Conceptos básicos de flexión: cómo se forma el radio de curvatura interior

  Cómo se forma el radio depende del método de doblado utilizado

Figura 1: en acuñación, la punta del punzón penetra en el eje neutro del espesor del material.

El radio del punzón es igual al radio de doblez interior resultante en la pieza.

 (Grosor del metal exagerado para fines ilustrativos.)

  Flexiones de margen, contratiempos externos, deducciones de flexión: si puede calcular todo esto con precisión, tiene muchas más posibilidades de doblar una buena parte en el primer intento. Pero para que esto suceda, debe asegurarse de que cada factor en la ecuación sea el que debería ser, y esto incluye el radio de doblez interior.

  ¿Cómo se logra exactamente este radio de curva interior? Para descubrir esto, primero debemos observar los diferentes métodos de doblar en una prensa plegadora: formación de aire, flexión inferior y acuñación.

Acuñación

  Tenga en cuenta que hay tres métodos de flexión, no dos. Doblar el fondo y acuñar a menudo se confunden con el mismo proceso, pero no lo son. A diferencia del fondo, la acuñación en realidad penetra y adelgaza el material.

  La acuñación es el método más antiguo y, en su mayor parte, ya no se practica debido a los tonelajes extremos que requiere. El acuñado hace que la punta del punzón penetre en el material, penetrando en el eje neutro (consulte la Figura 1). Técnicamente, cualquier radio puede ser acuñado, pero tradicionalmente se ha utilizado la acuñación para establecer una curva muy aguda.

  Este método no solo requiere un tonelaje excesivo, sino que también destruye la integridad del material. El acuñado obliga a que todo el perfil de la herramienta sea menor que el grosor del material, y adelgaza el material en el punto de doblado. Requiere conjuntos de herramientas especiales dedicados para cada curva y ángulo de curva. La punta del punzón produce el radio interior, que se utiliza para establecer la deducción de la curva.

  Doblado Inferior

  La flexión inferior fuerza el material alrededor de la punta del punzón. Utiliza varios ángulos de punzonado junto con un troquel en V (ver Figura 2). En la acuñación, toda la cara del punzón se estampa en la pieza de trabajo. En la flexión del fondo, solo el radio de la punta del punzón se "estampa" en el material.

  En la formación de aire (que se describe más detalladamente más adelante), el martillo perforador desciende para producir el ángulo de curvatura requerido más una pequeña cantidad para tener en cuenta la recuperación elástica. Luego, el punzón sale de la matriz y el material vuelve al ángulo deseado. Al igual que la formación de aire, la flexión del fondo requiere que el émbolo descienda hasta un punto que produzca el ángulo de curvatura más una pequeña cantidad. Pero a diferencia de la formación de aire, el ariete continúa más allá de este punto y desciende más hacia el espacio del troquel, obligando a la pieza de trabajo a volver al ángulo establecido de la curva. (Como nota al margen, los troqueles especiales como Rolla-V y uretano también forzan el radio de la punta del punzón en el material).

En promedio, la curva alcanza 90 grados en un punto del espacio del troquel que es aproximadamente el 20 por ciento del grosor del material, medido desde la parte inferior del troquel en V. Por ejemplo, el acero laminado en frío de 0.062 pulg. De espesor bajará una vez que la punta del punzón esté entre 0.074 y 0.078 pulg. Desde la parte inferior de la matriz en V.

  Al igual que en la acuñación, el radio de la punta del punzón establece el radio interior del material, que se utilizará para establecer la deducción de la curva. Pero a diferencia de la acuñación, el fondo puede usarse para producir radios de curvatura interna hasta tres veces o más el espesor del material.

Formación de aire

  Hasta ahora todo parece bastante sencillo. Con la acuñación y la flexión inferior, el radio de la punta del punzón establece el valor del radio de curvatura interior que se insertará en las fórmulas para la deducción de la flexión. Pero la formación de aire agrega cierta complejidad, ya que el método de doblado produce un radio de curvatura interior en la pieza de una manera completamente diferente (consulte la Figura 3).

Figura 2: En esta configuración de doblado inferior, hay un espacio angular entre el punzón y la matriz.

 El punzón desciende (izquierda) hasta que el material se enrolla alrededor de la punta del punzón (centro), después de lo cual

el ariete continúa aplicando presión hacia abajo, forzando al material al ángulo de curvatura deseado (derecha).

  En la formación de aire, el radio se produce como un porcentaje de la abertura del troquel independientemente del estilo del troquel, ya sea una V, un canal o un canal agudo. La abertura del troquel determina el radio de curvatura interior de la pieza. Para determinar el radio interior desarrollado sobre una abertura de matriz dada y para diversos tipos de materiales y grosores, los técnicos han utilizado lo que se conoce como la regla del 20 por ciento. Esto indica que para producir un radio deseado, o para encontrar el radio interior resultante, el grosor del material debe ser un cierto porcentaje del ancho de la abertura del troquel.

  Sí, con muchas aleaciones en la actualidad, incluidos los metales nuevos y reciclados, es imposible determinar un multiplicador porcentual estándar con total precisión. Sin embargo, la regla te da un buen punto de partida.

  Los porcentajes de la regla del 20 por ciento son los siguientes:

  304 acero inoxidable: 20-22 por ciento de la abertura del troquel

  AISI 1060 acero laminado en frío, 60,000 PSI extensible: 15-17 por ciento de la abertura del troquel

   Aluminio blando serie H: 13-15 por ciento de la abertura del troquel

   Laminado en caliente decapado y engrasado (HRPO): 14-16 por ciento de la apertura del troquel

  Cuando trabaje con estos porcentajes, comience con la mediana hasta que encuentre el valor que mejor se adapte a las características del material que recibe de su proveedor de metales. Multiplique la apertura por el porcentaje para obtener el radio interior desarrollado de la pieza. El resultado final será el valor del radio interior que debe utilizar al calcular la deducción de la curva.

  Si tienes un 0.472-in. Se está abriendo, y está doblando acero laminado en frío de 60,000 PSI, comience con el porcentaje medio, 16 por ciento de la apertura del dado: 0.472 × 0.16 = 0.0755. Así que en este caso, un 0.472-in. La apertura del dado le dará un 0.0755-in. Flotó dentro del radio de curva en la parte.

  Cuando cambia la apertura de tu dado, también cambia tu radio interior. Si la abertura del troquel es de 0.551 pulg. (0.551 × 0.16), el radio de curvatura interior cambia a 0.088; si la abertura del dado es 0.972 in. (0.972 × 0.16), el radio de curvatura interior cambia a 0.155.

Si está trabajando con acero inoxidable 304, multiplique su valor de porcentaje medio (21 por ciento) por la abertura del dado. Entonces, ese mismo 0.472-in. La apertura del dado ahora le da un radio interno muy diferente: 0.472 × 0.21 = 0.099 pulg. Como antes, cuando cambia la apertura del dado, cambia el radio de doblez interior. Un 0.551 en. la apertura de la matriz (0.551 × 0.21) se calcula a 0.115 pulgadas. radio interior un 0.972-in. La apertura del dado (0.972 × 0.21) le da un valor de 0.204 pulg. radio de curva interior.

  Si cambias el material, cambias el porcentaje. Si trabaja con material que no figura en esta lista, puede buscarlo en Internet y comparar las resistencias a la tracción con el valor de referencia de 60,000 PSI para acero laminado en frío AISI 1060. Si el valor de tracción es de 120,000 PSI, entonces su valor porcentual estimado será dos veces mayor que el del acero laminado en frío, o 30 a 32 por ciento.

Curvas agudas en la formación de aire

  A diferencia de en el fondo o la acuñación, hay un radio mínimo que se puede producir con la formación de aire. Este valor se ajusta mejor al 63 por ciento del espesor del material. Ese valor sube o baja en función de la resistencia a la tracción del material, pero el 63 por ciento es un valor de trabajo práctico.

  Este punto de radio mínimo es lo que se conoce como curva pronunciada (consulte la Figura 4). La comprensión de los efectos de las curvas cerradas es una de las cosas más importantes que un ingeniero y operador de frenos de prensa debe saber. No solo necesita comprender lo que sucede físicamente cuando la curva es brusca, sino que también necesita saber cómo incorporar esa información en sus cálculos.

Figura 3: en la formación de aire, el radio de curvatura exterior de la pieza no contacta con la superficie del troquel.

El radio se produce como un porcentaje de la apertura del dado, independientemente del estilo del dado.

  Si está trabajando con un grosor de material de 0.100 pulg., Multiplíquelo por 0.63 para obtener un radio de curvatura interior mínimo de 0.063 pulg. Para este material, este es el radio interior mínimo que se puede producir con aire. Esto significa que incluso si formara aire con un radio de punta perforada que fuera menor que 63 por ciento del grosor del material, el radio interior de la pieza aún sería 63 por ciento de su grosor del material, o 0.063 pulg. dentro de los radios menos que el valor del 63 por ciento en sus cálculos.

  Digamos que se está formando aire con material de 0.250 pulgadas de espesor y utilizando un punzón con un radio de punta de 0.063 pulgadas, un valor que es mucho menor que el 63 por ciento de las 0.250 pulgadas. espesor del material. Independientemente de lo que se llame en la impresión, esta configuración producirá un radio de curvatura interior en la parte mucho mayor que el de la punta perforada. En este caso, el radio mínimo de curvatura interior que se puede producir es del 63 por ciento de ese 0.250 in. espesor del material, o 0.1575 pulg.

  Como otro ejemplo, supongamos que está trabajando con material de 0.125 pulgadas de espesor. Para esto, una curva "se vuelve brusca" en un radio de 0.078 pulg. ¿Por qué? Porque 0.125 multiplicado por 63 por ciento da 0.078. Esto significa que cualquier radio de punta inferior a 0.078 pulg. (Ya sea 0.062, 0.032 o 0.015 pulg.) Producirá un radio de curvatura interior de 0.078 pulg.

Las curvas pronunciadas son una función del grosor del material, no del radio de la punta del punzón. Una punta de punción de 0,125 pulgadas de radio no está afilada al tacto, pero sí a un material de 0,250 pulgadas de espesor. Y este problema debe abordarse en sus cálculos si espera que la deducción de la curva, y por lo tanto su primera parte, sea correcta.

  Un plan de accion

  En el fondo o acuñación, use el radio de la punta de perforación como el radio de doblez interior en sus cálculos de deducción de doblez. Pero si está formando aire, el radio de curvatura interior se produce como un porcentaje de la abertura del troquel. Y si está diseñando para una forma de aire y la impresión requiere una curva pronunciada, eso también deberá cambiarse a un valor de radio de curva interior que sea el 63 por ciento del espesor del material.

  Si trabaja en ingeniería, intente obtener una lista de todas las herramientas disponibles en su tienda. Hable con los operadores y descubra qué métodos están usando con qué tipos de materiales, y diseñe sus partes futuras en torno a esos parámetros.

  Una vez que se calculan las deducciones de la curva y se producen las partes planas, tenga en cuenta esa información en la carpeta de trabajo o la carpeta de trabajo. Asegúrese de incluir el tipo y tamaño de la herramienta y el radio que desea que el operador logre en función del método de conformado.

  Conseguir que todo esto funcione requiere la participación de los trabajadores del taller. Incluirlos en el proceso y pedirles su opinión los hará mucho más dispuestos a aceptar que la ingeniería les está diciendo qué herramientas usar. ¿Por qué? Porque te dijeron lo que hacen y saben que estás diseñando piezas basadas en eso. Idealmente, todo esto coincidirá con los valores calculados en el controlador del freno de la prensa y en su sistema CAD.

  Si el radio es alcanzable, si la parte se calcula para ese radio, y si los operadores usan las herramientas para las que está diseñado el trabajo, producirán una parte perfecta en el primer intento. Créeme. Funciona.

Una revisión de las fórmulas de curva

  Permiso de plegado (BA) = [(0.017453 × Radio interior) + (0.0078 × Espesor del material)] × Ángulo de plegado complementario

Figura 4: cuando se forma aire, no puede formar un radio de curva interior que sea menor al 63 por ciento del espesor del material,

En ese punto la forma se llama curva pronunciada. Si usas un radio de perforación más agudo, solo forzarás una zanja

 en el centro de la curva.El radio de curvatura interior resultante en la pieza permanecerá al 63 por ciento del espesor del material.

  Retroceso exterior (OSSB) = [Tangente (grado del ángulo de plegado / 2)] × (radio de curvatura interior + espesor del material)

  Deducción de plegado (BD) = (retroceso exterior × 2) - margen de plegado Hay dos formas de calcular el blanco plano. El cálculo a utilizar depende de la aplicación y la información disponible:

  Cálculo plano en blanco = Dimensión a vértice + Dimensión a vértice - Deducción de plegado

  Cálculo plano en blanco = Dimensión del primer tramo + Dimensión del segundo tramo + Permiso de plegado