Tipos de radio formados por flexión en una prensa.

Pregunta: He leído su columna desde hace algún tiempo, y en mi tienda, hemos pasado mucho tiempo discutiendo sobre qué es una curva pronunciada en forma de aire y cómo se relaciona con una curva de radio mínima. ¿Son lo mismo, o hay una diferencia? ¿Podría revisar este tema para que podamos comprender mejor estos conceptos y su aplicación en el mundo real?

Respuesta: A veces es necesario expandir y refinar las definiciones de algo, y este es uno de esos momentos. Después de meses de investigación en temas relacionados, como el factor K, he encontrado que realmente necesitamos cambiar nuestras definiciones de los diferentes tipos de radios de curva.

Para la formación de aire, hemos tenido tres tipos aceptados: el mínimo, el radio y la profundidad. Aún así, para reflejar toda la investigación que se ha realizado sobre el doblado de chapa en las últimas décadas, puede ser el momento oportuno para utilizar una terminología más precisa.

Las cinco órdenes del radio de la curva

Hay cinco órdenes del radio de doblez interior (Ir). En el corazón de la precisión de todas las cosas, el Ir es lo que usamos para calcular nuestros márgenes de flexión (BA) y las deducciones de flexión (BD). Los cinco son los siguientes:

Curva de radio 1.Sharp

2. Radio de radio mínimo

Curva del radio 3.Perfect

4. Superficie o curva de radio

Curva del radio 5.Profound

Curva de radio aguda

Una curva de radio pronunciada es aquella en la que el centro de la curva está plegado. Este pliegue se produce cuando se aplica presión a un área tan pequeña que el tonelaje aplicado excede la capacidad del material para resistir esa fuerza, permitiendo que la punta del punzón penetre la superficie del material.

Al arrugar el centro del radio se producen variaciones en el grosor del material (Mt), la resistencia de la elasticidad, la resistencia a la tracción y la dirección del grano. Estos, a su vez, conducen a variaciones de ángulo en la curva final y variaciones en la deducción de curva (BD). En el peor de los casos, las curvas pronunciadas producen un punto débil en la hoja de metal y hacen que la curva falle en el producto final.

Si una curva se vuelve brusca es una función del material, no la punta de punzón más afilada de su taller. Cuando la punta del punzón es demasiado pequeña en comparación con el tonelaje requerido para la formación, la carga se concentrará en un área tan pequeña que el punzón comenzará a perforar la superficie del material.

A partir de aquí tienes dos opciones. Lo primero es quedarse con la curva pronunciada y calcular el BA, el retroceso externo (OSSB) y el BD utilizando el valor para el radio flotado naturalmente. Si el radio de la punta del punzón debe permanecer igual, deberá observar los ángulos de la curva de cerca durante la producción. Nuevamente, debido a que las curvas pronunciadas perforan la superficie del material, amplifican las variaciones de los ángulos de curva de los cambios en las propiedades del material, la dirección del grano, el grosor y las resistencias a la tracción y el rendimiento.

La segunda opción es seguir calculando el BA, OSSB y BD utilizando el radio interior flotante naturalmente; solo que esta vez, cambia la punta del punzón a un radio lo más cerca posible del radio flotante natural sin exceder el valor del radio. Si su punta de perforación excede el valor del radio flotado, el material tomará el nuevo radio más grande, cambiando de nuevo todos los valores de BD y el espacio en blanco plano.

Mantener el radio de la punta del punzón lo más cerca posible pero aún menor que el Ir flotante le dará el ángulo de curvatura más estable y consistente y, por extensión, dimensiones lineales estables.

Curva de radio mínimo

Una curva de radio mínimo no es la punta de punzón más afilada disponible en el taller, lo que a menudo se confunde con muchos ingenieros y programadores. Más bien, un radio de doblez mínimo puede describir una de dos cosas, según el contexto.

Primero, es el punto donde la curva se vuelve brusca y la punta del punzón comienza a penetrar en la superficie del material. Llámelo la definición de "límite mínimo" (consulte la Figura 1). En segundo lugar, puede significar el radio interior más pequeño formado por aire que puede alcanzar sin agrietar la superficie exterior de la curva.

Refiriéndose a la segunda definición, los proveedores de materiales a menudo enumeran el radio interno mínimo en múltiplos de Mt, por ejemplo, 1Mt, 2Mt. Para ser más precisos, puede calcular el radio de curvatura mínimo utilizando la reducción de tracción de un material dado.

Para embarrar aún más las cosas, puede tener un radio de curvatura mínimo utilizando una punta de punzón lo suficientemente afilada que comienza a perforar (primera definición) y también formar grietas en el radio exterior. En cualquier caso, ambas definiciones están estrechamente relacionadas, ya que dependen en cierta medida de la resistencia a la tracción del material. Cuanto mayor sea la resistencia a la tracción, más grande será la punta del punzón para evitar que se agriete en el exterior de la curva. Esto también es cierto para la dureza; Cuanto más duro es el material, mayor debe ser el radio.

Ya sea que esté o no arrugando el centro de la curva, ambos tipos de curvas de radio mínimo (junto con las curvas pronunciadas) comprometerán la integridad y la consistencia general del material. ¿Por qué es esto? Debido a que tanto las curvas de radio nítidas como las mínimas dan como resultado un esfuerzo de tracción excesivo. Esto altera la forma del radio, cambiando así la elongación en la curva.

En la chapa metálica de precisión, cada parte, cada curva y cada tipo de material tienen ciertas características que hacen que cada una tenga su propio radio de curva interior mínimo. Nunca será lo mismo, y eso debe tenerse en cuenta al diseñar piezas de chapa metálica. Para mayor consistencia, intente diseñar piezas con un radio interior que esté cerca del grosor del material, lo que nos lleva a nuestro siguiente tipo de radio: la curva perfecta.

La curva de radio perfecta

Una curva de radio perfecta es aquella en la que la relación de Ir a Mt es de 1 a 1 (es decir, Ir es igual a Mt), pero también cubre un pequeño rango de valores que comienzan en el radio mínimo y llegan hasta el 125 por ciento monte

Una curva de radio perfecta es solo eso, perfecta. En una relación de 1 a 1 de Ir a Mt, la curva se encuentra en su estado más estable, lo que le permite producir un radio con la menor cantidad de variaciones entre las curvas. Producirá un ángulo de curvatura consistente, dimensiones consistentes y la menor cantidad de recuperación elástica.

Esa relación 1-a-1 Ir-to-Mt también es el único valor en el que es válida la regla 8x, que es el ancho del troquel, 8 veces el Mt. Esta regla se vuelve inválida cuando la relación de Ir a Mt se hace más grande o más pequeña.

La curva de superficie o radio y la curva de radio profunda

Las curvas de superficie o radio son donde el radio interior es mayor que 125 por ciento hasta aproximadamente 12 veces el Mt. De nuevo, esto es aproximado. Un límite superior más preciso para las curvas de radio tiene que ver con el comportamiento del material, que abordaré en breve.

A medida que aumenta la relación de Ir a Mt, también lo hace la recuperación elástica. Y cuando la relación de Ir a Mt es muy grande, el material no es muy dúctil, incluso a baja resistencia a la tracción, y todo esto puede provocar roturas múltiples (consulte la Figura 2). Común en el material de baja resistencia a la tracción y menos común en los materiales de mayor resistencia, la rotura múltiple se manifiesta a medida que el radio interior del material se separa de la punta del punzón. La rotura múltiple puede ocurrir cuando la relación de Ir a Mt excede de 12 a 1, pero en las circunstancias adecuadas, puede tomar una relación de hasta 30 a 1.

Entonces, ¿cuándo una curva de radio se convierte en una curva de radio profunda? Podría describirse como el momento de separación del material del radio del punzón. Nuevamente, esto puede ocurrir cuando la relación de Ir a Mt excede de 12 a 1, pero en algunos casos, puede ser tan alta como 30 a 1.

Los atributos materiales desempeñan un papel importante en los resultados que logrará. Encontrará variaciones significativas en la composición química, los tratamientos y el temple dentro de cada tipo de material o grupo, tanto que es difícil definir el punto exacto donde ocurre el cambio.

Hasta un ángulo de curvatura externo de 90 grados, el material seguirá fielmente el contorno del radio del punzón. Pero entonces, tanto la penetración en el espacio del dado como el springback hacen su magia. A medida que aumenta el ángulo de flexión externa, verá un aumento proporcional en la cantidad de recuperación elástica. Cuanto más lejos deba ir para compensar la recuperación elástica, mayor será la separación entre el Ir y el Rp, y el Ir será menor en relación con el radio del punzón. Una curva de radio profunda requerirá algún tipo de compensación o retroceso para mantener el material en contacto con el radio del punzón (consulte la Figura 3).

Incidentalmente, estos podrían subdividirse aún más mediante el método de flexión: flexión por aire, fondo, acuñación, plegado y barrido. Ese es un tema para otro día y otra columna. En cualquier caso, si está formando aire, usar estos cinco términos puede ayudar a todos en la tienda a hablar el mismo idioma para enfrentar cualquier desafío de flexión.