Limpie las arrugas de la flexión del tubo.

Estos insertos de matriz limpiadora, diseñados para montarse en soportes específicos, ayudan a suavizar las arrugas en varias aplicaciones de doblado de tubos.

Un cliente se acerca a usted con un trabajo de formación de tubos que involucra curvas de 90 grados. La aplicación implica un tubo con un diámetro de 2 pulg. diámetro exterior (OD), 0,065 pulg. espesor de pared y 4 pulgadas. radio de línea central (CLR). El cliente quiere 200 piezas a la semana durante un año.

Los requisitos de herramientas son un dado de flexión, un dado de sujeción, un dado de presión, un mandril y un dado de rascador. Ningún problema. Parece que todas las herramientas necesarias para doblar algunos prototipos están en el taller y listas para funcionar. Después de configurar el programa de la máquina, el operador carga el tubo y realiza una curva de prueba para ver si es necesario ajustar la máquina. La primera curva sale de la máquina, y es perfecta. Entonces, el fabricante envía algunas muestras de tubos doblados al cliente, quien luego otorga el contrato que seguramente conducirá a un lucrativo negocio recurrente. Todo parece estar bien con el mundo.

Pasan unos meses y el mismo cliente quiere recortar costes de material. Esta nueva aplicación requiere un tubo de 2 in.-OD con un 0.035 in. espesor de pared y 3 pulg. CLR. Las herramientas de otra aplicación son internas, por lo que el taller puede producir prototipos de inmediato. Los operadores cargan todas las herramientas en la máquina dobladora y prueban una curva de prueba. El primer doblez sale de la máquina con arrugas dentro del doblez. ¿Por qué? Tiene que ver con un componente de herramientas que es especialmente crítico para las aplicaciones de doblado de tubos que involucran paredes delgadas y radios estrechos: la matriz limpiadora.

Dos cosas ocurren durante el doblado rotativo del tubo: la pared exterior del tubo colapsa y se adelgaza, y el interior del tubo se comprime y se arruga. Los requisitos mínimos de herramientas para el doblado de tubos de tracción giratorios son el dado de doblado, alrededor del cual se dobla el tubo, y el dado de abrazadera, que sujeta el tubo en su lugar mientras se dobla alrededor del dado de doblado.

Un troquel de presión ayuda a mantener una presión constante en el tubo en la tangente, donde se produce la curvatura. Esto proporciona la fuerza de reacción para hacer esa curva. La longitud de la matriz de presión depende del grado de curvatura de la pieza y del radio de la línea central.

La aplicación determinará las herramientas que necesitará. Algunas aplicaciones solo requieren un dado de flexión, un dado de sujeción y un dado de presión. Si tiene un trabajo con una pared gruesa formada en un radio grande, probablemente no necesite un mandril o matriz de limpieza. Otras aplicaciones requieren un conjunto completo de herramientas, incluido un cabezal de limpieza; ánima; y (para ciertas máquinas) una pinza, que ayuda a guiar el tubo durante la curvatura y el plano de rotación de la curvatura (verFigura 1).

Los troqueles limpiadores ayudan a sostener y eliminar las arrugas del radio interior de la curva. También minimizan la deformación del tubo fuera de redondez. Las arrugas ocurren cuando el mandril dentro del tubo ya no puede proporcionar suficiente fuerza contraria.

Los limpiaparabrisas siempre se utilizan en combinación con mandriles insertados dentro del tubo durante el doblado. El trabajo principal del mandril es controlar la forma en el radio exterior de la curva. Los mandriles también soportan el radio interior, aunque ofrecen soporte completo solo para una gama limitada de aplicaciones que implican factores específicos de D de curvatura y pared. La D de la curvatura es el CLR de la curvatura dividido por el diámetro exterior del tubo, mientras que el factor de pared es el diámetro exterior del tubo dividido por el espesor de la pared del tubo (verFigura 2).

Se utiliza una matriz de limpieza cuando el mandril ya no puede proporcionar suficiente control o soporte del radio interior. En términos generales, cualquier doblado con mandril de pared delgada requiere un cabezal de limpieza. (Los mandriles de pared delgada a veces se conocen como mandriles de paso cerrado, siendo el paso la distancia entre las bolas en el mandril).

La configuración adecuada de la matriz del limpiador se vuelve especialmente crítica una vez que la aplicación requiere un tubo de pared más delgada o radios más estrechos. Piense de nuevo en el ejemplo que comenzó este artículo. Lo que funciona para un 4-in. Es posible que CLR no funcione para una pantalla de 3 pulgadas. CLR, y el cambio de material que el cliente solicita para ahorrar dinero viene con una mayor precisión requerida en la configuración de las herramientas.

FIGURA 1 Los componentes básicos de una configuración de doblado de tubos de tracción rotativos son una matriz de abrazadera, una matriz de curvatura y una matriz de presión. Ciertas configuraciones pueden requerir que se inserte un mandril dentro del tubo, y otras configuraciones requieren que se use una matriz limpiadora junto con el mandril. Un collar (no se llama aquí pero se colocaría en el centro, donde cargaría el tubo) ayuda a guiar el tubo a través del proceso de doblado. La distancia entre la tangente (el punto donde se produce la flexión) y la punta del cabezal limpiador se denomina retroceso teórico del cabezal limpiador.

Elegir el dado de limpiaparabrisas correcto; lograr el apoyo adecuado del dado de flexión, el dado de presión y el mandril; así como encontrar la posición correcta de la matriz de limpieza para eliminar los espacios que conducen a arrugas y deformaciones son la clave para una curva cerrada de alta calidad. Como regla general, la configuración de la punta del cabezal limpiador debe estar desplazada de la tangente entre 0,060 y 0,300 pulgadas (consulte el retroceso teórico del cabezal limpiador que se muestra en la Figura 1), según lo determinado por el tamaño y el radio del tubo. Consulte con su proveedor de herramientas para obtener una dimensión precisa.

Asegúrese de que la punta del cabezal limpiador quede plana con la ranura del tubo y que no haya espacio (o "joroba") entre la punta limpiadora y la ranura del tubo. También verifique la configuración de presión de la matriz de presión. Si la matriz limpiadora está colocada en el lugar correcto en relación con la ranura del tubo, agregue un poco más de presión a la matriz de presión para empujar el tubo hacia la matriz curva y ayudar a eliminar las arrugas.

Los dados de limpiaparabrisas vienen en varias formas y tamaños. Puede obtener matrices de rascador rectangulares/cuadradas para aplicaciones de tubo rectangular y cuadrado, y puede usar rascadores de perfil/forma contorneados para adaptarse a formas específicas y admitir características únicas.

Los dos estilos más comunes son el dado de limpiaparabrisas sólido con reverso cuadrado y el soporte de limpiaparabrisas con inserciones. Matrices rascadoras de espalda cuadrada (verfigura 3) se utilizan para aplicaciones de paredes delgadas, D de curvatura estrecha (generalmente 1,25 D o menos), trabajos aeroespaciales, aplicaciones altamente estéticas y tiradas de producción de volumen bajo a medio.

Para curvas de menos de 2D, puede comenzar con un dado de limpieza de reverso cuadrado mientras optimiza el proceso. Por ejemplo, puede comenzar con un cabezal de limpiaparabrisas de parte posterior cuadrada con una curvatura 2D con un factor de pared de 150. Por otro lado, probablemente usaría un soporte de limpiaparabrisas con insertos en aplicaciones menos agresivas, como una curva 2D con un factor de pared de 25.

Los dados de limpiaparabrisas de espalda cuadrada brindan el máximo soporte del radio interior. También se pueden volver a cortar después de que la punta se desgaste, pero debe tener un ajuste en la máquina para acomodar el dado más corto después del nuevo corte.

El otro estilo común, un soporte con insertos Wiper, es menos costoso y más rentable para el plegado de producción (verFigura 4 ). Se pueden usar para Ds de curvatura de moderadas a estrechas y para doblar diferentes materiales de tubos usando el mismo OD y CLR. Una vez que vea que la punta está desgastada, puede reemplazarla. Cuando lo haga, notará que la punta se coloca automáticamente en la misma posición que el inserto anterior, lo que significa que no tiene que ajustar el soporte del limpiaparabrisas. Tenga en cuenta, sin embargo, que las configuraciones y ubicaciones de las teclas de inserción en los soportes de matriz de limpieza varían, por lo que debe asegurarse de que el diseño de la inserción coincida con el diseño del soporte de limpieza.

Los soportes Wiper con insertos reducen el tiempo de configuración, pero no se recomiendan para radios estrechos. Tampoco están disponibles para formas de perfil o tubo rectangular o cuadrado. Tanto los cabezales de limpiaparabrisas de espalda cuadrada como los soportes de limpiaparabrisas con inserciones se pueden fabricar en un estilo de aproximación cercana. Las matrices limpiadoras de aproximación cercana están hechas para minimizar el desperdicio de tubos, logrando una longitud de trabajo más corta al extender el montaje detrás del limpiador y permitir que el collar (la unidad que guía el tubo) se acerque más a la matriz curva (verFigura 5).

El objetivo es acortar la longitud requerida del tubo, lo que puede ahorrar material para la aplicación correcta. Si bien estos limpiaparabrisas de acercamiento dan como resultado menos desperdicio, ofrecen menos apoyo que los limpiaparabrisas estándar con parte posterior cuadrada o los soportes de limpiaparabrisas estándar con insertos.

Asegúrese de estar utilizando un material de matriz de limpieza que sea mejor para el trabajo en cuestión. Al doblar materiales duros como acero inoxidable, titanio y aleaciones INCONEL, debe usar un material de aluminio y bronce. Al doblar materiales más blandos como acero dulce, cobre y aluminio, use un limpiador hecho de acero o acero cromado (veaFigura 6).

FIGURA 2 En términos generales, las aplicaciones menos agresivas no requerirán una matriz limpiadora. Para leer este cuadro, consulte la clave anterior.

Cuando se utiliza un soporte con insertos, el soporte suele ser de acero, aunque ciertas aplicaciones pueden requerir que tanto el soporte como la punta estén hechos de aluminio-bronce.

Ya sea que esté utilizando un cabezal de limpieza o un soporte de limpieza con insertos, utilizará la misma configuración de máquina para ambos. Asegure el tubo en la posición de sujeción completa, luego coloque la matriz limpiadora desde la parte posterior de la matriz curva y el tubo. La punta del limpiador se asentará golpeando la parte posterior del dado del limpiador con un mazo de goma.

Si no puede utilizar este método, ajuste el cabezal del limpiaparabrisas o el soporte del limpiaparabrisas con el inserto utilizando el ojo y una regla (regla). Tenga cuidado y use su dedo o globo ocular para asegurarse de que la punta esté recta en línea. Asegúrese de que la punta no esté demasiado hacia adelante. Desea mantener una transición suave a medida que el material del tubo pasa por la punta del cabezal del limpiador. Repita el proceso según sea necesario para lograr un doblez de excelente calidad.

La inclinación es el ángulo del limpiaparabrisas en relación con el dado de presión. Algunas aplicaciones especiales en la industria aeroespacial y otros sectores utilizan limpiaparabrisas diseñados para usarse con poco o ningún rastrillo. Pero para la mayoría de las aplicaciones, la inclinación generalmente se establece entre 1 y 2 grados, como se muestra en la Figura 1, para proporcionar suficiente espacio libre para reducir la resistencia. Deberá determinar la inclinación exacta durante la configuración y la prueba de flexión, aunque a veces puede marcarla en la primera curva.

Con un dado de limpiaparabrisas estándar, vuelva a colocar la punta del limpiaparabrisas ligeramente detrás de la tangente. Esto deja espacio para que el operador mueva la punta del limpiador hacia adelante a medida que se desgasta. Sin embargo, nunca coloque la punta del dado del limpiador en la tangente o más allá de la tangente; si lo hace, se romperá la punta del dado del limpiador.

Al doblar material más blando, puede aplicar tanto rastrillo como sea necesario. Pero si está doblando materiales más duros como el acero inoxidable o el titanio, trate de mantener la matriz del limpiador con un desprendimiento mínimo. Mantener la matriz del limpiador lo más recta posible con los materiales más duros ayudará a eliminar las arrugas de la curva y de la sección recta detrás de la curva. Tal configuración también debe incluir un mandril ajustado.

Para obtener la mejor calidad de plegado, debe usar un mandril y una matriz limpiadora para ayudar a sostener el interior del plegado y controlar la ovalidad. Si su aplicación requiere una matriz de limpieza y un mandril, utilícelos a ambos, no se arrepentirá.

Regrese al dilema anterior e intente ganar el próximo contrato para la pared más delgada y el CLR más estricto. Con el cabezal limpiador colocado en la ubicación correcta, el tubo sale de la máquina perfecto y sin arrugas. Esto representa el tipo de calidad que quiere la industria, y la calidad es lo que la industria debería obtener.