La evolución de la flexión de precisión.

La evolución de la flexión de precisión.

Precisión con una prensa mecánica

  Durante las últimas tres décadas, a medida que la tecnología de la prensa de prensa evolucionó, la flexión de precisión evolucionó con ella. A principios de la década de 1970, la única forma de lograr una curva de ± 1 grado era la penetración con penetración con una prensa mecánica. Estos frenos eran las máquinas más simples y más a prueba de balas en el mercado. Es cierto que habían surgido prensas hidráulicas, pero sus cilindros podían repetirse a solo ± 0.004 pulg. O más, demasiado inexactos para doblarlos con precisión.

  Piense en el movimiento del freno de la prensa mecánica en relación con el brazo de un boxeador que lanza un puñetazo. Si el brazo se extiende solo parcialmente, doblado por el codo, alguien puede moverlo fácilmente. Pero si el brazo se estira completamente hacia afuera, con el codo bloqueado, es increíblemente difícil para alguien empujar el puño hacia atrás y desbloquear el codo, ese es el efecto de palanca. Cuando está completamente extendido, ese puño puede arar hacia adelante con una fuerza tremenda.

  Lo mismo ocurre con una prensa mecánica de freno. Considere una máquina de 90 toneladas con fondo de penetración. Produce 90 toneladas cerca de la parte inferior de la carrera, y cuando se extiende completamente, el punzón penetra en el metal unas milésimas de pulgada, acumulando toneladas y, a menudo, produce un 50% más de potencia; así, una prensa plegadora de 90 toneladas puede ejercer 135 toneladas.

  Por esta razón, los diseñadores construyeron los bastidores y los cojinetes de estas máquinas para soportar ese tonelaje adicional. La precisión vino con el ariete completamente extendido, produciendo una "pila rígida" de elementos, desde el cigüeñal al excéntrico, al tornillo, al ariete, al punzón, al material, al troquel, tan rígido como el brazo de un boxeador extendido.

  Las prensas mecánicas requerían una habilidad tremenda. Sin ningún sistema hidráulico o CNC para ayudar, un operador aprendió a deslizar el embrague de la máquina con precisión. Era casi un arte. Si desliza incorrectamente el embrague, podría bajar el ariete demasiado rápido, lo que crearía una condición peligrosa para él, así como una parte mala. Si permitía que el ariete descendiera demasiado lejos, podría infligir un daño importante en la máquina, estropear los cojinetes y los tornillos, y quizás incluso romper una placa lateral. Al mismo tiempo, estos frenos tenían herramientas planeadas, lo que significaba que la altura de la punta a los hombros en un extremo de la herramienta podría haber sido unas milésimas de pulgada más que el otro extremo. Los operadores tuvieron que ajustar el nivel del ariete justo para lograr una curva precisa y, a menudo, tuvieron que calzar secciones del troquel.

La hidráulica toma el centro del escenario

Las prensas hidromecánicas fueron el siguiente paso en la precisión. Introducidos a fines de la década de 1970 y principios de la década de 1980, estos representaban los primeros sistemas que utilizaban sistemas hidráulicos que podían alcanzar una repetibilidad del pistón de ± 0.001 pulg. Este diseño eliminó la necesidad de tener un operador experimentado porque no había necesidad de deslizar un embrague. Tenía la excelente capacidad de acuñado, con el efecto de apalancamiento generando hasta un 50 por ciento más de tonelaje en la parte inferior. Pero todavía no mejoró la repetibilidad del ariete.

  Otro diseño empleaba un balancín, como un balancín, con el cilindro hidráulico en un extremo y el ariete en el otro. Al colocar el cilindro tres veces más lejos del punto de pivote, el pistón produjo un efecto multiplicador. Para producir 90 toneladas de fuerza de flexión, el cilindro tenía que producir solo 30 toneladas de fuerza. Más importante aún, si el cilindro pudiera detenerse dentro de 0.003 pulg., Entonces el pistón podría detenerse dentro de 0.001 pulg. Este diseño fue el primer gran avance para aumentar la precisión de un freno de prensa hidráulico. Los motores hidráulicos dieron mayor control sobre el ariete, mientras que los enlaces mecánicos proporcionaron la precisión. Siguieron otros diseños hidromecánicos, y el diseño sigue siendo muy popular hoy en día debido a su simplicidad y precio.

  A principios de la década de 1980, un freno mecánico que tocaba fondo con penetración y flexión de aire con una máquina hidromecánica, mientras producía curvas precisas para el tiempo, aún podía alcanzar solo ± 0.001 pulg. Repetibilidad de ram. Las servoválvulas rompieron esa barrera de repetibilidad. En una máquina hidráulica, estas válvulas podrían medir con precisión el flujo de aceite al cilindro hidráulico y ajustarse automáticamente. Era como si los fabricantes de máquinas dieran a estas válvulas hidráulicas un cerebro. Al principio, estas válvulas eran muy caras y sensibles a la suciedad y al aceite. Sin embargo, finalmente, un sistema hidráulico, una máquina más controlable y más segura, podría realizar lo que hoy se considera flexión de aire de precisión, con ± 0.0004 pulgadas. o mejor repetibilidad del ariete.

  Lo que vino a continuación, y lo que en última instancia llevó a la flexión de precisión a su posición actual, es el control numérico informático avanzado. Con mejores controles, los fabricantes transfirieron el cerebro de las válvulas en el cilindro al control. Válvulas proporcionales sustituidas por servo válvulas. Con su continuo aumento en la sofisticación y la potencia de procesamiento, los CNC de gama alta pueden monitorear minuciosamente, midiendo hasta micrones.

  Los frenos de precisión de hoy en día ofrecen un monitoreo inteligente para tener en cuenta el retroceso, la desviación y las variaciones de material. Algunas técnicas se basan en las bases de datos de flexión que teóricamente predicen lo que sucederá y se ajustarán antes de que tenga lugar la flexión. La mayoría ofrece dispositivos que permiten que los fabricantes se formen, midan y luego ajusten durante el proceso de doblado, interno al freno de la prensa (utilizando sensores de presión) o externo (con dispositivos de seguimiento láser).

Han surgido sistemas servo o electrohidráulicos y otros híbridos para trabajos de precisión. Algunos fabricantes ofrecen servofrenos totalmente eléctricos que eliminan sistemas hidráulicos complejos y costosos de mantener y, al mismo tiempo, mantienen su control y precisión.

La importancia de las herramientas

  Pero no importa cuán precisa sea la máquina, no haría nada para mejorar la precisión sin herramientas precisas. El herramental de tierra, con tolerancias de ± 0.0008 pulg., Sigue siendo un requisito para el doblado de aire de precisión en una prensa plegadora. El herramental no solo produce una alta precisión, sino que las tecnologías como la sujeción hidráulica con la ubicación de los botones facilitan la configuración, lo que es particularmente valioso para una fuerza laboral poco cualificada.

Tecnología de equilibrio y habilidad

  Históricamente, la flexión de precisión ha requerido tres elementos principales: la habilidad del operador, la repetibilidad del ariete y un control que puede medir esa repetibilidad. Hoy en día, los dos últimos han hecho posible que un operador relativamente poco calificado pueda acelerar la precisión de la flexión muy rápidamente.

  Pero no importa la tecnología, los fabricantes de metal deben, como siempre, ajustar la tecnología a sus necesidades comerciales. Por ejemplo, si una tienda coloca un dispositivo de medición de ángulo en una prensa, puede mejorar la calidad predecible, pero ¿a qué costo? Dependiendo de la tecnología, tales dispositivos de medición pueden aumentar los tiempos de permanencia del ariete; La operación lleva más tiempo y, por tanto, cuesta más.

  Considere una aplicación de artefacto de iluminación que use una prensa de alta gama con medición en tiempo real y un freno de gama baja, ambos pueden producir la curva dentro de las tolerancias. Una prueba puede revelar que se puede producir una pieza en el freno de gama baja en 45 segundos. Debido a su ariete, el freno de gama alta tarda 60 segundos. Eso es significativamente más lento. Es cierto que el freno del extremo inferior puede requerir más habilidad para la configuración y el funcionamiento, lo que puede ser un verdadero obstáculo, especialmente si una tienda tiene dificultades para encontrar personas capacitadas, pero si los empleados del taller tienen habilidades básicas, el extremo inferior La tecnología puede ser un buen ajuste.

  En última instancia, se trata de lograr una calidad predecible a un costo predecible que se ajuste a las necesidades de los mercados a los que atiende una tienda. A lo largo de las décadas, ese hecho nunca ha cambiado.

Variables que afectan la flexión de aire de precisión

La precisión de la curva de aire de precisión final en una prensa hidráulica depende de las siguientes variables:

Variables de la máquina:

●Repetitividad del ariete de la prensa.

● Desviación de la cama y el ariete.

● Desviación de las carcasas laterales.

● El tiempo de respuesta del sistema de llenado y válvulas.

● Temperatura ambiente y aceite.

● Tiempo en que el material se mantiene bajo carga.

Variables de herramientas:

●Tolerancia dimensional del punzón, troquel y soporte de troquel

● Asiento y alineación adecuados del utillaje.

● Desgaste del punzón y troquel.

Variables materiales:

●Homogeneidad del material, particularmente la resistencia del rendimiento.

● Espesor del material.

● Dirección del grano del material durante la conformación.

● Recubrimientos protectores de materiales.

● Dureza superficial

● Springback