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May 24, 2023

Doblado por golpes y conformado con aire de chapa en la plegadora

Fertnig / E+ / Getty Images Este mes profundizamos en las complejidades del doblado por protuberancias y volvemos a lo básico con el conformado por aire, revisando la relación entre la apertura del troquel, el radio de curvatura interior,

Fertnig / E+ / Getty Images

Este mes profundizamos en las complejidades del doblado por impacto y volvemos a lo básico con el conformado con aire, revisando la relación entre la apertura del troquel, el radio de curvatura interior y el espesor del material.

Ambos temas revelan cuán sutil y compleja puede ser la flexión. Con respecto a la curvatura, lo que funciona para el material de calibre puede no funcionar para la placa. Y cuando se trata de predecir el radio de curvatura interior en el conformado por aire, diferentes materiales de diferentes proveedores pueden generar resultados muy diferentes.

Pregunta: Recientemente compré una copia de su libro Bending Basics. Tengo una pregunta sobre la curvatura del radio de protuberancia, que se trata en el Capítulo 44, específicamente con respecto a la fórmula que se utiliza para la profundidad aproximada de penetración en la pieza de trabajo.

Necesito formar material de 0,125 pulgadas de espesor en un ángulo de 30 grados (medido desde el exterior de la curvatura) con un taladro de 26 pulgadas. radio. Tengo problemas para aplicar las ecuaciones que explicas en tu libro: longitud del arco del radio interior = 2πr × (grados de ángulo de curvatura/360), siendo r igual al radio interior formado por la protuberancia. Al ingresar los números, obtengo 16.613 pulgadas. longitud de arco.

Suponiendo 2 grados por curva, necesito 15 golpes para lograr un ángulo externo de 30 grados (30/2 = 15). Esto significa que la distancia entre los golpes (el paso del radio) debe ser de 1,107 pulgadas (16,613/15 = 1,107). Duplico eso para obtener el ancho ideal de mi troquel de 2,214 pulgadas. Finalmente, calculo la profundidad de penetración aproximada: [(Ancho del troquel/2) + Espesor del material – 0,02. Cuando introduzco los números, obtengo una profundidad de penetración de 1,212 pulgadas. Esa profundidad de penetración no tiene sentido para mí. ¡Espero que puedas decirme qué estoy haciendo mal!

Respuesta: Hay varias razones por las que esto no le funciona. Primero, el proceso funciona mejor para materiales de calibre 16. y más delgado; realmente no es válido para el grosor del material con el que estás trabajando. Esto no significa que las curvaturas con radio de protuberancia no sean posibles en materiales más gruesos. Pueden funcionar, pero normalmente no resultan muy bien debido a las grandes aberturas de troquel que requieren.

La segunda y más importante razón es el tamaño del radio interior, 26 pulgadas. Un radio grande es más adecuado para rodar que para formar protuberancias en una plegadora. ¿Por qué? Porque incluso si su curvatura es de sólo 2 grados en cada línea de curvatura "impactada", la distancia (paso del radio) es demasiado grande entre cada curvatura individual. Un radio formado por protuberancias implica una serie de pequeños planos entre cada curva, sin importar qué tan cerca esté la distancia entre las líneas de curvatura. No obstante, la superficie exterior de la curva debe verse y sentirse suave. Cuando se forman protuberancias con una gran distancia entre las líneas de curvatura, esa apariencia suave se vuelve más difícil de lograr.

En su caso, con 1,107 pulgadas entre líneas de doblez, la superficie exterior no será lisa (consulte la Figura 1). En cambio, terminará con una serie de pisos separados por 1,107 pulgadas. Golpear un radio de 26 pulgadas requerirá muchas más curvas para obtener una superficie exterior lisa. Si tuviera que aumentar cada curva medio grado en lugar de 2 grados, necesitaría aumentar 60 curvas individuales para producir un ángulo de elevación de 30 grados. Sin embargo, el paso del radio entre cada curva se reducirá a 0,223 pulgadas, un valor razonable.

Para el ancho del troquel, normalmente duplicará el paso del radio. Duplicar el paso del radio debería darte una apertura del troquel ligeramente más pequeña que la apertura óptima. Esta abertura más pequeña del troquel permite que el material que está formando se extienda sobre ambos hombros, estabilizando la ubicación del doblez (consulte la Figura 2). En el ejemplo que acabamos de citar, la apertura del troquel sería de 0,446 pulgadas, lo que le da la opción de utilizar un orificio de 0,472 pulgadas. o 0,394 pulgadas. apertura.

Teniendo en cuenta que su material tiene un espesor de 0,125 pulgadas, la apertura óptima de la matriz sería de 0,709 pulgadas y requeriría un tonelaje de aproximadamente 1,07 por pulgada para acero con resistencia a la tracción de 60 000 PSI. Si baja la apertura del troquel a 0,394 pulgadas, su tonelaje casi se duplica, saltando a 1,959 toneladas por pulgada. Este aumento de tonelaje puede ser un problema o no para usted, pero sin duda marcará el material al colocar pliegues en lo que debería. ser una superficie exterior lisa.

FIGURA 1. El paso del radio (distancia entre las líneas de curvatura) determina qué tan entrecortada o suave será una curvatura.

Más de cuatro veces más grande que un 0,394 pulgadas. morir., su 2.214 pulgadas. La abertura del troquel es mucho más grande de lo necesario para una curvatura con radio de protuberancia. También es la razón por la que las cifras aproximadas de profundidad de penetración parecen muy alejadas.

Antes de darle un ejemplo de cómo funciona este proceso, considere un punto clave: el valor que está calculando representa el valor de penetración donde el punto cero está en la parte inferior del dado.

Veamos cómo funcionan estos cálculos para los espesores de material adecuados para este tipo de operación. Aquí, ejecutaremos los cálculos para una pieza de calibre 16. material con un 4 pulgadas. Radio de curvatura interior a 90 grados del ángulo de curvatura.

Longitud del arco en el radio interior = 2πr × (grados de ángulo de curvatura/360)

Longitud del arco en el radio interior = 2π4 × (90/360) = 6,238 pulg.

Grados de curvatura/Grados por curvatura = Número de golpes

90/2 = 45 golpes

Paso del radio (distancia entre protuberancias) = ​​longitud del arco en el radio interior/número de protuberancias

Paso del radio = 6,238/45 = 0,139

Ancho ideal del troquel = Paso del radio × 2

FIGURA 2, La pieza de trabajo debe asentarse en escuadra sobre los hombros del troquel para mantener la pieza en escuadra contra los topes de medición.

Ancho ideal del troquel = 0,139 × 2 = 0,278 pulg.

Profundidad de penetración aproximada = (Ancho de matriz/2) + Espesor del material – 0,02

Aprox. profundidad de penetración = 0,139 + 0,062 - 0,02 = 0,181 pulg.

Como puede ver, si bien sus cálculos eran correctos, simplemente no eran funcionales para el producto que intentaba promocionar. Si bien, en teoría, podría crear el radio de tope de 30 grados utilizando los datos que calculó para un ángulo de curvatura de 2 grados en cada tope, no sería suave. Y si se aplicara un ángulo de curvatura de medio grado en un troquel más pequeño utilizando 60 curvaturas, la aplicación llevaría mucho tiempo y probablemente no sería práctica. Además, la carga de tonelaje excesivo podría dañar la superficie de la pieza.

Pregunta: Me gustaría saber la relación entre la apertura del troquel y el radio interior. Por ejemplo, digamos que estoy formando material de 0,060 pulgadas de espesor sobre un material de 0,472 pulgadas. morir a 90 grados. ¿Cuál será mi radio?

Respuesta: Está buscando la regla del 20%, que se puede utilizar para aproximar cuál será el radio de curvatura interior formado con aire. Es sólo el título de una regla general, un punto de partida, y hay que estar preparado para afrontar los errores. La mayoría de los errores que encontramos provienen del material. La repetibilidad de la plegadora moderna está en micras, medida en una millonésima de metro, pero el material tiene todo tipo de zonas de tolerancia. Tome un trozo de A36 16-ga. material. El rango de tolerancia de espesor para calibre 16. está entre 0,053 pulgadas y 0,067 pulgadas, una variación de 0,014 pulgadas. El límite elástico comienza en 36 000 PSI pero puede llegar hasta 43 000 PSI, una diferencia del 13 %. ¿Por qué te digo esto? Esto se debe a que cuando analizamos la regla del 20%, debemos darnos cuenta de que la respuesta que calcules nunca será perfecta.

Pasemos ahora a la regla en sí. La regla del 20% explica cómo se crea el radio formado por aire en diversos materiales. En el conformado por aire, el radio se forma como un porcentaje de la apertura del troquel:

Acero inoxidable 304: 20% a 22% de la apertura del troquel

Acero laminado en frío con resistencia a la tracción de 60 KSI (material de referencia): 15% a 17%

Aluminio 5052 H32: 10% a 12%

Puede comenzar con el porcentaje medio (21 % para acero inoxidable 304, 16 % para acero laminado en frío de 60 KSI, 11 % para aluminio 5052 H32) y luego ajustar desde ahí. ¿Qué pasa si estás formando un material diferente? Eso es fácil. Simplemente compare la resistencia a la tracción del nuevo material con el porcentaje utilizado (16%) para nuestro material base de resistencia a la tracción de 60,000 PSI. Entonces, digamos que está formando un material que tiene una resistencia a la tracción de 120.000 PSI. En este caso, determinaría el porcentaje de la siguiente manera:

Porcentaje de apertura del troquel para radio formado con aire = 0,16 × (Resistencia a la tracción del material en PSI/60 000)

Porcentaje de apertura del troquel para radio formado con aire = 0,16 × (120 000/60 000) = 0,32 o 32 %

Aquí es donde se establece la relación entre el radio de curvatura interior y la apertura del troquel, suponiendo que esté utilizando una apertura del troquel adecuada para el espesor. (Nota del editor: para obtener más información sobre esto, busque “selección de troquel para prensa plegadora” en TheFabricator.com). Suponiendo que su selección de troquel sea lo más cercana posible a la óptima, multiplique la apertura del troquel por el porcentaje medio del material. Para nuestro ejemplo del A36, eso es el 16%. Así es como lo aplicarías a tu 0,472 pulgadas. apertura del troquel:

0,472 × 0,16 = 0,075 pulgadas. radio de curvatura interior

Cambie el valor porcentual en los cálculos si los números son pequeños o grandes. Descubrirá que los valores porcentuales son razonablemente precisos, especialmente si se queda con una sola casa de suministro para su material. Si utiliza varias casas de suministros, sería una buena práctica utilizar el valor porcentual medio para cualquier cálculo que realice. Una vez que encuentre el porcentaje apropiado y lo multiplique por la apertura del troquel, use ese valor para calcular sus tolerancias y deducciones de doblez.

Una última cosa: la regla del 20% se aplica sólo al conformado con aire. El doblado inferior y el acuñado estampan el radio de la punta del punzón en el material, de modo que la apertura del troquel no afecte el radio de curvatura interior.