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Aug 10, 2023

Die Science: Conceptos básicos del doblado de metales en la prensa de estampado, Parte I

ZhakYaroslavPhoto/iStock/Getty Images Plus Nota: Esta es la primera parte de una

ZhakYaroslavPhoto/iStock/Getty Images Plus

Nota: Esta es la Parte I de una serie de dos partes que analiza los conceptos básicos de doblado de metal en una prensa de estampado. Lea la Parte II aquí.

Como consultor profesional, a menudo me piden que aborde problemas de troqueles en operaciones de doblado de metales, como no poder lograr el ángulo de doblado adecuado, ángulo de doblado inconsistente de una pieza a otra y grietas en el radio de una pieza doblada. Tan simple como puede parecer, la flexión puede ser muy desafiante.

Uno de los métodos de formación más comunes realizados en troqueles de estampado de metal, la flexión implica deformar el metal a lo largo de un eje recto. (Esto lo hace diferente del rebordeado, que usa un eje curvo). Se puede usar para obtener cualquier ángulo de curvatura deseado, aunque las curvas de 90 grados son las más comunes.

Elementos como pestañas y canales se crean mediante el proceso de plegado. Cuando se utiliza la flexión para crear piezas en forma de U, se denomina formación de U o formación de canales.

Uno de los mayores desafíos en el doblado de metales es la recuperación elástica. También conocida como recuperación elástica, es la tendencia del material a volver a su forma plana original cuando se somete a deformación.

Los metales como el cobre y el acero dulce son más blandos y tienen valores de recuperación más bajos que sus contrapartes de mayor resistencia, como el acero de alta resistencia o el acero para muelles. Independientemente del valor de recuperación elástica del metal, para lograr el ángulo de doblado final adecuado, debe doblar el metal más allá del ángulo de doblado deseado y dejar que vuelva al ángulo correcto. Los ingenieros y fabricantes de herramientas y troqueles comúnmente se refieren a este proceso como doblado excesivo.

A pesar de los esfuerzos de los fabricantes de acero, es casi imposible mantener constantes las propiedades mecánicas del metal en toda la bobina, y esas diferentes propiedades afectan la cantidad de recuperación elástica que se produce.

Cuanto mayor sea el rendimiento y la resistencia a la tracción del material, es más probable que aumenten los valores de recuperación elástica, lo que requiere una mayor sobreflexión para compensar. El grosor también marca la diferencia: los metales más gruesos exhiben valores de recuperación más bajos que los metales más delgados del mismo tipo, principalmente porque se ha deformado y endurecido por trabajo un volumen mayor de material en el área radial. Además, el material más grueso es inherentemente más rígido que el material más delgado, por lo que conserva su forma original con mayor eficacia.

El tamaño del radio de curvatura interior también tiene un gran impacto en la cantidad de recuperación elástica que se producirá durante el proceso de curvatura. Los radios más grandes darán como resultado mayores valores de recuperación elástica, mientras que los radios más pequeños reducirán la cantidad de recuperación elástica. Sin embargo, si el radio es demasiado pequeño, puede resultar en que el metal se parta en el radio exterior donde se encuentra en la mayor cantidad de tensión.

Todo el material de la bobina está enrollado y tiene una dirección de grano. Doblarse o formarse con respecto a la dirección de la fibra afectará la cantidad de sobredoblado requerida, así como la probabilidad de división en el área radial. Cuando la división es una preocupación, doblar transversalmente (a través del grano) a la dirección de laminación es más deseable que doblar paralelamente a la dirección de laminación. Asegúrese de prestar mucha atención tanto al tamaño del radio de curvatura interior como a la dirección de curvatura con respecto a la dirección de laminado, especialmente si el material es de alta resistencia o tiene poca capacidad de estiramiento.

La velocidad de deformación del metal también afecta la cantidad de recuperación elástica que se produce. Recuerde que los metales son sensibles a la velocidad de deformación, lo que significa que diferentes velocidades de formación dan como resultado diferentes cantidades de estiramiento y distribución del estiramiento.

El tipo, la cantidad y la gravedad de la deformación que se utiliza para crear el doblez son otras variables. Cuando el metal se deforma o se endurece, la recuperación elástica disminuye. La tensión de tracción y los esfuerzos de compresión se generan naturalmente durante la flexión a medida que el metal se estira y comprime, respectivamente. También se puede crear tensión, como por acuñación, que consiste en apretar el metal entre un punzón y una matriz para reducir su grosor y hacer que se endurezca.