Los 4 pilares de los límites de tonelaje de las plegadoras

Siga estos cuatro pasos y nunca trate con una plegadora dañada

P: He leído muchas discusiones sobre tonelajes de formación, pero todavía no tiene sentido para mí. He oído hablar de numerosas variables: carga de herramienta, tonelaje por pie, tonelaje por pulgada, límites de la línea central e incluso tonelaje de 'fregadero'. cual es el ¿El adecuado para que lo use? ¿Debería utilizar más de uno de estos valores?

R: Como muchos aspectos del comercio de chapa metálica, los términos pueden ser confusos, cómo se aplican y, lo peor, no entender cómo se calcula y aplica el tonelaje puede tener consecuencias desastrosas. I y muchos otros han escrito artículos sobre el tonelaje y sus múltiples aspectos. Pero no he encontrado uno que reúna todos esos aspectos, lo que en última instancia habría respondido a su pregunta. Así que aquí están todas esas variables, en orden. de progresión, todo en un solo lugar.

Sin embargo, tenga en cuenta que algunas fórmulas mencionadas aquí requieren conocimientos específicos de los materiales utilizados en la fabricación de la plegadora y las herramientas, por lo que no debe considerar las cifras calculadas como valores absolutos. En su lugar, utilice como pautas razonables. Para asegurarse de que está operando su equipo de manera segura dentro de los límites de tonelaje, asegúrese de consultar con el fabricante de su máquina plegadora y de herramientas.

1. Calcule el tonelaje de formación que requiere el trabajo

Me gusta llamar a esto '¿Qué se necesita para hacer lo que planeo hacer?' Los cálculos de tonelaje de formación de plegadoras son relativamente fáciles. El truco está en saber dónde, cuándo y cómo aplicarlos. Comencemos con el cálculo del tonelaje, que se basa en el punto donde se rompe el rendimiento del material y comienza la flexión real. La fórmula se basa en acero laminado en frío AISI 1035 con una resistencia a la tracción de 60.000 PSI. Ese es nuestro material de referencia. La fórmula básica es como sigue:

Para calcular los límites de carga de la herramienta para herramientas americanas planas, sin información de clasificación de la herramienta de fábrica, necesita saber la distancia desde la punta de la herramienta hasta el punto tangente entre el cuello y el radio interior (l), el ancho del cuello en ese mismo punto (T), y el largo de la herramienta (b).

Carrocería para curvado al aire AISI 1035 =

{[575 × (Espesor del material2)] /

Ancho de apertura del troquel /12} x Longitud del doblez

El valor 575 es una constante; el ancho de la abertura del troquel, el espesor del material y la longitud del doblez están en pulgadas. Siguiendo el orden matemático de las operaciones, primero eleva al cuadrado el valor del espesor del material y luego multiplica ese valor por 575. Luego divida ese valor por el ancho del troquel en pulgadas y luego divida nuevamente por 12 (pulgadas). Ahora conoce el tonelaje por pulgada necesario para formar la pieza. Después de esto, multiplique por la longitud de la curvatura, es decir, la cantidad de pulgadas de interfaz entre el utillaje y el material.

Esto supone que está doblando con aire el material base, AISI 1035, acero laminado en frío de tracción de 60,000 PSI. Para otros tipos de materiales, es necesario incluir un factor de material en la fórmula. Para determinar el factor material, divida el valor de tracción del material en 60.000 PSI, la resistencia a la tracción del material de referencia. Si el acero inoxidable 304 que está doblando tiene una resistencia a la tracción de 84.000 PSI, entonces lo divide por 60.000 para obtener un factor de material de 1,4. Algún otro Los factores materiales comunes son:

●Aluminio T-6: 1,0 - 1,2

●AISI 1053: 1,0

●Aluminio serie H: 0,5

●Laminados en caliente, decapados y aceitados: 1,0

Esta es sólo una breve lista. Nuevamente, para obtener el factor de material, compare el valor de tracción del material que desea formar con el valor de tracción de 60,000 del material de referencia. Si el valor de tracción del nuevo material es 120.000, entonces el El factor material es 2.

Figura 2

El área de apoyo de la herramienta, es decir, donde el punzón y la matriz entran en contacto, se calcula midiendo el ancho del hombro y multiplicándolo por 2. Luego multiplique ese número por 12.

Todo esto supone que estás controlando el aire. Tenga en cuenta que en el doblado por aire, los tonelajes se pueden reducir o aumentar estrechando o ampliando el ancho de la abertura de la matriz. Recuerde también que cuando se dobla al aire, el ancho de la abertura del troquel afecta directamente al interior. radio de curvatura. Esto significa que debe calcular la deducción de curvatura en función del radio interior flotante creado en el ancho del troquel que finalmente seleccione.

Sin embargo, si está doblando con otro método de conformado, el tonelaje requerido cambiará y deberá incluir un factor de método en la fórmula. Si está doblando fondos, es posible que necesite cinco veces más tonelaje, y para acuñarlo puede ser 10 veces o incluso más. (Nota: El doblado inferior se forma a una profundidad dentro del 20 por ciento del espesor del material, mientras que el acuñado se produce cuando el conformado se realiza a menos del espesor del material).

Otra variable más que no se analiza con frecuencia es el factor de herramientas de doblez múltiple cuando se utilizan herramientas especiales que forman múltiples dobleces al mismo tiempo, como herramientas de compensación, herramientas de sombrero y operaciones de dobladillo. Por ejemplo, usando doblado desplazado las herramientas o sombreros pueden quintuplicar la cantidad de tonelaje necesario; una herramienta para dobladillos puede cuadriplicar el tonelaje necesario; y si utiliza una herramienta compensada en material grueso, los requisitos de tonelaje pueden aumentar en un factor de 10.

Para resumir y revisar, aquí está la fórmula completa para calcular el tonelaje de conformado que requerirá un trabajo, incorporando material, método de conformado, longitud de curvatura y factores de herramientas de curvatura múltiple. Espesor del material, ancho de apertura del troquel, y la longitud de la curvatura están todas en pulgadas.

tonelaje de formación = {[575 x (Espesor del material al cuadrado)] /Ancho de apertura de la matriz/12} × Longitud del doblez × Factor de material × Factor de método × Factor de herramienta de doblez múltiple

factor material = Resistencia a la tracción del material en PSI/60 000

factor de método = 5,0+ para flexión inferior;

10,0+ para acuñar; 1.0 para curvado al aire

Factor de herramientas de múltiples curvaturas = 5,0 para flexión desplazada;

10 para doblado desplazado en material grueso;

5,0 para doblar con una herramienta de sombrero;

4.0 para doblar con una herramienta para hacer dobladillos;

1.0 para herramientas convencionales

Doblar con aire AISI 1035 a 60 000 PSI utilizando herramientas convencionales le daría un valor de 1,0 para todos los factores (factor de material, factor de método y factor de herramientas de doblez múltiple), por lo que no afectarán sus requisitos de tonelaje. Pero si tuSi está doblando otro material con un valor de tracción diferente, utilizando un método de doblado diferente y tal vez incluso herramientas especiales, sus requisitos de tonelaje serán dramáticamente diferentes.

2. Identifique los límites de carga de sus herramientas

Si tiene suerte, estará utilizando herramientas plegadoras rectificadas con precisión, que vienen calificadas de fábrica. Impreso en la herramienta o en el catálogo encontrará el tonelaje nominal para esa herramienta específica.

Si está utilizando herramientas estilo cepillado americano, no se le proporciona esta información. Nunca lo ha sido y probablemente nunca lo será. Para predecir la fuerza máxima de la herramienta o la resistencia a la presión, sus cálculos serán bastante profundos en la maleza. Las fórmulas utilizan el tipo de material de la herramienta, los tratamientos térmicos y la dureza, así como un coeficiente de límite elástico; nuevamente, todo es bastante complejo, por lo que evitaremos eso aquí y en su lugar cubriremos cómo obtener una estimación rápida de un Capacidad del punzón para soportar cargas.

Para hacer estos cálculos, necesita saber la distancia desde la punta de la herramienta hasta el punto tangente entre el cuello y el radio interior (l), el ancho del cuello en ese mismo punto (T) y la longitud de la herramienta ( b), como se muestra en la Figura 1. Tenga en cuenta que los valores l, T y b están en milímetros. También deberás incorporar un coeficiente de seguridad (δ) de 19,98. (Si tienes curiosidad, obtienes este coeficiente multiplicando 60 kg/mm2 por 33 por ciento). Z y P1 en las fórmulas A continuación se muestran los factores de cálculo utilizados para alcanzar el límite de carga de una herramienta.

P = Resistencia del punzón a la presión, en toneladas por metro cuadrado

l = Distancia desde la punta de la herramienta al punto tangente

entre el cuello y el radio interior de la herramienta, en milímetros

T = Ancho del cuello de la herramienta en el punto tangente, en milímetros

δ = 19,98

b = Longitud de la herramienta en milímetros

Fórmulas:

Z = (b×T2)/6

P1 = (δ × Z) / l

P = √ (2×P1)

Toneladas por pulgada = P/39,37

Toneladas por pie = Toneladas por pulgada × 12

Figura 3

Suponiendo que está trabajando en el centro de la plegadora, encontrará deflexión o flexión de la cama y el ariete. El límite de diseño promedio para la deflexión de la cama y el ariete es de 0.0015 pulgadas por pie entre los marcos laterales.

Si l es 38,1 mm, T es 15,87 mm y b es 1000 mm, ejecutaría los cálculos de la siguiente manera:

Z = (b×T2)/6

Z = (1.000 × 15,872)/6 = 41.976

P11 = (δ × Z) / l

P1 = 19,98 × 41.976 / 38,1 = 22.012

P = √ (2×P1)

P = √(2 × 22,012) = 209 toneladas por metro

Toneladas por pulgada = P/39,37

Toneladas por pulgada = 209/39,37 = 5,308

Toneladas por pie = Toneladas por pulgada × 12

Toneladas por pie = 5,308 × 12 = 63,696 toneladas por pie

La carga segura total de la herramienta descrita en este ejemplo es 63,696 toneladas por pie. Tenga en cuenta que este cálculo se basa en el extremo inferior, siendo la seguridad la mayor preocupación. De todos modos, sepa que esto es sólo una estimación del tonelaje. carga.

También tenga en cuenta que las herramientas de estilo americano cepilladas son relativamente blandas, entre 30 y 40 Rockwell C, y las nuevas herramientas rectificadas con precisión tienen alrededor de 70 HRC. Si excede el límite de carga de una herramienta cepillada, se doblará, explotará y una pieza caerá al suelo; Si sobrecarga una herramienta rectificada con precisión, arrojará metralla.

3. Calcule el límite de tonelaje de hundimiento

El límite de tonelaje de hundimiento se refiere a lo que se necesita para insertar físicamente sus herramientas en la base o el ariete de la plegadora. Esto considera el 'flujo de potencia' a través de la herramienta y el tonelaje máximo por pie o pulgada de carga. Para empezar, necesitamos Conozca el número de pulgadas cuadradas que interconectan las herramientas (tanto el punzón como el troquel). Esta es la superficie terrestre, como se muestra en la Figura 2.

Para calcular el área de apoyo, mida el ancho del hombro tanto en el punzón como en el troquel. Debido a que cada herramienta tiene dos hombros, se duplica la medida del hombro. Finalmente, para obtener el área total en pulgadas cuadradas, multiplique este resultado por 12. Para Para obtener el tonelaje total, multiplique este resultado por 15, un número que representa las toneladas por pie cuadrado que el material del ariete puede soportar antes de que comience la deformación. Luego multiplica este resultado por un factor de seguridad de 0,80, reduciendo su límite de tonelaje en un 20 por ciento. Para resumir:

Área terrestre = (Ancho de hombros × 2) × 12

Toneladas totales = Superficie terrestre × 15

Límite de tonelaje de hundimiento = toneladas totales × 0,80

A modo de ejemplo, si sus herramientas tienen un ancho de hombro de 0,350 pulgadas:

Superficie terrestre = (0,350 × 2) × 12

Área de terreno = 8,4 pulgadas cuadradas de interfaz

Toneladas totales = 8,4 × 15 = 126

Límite de tonelaje de hundimiento = 126 × 0,80 factor de seguridad

Límite de tonelaje de hundimiento = 100,8 toneladas por pie.

¿El tonelaje es demasiado alto? ¡Considera usar hombros más grandes! Una mayor superficie de terreno en sus herramientas puede soportar una mayor presión.

4. Calcule el límite de carga en la línea central de la plegadora

Todas las plegadoras están diseñadas para carga en la línea central, es decir, trabajando en el centro de la prensa. Esto no significa que no puedas trabajar descentrado. Algunas máquinas pueden funcionar descentradas y otras no. Pero suponiendo que esté trabajando en el centro de la plegadora, encontrará deflexión, o la flexión de la cama y el ariete, como se muestra en la Figura 3. (Si puede trabajar descentrado, especialmente bajo el flujo de potencia donde no hay deflexión en el ariete, incrustando el las herramientas pueden convertirse en un problema; ver número 3.)

Todas las plegadoras se desvían bajo una carga normal, y esa deflexión se basa en el grosor y la altura del ariete y la base de la plegadora. La deflexión normal es la cantidad a la que el ariete y la cama pueden estar sujetos y aun así regresar a su forma original después de retirar la carga.

El límite de diseño promedio para la deflexión de la bancada y el ariete entre los marcos laterales es de 0,0015 pulgadas por pie. Por lo tanto, una plegadora con 10 pies entre los marcos laterales tiene un límite de deflexión permisible de la bancada y el ariete de 0,015 pulgadas (10 pies). × 0,0015 pulg. por pie = 0.015 pulg.) en el centro. Tenga en cuenta que este 0,0015 pulgadas. La deflexión es la elevación máxima en el centro utilizando el dispositivo de compensación o coronación promedio.

Figura 4

La mayoría de las plegadoras están diseñadas para tener una deflexión máxima permitida en el ariete y la plataforma cuando se aplica una carga de tonelaje completo sobre el 60 por ciento de la distancia entre los marcos laterales.

Sin embargo, cuando la carga desvía el ariete y la plataforma más allá del límite de diseño, el ariete y la plataforma adquieren una forma nueva y fija y nunca volverán a su condición original. Esto se llama volcado del ariete, donde el ariete de la plegadora está permanentemente desviado en el plano vertical, dejando la distancia entre el ariete y la cama mayor en el centro de la máquina que en cualquiera de los extremos.

Con la excepción de máquinas muy pequeñas, las plegadoras están diseñadas para tener una deflexión máxima permitida de la plataforma y el ariete cuando se aplica una carga de tonelaje completo sobre el 60 por ciento de la distancia entre los marcos laterales (consulte la Figura 4). Él Se deduce entonces que una plegadora de 100 toneladas con 10 pies entre los marcos laterales se desviará hasta el límite de diseño cuando las 100 toneladas se apliquen en 6 pies, divididas en la línea central del ariete y la plataforma, sin que se produzcan daños a la prensa. prensa. Sin embargo, si esas mismas 100 toneladas se distribuyeran en un área de menos de 6 pies (72 pulgadas), la máquina excedería sus límites de deflexión diseñados y dañaría permanentemente su plataforma y su ariete.

Siguiendo nuestro ejemplo de la plegadora de 10 pies y 100 toneladas, divida 100 toneladas por 72 pulgadas (es decir, el 60 por ciento de la longitud de la plataforma) y obtendrá el tonelaje máximo por pulgada que puede lograr sin exceder la línea central. límite de carga. A resumir:

Límite de carga en la línea central = Clasificación de tonelaje de la máquina /

(Distancia entre los marcos laterales en pulgadas × 0,60)

Límite de carga de la línea central = 100/(120 × 0,60) =

1,3888 toneladas por pulgada, o 16,66 toneladas por pie

Nunca exceda el límite de carga de la línea central. Para estar absolutamente seguro de no exceder el límite de deflexión, comuníquese con el fabricante de su plegadora y pregunte cuál es el límite de carga central para la marca y modelo específico de su máquina.

Conclusión

Siga estos cuatro pasos en orden y asegúrese de no exceder ninguno de estos límites. Sin duda, hay otros factores de tonelaje a considerar: carga descentrada, equilibrio de la carga y uso de herramientas de uretano, por nombrar algunos. Pero si revisa y utiliza estos cuatro pasos, mantendrá sus cargas dentro de los límites debidos y nunca tendrá que lidiar con una plegadora dañada o, peor aún, con metralla de una herramienta que explota.