Por que debe preocuparse por los radios interiores de doblez?

Las decisiones de doblado tomadas en la etapa de diseno pueden afactor la fabricacion

July 10, 2009

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Operadores, diseñadores e ingenieros, ¿por qué deben preocuparse por el radio interior de doblez si el cliente no lo hace" Porque, en última instancia, el qué tan fácil o difícil es producir una parte depende de las decisiones tomadas durante la etapa de di­seño. El malinterpretar la terminología, las capacidades del proceso o los métodos de producción puede conducir a errores que pueden hacer más difícil la producción. El error más común es calcular y obtener incorrectamente el radio mínimo interior correcto de doblez.

Un radio mínimo de doblez es una función del material y tiene poco o nada que ver con la punta de punzón de la prensa. Un radio mínimo de doblez para un espesor de material no es el mismo para otro espesor de material. En acero suave laminado en frío, el radio mínimo de doblez es 63% del espesor del material. Por ejemplo, una pieza de un material calibre 12 (0.104 pulgadas, 2.64 mm) se vuelve filosa a 0.065 pulgadas (1.66 mm) haciendo a todo radio de punzón menor que ese valor, por definición, un doblez filoso, como 0.062 pulgadas (1⁄16 de pulgada, 1.58 mm), 0.032 pulgadas (1⁄32 de pulgada, 0.82 mm) ó 0.015 pulgadas (1⁄64 de pulgada, 0.38 mm). Los dobleces con radio ocurren entre el umbral de 63 por ciento y un radio de doblez no mayor a 10 veces el espesor del material.

¿Un operador de prensa de cortina puede lograr el radio de doblez deseado sobre la marcha? Bueno, quizás sí, quizás no. Supongo que depende del nivel de habilidad del operador.

Nociones Básicas de Doblado

Antes de continuar, es pertinente una discusión sobre los principios del doblado. Primero, tenemos que establecer un lenguaje común acerca de los métodos de formado, los tipos de doblez y sus efectos matemáticos posteriores.

Durante todo proceso de formado, ocurre alargamiento de material. Alargamiento es algo inexacto, pues el material realmente cambia de forma, lo cual puede incluir o no alargamiento. La parte del material que normalmente cuadraría en la esquina debe ir a otro lugar como resultado del efecto del radio. Este alargamiento comúnmente es llamado una deducción de doblez (BD) o factor K—términos matemáticamente equivalentes.

¿Cuántas veces se ha referido a una gráfica de deducción de doblez o factor K para encontrar un valor de deducción de doblez sólo para descubrir más adelante que no era correcto para la parte acabada? ¿Qué pasó? ¿La gráfica estaba equivocada? ¿El problema fue un error del operador? ¿La ingeniería estaba pidiendo algo que no podía hacerse en la práctica? Cualquiera de estos factores o todos podrían haber causado el error.

Confusión de Gráficas

Veamos ejemplos de cinco gráficas de BD. El acero laminado en frío calibre dieciséis (0.059 pulgadas., 1.50 mm) con un radio interior de doblez de 1⁄32 de pulgada (0.032 pulgadas., 0.83 mm), tiene los siguientes valores:

  • Radio de 1⁄32 de pulgada en material de 0.060 pulgadas
  • Gráfica #1:  N/A
    Gráfica #2:   0.063
    Gráfica #3:   0.083
    Gráfica #4:   0.097
    Gráfica #5:   0.102
  • Radio de 1⁄16 de pulgada, en material de 0.060 pulgadas
  • Gráfica #1:   0.106
    Gráfica #2:   0.108
    Gráfica #3:   0.110
    Gráfica #4:   0.132
    Gráfica #5:   0.136

La diferencia entre los valores alto y bajo para un solo radio de doblez de 1⁄32 de pulgada es 0.039 pulgadas. Multiplicando para tres dobleces obtenemos 0.117 pulgadas.

La diferencia entre los valores alto y bajo para un radio de doblez de 1⁄16 de pulgada es 0.030—0.090 para tres dobleces.

¿Están mal las gráficas? No. Cada valor de cada gráfica es válido para un radio obtenido bajo un conjunto dado de circunstancias. El problema radica en el hecho de que el radio requerido, muy rara vez concuerda con el radio obtenido. La mayoría de las muestras de prueba confirman la discrepancia.

Deducción Correcta del Doblez

Las gráficas de fórmula empírica no toman en cuenta todas las variables. Simplemente asumen un radio de 1⁄32 de pulgada (0.83-mm) en un material ca­libre 14, en lugar del radio natural del material de 0.046 in. (1.18 mm), 63 por ciento del espesor del material. Esto cambia el valor de los cálculos. Si se usa en los cálculos el valor de 0.032 pulgadas (0.83-mm), la BD resultante será incorrecta, porque 0.046 pulgadas (1.18 mm)—el radio alcanzable—produce un valor incorrecto de deducción de doblez, el cual a su vez hace inco­rrecta la plantilla de pieza plana corres­pondiente.

La BD ó factor K factor se desarrolla de la siguiente forma:


BD = (2 x OSSB) - BA
OSSB = [Tangent (Ð/2)] x (Rp + Mt)
BA = [(0.017453 x Rp) + (0.0078 x Mt)] x Ð
Donde:
BD = Deducción de doblez
OSSB = Retroceso hacia afuera
BA = Tolerancia del doblez
Rp = Radio de la punta del punzón (puede intercambiarse con el radio interior)
Mt = Espesor del material
Ð = Grado de ángulo de doblez

Estas fórmulas son válidas pero no toman en cuenta si el doblez que se va a producir es un doblez filoso o en doblez con radio.

Opciones

Imagínese una hoja de un material de 0.100 pulgadas de espesor (2.54 mm). Multiplicando el espesor del material por 0.63 (63 por ciento), puede determinarse el radio natural mínimo—en este caso, 0.063 pulgadas. (1.57 mm). Dentro del rango de 63 por ciento de este material específico, radios de he­rramienta de prensa de 0.062 pulgadas (1.57 mm), 0.032 pulgadas (0.83 mm), y 0.015 pulgadas (0.41 mm) son he­rramientas de doblez filoso válidas.

Sin importar qué tanto se adentre en el rango de filo, es el radio natural el que se producirá, no el radio de punta de punzón de 1⁄16 de pulgada., 1⁄32 de pulgada., ó 1⁄64 de pulgada. Lo único que cambiará en todo el rango es la seve­ridad del canal en la parte inferior del doblez.

Cualquiera de los punzones listados podría producir la parte. ¿Por qué? Porque, por ejemplo, si la parte requería un radio de 1⁄16 de pulgada en un material de 0.100 pulgadas de espesor, el doblez, por definición, sería un doblez filoso. Un operador o configurador experimentado usaría cualquier radio de herramienta igual o menor al umbral de 63 por ciento del doblez filoso para lograr el doblez deseado. Esto tiene el efecto de triplicar las opciones de herramientas. Como ope­rador, usted podría encontrar que el punzón de cuello de ganso perfecto está disponible sólo con una punta de radio de 1⁄32 de pulgada. No hay problema, pues un doblez filoso es un doblez filoso, sin importar la punta usada para obtenerlo.

Algo más para Recordar

Por supuesto, todo mundo lo sabe, no hay nada gratis. Mientras más filoso sea el radio del punzón con relación al espesor del material, mayor será el efecto en el error angular, y consecuentemente, el error dimensional. En otras palabras, toda variación en el espesor, la dureza y la dirección del grano del material aumenta exponencialmente con cada reducción en el radio del punzón.

Entendiendo y atendiendo lo que está pasando en el punto de doblado, usted puede evitar muchos problemas de formado, incluyendo aquellos aso­ciados con plantillas de piezas planas (ya sea en CAD o no) y los efectos de una doblez filoso en la parte terminada. Haciendo eso, tendrá un resultado más sustancial.



ASMA LLC

Steve D. Benson

Presidente
ASMA LLC
2952 Doaks Ferry Road N.W.
Salem, OR 97301-4468
Phone: 503-399-7514
Fax: 503-399-7514
Steve is the author of Press Brake Technology © 1997 SME, Precision Press Brake ©1999, "Lasers, Punches, Press Brakes, and Shears," an interactive CD book; programmer of ASMA 4.0 and 5.0 press brake software ©;

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