Controladores de prensa plegadora y deducción de curvatura de chapa

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Pregunta: Actualmente uso una plegadora que calcula la longitud plana del material antes de doblarlo, pero parece no obedecer ninguna de las fórmulas de margen de curvatura que he visto en cualquier lugar.

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

Sería fantástico 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 preocuparse por las medidas métricas; Aquí en los estados también trabajamos tanto en unidades métricas como imperiales. Dicho esto, veamos si podemos solucionar el problema que nos ocupa.

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

Entonces, ¿por qué su máquina parece utilizar una fórmula diferente a las que usted leyó? Si bien muchos controladores de plegadoras utilizan algoritmos que varían ligeramente, no varían mucho de lo que voy a describir. En EE. UU., estas fórmulas también se pueden encontrar en Machinery's Handbook.

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

La mayoría de controladores realizan sus cálculos basándose en algunos parámetros básicos, como elegir correctamente una herramienta. Los controladores modernos generalmente basan los cálculos utilizando el conformado con aire como método, por lo que si está doblando la parte inferior, los valores devueltos serán incorrectos.

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

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 curvatura, que se muestra aquí, difiere de la deducción de curvatura (BD), que se resta (“deduce”) de las dimensiones exteriores totales para desarrollar la pieza 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 plegado 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 encuentra 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 proporciona como la medida del ángulo exterior (es decir, el ángulo de curvatura externo en la Figura 1).

En su aplicación, el BA usando medidas imperiales sería:

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

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 sólo ligeramente diferentes:

0,0795 pulgadas = 1,981 mm

2,0411 milímetros = 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) × (Espesor 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 pulgadas.

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

Finalmente, calcularías el BD de la siguiente manera:

BD = (2 × OSSB) - BA

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

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 espacio en blanco. La Figura 2 muestra las diferencias entre BA y BD. Sumamos el BA al total de las longitudes de los planos, 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 hacia el exterior del doblez. En la figura, eso es (X + Y) - BD.

Si ingeniería o diseño comete el simple error de restar el BA cuando debería haberse sumado, entonces el piso estará mal. Otro error común es utilizar un método de flexión 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 apertura del troquel. Si tiene el método de conformado incorrecto, ejecutará los cálculos de plegado con el radio incorrecto, lo que a su vez desecha todo lo demás.

Si eres un lector habitual de mi columna, debes conocer la importancia del radio de curvatura interior. Es el corazón del doblado de chapa. Si nos equivocamos, casi nada saldrá bien. Entonces, si los números no funcionan, verifique el radio de curvatura interior. ¿Cómo confirmas que es correcto? ¿Está utilizando calibres de radio o calibres de clavija? O, de hecho, ¿es una herramienta mejor que la otra?

Usar medidores de radio está bien cuando estás doblando la parte inferior. Los radios de la punta del punzón vienen en tamaños métricos e imperiales estándar. Y, como está tocando fondo, el radio del punzón queda estampado en el material.

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

Al revisar sus datos, me pregunto por qué utiliza una abertura de matriz tan grande para un material tan delgado. Si está formando aire, lo cual supongo que es así, entonces su radio de curvatura interior se desarrolla como un porcentaje de la apertura 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 apertura del troquel. Entonces, 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 curvatura interior de 1,803 mm (0,071 pulg.), cercano al radio de 1,872 mm que calculó, pero no coincide exactamente. ¿Por qué? Claro, existen posibles ligeras variaciones en las ecuaciones, como una variación de los factores k, para lo cual existen razones válidas.

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 comentado muchas veces antes, no hay dos piezas de material iguales, aunque puedan designarse como del mismo grado de material, espesor, rendimiento y resistencia a la tracción, e incluso formadas en la misma dirección de la fibra.

La variación material también puede tener un efecto en la regla del 20%. La regla del 20%, que lleva el nombre de las características de formación de aire del acero inoxidable, 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 oscilan entre el 15% y el 17% de la apertura del troquel. Esto, nuevamente, proviene de las diferencias en el material que se forma. En ocasiones, la dispersión de valores podría ser aún mayor. No obstante, el valor mediano normalmente es muy preciso.

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

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