Doblado por golpes y conformado por aire de láminas de metal en la prensa plegadora

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Este mes profundizamos en las complejidades del doblado por golpes y volvemos a lo básico con el conformado por aire, revisando la relación entre la abertura del troquel, el radio de doblado interior y el grosor del material.

Ambos temas revelan cuán sutil y complejo puede ser el doblado. Con respecto a la curva de tope, lo que funciona para el material de calibre podría no funcionar para la placa. Y cuando se trata de predecir el radio de curvatura interior en la formación de aire, diferentes materiales de diferentes proveedores pueden generar resultados muy diferentes.

Pregunta: Recientemente compré una copia de su libro, Bending Basics. Tengo una pregunta sobre la flexión del radio de impacto, que cubre en el Capítulo 44, específicamente con respecto a la fórmula que usa para la profundidad aproximada de penetración en la pieza de trabajo.

Necesito formar un material de 0,125 pulgadas de espesor en un ángulo de 30 grados (medido desde el exterior de la curva) con un ángulo de 26 pulgadas. radio. Tengo problemas para aplicar las ecuaciones que explicas en tu libro: longitud de arco del radio interior = 2πr × (grados de ángulo de curvatura/360), siendo r el radio interior formado por la protuberancia. Conectando los números, obtengo un 16.613 pulgadas. longitud de arco.

Suponiendo 2 grados por curva, necesito 15 golpes para lograr un ángulo externo de 30 grados (30/2 = 15). Esto significa que la distancia entre los baches (el paso del radio) debe ser de 1,107 pulgadas (16,613/15 = 1,107). Duplico eso para obtener mi ancho de matriz ideal de 2,214 pulgadas. Finalmente, calculo la profundidad aproximada de penetración: [(Ancho de matriz/2) + Espesor del material: 0,02. Cuando conecto los números, obtengo una profundidad de penetración de 1,212 pulgadas. Esa profundidad de penetración no tiene sentido para mí. ¡Espero que puedas decirme qué estoy haciendo mal!

Respuesta: Hay varias razones por las que esto no funciona para usted. Primero, el proceso funciona mejor para materiales de calibre 16. y más delgado, realmente no es válido para el grosor del material con el que está trabajando. Esto no significa que las curvas de radio de relieve no sean posibles en materiales más gruesos. Pueden funcionar, pero por lo general no resultan muy bien debido a las grandes aberturas de troquel que requieren.

La segunda razón, y la más importante, es el tamaño del radio interior, 26 pulgadas. Un radio grande es más adecuado para rodar que para formar golpes en una prensa plegadora. ¿Por qué? Porque incluso si su curvatura es de solo 2 grados en cada línea de curvatura "golpeada", la distancia (paso del radio) es demasiado grande entre cada curvatura individual. Un radio con forma de protuberancia involucra una serie de pequeños planos entre cada curva, sin importar qué tan cerca sea la distancia entre las líneas de curva. No obstante, la superficie exterior de la curva debe verse y sentirse suave. Cuando se forman protuberancias con una gran distancia entre las líneas de doblez, ese aspecto suave se vuelve más difícil de lograr.

En su caso, con 1,107 pulgadas entre las líneas de doblez, la superficie exterior no será uniforme (vea la Figura 1). En su lugar, terminará con una serie de planos separados por 1,107 pulgadas. Golpear un radio de 26 pulgadas requerirá muchas más curvas para una superficie exterior lisa. Si tuviera que aumentar cada curva medio grado en lugar de 2 grados, necesitaría aumentar 60 curvas individuales para producir un ángulo de inclinación de 30 grados. Sin embargo, el paso del radio entre cada curva se reducirá a 0,223 pulgadas, un valor razonable.

Para el ancho del troquel, normalmente duplicará el paso del radio. Duplicar el paso del radio debería darte una abertura de troquel ligeramente más pequeña que una abertura óptima. Esta abertura de troquel más pequeña permite que el material que está formando se coloque sobre ambos hombros, estabilizando la ubicación del doblez (vea la Figura 2). En el ejemplo que se acaba de citar, la abertura del troquel sería de 0,446 pulgadas, lo que le da la opción de usar una de 0,472 pulgadas. o un 0.394-in. apertura.

Teniendo en cuenta que su material tiene un grosor de 0,125 pulgadas, una abertura de matriz óptima sería de 0,709 pulgadas y requeriría un tonelaje de aproximadamente 1,07 por pulgada para acero con una resistencia a la tracción de 60 000 PSI. Baje la abertura del troquel a 0,394 pulgadas y su tonelaje casi se duplica, saltando a 1,959 toneladas por pulgada. Este aumento de tonelaje puede o no ser un problema para usted, pero sin duda marcará el material poniendo pliegues en lo que debería. ser una superficie exterior lisa.

FIGURA 1. El paso del radio (distancia entre las líneas de doblez) determina cuán entrecortado o suave será un doblez de baches.

Más de cuatro veces más grande que 0.394 pulgadas. morir., su 2.214-in. la abertura del troquel es mucho más grande que la requerida para una curva de radio de relieve. También es por eso que los números aproximados de profundidad de penetración parecen estar muy lejos.

Antes de darle un ejemplo de cómo funciona este proceso, considere un punto clave: el valor que está calculando representa el valor de penetración donde el punto cero está en la parte inferior del troquel.

Veamos cómo funcionan estos cálculos para los espesores de material adecuados para este tipo de operación. Aquí, ejecutaremos los cálculos para una pieza de calibre 16. material con un 4-in. radio de curvatura interior a 90 grados del ángulo de curvatura.

Longitud del arco en el radio interior = 2πr × (grados de ángulo de curvatura/360)

Longitud del arco en el radio interior = 2π4 × (90/360) = 6,238 pulg.

Grados de curvatura/Grados por curvatura = Número de golpes

90/2 = 45 golpes

Paso de radio (distancia entre golpes) = longitud de arco en el radio interior/número de golpes

Paso de radio = 6,238/45 = 0,139

Ancho de troquel ideal = Paso de radio × 2

FIGURA 2, la pieza de trabajo debe asentarse en ángulo recto sobre los hombros del troquel para mantener la pieza en escuadra contra los topes de medición.

Ancho ideal del troquel = 0,139 × 2 = 0,278 pulg.

Profundidad aproximada de penetración = (Ancho de matriz/2) + Grosor del material – 0,02

Aprox. profundidad de penetración = 0,139 + 0,062 - 0,02 = 0,181 pulg.

Como puede ver, si bien sus cálculos fueron correctos, simplemente no funcionaron para el producto que estaba tratando de mejorar. Si bien, en teoría, podría crear el radio de baches de 30 grados utilizando los datos que calculó para un ángulo de curvatura de 2 grados en cada bache, no sería uniforme. Y si tuviera un ángulo de curvatura de medio grado en un troquel más pequeño usando 60 curvas, la aplicación llevaría mucho tiempo y probablemente sería poco práctica. Además, la carga de tonelaje excesivo podría dañar la superficie de la pieza.

Pregunta: Me gustaría saber la relación entre la apertura del troquel y el radio interior. Por ejemplo, supongamos que estoy formando un material de 0,060 pulgadas de espesor sobre un material de 0,472 pulgadas. morir a 90 grados. ¿Cuál será mi radio?

Respuesta: Está buscando la regla del 20 %, que se puede usar para aproximar cuál será el radio de curvatura interior formado por aire. Es solo un título para una regla general, un punto de partida, y debe estar preparado para lidiar con los errores. La mayoría de los errores que encontramos provienen del material. La repetibilidad de la prensa plegadora moderna está en micras, medida en una millonésima de metro, pero el material tiene todo tipo de zonas de tolerancia. Tome un pedazo de A36 16-ga. material. El rango de tolerancia de espesor para 16 ga. está entre 0,053 pulg. y 0,067 pulg., una variación de 0,014 pulg. El límite elástico comienza en 36 000 PSI, pero puede llegar a 43 000 PSI, una diferencia del 13 %. ¿Por qué te digo esto? Es porque cuando observamos la regla del 20%, debemos darnos cuenta de que la respuesta que calculas nunca será perfecta.

Ahora, a la regla en sí. La regla del 20% explica cómo se crea el radio formado por aire en varios materiales. En el conformado por aire, el radio se forma como un porcentaje de la abertura del troquel:

Acero inoxidable 304: 20 % a 22 % de la abertura del troquel

Acero laminado en frío con resistencia a la tracción 60-KSI (material base): 15 % a 17 %

Aluminio 5052 H32: 10% a 12%

Puede comenzar con el porcentaje medio (21 % para acero inoxidable 304, 16 % para acero laminado en frío 60-KSI, 11 % para aluminio 5052 H32) y luego ajustar desde allí. ¿Qué pasa si estás formando un material diferente? Eso es fácil. Simplemente compare la resistencia a la tracción del nuevo material con el porcentaje utilizado (16 %) para nuestro material de referencia, con una resistencia a la tracción de 60 000 PSI. Entonces, supongamos que está formando material que tiene una resistencia a la tracción de 120,000 PSI. En este caso, determinaría el porcentaje de la siguiente manera:

Porcentaje de abertura del troquel para radio formado por aire = 0,16 × (resistencia a la tracción del material en PSI/60 000)

Porcentaje de abertura del troquel para radio formado por aire = 0,16 × (120 000/60 000) = 0,32 o 32 %

Aquí es donde se establece la relación entre el radio de curvatura interior y la abertura del troquel, suponiendo que esté utilizando una abertura del troquel adecuada para el grosor. (Nota del editor: Para obtener más información sobre esto, busque "selección de matriz para la prensa plegadora" en TheFabricator.com). Para nuestro ejemplo A36, eso es 16%. Así es como lo aplicaría a su 0.472 pulgadas. abertura del troquel:

0,472 × 0,16 = 0,075 pulg. radio de curva interior

Cambie el valor porcentual en los cálculos si los números son pequeños o grandes. Encontrará que los valores porcentuales son razonablemente precisos, particularmente si permanece con una sola casa de suministro para su material. Si utiliza varias casas de suministro, la mejor práctica sería utilizar el valor porcentual medio para cualquier cálculo que realice. Una vez que encuentre el porcentaje apropiado y lo multiplique por la abertura del troquel, use ese valor para calcular sus asignaciones de doblez y sus deducciones de doblez.

Una última cosa: la regla del 20% se aplica solo a la formación de aire. El doblado inferior y el acuñado estampan el radio de la punta del punzón en el material, de modo que la abertura del troquel no afecte el radio de doblado interior.