Doblado de chapa de precisión, golpe por golpe

Las herramientas y la configuración correctas hacen que el arte de doblar protuberancias sea más eficiente

Figura 1

La longitud del arco es la superficie interior medida del radio golpeado.

Un radio amplio y liso en una placa gruesa de alta resistencia parece bastante simple, pero en realidad es todo lo contrario. Una curva de choque es realmente docenas de curvas, golpeadas por el golpe de freno unos pocos grados a la vez. Cada línea de plegado tiene todas las variables que entran en un plegado convencional. Si se produce un error, se acumula en todo el radio golpeado, lo que le da una pieza defectuosa que necesita ser reelaborada o desechada.

Construir herramientas lo suficientemente grandes como para manejar estas curvas masivas en uno o solo unos pocos golpes generalmente no es rentable y, a veces, simplemente no es práctico; El tonelaje requerido y la variación elástica de un lote a otro son demasiado grandes. Dependiendo de las características de doblado, puede hacer que la forma se enrolle en forma de placa. Pero con bastante frecuencia, golpear una plegadora de alto tonelaje sigue siendo la opción más práctica y flexible.

Muchos operadores usan plantillas para asegurarse de que topan una pieza con el radio y ángulo correctos. Es un trabajo tedioso, pero si los técnicos se preparan adecuadamente y tienen las herramientas adecuadas, la flexión por golpes puede ser mucho más predecible y eficiente.

Longitud de arco, paso de radio y ancho de troquel

Comienza por determinar la longitud del arco, medido en la superficie interior del radio (ver Figura 1). \"Hay muchas maneras diferentes de calcular esta longitud, \" escribe Benson, \"y una de las más fáciles es: Longitud del arco = 6.28 × Radio interior × (ángulo de curvatura complementario / 360). \"

El paso del radio es la distancia entre golpes (escalones) utilizada para doblar el ángulo (ver Figura 2). Cuanto mayor sea el número de pasos, más suave será el radio exterior. Para un radio exterior suave en una curva de golpe de 90 grados, puede optar por golpear el metal solo 2 grados por golpe. Esto significa que después de 45 pasos, habrá creado una curva de relieve de 90 grados (45 pasos × 2 grados cada paso = 90 grados). Para obtener el tono del radio, divida el número de pasos por la longitud del arco. Determinar el tono del radio es crítico. Aunque un paso estrecho puede crear un radio de curvatura extremadamente suave, también hace que la operación sea más lenta y costosa.

[Un paso estrecho] multiplica cualquier pequeño error que pueda ocurrir en la máquina, el material o las herramientas. Si una cara ya doblada descansa dentro del troquel, se agrava un cálculo de flexión fácil. Tal condición también desarrolla fuerzas de compensación a las herramientas que la máquina debe administrar.\"

Luego viene el ancho del dado. Durante la flexión de la protuberancia, el punzón desciende al dado unos pocos grados por cada protuberancia. Una abertura de matriz óptima es el doble del radio de paso. Esta estrecha abertura en V permite que la parte se asiente en ambos hombros. Idealmente, si las herramientas adecuadas están disponibles, el ancho del troquel gobierna el paso del radio. Cuanto más ancho es el dado, más ancho es el radio de inclinación y más \"entrecortado \" se vuelve la curva de relieve.

Si el ancho del troquel fuera más ancho que el doble del radio de paso, las secciones previamente formadas se hundirían ligeramente dentro de la abertura del troquel. Esto altera las características de doblado y puede desplazar el borde de la placa contra el contragolpe hacia arriba, lo que puede cambiar el ángulo de doblado resultante.

Además, es una buena práctica usar un radio de punta de punzón lo suficientemente grande como para que no deje una línea de doblez profunda con cada golpe, lo que a su vez creará una superficie exterior más rugosa. Recomienda que el radio del punzón sea superior al 63 por ciento del grosor del acero dulce; el radio de punzón puede ser mayor si está trabajando con otros materiales, como la placa de alta resistencia, para lo cual los operadores pueden usar un radio de punzón varias veces el grosor del material (consulte \"Cómo se dobla el aire en curva\", disponible en thefabricator.com).

Finalmente, debe determinar la profundidad de penetración, que para una curva suave no debería ser mucho más profunda que el punto de pellizco, donde la punta del punzón sujeta firmemente el material. \"Como punto de partida para las curvas de prueba, \" \"la profundidad de penetración puede expresarse como Profundidad de penetración = (Ancho de matriz / 2) + Espesor del material - 0.02.

Figura 2

Cuanto menor sea la distancia entre dos líneas de relieve, más suave será el radio de curvatura exterior.

Tenga en cuenta que esto es solo un \"punto de partida para las curvas de prueba. \" Determinar las configuraciones óptimas para una curva de relieve, especialmente la profundidad de penetración, es en gran medida un asunto de prueba y error. Por ejemplo, el primer golpe puede requerir un poco más de penetración del punzón que el segundo, y desde allí la profundidad del punzón puede variar ligeramente de un paso a otro, dependiendo de la naturaleza del doblez, y del grosor, dureza y recuperación elástica del material.

Cuando se trata del ancho del troquel y la penetración del punzón, Benson agrega una advertencia sobre el ancho del troquel:\"Observe las cargas de tonelaje\". A pesar de la única penetración leve del punzón, la formación de tonelajes aumenta rápidamente, especialmente en material grueso o duro.

Los materiales duros con recuperación elástica significativa también complican las cosas. La recuperación elástica requiere una flexión excesiva, por lo que golpear 2 grados requerirá que el punzón penetre más. ¿Qué tan lejos? De nuevo, es complicado. Si tiene un ancho de matriz estrecho, cambiar el nivel de penetración del punzón se vuelve extremadamente sensible. Una pequeña variación en la posición de golpe puede cambiar drásticamente su ángulo de curvatura, un desafío cuando se golpea unos pocos grados a la vez.

Además, un ancho de matriz estrecho generalmente significa un paso de radio estrecho y numerosos pasos a lo largo de la longitud del arco de la curva de relieve. Los errores de minutos al principio de la secuencia pueden acumularse a errores angulares significativos después de docenas de golpes.

El software de doblado ha progresado hasta el punto en que el acto de programar no es tan complicado como lo era antes. Pero determinar las variables iniciales, incluida la profundidad de penetración del punzón, aún puede implicar prueba y error.

Las prensas plegadoras modernas pueden realizar conformaciones adaptativas, con dispositivos de medición de ángulo que pueden corregir variaciones en el proceso, pero funcionan mejor para curvas de radio estándar, no necesariamente curvas de choque. Cada \"golpe\" individual es, en esencia, una curva de radio extremadamente amplia, solo unos pocos grados complementarios, y una medición que crea desafíos. Los sistemas de medición en formación adaptativa comienzan a funcionar cuando un ángulo de curvatura alcanza entre 9 y 25 grados complementarios, dependiendo de la tecnología específica utilizada. \"Los dispositivos también necesitan caras planas para medir\", dijo, y agregó que durante una curva de relieve, eso no es posible.

Teniendo en cuenta todos estos desafíos, los técnicos hacen un buen uso de las plantillas. Es posible que necesiten aumentar un poco, compararlo con la plantilla, aumentar un poco más, medir con la plantilla y luego volver a aumentar, asegurándose de no doblar. Es posible que tengan que girar la placa para formar una brida o radio golpeado en otro lado. Las bridas dobladas previamente no son buenos puntos de calibre, por supuesto, por lo que aquí pueden confiar en las marcas de línea de doblez. Algunos frenos emiten un láser infrarrojo para ayudar a alinear el punzón con la línea de plegado prevista.

Toda esta artesanía, combinada con el hecho de que las planchas grandes no son fáciles de mover, significa que la mayor parte del tiempo del ciclo en flexión de protuberancias consiste en todo lo que los técnicos hacen entre las curvas: mover y medir la pieza de trabajo y hacer ajustes del proceso cuando sea necesario . Aquí es donde entran en juego las estrategias de manejo de materiales y herramientas.

Posicionamiento parcial

Cuando es posible, los técnicos empujan la placa contra el contragolpe, y el primer golpe comienza hacia la parte delantera de la longitud del arco (ver Figura 3). El backgauge luego avanza por cada paso hasta el último golpe. Esto facilita que los operadores retiren la pieza y les da un borde de placa plana para medir.

figura 3

Cuando es posible, la flexión de la protuberancia se produce de atrás hacia adelante, con el medidor de retroceso moviéndose progresivamente hacia adelante para cada golpe.

Por supuesto, el operador no puede ir con seguridad detrás del freno para mantener el material estable. ¿Qué pasa si un golpe hace que la pieza se mueva ligeramente contra el contragolpe? Esto arroja el posicionamiento de la parte, de modo que cuando el medidor se mueve hacia adelante para el siguiente golpe, el golpe no golpea donde debería. Un pequeño error de posicionamiento temprano en la progresión de la protuberancia puede arrojar el ángulo final significativamente.

Weidgraaf describió una operación que utiliza un backgauge especializado. Un dedo de calibre convencional tiene un tope vertical y un componente horizontal que soporta el material. Weidgraaf, sin embargo, describió un dedo de calibre trasero de 6 ejes que también funciona como una abrazadera. Es esencialmente un dedo de calibre posterior con pulgares oponibles que agarra la placa desde arriba y abajo para garantizar que la posición del calibre de la placa permanezca constante durante toda la secuencia de flexión (ver Figura 4).

Las pinzas también ayudan a colocar piezas de trabajo grandes. Cuando se coloca una hoja plana en el freno, los medidores agarran el borde de la placa y la vuelven a colocar en la posición programada, lo que hace que los trabajos de los operadores sean mucho más fáciles y seguros. Un equipo de técnicos ya no tiene que luchar para colocar un plato grande.

Troqueles Variables

El cambio de herramienta también agrega tiempo entre trabajos. Digamos que un trabajo requiere una curva de impacto seguida de una curva de aire de radio convencional. Una curva de relieve suave requerirá un ancho de matriz estrecho, mientras que el radio de curvatura, particularmente en una placa gruesa, requerirá una abertura mucho más ancha. Se puede usar una matriz variable para ambas curvas. \"Un dado variable significa que puedes cambiar la apertura de tu dado entre golpes\", dijo Linderot.

Del mismo modo, las matrices variables pueden ayudar cuando se topan con curvas complejas, como las que tienen un radio más amplio en un extremo de la pieza y un radio más corto en el otro extremo. El técnico puede establecer un ancho de troquel corto para golpear con un paso de radio estrecho, luego establecer un ancho de dado más ancho para golpear el radio más ancho, que puede formarse suavemente con un paso de radio más ancho (es decir, más espacio entre los golpes).

Coronación avanzada

Otra variable más es la desviación. Todas las plegadoras se desvían bajo carga, y puede convertirse en un gran problema cuando tiene piezas de trabajo extremadamente grandes. Supongamos que está doblado por golpes y tiene un error constante de solo una fracción de grado. Verá que después de que se forma toda la pieza de trabajo, tiene un arco o una torcedura.

Los frenos modernos tienen sistemas automáticos de compensación de coronación para controlar este efecto. Como explicó Weidgraaf, son más exactos y ciertamente más eficientes que las cuñas. Ciertos sistemas tienen compensación mecánica no solo en el centro de la cama, sino también en incrementos específicos en todo el espacio de trabajo. Dicha tecnología, que devuelve información al CNC, brinda a los técnicos la capacidad de ajustar la formación a lo largo de una línea de curvatura extremadamente larga: unas pocas milésimas aquí, unas pocas milésimas allí (ver Figura 5).

El tiempo entre

Cuando analiza una operación de choque de piezas de trabajo grandes, puede encontrar que el golpe real realmente no toma tanto tiempo. Lo que lleva tiempo es todo lo que sucede entre las flexiones: mover y transportar piezas de trabajo grandes dentro y fuera de la prensa plegadora.

Los soportes para piezas de trabajo pueden ayudar. Estos incluyen rodillos que ayudan a colocar la placa sobre la cama de la prensa plegadora, así como soportes que se mueven hacia arriba con la pieza de trabajo a medida que se forma. Los soportes de la pieza de trabajo pueden hacer que la operación sea mucho más eficiente, no solo porque liberan una grúa aérea, sino también porque mantienen la placa en la posición formada después de cada golpe, lista para que el operador verifique con una plantilla.

Si necesita volver a cazarlo, puede elegir exactamente la misma línea de curva. Si coloca una pieza grande en posición horizontal, se convierte en todo un arte levantarla y colocarla exactamente en la misma línea de curvatura \".

Figura 4

A lo largo del ciclo de doblado, la pinza sujeta la placa sin perder el punto de referencia. Se muestra una curva de radio, aunque la tecnología también se puede utilizar para curvas de impacto.

Linderot agregó que pueden ocurrir accidentes graves si se usa la grúa como soporte de la pieza de trabajo. Si los operadores no tienen cuidado, un freno puede ejercer tanto tonelaje sobre una pieza de trabajo que puede tirar hacia abajo y destruir una grúa aérea que intenta sujetarlo.

Además, dijo que algunas aplicaciones pueden beneficiarse del manejo de sistemas que realmente rotan la pieza. Los soportes se acercan a la parte desde la parte frontal y posterior de las herramientas, levantan la pieza de trabajo pesada de la matriz y la giran hacia el otro lado, sin necesidad de grúas aéreas

Agregando Eficiencia al Arte

La flexión por golpes, particularmente en piezas grandes y gruesas, sigue siendo más arte que ciencia. Las características del material varían de un lote a otro. El contragolpe preciso (por ejemplo, cuando tienes curvas en ambos bordes de la pieza) a veces simplemente no es posible. Pero realizar los cálculos básicos de antemano y tener las herramientas adecuadas puede hacer que estos trabajos desafiantes sean menos lentos y, lo más importante, mucho más seguros.