El ranurado en V hace posible la curva imposible
Pregunta: He trabajado en talleres mecánicos durante muchos años, pero hasta hace poco nunca había oído hablar de... Máquina ranuradora en V Para la producción de piezas de chapa metálica. Todo lo que he leído sobre el tema, que no es mucho, habla de las ventajas del ranurado en V, pero no tanto de lo que ocurre después de que estas ranuras estén en la pieza plana. ¿Se necesita una prensa plegadora o la pieza se forma a mano? ¿Cómo se produce el radio interior en este tipo de plegado y cómo se calculan la tolerancia y la deducción por plegado? ¿Cuándo, cómo y dónde se debería utilizar el ranurado en V y qué tipo de piezas se beneficiarían de él?
Respuesta: Descubrí el concepto de ranurado por primera vez en la década de 1960, pero esa es otra historia que es mejor no contar. Cuarenta años después, el ranurado tiene ahora una interpretación muy diferente, al menos en la fabricación de piezas de chapa y placa.
Ranurando lo pequeño
Mi primer contacto con el ranurado de metal fue hace unos 10 años, mientras producía piezas extremadamente pequeñas en mi taller. Los materiales eran más delgados que 0,012 pulgadas, con una tolerancia dimensional de ±0,0015 pulgadas y una tolerancia angular de ±0,5 grados. Para esos espesores y materiales, el fotograbado era la mejor opción para producir la pieza plana. El fotograbado no solo cortaba el perímetro de la pieza; también me permitió usar líneas de medio grabado para establecer las líneas de plegado.
En el proceso de fotograbado, se fija un laminado a ambos lados de la lámina. El laminado presenta cortes donde falta, dejando expuesto el metal subyacente. El ácido pulverizado erosiona el metal expuesto para crear los bordes de las características y el borde exterior de la pieza. Para las líneas de plegado de medio grabado, solo se coloca un laminado cortado en un lado de la pieza, en la superficie del material que será el interior del radio de plegado, erosionando solo la mitad del espesor del material mientras se determina la ubicación y la dirección del plegado.
Para un pedido de trabajo, recibí tantas piezas como cabían en una lámina de 30 x 45 cm. El concepto y el proceso funcionaron a la perfección a esta pequeña escala. Estas piezas se bañaron en oro después del moldeado, lo que no dejó rastro de la línea de medio grabado. Cabe destacar que el proceso de fotograbado no funciona con todos los tipos de materiales.
Ranurado a mayor escala
Fuera del ámbito del fotograbado, definimos el ranurado en V para plegado como un método para establecer la línea y el ángulo de plegado mediante ranuras cortadas a lo largo de dicha línea. También se conoce como plegado con rayado, corte en V y rayado posterior. El proceso de ranurado, realizado por una máquina de corte independiente, produce un corte en V en la línea de plegado. Tras el ranurado, el plegado puede completarse en la prensa plegadora o incluso a mano. En la prensa plegadora, el operador puede doblar el metal ranurado en diversos ángulos y formas utilizando herramientas estándar o personalizadas.
La máquina ranuradora en V funciona mejor en (pero no se limita a) espesores de material de 0,031 a 0,236 pulgadas. Funciona con metales ferrosos y no ferrosos y otros materiales, incluidos plásticos, aluminio, placas compuestas, latón, bronce, cobre, oro, plata, zinc, acero inoxidable coloreado revestido con PVD, varios grados de acero inoxidable y acero dulce.
¿Por qué V-Groove y V Grooving Machine?
Algunas piezas tienen características que los métodos tradicionales de plegado con prensa plegadora simplemente no pueden producir. Al conformar chapa metálica con aire en una prensa plegadora, El punzón empuja el material hacia el espacio de la matriz. Durante el conformado, la lámina pasa del estado elástico al estado plástico, donde permanece doblada. El ángulo de curvatura se ajusta en función de la profundidad de penetración en la matriz, con un radio de curvatura interior prácticamente igual al espesor del material, dependiendo del ancho de la matriz.
El comportamiento del eje neutro es fundamental para el plegado de chapa metálica. En estado plano, el eje neutro se encuentra en el centro del espesor del material. Durante el plegado, se generan tensiones de compresión en el interior del pliegue, hacia el radio interior, mientras que las de expansión se producen hacia el radio exterior. Estas tensiones desplazan el eje neutro hacia la superficie interior del pliegue.
Ese desplazamiento del eje neutro produce el alargamiento que observamos al doblar una pieza de chapa o placa. Recuerde que la superficie plana siempre es menor que la suma total de las dimensiones exteriores de la pieza terminada.
Desventajas del doblado tradicional
La tensión de tracción lateral en el radio de curvatura exterior suele provocar decoloración en la parte exterior de la curva, algo inaceptable para una aplicación arquitectónica. El ranurado en V de la lámina o placa reduce el espesor en la línea de curvatura, lo que a su vez reduce el alargamiento y la deformación posterior causada por la fuerza de tracción lateral durante el plegado.
Al doblar bridas largas y estrechas en una prensa plegadora, se produce deformación debido a las fuerzas de compresión aplicadas a lo largo del pliegue. Esta deformación fuerza al material a alargarse longitudinalmente (paralelamente a la línea de pliegue), convexizando el borde del pliegue en ambos extremos.
Al mismo tiempo, el radio de curvatura exterior, sometido a tensión, provoca que la pieza se alargue ligeramente a lo ancho (perpendicular a la línea de curvatura). Esto provoca que el radio de curvatura exterior se "incorpore" ligeramente, creando una cóncava central. Cuanto mayor sea la deformación, más pronunciada será la cóncava central en el radio exterior. En la mayoría de las piezas, esta cóncava no tiene importancia, pero en una aplicación arquitectónica es un problema importante, ya que altera el aspecto de la pieza terminada.
Debido a que la máquina ranuradora en V reduce el espesor del material en la línea de curvatura, verá menos concavidad que produce errores de rectitud; a menudo, el radio exterior se vuelve tan pequeño que la concavidad simplemente no es un problema.
En el doblado por aire convencional, se obtienen los mejores resultados cuando se logra una relación lo más cercana posible entre el radio de curvatura interior y el espesor del material: un doblado perfecto. Sin embargo, dependiendo del tipo de material y su temple, podría requerirse un doblado de radio cero. Además, es necesario dejar una superficie exterior lisa en la pieza terminada.
A veces, una pieza puede requerir un radio que se pueda producir con un conformador neumático tradicional, y un operador experto sin duda podría producir este tipo de plegados. Sin embargo, existen muchas variaciones de espesor y tensión dentro de la zona de tolerancia para un calibre de chapa específico. Conseguir piezas consistentes a lo largo del tiempo no es fácil, y las inconsistencias del material en la prensa plegadora pueden provocar variaciones en el ángulo de plegado, el radio interior y la dimensión.
De ahí la ventaja de adelgazar el material en la línea de plegado mediante ranurado en V y la consiguiente reducción del radio de curvatura. Si bien el adelgazamiento del material en la línea de plegado debilita el pliegue, si la resistencia al plegado resultante (menor) cumple con los requisitos del trabajo, debería ser una técnica viable para producir dimensiones y ángulos de plegado nítidos, limpios y consistentes. El ranurado en V también mejorará la precisión de la entalla y el aspecto de la pieza terminada.
Ventajas arquitectónicas
Este método es eficaz en fabricaciones arquitectónicas. Facilita la fabricación de superficies decorativas para proyectos como vestíbulos de bancos, hoteles, aeropuertos, restaurantes, centros comerciales e incluso equipos de cocina, donde el acabado y la estética general son los objetivos principales. Los fabricantes de piezas de chapa metálica para paneles arquitectónicos decorativos, sistemas de pared y otros componentes estéticos suelen utilizar el ranurado en V para producir esquinas afiladas en los paneles que, una vez encajados y montados, dan la apariencia de una unidad sin juntas.
El proceso produce un radio de curvatura muy pequeño que satisface las necesidades de trabajos específicos. Además, este radio de curvatura pequeño evita las marcas de matriz excesivas que se producen en una operación tradicional de acuñado o remate.
En paneles grandes o gruesos, la máquina ranuradora en V tiende a reducir el efecto de enlatado de aceite (ondulación) en la superficie del metal, a diferencia de los métodos de conformado tradicionales que introducen o amplifican el efecto de enlatado de aceite y condiciones similares como arrugas y pandeo.
Normalmente, si se reduce demasiado el radio interior en una operación de conformado, se producirán grietas en la superficie exterior del pliegue. Sin embargo, el ranurado en V permite al fabricante de una pieza arquitectónica cumplir con los requisitos críticos de un radio interior pequeño, a la vez que produce piezas sin las marcas de pliegue del conformado tradicional. La precisión dimensional es impecable, el aspecto de la pieza terminada es impecable y la precisión del ángulo de pliegue es excelente.
El plegado con ranurado en V también reduce las desviaciones de rectitud del radio en piezas largas y estrechas. Lo mejor es que incluso las formas más complejas se pueden producir en la prensa plegadora utilizando herramientas afiladas estándar.
En un encofrado neumático estándar, el proceso de doblado produce un efecto cóncavo en el radio exterior. Si bien no es un problema para la mayoría de las piezas, puede serlo en ciertas aplicaciones arquitectónicas.
Doblado y ranurado en V
El ranurado en V es extremadamente útil en trabajos de precisión y en el doblado de esquinas para conservar los bordes. El doblado de metales y aleaciones con máquinas ranuradoras en V permite doblarlos con radios estrechos o esquinas afiladas. Dependiendo del grosor del material y del tipo de pliegue requerido, el cabezal de corte de la máquina ranuradora en V realizará un número programado de pasadas a lo largo de la lámina.
En KRRASS empleamos máquinas de doblado y ranurado en V de precisión que ayudan a mejorar la precisión, proporcionando curvas, radios y esquinas pronunciadas y, al mismo tiempo, reduciendo los costos de material, transporte e instalación.
Descripción del proceso:
Doblar metal con una máquina ranuradora en V permite doblarlo con un radio estrecho o una esquina afilada. Esto permite que el metal plegado imite el material de una barra sólida a un costo aproximadamente una décima parte del costo y, además, evita desperdicios. Los perfiles ranurados en V tienen el mismo aspecto que la barra sólida, pero son ligeros y más fáciles de transportar e instalar.
Dependiendo del espesor del material y del tipo de pliegue requerido, el cabezal de corte de la máquina V-Groove se ejecutará un número programado de veces a lo largo del material en lámina.
Dependiendo del espesor del material y del tipo de pliegue requerido, el cabezal de corte de la máquina V-Groove se ejecutará un número programado de veces a lo largo del material en lámina.
El ranurado en V permite crear curvas pronunciadas a partir de material en láminas, creando perfiles que dan la apariencia de un material sólido.
El metal sólido, o en barra, es más caro de comprar y genera desperdicios una vez moldeado. Doblar láminas es una alternativa más rentable.
Beneficios del ranurado en V: un resumen:
Velocidad Una ranuradora en V puede mecanizar más ranuras en una hora que una fresadora o router tradicional en ocho horas. Esto significa que la mano de obra es más económica y se pueden procesar grandes volúmenes en plazos relativamente cortos.
Exactitud La ranuradora en V está ajustada con una medición de alta precisión, lo que permite que una chapa ranurada se pueda pasar por una segunda ranura sin desviaciones ni alteraciones en la primera. Esto permite fabricar perfiles muy precisos y pequeños.
Detalle de flexión La canalización de material en barras sólidas genera desperdicio de un material costoso. El ranurado en V y el plegado generan un desperdicio mínimo y, en promedio, cuestan una décima parte del costo de trabajar con barras sólidas.
Plegado de precisión – El ranurado en V permite realizar plegados en un radio estrecho, creando curvas pronunciadas.
Opciones de forma de ranura – El ranurado en V se puede realizar no solo en una forma de V. También es posible realizar ranuras en V más anchas, semicirculares y cuadradas, lo que permite una variedad de variaciones de diseño.
Estético – Los perfiles ranurados en V y plegados parecen como si estuvieran hechos de metal extruido o estirado en frío.
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