Los fundamentos de las herramientas de prensa plegadora

Es tu primer día en el trabajo y te estás capacitando para convertirte en un presiona el freno operador en KRRASS. Te das cuenta prensa de herramientas de freno Dispuestas ingeniosamente en carros junto a cada máquina. Algunos operadores usan un solo juego de herramientas, mientras que otros instalan varios juegos en toda la máquina.

La operación parece sencilla: un operador desliza una chapa o placa metálica entre dos herramientas. La herramienta superior (el punzón) se mueve hacia abajo, en dirección a la herramienta inferior (la matriz), doblando el metal. Bastante simple, ¿verdad?

No exactamente. El proceso de doblado es una de las tareas más complejas en la fabricación de metal. Todo depende de cómo interactúan el punzón y la matriz con el metal.

Conceptos básicos para principiantes curiosos

Durante años, muchos empleados nuevos no tenían experiencia previa. Algunas empresas incluso necesitan capacitarlos para leer cintas métricas.

Hay dos tipos de operadores nuevos. Unos solo buscan un sueldo y no les interesa aprender más. Esta guía no es para ellos. Los otros son curiosos y tienen ganas de progresar, convirtiéndose en líderes de equipo o técnicos cualificados. Esta guía está diseñada específicamente para estos principiantes curiosos, comenzando desde lo más básico, como entender qué significa el "radio de curvatura".

Comprensión de los conceptos básicos del radio

A veces los ingenieros reciben CAD Modelos de clientes que muestran pliegues de chapa metálica sin radio. Si bien el software moderno ayuda a evitar esto, es un recordatorio de lo malinterpretado que puede estar el doblado de metales, incluso entre los fabricantes. Aclaremos:

Cada curva tiene un ángulo y un radio. El ángulo es sencillo, aunque es importante entender si el dibujo muestra un ángulo interno o externo.Figura 1 y XNUMX).

FIGURA 1: Un ángulo de curvatura puede ser externo (fuera de la curva) o interno (entre los dos lados de la curva). — **Figura** 1 Un ángulo de curvatura puede ser externo (fuera de la curva) o interno (entre los dos lados de la curva).

Pero ¿qué es un radio? En el doblado de metales, el radio describe la curva que se forma en una lámina o placa. ¿Recuerdas la clase de geometría? Imagina un círculo: dibuja una línea recta desde el centro hasta el borde. Ese es tu radio. Cuanto menor sea el radio, más pronunciada será la curva.

Los dibujos suelen especificar el radio como "R.120" o algo similar, apuntando al lado interior de la curva. Esto significa que el radio de curvatura interior debe medir 0.120 pulgadas. Visualice un círculo que coincida con el borde de la curva; ese es su radio de curvatura (Figura 2 y XNUMX).

Figura 2. Este es un retorno a los fundamentos de la geometría. Como se observa, el radio de curvatura es el radio de la curva, no la longitud de la superficie doblada. — **Figura 2 y XNUMX** Esto supone un retorno a los fundamentos de la geometría. Como se observa, el radio de curvatura es el radio de la curva, no la longitud de la superficie doblada.

¿Qué sucede durante la flexión?

Cuando el metal se dobla sobre un presiona el frenoSe estira ligeramente. Esto sucede porque el metal experimenta compresión en el interior y estiramiento en el exterior de la curva.Figura 3 y XNUMXEste estiramiento y compresión desplazan el eje neutro del metal hacia adentro. Los profesionales lo denominan "factor k". Debido a esto, las dimensiones del metal aumentan ligeramente.

Figura 3 El desplazamiento del eje neutro del material durante la flexión se describe mediante el factor k. — **Figura 3 y XNUMX** El desplazamiento del eje neutro del material durante la flexión se describe mediante el factor k.

Los operadores y el software utilizan el factor k para calcular la tolerancia de plegado (la longitud a lo largo del eje neutro) y la deducción de plegado (la dimensión restada de la longitud original). Conocer esto ayuda a crear plegados precisos.

Punzones y troqueles

Cuando los operadores insertan piezas metálicas en bruto (piezas de chapa metálica cortadas con láser o perforadas) entre punzones y matrices, el metal debe tocar topes o calibres traseros para lograr un doblado preciso.

La forma de los punzones y matrices influye significativamente en el plegado. Un punzón suele tener un radio de punta y un ángulo de punzón. La matriz tiene forma de "V", con un ángulo específico y un borde redondeado llamado radio del hombro de la matriz (Figura 4 y XNUMX).

Figura 4. Entender cuál es el primer paso en los fundamentos del herramental de la prensa plegadora. — **Figura 4 y XNUMX** Entender qué es qué es el primer paso en los fundamentos del herramental de prensa plegadora.

El ángulo del punzón no debe exceder el ángulo de la matriz, de lo contrario podrían producirse daños en la herramienta y accidentes.Figura 5 y XNUMX). Para curvas más grandes, puede utilizar punzones redondos, que efectivamente tienen un ángulo de punzón de 90 grados (Figura 6 y XNUMX).

FIGURA 5 El ángulo de la matriz debe ser mayor que el ángulo del punzón para evitar un accidente con la herramienta y un escenario potencialmente peligroso. — **Figura** 5 El ángulo de la matriz debe ser mayor que el ángulo del punzón para evitar un accidente con la herramienta y una situación potencialmente peligrosa.

FIGURA 6 Los punzones redondos grandes tienen un ángulo de punzón de 90 grados a menos que se modifiquen. — **Figura** 6 Los punzones redondos grandes tienen un ángulo de perforación de 90 grados a menos que se modifiquen.

Métodos de doblado

El proceso de doblado comienza de la misma manera, independientemente del método: el punzón presiona la chapa metálica en la matriz. Pero a partir de este punto, los métodos varían:

Figura 7. El punzón y la matriz tienen holgura angular durante este proceso de doblado. Hasta que el material alcanza el ángulo de doblado necesario (determinado por el ángulo de la matriz), el punzón continúa aplicando presión hacia abajo. — **Figura 7 y XNUMX** El punzón y la matriz tienen holgura angular durante este proceso de doblado. Hasta que el material alcanza el ángulo de doblado necesario (determinado por el ángulo de la matriz), el punzón continúa aplicando presión hacia abajo.

CilíndricoEl punzón presiona el metal completamente en la matriz, dándole forma con precisión. El radio del punzón determina el radio de curvatura interior, y el ángulo de la matriz establece el ángulo de curvatura.Figura 7 y XNUMX).
Doblado por aire (conformado por aire)La mayoría de las fábricas modernas, incluyendo KRRASS, prefieren el doblado por aire. En este caso, la abertura de la matriz determina el radio interior, no la punta del punzón. Las matrices más anchas crean radios mayores y requieren menos fuerza. Las matrices estrechas aumentan la fuerza de doblado, lo que puede provocar daños en la herramienta y la máquina.Figura 8 y XNUMX).

FIGURA 8 En el doblado por aire, la abertura de la matriz determina el radio y la profundidad de penetración del punzón en el espacio de la matriz determina el ángulo de doblado. Esto demuestra aún más la importancia de mantener la longitud de la brida al mínimo. Este doblez podría no encajar firmemente en la matriz si estuviera más cerca del borde de la placa. — **Figura** 8 En el doblado por aire, la abertura de la matriz determina el radio y la profundidad de penetración del punzón en el espacio de la matriz determina el ángulo de doblado. Esto demuestra aún más la importancia de mantener la longitud de la brida al mínimo. Este doblez podría no encajar firmemente en la matriz si estuviera más cerca del borde de la placa.

En el plegado por aire, los ángulos del punzón y la matriz no afectan directamente el ángulo de plegado final. La profundidad a la que el punzón penetra en la matriz determina el ángulo.

El ancho de la matriz también determina el borde de plegado más estrecho (la pestaña más pequeña) alcanzable. Las piezas deben permanecer firmes sobre los hombros de la matriz durante el doblado. Los ángulos de matriz más estrechos ayudan a controlar la recuperación elástica, donde el metal retrocede ligeramente después del doblado.

Selección de herramientas: cepilladas o rectificadas con precisión.

Los operadores pueden utilizar dos tipos de herramientas, según la precisión necesaria:

Figura 9. Las longitudes largas de las herramientas de cepillado se pueden reducir. Sin embargo, deben etiquetarse si se utilizan juntas en una tarea que requiere herramientas más largas para que puedan volver a ensamblarse exactamente como se cortaron. — **Figura 9 y XNUMX** Las herramientas de cepillado se pueden reducir en longitudes más largas. Sin embargo, deben etiquetarse si se utilizan juntas en una tarea que requiera herramientas más largas para que puedan volver a ensamblarse exactamente como se cortaron.

Herramientas cepilladasSe utilizan para tareas generales de doblado. Los operadores suelen medir estas piezas con cintas métricas. Estas herramientas son largas y pueden cortarse en longitudes más cortas. El etiquetado correcto es crucial para la precisión del reensamblaje.Figura 9 y XNUMX).
Herramientas rectificadas con precisiónPara curvas exactas y precisas. Los operadores las miden con calibradores digitales y medidores de radio. Estas herramientas están segmentadas y fabricadas con tolerancias estrictas.

Explicación de los tipos de herramientas

Los tipos de herramientas más comunes incluyen herramientas americanas, europeas y de nuevo estándar, cada una con diferentes estilos de montaje y flujo de fuerza de flexión. Los nuevos operadores deben conocer los tipos de herramientas que utilizan sus instalaciones y cómo montarlas correctamente.Figura 10 y XNUMX).

Figura 10. Esta configuración de doblado utiliza cuellos de cisne orientados hacia adelante y hacia atrás. Algunas herramientas pueden invertirse, pero debe tener en cuenta los posibles problemas de alineación y el impacto que la inversión de una herramienta tiene en el flujo de fuerza de doblado. — **Figura 10 y XNUMX** Esta configuración de doblado utiliza cuellos de cisne orientados hacia adelante y hacia atrás. Algunas herramientas pueden invertirse, pero debe tener en cuenta los posibles problemas de alineación y el impacto que la inversión de una herramienta tiene en el flujo de fuerza de doblado.

A veces es necesario invertir los punzones en secuencias de plegado complejas para evitar colisiones. Los punzones, como los de cuello de cisne, permiten doblar sin tocar piezas previamente dobladas.Figura 11 y XNUMX) Algunos punzones tienen ventanas recortadas para dejar espacio libre.

Figura 11. Aunque existen muchas variantes, este gráfico básico ofrece una idea básica del aspecto de los diferentes punzones. Cada forma de punzón tiene una función. Por ejemplo, los punzones afilados presentan ángulos estrechos que les permiten descender más en algunas matrices, si es necesario para lograr un ángulo preciso, mientras que los cuellos de cisne ayudan a evitar colisiones con las bridas ya formadas. — **Figura 11 y XNUMX** Aunque existen muchas variantes, este gráfico básico ofrece una idea básica del aspecto de los diferentes punzones. Cada forma de punzón tiene una función. Por ejemplo, los punzones afilados presentan ángulos estrechos que les permiten descender más en algunas matrices, si es necesario para lograr un ángulo preciso, mientras que los cuellos de cisne ayudan a evitar colisiones con las bridas ya formadas.

Las matrices también vienen en varias formas. Las matrices de doble V y de cuatro vías ofrecen múltiples aberturas en una sola herramienta, adecuadas para diferentes curvas.Figura 12 y XNUMX). Las herramientas especializadas no estándar, como las almohadillas de uretano dentro de matrices aliviadas, protegen las piezas de trabajo y mejoran la precisión del doblado.Figura 13 y XNUMX).

Figura 12 El operador puede elegir entre una variedad de alternativas de apertura de matriz con esta matriz de cuatro vías. — **Figura 12 y XNUMX** El operador puede elegir entre una variedad de alternativas de apertura de matriz con esta matriz de cuatro vías.

Figura 13 Las consecuencias de una rotura múltiple se reducen con una almohadilla de uretano en una matriz aliviada. — **Figura 13 y XNUMX** Las consecuencias de una rotura múltiple se reducen mediante una almohadilla de uretano en una matriz aliviada.

Doblado de escenarios y configuraciones de máquinas

A veces, los operadores colocan varias herramientas a lo largo de la plegadora, realizando varios dobleces en una sola máquina, lo que se denomina "doblado por etapas". Todos los punzones y matrices deben tener la misma altura de cierre (la distancia entre el pistón de la máquina y la bancada en la carrera inferior). Los operadores pueden usar calzas o elevadores para alinear las matrices correctamente (Figura 14).

Figura 14 El operador puede doblar el componente por etapas en una única configuración en esta disposición de doblado de placas, ya que las herramientas tienen una altura de cierre similar. — **Figura 14 y XNUMX** En esta disposición de doblado de placas, el operador puede doblar el componente por etapas en una única configuración, ya que las herramientas tienen una altura de cierre similar.

El software moderno permite programar topes traseros para secuencias de plegado complejas. Este movimiento automatizado del tope trasero es mucho más preciso que los ajustes manuales que requerían las máquinas más antiguas.

La física sigue siendo la misma

Los nuevos operadores verán prensas plegadoras tanto antiguas como avanzadas. Las máquinas más nuevas ofrecen visualizaciones 3D y posicionamiento automatizado de herramientas, lo que simplifica el proceso. Sin embargo, la física subyacente del plegado nunca cambia. Comprender estos fundamentos crea una base sólida para cualquier futuro profesional. presiona el freno operador.