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Planificação de cone e tronco de cone em chapa

Em resumo

A planificação de um tronco de cone reto é um setor de coroa. Com o semiângulo do vértice α (tan α = (Dg − Dp) / 2h), o raio grande é R = (Dng / 2) / sin α, o pequeno r = (Dnp / 2) / sin α, e o ângulo do setor θ = 360° × sin α, com os diâmetros tomados na fibra neutra.

Cálculo

Exemplo calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Dados

Diâmetro grande
400 mm
Diâmetro pequeno (0 = cone completo)
200 mm
Altura (entre as duas bases)
300 mm
Espessura da chapa
3 mm
Os diâmetros indicados são
Exteriores
Número de peças (setor dividido)
1
Passo das geratrizes (na base)
15°

Resultado

Raio da planificação (arco grande)
627,5 mm
Ø 400,0Ø 400,0h 300,0h 300,0s 316,2s 316,22α 36,9° · cotas exterioresØ 200,0Ø 200,0Ø 400,0Ø 400,0h 300,0h 300,0s 316,2s 316,22α 36,9° · cotas exterioresØ 200,0Ø 200,0
Desenho cotado do exemplo

Exemplo calculado

Todos os valores desta secção pertencem ao exemplo, calculado com os valores por defeito da ferramenta.

Outros resultados do exemplo

Raio do arco pequeno
311,2 mm
Ângulo do setor
113,84°
Corda do arco grande
1051,5 mm
Flecha do arco grande
285,0 mm
Comprimento do arco grande
1246,7 mm
Comprimento do arco pequeno
618,4 mm
Geratriz (fibra neutra)
316,2 mm
Semiângulo do vértice
18,43°
Ø grande na fibra neutra
396,8 mm
Ø pequeno na fibra neutra
196,8 mm
  • A planificação é um setor de raio R: acrescente a sobrespessura de corte e, se necessário, a abertura de raiz nas arestas retas. Resultado indicativo.

Cálculo detalhado

  1. Semiângulo e geratriz

    tan α = (Dg − Dp) / 2h ; s = √(h² + ((Dg − Dp)/2)²)

    tan α = 100,0 / 300,0 → α = 18,43° ; s = 316,2 mm

  2. Diâmetros na fibra neutra

    Dn = D − e / cos α

    e / cos α = 3,0 / 0,9487 = 3,16 → Dng = 396,8 ; Dnp = 196,8 mm

  3. Raios da planificação

    R = (Dng / 2) / sin α ; r = (Dnp / 2) / sin α

    R = 198,4 / 0,3162 = 627,5 mm ; r = 98,4 / 0,3162 = 311,2 mm

  4. Ângulo do setor

    θ = 360° × sin α (arc = π × Dng)

    θ = 360 × 0,3162 = 113,84°

  5. Corda e flecha

    c = 2R sin(θ/2) ; f = R (1 − cos(θ/2))

    c = 1051,5 mm ; f = 285,0 mm

  6. Coordenadas por geratriz

    φ = β sin α − θ/2 ; X = R sin φ ; Z = R cos φ − R cos(θ/2)

    25 geratrizes, passo 15° na base

Coordenadas de traçagem por geratriz: X ao longo da corda do arco grande (0 ao meio), Z em direção ao vértice

N.ºÂngulo na base (°)Ângulo na planificação (°)Arco grande X (mm)Arco grande Z (mm)Arco pequeno X (mm)Arco pequeno Z (mm)
00,0−56,92−525,80,0−260,8−172,6
115,0−52,18−495,642,3−245,8−151,6
230,0−47,43−462,182,0−229,2−131,9
345,0−42,69−425,4118,7−211,0−113,7
460,0−37,95−385,8152,3−191,4−97,0
575,0−33,20−343,6182,5−170,4−82,0
690,0−28,46−299,0209,2−148,3−68,8
7105,0−23,72−252,4232,0−125,2−57,5
8120,0−18,97−204,0250,9−101,2−48,1
9135,0−14,23−154,2265,7−76,5−40,8
10150,0−9,49−103,4276,4−51,3−35,5
11165,0−4,74−51,9282,8−25,7−32,3
12180,00,000,0285,00,0−31,2
13195,04,7451,9282,825,7−32,3
14210,09,49103,4276,451,3−35,5
15225,014,23154,2265,776,5−40,8
16240,018,97204,0250,9101,2−48,1
17255,023,72252,4232,0125,2−57,5
18270,028,46299,0209,2148,3−68,8
19285,033,20343,6182,5170,4−82,0
20300,037,95385,8152,3191,4−97,0
21315,042,69425,4118,7211,0−113,7
22330,047,43462,182,0229,2−131,9
23345,052,18495,642,3245,8−151,6
24360,056,92525,80,0260,8−172,6

Como utilizar

  1. Introduza o diâmetro grande, o diâmetro pequeno (0 para um cone completo) e a altura entre as duas bases.
  2. Introduza a espessura da chapa e diga se os diâmetros são exteriores, interiores ou na fibra neutra.
  3. Defina o número de peças se o setor for dividido, e o passo das geratrizes para traçar por coordenadas.
  4. Leia o raio da planificação (arco grande).

Perguntas frequentes

Qual é a fórmula da planificação de um cone?

Semiângulo do vértice: tan α = (Dg − Dp) / 2h; geratriz s = √(h² + ((Dg − Dp)/2)²). Raios da planificação: R = (Dng / 2) / sin α e r = (Dnp / 2) / sin α = R − s. Ângulo do setor: θ = 360° × sin α, porque o arco do setor é igual ao perímetro da base, π × Dng.

Como se faz a planificação de um tronco de cone?

Exemplo: Dg = 400 mm, Dp = 200 mm, h = 300 mm, chapa de 3 mm, diâmetros exteriores. tan α = 100,0 / 300,0, logo α = 18,43° e s = 316,2 mm. Na fibra neutra, Dng = 396,8 e Dnp = 196,8 mm. R = 198,4 / 0,3162 = 627,5 mm, r = 311,2 mm, θ = 113,84°, corda do arco grande 1051,5 mm e flecha 285,0 mm.

Como se planifica um cone completo?

Introduza um diâmetro pequeno de 0: a planificação passa a ser um setor de disco de raio R = (Dng / 2) / sin α, sem arco pequeno. O ângulo do setor continua a ser θ = 360° × sin α.

Deve contar-se com a espessura da chapa?

Sim: a planificação calcula-se na fibra neutra. A partir de um diâmetro exterior, Dn = D − e / cos α; a partir de um diâmetro interior, Dn = D + e / cos α. O desvio de e / 2 é perpendicular à chapa: num cone muito aberto, e / cos α fica bem acima de e.

Como traçar um cone grande demais para a chapa?

O setor pode dividir-se em peças iguais, até 12, soldadas depois. Acima de 180°, a corda sozinha já não chega para traçar o setor: o cálculo dá também coordenadas por geratriz (X ao longo da corda do arco grande, Z para o vértice), úteis para traçar no chão.

Limites

Resultados indicativos. Cone circular reto, bases cortadas perpendicularmente ao eixo, cotas tomadas na fibra neutra. Junte a sobreespessura de corte e, se for preciso, a abertura de raiz nos bordos retos. Em chapa grossa em relação ao diâmetro, a calandragem ou a conformação a quente podem deslocar a fibra neutra: faça uma peça de ensaio.

Fontes

Atualizado · Editor: The Level Code

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