Tabela de tolerância geral para processamento de chapas metálicas

Dicas práticas para designs prontos para a loja

Mesmo com anos de experiência em projetos de chapas metálicas, ainda haverá alguns erros. Siga estas dicas práticas para obter projetos prontos para fabricação sempre:

• Projetar flanges com base na espessura do material

• Evite elementos muito próximos de curvas

• Use materiais e padrões comuns

• Faça o raio dos cantos afiados para evitar rachaduras

• Deixe espaço para acesso à ferramenta na formação

Erros são inevitáveis, mas quando você segue essas dicas de design, há uma grande chance de você conseguir escapar de alguns deles.

Conclusão

O design é provavelmente a fase mais importante em qualquer projeto de fabricação. Um erro e você terá sérios problemas. No entanto, ao seguir as diretrizes de design de chapas metálicas descritas neste artigo, você reduz a probabilidade de erros a quase zero.

Não importa qual software de projeto de chapas metálicas você esteja usando; seguir as melhores práticas do setor sempre ajudará. Se você procura o melhor serviço de projeto de chapas metálicas , só há um nome que aparece: BERGEK . Com anos de experiência na área, a BERGEK certamente será sua parceira de projeto e fabricação por muitos anos.

Perguntas frequentes

Qual a importância da espessura do material no projeto de chapas metálicas?

No projeto de chapas metálicas, é fundamental manter a espessura uniforme das paredes. As peças de chapa metálica normalmente variam em espessura de 0,9 mm a 20 mm. O guia enfatiza que punções (furos) e outras características (como furos escareados) devem ser considerados na determinação da espessura, pois algumas características podem exigir pós-processamento.

Quais são as principais considerações para dobra em projetos de chapas metálicas?

A dobra é um processo crítico na fabricação de chapas metálicas. Este guia detalha a importância de fatores como raio de curvatura, ângulo de curvatura e retorno elástico. O guia recomenda que o raio interno da dobra seja pelo menos igual à espessura do material e que uma tolerância de +/- 1 grau seja mantida para todos os ângulos de dobra. Além disso, o guia discute a importância de manter guias consistentes e comprimento mínimo de flange durante o processo de dobra.

Você pode explicar o papel do fator K no projeto de chapas metálicas?

O fator K é crucial no cálculo de vistas planas em projetos de chapas metálicas. Ele está relacionado à deformação do material durante o processo de dobra. Este guia fornece uma gama de fatores K (0 a 0,5) e uma tabela com valores básicos do fator K para diferentes materiais e métodos de dobra.

Como as tolerâncias afetam o projeto de chapas metálicas?

As tolerâncias são essenciais para garantir a precisão das peças de chapa metálica. Este guia fornece tolerâncias comuns para todos os aspectos da fabricação de chapas metálicas, incluindo conformação, dobra e dimensões lineares. O guia enfatiza a importância da precisão para atender às especificações de projeto e aos requisitos funcionais.

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