Pregunta: Me ha costado entender cómo se relaciona el radio de curvatura (como señalé) en la impresión con la selección de herramientas. Por ejemplo, actualmente tenemos problemas con algunas piezas fabricadas con acero A36 de 0,5 ″. Utilizamos punzones de 0,5 ″ de diámetro para estas piezas. radio y 4 pulgadas. morir. Ahora si uso la regla del 20% y multiplico por 4 pulgadas. Cuando aumento la apertura del troquel en un 15% (para acero), obtengo 0,6 pulgadas. Pero, ¿cómo sabe el operador que debe utilizar un punzón con un radio de 0,5 ″ cuando la impresión requiere un radio de curvatura de 0,6 ″?
R: Usted mencionó uno de los mayores desafíos que enfrenta la industria de la chapa. Esta es una idea errónea con la que tienen que lidiar tanto los ingenieros como los talleres de producción. Para solucionar este problema, comenzaremos con la causa raíz, los dos métodos de formación, y no entenderemos las diferencias entre ellos.
Desde la llegada de las máquinas curvadoras en la década de 1920 hasta la actualidad, los operadores han moldeado piezas con curvaturas inferiores o rectificadas. Aunque el doblado de fondos ha pasado de moda en los últimos 20 o 30 años, los métodos de doblado todavía impregnan nuestro pensamiento cuando doblamos chapa.
Las herramientas abrasivas de precisión entraron en el mercado a finales de los años 1970 y cambiaron el paradigma. Entonces, echemos un vistazo a en qué se diferencian las herramientas de precisión de las herramientas cepilladoras, cómo la transición a las herramientas de precisión ha cambiado la industria y cómo se relaciona todo con su pregunta.
En la década de 1920, las molduras cambiaron de los pliegues de los frenos de disco a matrices en forma de V con punzones a juego. Se utilizará un punzón de 90 grados con un troquel de 90 grados. La transición del plegado al conformado supuso un gran paso adelante para la chapa. Es más rápido, en parte porque el nuevo freno de disco se acciona eléctricamente, por lo que ya no es necesario doblar manualmente cada curva. Además, el freno de disco se puede doblar desde abajo, lo que mejora la precisión. Además de los topes traseros, la mayor precisión se puede atribuir al hecho de que el punzón presiona su radio en el radio de curvatura interior del material. Esto se logra aplicando la punta de la herramienta a un espesor de material menor que el espesor del material. Todos sabemos que si podemos lograr un radio de curvatura interior constante, podemos calcular los valores correctos para la resta de curvatura, el margen de curvatura, la reducción exterior y el factor K sin importar qué tipo de curvatura estemos haciendo.
Muy a menudo las piezas tienen radios de curvatura internos muy agudos. Los fabricantes, diseñadores y artesanos sabían que la pieza resistiría porque todo parecía haber sido reconstruido, y de hecho así fue, al menos en comparación con el día de hoy.
Todo está bien hasta que aparece algo mejor. El siguiente paso adelante se produjo a finales de la década de 1970 con la introducción de herramientas rectificadas de precisión, controladores numéricos por computadora y controles hidráulicos avanzados. Ahora tiene control total sobre la plegadora y sus sistemas. Pero el punto de inflexión es una herramienta de precisión que lo cambia todo. Todas las reglas para la producción de piezas de calidad han cambiado.
La historia de la formación está llena de pasos agigantados. De un solo salto, pasamos de radios de flexión inconsistentes para frenos de placa a radios de flexión uniformes creados mediante estampado, imprimación y estampado. (Nota: renderizar no es lo mismo que convertir; puede buscar en los archivos de la columna para obtener más información. Sin embargo, en esta columna utilizo "curvatura inferior" para implicar métodos de renderizado y fundición).
Estos métodos requieren un tonelaje importante para formar las piezas. Por supuesto, en muchos sentidos esto es una mala noticia para la plegadora, la herramienta o la pieza. Sin embargo, siguieron siendo el método de doblado de metales más común durante casi 60 años hasta que la industria dio el siguiente paso hacia el conformado por aire.
Entonces, ¿qué es la formación de aire (o la flexión del aire)? ¿Cómo funciona en comparación con la flexión inferior? Este salto vuelve a cambiar la forma en que se crean los radios. Ahora, en lugar de estampar el radio interior de la curvatura, el aire forma un radio interior "flotante" como porcentaje de la apertura del troquel o la distancia entre los brazos del troquel (consulte la Figura 1).
Figura 1. En el doblado al aire, el radio interior del doblez está determinado por el ancho del troquel, no por la punta del punzón. El radio “flota” dentro del ancho del formulario. Además, la profundidad de penetración (y no el ángulo de la matriz) determina el ángulo de curvatura de la pieza.
Nuestro material de referencia es acero al carbono de baja aleación con una resistencia a la tracción de 60 000 psi y un radio de formación de aire de aproximadamente el 16 % del orificio del troquel. El porcentaje varía según el tipo de material, fluidez, estado y otras características. Debido a diferencias en la propia chapa, los porcentajes previstos nunca serán perfectos. Sin embargo, son bastante precisos.
El aire de aluminio blando forma un radio del 13% al 15% de la abertura del troquel. El material laminado en caliente, decapado y aceitado tiene un radio de formación de aire del 14% al 16% de la apertura del troquel. El acero laminado en frío (nuestra resistencia a la tracción base es de 60 000 psi) se forma con aire dentro de un radio del 15 % al 17 % de la abertura de la matriz. El radio de formación de aire de acero inoxidable 304 es del 20% al 22% del orificio del troquel. Nuevamente estos porcentajes tienen un rango de valores debido a las diferencias de materiales. Para determinar el porcentaje de otro material, puede comparar su resistencia a la tracción con la resistencia a la tracción de 60 KSI de nuestro material de referencia. Por ejemplo, si su material tiene una resistencia a la tracción de 120 KSI, el porcentaje debe estar entre 31 % y 33 %.
Digamos que nuestro acero al carbono tiene una resistencia a la tracción de 60.000 psi, un espesor de 0,062 pulgadas y lo que se llama un radio de curvatura interior de 0,062 pulgadas. Dóblelo sobre el orificio en V del dado de 0,472 y la fórmula resultante se verá así:
Por lo tanto, su radio de curvatura interior será de 0,075 ″, que puede utilizar para calcular los márgenes de curvatura, los factores K, la resta de tracción y curvatura con cierta precisión, es decir, si el operador de su plegadora está utilizando las herramientas adecuadas y diseñando piezas en torno a las herramientas que utilizan los operadores. usado.
En el ejemplo, el operador utiliza 0,472 pulgadas. Apertura del sello. El operador entró a la oficina y dijo: “Houston, tenemos un problema. Es 0,075”. ¿Radio de impacto? Parece que realmente tenemos un problema; ¿Adónde vamos a conseguir uno de ellos? Lo más cercano que podemos llegar es 0,078. “o 0,062 pulgadas. 0,078 pulgadas. El radio del punzón es demasiado grande, 0,062 pulgadas. El radio del punzón es demasiado pequeño”.
Pero esta es la elección equivocada. ¿Por qué? El radio del punzón no crea un radio de curvatura interior. Recuerde, no estamos hablando de flexión inferior, sí, la punta del delantero es el factor decisivo. Estamos hablando de la formación de aire. El ancho de la matriz crea un radio; el puñetazo es sólo un elemento de empuje. También tenga en cuenta que el ángulo del troquel no afecta el radio interior del doblez. Puede utilizar matrices agudas, en forma de V o de canales; Si los tres tienen el mismo ancho de matriz, obtendrá el mismo radio de curvatura interior.
El radio del punzón afecta al resultado, pero no es el factor determinante para el radio de plegado. Ahora, si forma un radio de punzón mayor que el radio flotante, la pieza adquirirá un radio mayor. Esto cambia el margen de curvatura, la contracción, el factor K y la deducción de curvatura. Bueno, esa no es la mejor opción, ¿verdad? Entiendes que esta no es la mejor opción.
¿Qué pasa si usamos 0,062 pulgadas? radio del agujero? Este golpe será bueno. ¿Por qué? Porque, al menos cuando se utilizan herramientas prefabricadas, se acerca lo más posible al radio de curvatura interior "flotante" natural. El uso de este punzón en esta aplicación debe proporcionar una flexión consistente y estable.
Lo ideal sería seleccionar un radio de punzonado que se acerque, pero no supere, al radio de la operación de la pieza flotante. Cuanto más pequeño sea el radio del punzón en relación con el radio de curvatura flotante, más inestable y predecible será la curvatura, especialmente si terminas doblándote mucho. Los punzones demasiado estrechos arrugarán el material y crearán curvas cerradas con menos consistencia y repetibilidad.
Mucha gente me pregunta por qué el grosor del material sólo importa a la hora de elegir el agujero para la matriz. Los porcentajes utilizados para predecir el radio de formación de aire suponen que el molde que se utiliza tiene una abertura de molde adecuada para el espesor del material. Es decir, el agujero de la matriz no será mayor ni menor de lo deseado.
Aunque se puede disminuir o aumentar el tamaño del molde, los radios tienden a deformarse, cambiando muchos de los valores de la función de flexión. También puedes ver un efecto similar si usas el radio de golpe incorrecto. Por lo tanto, un buen punto de partida es la regla general de seleccionar una matriz con una apertura ocho veces mayor que el espesor del material.
En el mejor de los casos, los ingenieros vendrán al taller y hablarán con el operador de la plegadora. Asegúrese de que todos sepan la diferencia entre los métodos de moldeo. Descubra qué métodos utilizan y qué materiales utilizan. Obtenga una lista de todos los punzones y matrices que tienen y luego diseñe la pieza basándose en esa información. Luego, en la documentación se anotarán los punzones y matrices necesarios para el correcto procesamiento de la pieza. Por supuesto, es posible que tenga circunstancias atenuantes cuando tenga que modificar sus herramientas, pero esto debería ser la excepción y no la regla.
Operadores, sé que todos ustedes son pretenciosos, ¡yo mismo fui uno de ellos! Pero quedaron atrás los días en los que podías elegir tu conjunto de herramientas favorito. Sin embargo, que le digan qué herramienta utilizar para el diseño de piezas no refleja su nivel de habilidad. Es sólo un hecho de la vida. Ahora estamos hechos de aire y ya no nos quedamos atrás. Las reglas han cambiado.
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Hora de publicación: 04-sep-2023