Controladores de freno de prensa y deducción de doblez de chapa

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Pregunta: Actualmente uso una prensa plegadora que calcula la longitud plana del material antes de que se doble, pero parece no obedecer ninguna de las fórmulas de tolerancia de doblez que he visto en cualquier parte.

Por ejemplo, normalmente doblo láminas de 0,67 mm de espesor con un troquel de 12 mm y un punzón de 1 mm de radio. Para un plegado de 90 grados, la máquina calcula que necesito tomar 1,54 mm del material original, dado que está dimensionado en el exterior. Dadas nuestras herramientas, deberíamos lograr un radio interior de 1.872 mm. Pero cuando conecto esto en nuestras fórmulas de plegado, la deducción de plegado resultante no se acerca a los 1,54 mm que dice la máquina.

Sería genial si pudiera darme algunos consejos sobre por qué la máquina parece estar programada con una fórmula diferente a todas las que leí. Además, perdón por las medidas métricas; Soy del Reino Unido

Respuesta: No te preocupes por las medidas métricas; también trabajamos en unidades métricas e imperiales aquí en los estados. Dicho esto, veamos si podemos resolver el problema en cuestión.

Primero, un descargo de responsabilidad: sin estar allí y trabajar con su prensa dobladora y su controlador, es difícil decir con confianza por qué está encontrando lo que está encontrando. Además, debido a que no conozco su objetivo dentro del radio de curvatura, supondré que es de 1,0 mm (0,039 pulg.). También supondré que su ángulo de curvatura es de 90 grados y que está formando aire utilizando herramientas rectificadas con precisión.

Entonces, ¿por qué su máquina parece usar una fórmula diferente a las que leíste? Si bien muchos controladores de prensas dobladoras usan algoritmos que varían levemente, no varían mucho de lo que estoy a punto de describir. En los EE. UU., estas fórmulas también se pueden encontrar en el Manual de maquinaria.

Existe una confusión común sobre los términos y su aplicación, junto con problemas relacionados con la selección de herramientas que deben abordarse. Estos problemas nos llevan de nuevo a su pregunta sobre los datos del controlador de la prensa plegadora.

La mayoría de los controladores realizan sus cálculos en función de algunos parámetros básicos, como la elección correcta de una herramienta. Los controladores modernos generalmente basan los cálculos utilizando la formación de aire como método, por lo que si está doblando el fondo, los valores devueltos estarán apagados.

Los programas tampoco consideran los problemas causados ​​por el uso de una abertura de troquel demasiado grande o demasiado pequeña, o si está usando un radio de punzón demasiado afilado. También existe la posibilidad de que la información producida por el controlador sea mal utilizada; por ejemplo, ¿se está utilizando el margen de plegado donde debería haber estado el valor de deducción de plegado?

Comenzaremos definiendo las fórmulas para las tres funciones y aplicaciones de plegado principales (consulte la Figura 1): retroceso exterior (OSSB), margen de plegado (BA) y deducción de plegado (BD).

FIGURA 1. El margen de plegado, que se muestra aquí, difiere de la deducción de plegado (BD), que se resta ("deduce") de las dimensiones exteriores totales para desarrollar la pieza en bruto plana. El retroceso exterior, que también se muestra aquí, se mide desde el punto tangente al vértice de la curva.

El BA es un valor añadido a las dimensiones del pliegue desde el borde de la pieza hasta el punto tangente entre el plano y el radio. Se calcula de la siguiente manera:

BA = [(0,017453 × radio de curvatura interior) + (0,0078 × espesor del material)] × ángulo de curvatura exterior

Tenga en cuenta que el valor de 0,017453 es pi sobre 180. Ese valor de 0,0078 se obtiene multiplicando 0,017453 (nuevamente, pi sobre 180) por el factor k. En este caso, el factor k es igual a 0,4468. Además, el ángulo de curvatura siempre se da como la medida del ángulo exterior (es decir, el ángulo de curvatura exterior en la Figura 1).

En su aplicación, el BA usando medidas imperiales sería:

[(0,017453 × 0,039) + (0,0078 × 0,026)] × 90 = 0,0795 pulg.

Aquí está la misma fórmula usando medidas métricas:

[(0,017453 × 1,0) + (0,0078 × 0,67)] × 90 = 2,0411 mm

Tenga en cuenta que cuando comparamos valores métricos con pulgadas, los cálculos son solo ligeramente diferentes:

0,0795 pulg. = 1,981 mm

2,0411 mm = 0,080 pulgadas

FIGURA 2. El margen de curvatura se suma a la dimensión interior total, medida a la tangente de la curvatura (X1 e Y1), mientras que la deducción de curvatura se resta de la suma de las dimensiones exteriores (X e Y).

El retroceso exterior (OSSB) es una distancia medida desde el radio y el punto tangente plano hasta el vértice de la curva:

OSSB = [Tan (La mitad del ángulo de curvatura) × (Grosor del material + Radio de curvatura interior)

Entonces, para su aplicación, calcularíamos el OSSB de la siguiente manera:

OSSB en pulgadas = [Tan(45)] × (0,026 + 0,039) = 0,065 pulg.

OSSB en milímetros = [Tan(45)] × (1,00 + 0,67) = 1,67 mm

Finalmente, calcularía la BD de la siguiente manera:

BD = (2 × OSSB) - BA

BD en pulgadas = (2 × 0,065) - 0,0795 = 0,051 pulg.

BD en milímetros = (2 × 1,67) - 2,041 = 1,299 mm

Ahora que hemos definido las fórmulas y calculado algunos datos, apliquemos la información al blanco plano. La Figura 2 muestra las diferencias entre BA y BD. Sumamos el BA al total de las longitudes planas, desde el borde hasta el punto tangente del radio de curvatura; en la figura, eso es X1 + Y1 + BA. Por el contrario, restamos el BD del total de las dimensiones exteriores, desde el borde hasta el exterior de la curva. En la figura, eso es (X + Y) - BD.

Si la ingeniería o el diseño cometen el simple error de restar el BA cuando debería haberse sumado, entonces el plano estará mal. Otro error común es usar el método de doblado incorrecto en los cálculos. Por ejemplo, si está doblando la parte inferior, está estampando el radio de la punta del punzón en el material. Si está formando con aire, el radio se forma como un porcentaje de la abertura del troquel. Si tiene el método de formación incorrecto, ejecutará los cálculos de plegado con el radio incorrecto, lo que a su vez descartará todo lo demás.

Si es un lector habitual de mi columna, debe conocer la importancia del radio de curvatura interior. Es el corazón del plegado de chapa. Si nos equivocamos, casi nada funcionará. Entonces, si los números no funcionan, verifique el radio de curvatura interior. ¿Cómo estás confirmando que es correcto? ¿Está utilizando calibres de radio o calibres de pasador? O, para el caso, ¿una herramienta es mejor que la otra?

El uso de calibres de radio está bien cuando se dobla el fondo. Los radios de la punta del punzón vienen en tamaños métricos e imperiales estándar. Y, debido a que está tocando fondo, el radio del punzón está estampado en el material.

Si está formando con aire, de nuevo, el radio de curvatura interior flota como un porcentaje de la abertura del troquel. Esto significa que su radio interior variará de los incrementos de herramienta estándar; el radio resultante rara vez cae en valores comunes de herramientas fijas, lo que hace que los calibres de radio no sean prácticos. Aquí es donde entran en juego los calibres de pasadores de taller o de control de calidad. Debido a que los calibres de los pasadores vienen en 1 mm o 0,001 pulg. incrementos, cualquier radio interior se puede comprobar con precisión independientemente del método de formación.

Al revisar sus datos, tengo que preguntarme por qué está utilizando una abertura de troquel tan grande para un material tan delgado. Si está formando con aire, lo que supongo que es así, entonces su radio de curvatura interior se desarrolla como un porcentaje de la abertura del troquel.

Por ejemplo, un acero A36 con una resistencia máxima a la tracción de 60 000 PSI debería producir un radio de curvatura interior de aproximadamente el 16 % de la abertura del troquel. Por lo tanto, para la abertura del troquel de 12 mm (0,472 pulg.), el radio de curvatura interior debe ser de 1,92 mm (0,075 pulg.), y 1,92 mm está muy cerca de los 1,872 mm (0,073 pulg.) que calculó.

El cálculo de su máquina de 1,54 mm (0,060 pulg.) es el BD correcto para un radio de plegado interior de 1,803 mm (0,071 pulg.), cercano al radio de 1,872 mm que calculó, pero no una coincidencia exacta. ¿Por qué? Claro, hay posibles ligeras variaciones en las ecuaciones, como una variación de los factores k, que existen razones válidas para hacerlo.

Pero si el radio de curvatura resultante difiere de lo que usted o la máquina calcularon, la causa podría ser una variación del material. Como he discutido muchas veces antes, no hay dos piezas de material iguales, aunque puedan designarse como del mismo grado de material, grosor, rendimiento y resistencia a la tracción, e incluso formadas a lo largo de la misma dirección de grano.

La variación de material también puede tener un efecto sobre la regla del 20%. Llamada así por las características de formación de aire del acero inoxidable, la regla del 20 % es de donde proviene ese valor del 16 %. Dicho esto, la regla no es exacta sino que tiene un rango de valores que podríamos haber usado. El material A36 que elegí para este ejemplo tiene valores que van del 15 % al 17 % de la abertura del troquel. Eso, nuevamente, proviene de las diferencias en el material que se está formando. En ocasiones, la dispersión de valores podría ser aún mayor. No obstante, el valor de la mediana normalmente es muy preciso.

Nuevamente, sin estar allí y trabajar con su prensa dobladora y su controlador, es difícil darle una respuesta precisa de por qué su controlador hace lo que hace. De todos modos, espero haber ofrecido información básica básica, mostrarle cómo aplicarla, darle algunas ideas sobre por qué está viendo los resultados que está viendo y qué podría hacer para corregirlo.

Recuerde, siempre que no pueda resolver un problema, siga intentándolo; lo resolverás. Problemas como estos pueden convertirse en grandes experiencias de aprendizaje.