Una pieza mal diseñada puede frustrar al técnico de su prensa plegadora, crear piezas inconsistentes, reducir la calidad de las piezas, aumentar las tasas de desperdicio y, así de simple, sus ganancias se desvanecen. La buena noticia es que no tiene por qué ser así. Con un poco de previsión y conocimientos básicos de hidráulica... prensa plegadora reglas de diseño, Muchos problemas de formación comunes desaparecerán mágicamente.
Altura mínima de la brida
¿Cuál es la altura mínima de brida posible en una pieza determinada? Esto depende del estilo de plegado, la abertura y el radio de la matriz, el radio de la punta del punzón y el método de conformado.
En un plegado sencillo (véase la Figura 1), la altura de la brida debe ser al menos el doble del espesor del material más el radio de curvatura interior. Esto funciona perfectamente, utilizando la relación correcta entre el ancho de la matriz y el radio de curvatura. Las circunstancias pueden variar según el trabajo de plegado, pero esta regla para la altura mínima de la brida sigue siendo válida. Tenga en cuenta que esto no aborda el mínimo para un ancho de matriz específico, un tema diferente pero relacionado que abordaré en una próxima columna.
Factores de matriz
La abertura y el radio de la matriz (véase la Figura 2) desempeñan un papel importante cuando la altura de la brida está en su punto mínimo o cerca de él. Los radios de las matrices de las prensas plegadoras pueden tener un borde afilado o un borde de radio compuesto.
Los radios de matriz de borde afilado están diseñados para atrapar bridas cortas. Las esquinas de radio compuesto están diseñadas para reducir la cantidad de marcas de matriz que se encuentran en la pieza después del conformado, causadas por la fricción cinética entre la chapa y la matriz. Al aplicar fuerza, el punzón empuja el material hacia el espacio de la matriz para crear el doblez. Esa misma fuerza descendente se aplica en el radio de la matriz. Al empujar la pieza hacia el espacio de la matriz, arrastra la chapa sobre el radio de la matriz; este movimiento de arrastre puede marcar la superficie del material.
Si su matriz tiene un radio compuesto o grande en ambas esquinas, la fórmula (Ala mínima = 2Mt + Ir) podría dejar de ser válida. ¿Por qué? Porque el borde de la chapa podría no encajar con el borde de la matriz, y la pieza de trabajo probablemente se encajará en el espacio de la matriz. Si la pieza encaja por casualidad, el doblez podría no ser aceptable, ya que cada doblez será ligeramente diferente del anterior. Si necesita doblar alas muy cortas, generalmente necesitará una matriz con un radio agudo.
Una opción podría ser usar una matriz más estrecha, donde el radio compuesto podría alcanzar la brida y generar el doblez. Sin embargo, existen otros problemas que abordar, siendo el tonelaje el principal. Podría terminar haciendo que el punzón se apoye en la matriz más pequeña, lo que modificará el radio de doblez interior, la tolerancia de doblez y la deducción por doblez.
Un plegado perfecto se produce cuando el radio de plegado interior es igual al espesor del material. Aquí es donde se aplica la regla de 8x para la selección de matrices: el ancho o la abertura de la matriz es igual a ocho veces el espesor del material. Es posible alcanzar una abertura de matriz de 6x con seguridad, lo que permite que la matriz alcance el borde de la brida y realice el plegado. Sin embargo, debe asegurarse de saber cómo alcanzar un ancho de matriz de 6x con seguridad, ya que un uso inadecuado o un sobretonelaje pueden dañar las herramientas y la prensa plegadora, e incluso, lesionar al operador.
Factores de matriz
Si se forma una brida cónica hasta la línea de doblez, se observará una distorsión significativa en el doblez (véase la Figura 3). Una vez que el cono sobresale del espacio de la matriz, la brida deja de estar soportada por el hombro y el radio de la matriz. El material soportado por el radio de la matriz se doblará hacia arriba como debería. Sin embargo, la zona cónica y sin soporte de la brida se doblará hacia abajo desde el radio de la matriz hasta el centro del doblez, lo contrario de lo necesario. Esto crea una zona convexa a lo largo del doblez y provoca que la pieza se tuerza bajo la punta del punzón. Esta torsión ahusa el ángulo de doblez y la altura de la brida, lo que suele dejar la pieza fuera de tolerancia.
Se podría utilizar una abertura de matriz más pequeña, pero eso solo limitaría el tamaño del área deformada, por lo que utilizar un ancho de matriz más pequeño no es la mejor opción. Lo que funcionará es modificar el diseño de la pieza para que el borde interior del cono termine en un punto que sea dos veces el espesor del material más la dimensión del radio (ver Figura 4).
Sin embargo, en algunos casos no es posible cambiar el diseño, así que ¿qué se puede hacer? Otra opción podría ser la solución. El envoltorio es una forma de corregir una rotura de brida. De nuevo, el problema es que una parte de la brida se dobla hacia arriba y otra hacia abajo, lo que causa diversos problemas dimensionales y angulares.
Cuando esto sucede, es posible que pueda añadir una pieza de material a la operación de conformado. El material de la envoltura debe ser del mismo tipo o más resistente, igual o más grueso que el material de la pieza de trabajo y, por supuesto, una pieza completa sin conicidad. Deberá usar el sentido común al elegir el grosor de la envoltura, ya que no hay una regla fija.
Una vez que haya decidido el material y el grosor de la envoltura, puede usar un poco de matemática para calcular un nuevo grosor combinado. Sume el grosor del material de la envoltura al grosor de la pieza de trabajo y calcule una nueva abertura de matriz capaz de formar el nuevo grosor combinado. Doblará dos piezas de material simultáneamente, y sus cálculos de plegado deben tener esto en cuenta (ver Figura 5).
Opciones de método de formación
Probablemente moldee sus piezas con aire (o doble con aire), lo cual es beneficioso si comprende su funcionamiento. El conformado con aire hace flotar el radio de curvatura interior como porcentaje de la abertura de la matriz. Desafortunadamente, este método de conformado puede hacer que la pieza de trabajo sea susceptible a torceduras y deformaciones en bridas demasiado cortas.
El troquelado y el acuñado son diferentes, ya que estampan el radio de curvatura interior en el material. Además, estos métodos requieren un radio de curvatura interior estrecho y un punzón con un radio de punta pequeño. Esto crea una curvatura pronunciada, algo que generalmente se debe evitar al conformar con aire.
Con el acuñado, por supuesto, la clave está en crear un radio interior agudo, y es una opción para el doblado inferior. Hasta cierto punto, estos métodos de conformado pueden reducir la distorsión que se produce en una brida cónica al forzar el material a mayor profundidad en la matriz. Sin embargo, esta no es la mejor opción, ya que seguirá habiendo conicidad y reventones en el doblez, incluso después de ajustar los topes trasero y lateral.
No olvide que el conformado por inyección o acuñado aumenta significativamente el tonelaje de conformado. Además, si cambia del conformado por aire al conformado por inyección o acuñado, deberá tener en cuenta el cambio en la tolerancia y la deducción por doblado.
Tenga cuidado con la altura de la brida
Tenga en cuenta nuevamente que todo esto se relaciona con la dimensión mínima de la brida para una pieza determinada, no con la brida mínima posible sobre una abertura de matriz determinada, un tema relacionado pero diferente que abordaré en una columna futura.
En cualquier caso, al diseñar piezas, mantenga la altura de la brida al menos dos veces el espesor del material más el radio de curvatura interior, especialmente si la brida se estrecha. Rediseñar la pieza podría no ser posible, pero las dos opciones que se analizan aquí (envolver y elegir un método de curvatura alternativo) podrían ser la solución.
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