Plegado de alta precisión
Plegado de alta precisión

Plegado de alta precisión

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Plegado de alta precisión (High Quality Bending Press Brake)

Proceso mecánico de alta precisión para doblar piezas con forma tridimensional compleja que emplea un sistema de apoyos autoajustables con prensa de cortina y una gama de dados segmentados que permiten manipular y realizar pliegues de la pieza en función del ángulo y posición determinadas con una reducida tolerancia.

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1. Plegado

El plegado es el proceso de doblar una lámina o placa de manera que forme un ángulo cuya arista sea más o menos redondeada.

El término “plegado” se emplea para designar al proceso de crear pliegues rectilíneos, considerados como curvados de radio muy corto, obtenido mediante una fuerza de flexión localizada.

El plegado es una de la operaciones industriales de formado más comunes. Es una operación que proporciona rigidez a la pieza al aumentar su momento de inercia (resistencia a cualquier cambio de movimiento). Así, los materiales corrugados, los rebordes, los canales (acanalado) y las costuras mejoran la rigidez de las estructuras sin agregar peso.

Este proceso provoca la deformación del metal alrededor de un eje de doblez (a). Durante la operación, el metal dentro del plano del eje neutral se comprime, mientras que el plano por fuera del eje neutral se estira (b). El metal se deforma plásticamente (c), por lo que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo causaron. El plegado produce poco o ningún cambio en el espesor de la lámina.

(c)

La arista en un pliegue es la línea que se forma en la zona curvada; para el caso de láminas, placas y perfiles metálicos, no puede presentar un ángulo vivo (borde afilado), ya que de ser así, dados los límites de resistencia mecánica que presentan los diversos metales, se produciría una fractura o agrietamiento en el exterior de la zona curvada.

Ángulo interior vivo. Producido por alta acritud (endurecimiento en la zona curvada por el trabajo en frío) provocando una alta variación de las fibras debido a que se rebasa el límite de alargamiento formando grietas.

Ángulo interior redondeado. Arista donde las fibras internas tienen un esfuerzo de compresión, las fibras intermedias no sufren esfuerzo y las fibras exteriores un esfuerzo de tracción (estiran).

2. Tipos de plegado

Las operaciones de plegado se realizan con diversas herramientas de trabajo, los métodos más comunes son el doblado en V; y el doblado de bordes.

  1. Doblado en V. La lámina se dobla entre un punzón (dado macho) y un troquel en forma de V (dado hembra). Los ángulos fluctúan desde los agudos (menor de 90°) hasta los obtusos (mayor de 90° y menor de 180°). Se usa por lo general para operaciones de baja producción y se realiza frecuentemente en una prensa de cortina; los correspondientes troqueles en V (dados hembra) son relativamente simples y de bajo costo.
  2. Doblado de bordes. Involucra una carga voladiza sobre la lámina, se usa una placa de presión que aplica una fuerza de sujeción Fh para sostener la base de la pieza contra el troquel, mientras el punzón fuerza la pieza volada para doblarla sobre el borde de un troquel, el plegado se limita a un ángulo de 90° o menor. Debido a la placa de presión, los troqueles deslizantes son más complicados y más caros que los troqueles en V, generalmente se usa para trabajos de alta producción.
Fig. Doblez en V
Fig. Doblado de bordes

3. Plegado de alta precisión

Tener en cuenta el radio, la longitud y el espesor del material a mecanizar, así como seleccionar adecuadamente la herramienta de trabajo, son sólo algunos de los parámetros a tener en cuenta en el proceso de doblado, más aún cuando la industria presenta retos especiales que, de ser enfrentados con procesos de producción óptimos, abre nuevas oportunidades de negocio para las empresas del sector.

Este tipo de equipo está diseñado para garantizar resultados óptimos de alta calidad en toda la longitud de la máquina de doblado.

Fig. Plegado de alta precisión

El control de la prensa máquina calcula los valores correctos en función del material, así como la longitud y la posición de la pieza, para efectuar plegados de alta calidad y con reducidas tolerancias.

Emplea un sistema de apoyos traseros autoajustables para sujeción y posicionamiento de la pieza; un portadados inferior provisto de un fácil ajuste automático “Automatic crowning” para los distintos espesores de la pieza; y una gama de dados segmentados intercambiables de rápido cambio, empleados de forma individual o en conjunto, que permiten manipular y realizar pliegues complejos con alta precisión en la pieza por medio de una secuencia programada, en función del ángulo y posición requeridos.

La flexibilidad de la máquina permite mecanizar piezas grandes y pequeñas, tanto sencillas como complicadas, solventando las tareas más variadas.

Se puede realizar plegado al aire (plegado de ángulos entre 30° y 180° sin tener que cambiar de herramental) o a fondo (plegar lados de ángulos muy cortos, los perfiles presentan menor resistencia que el plegado al aire, empleando cambio de herramental para cada ángulo).

La exactitud en los ángulos es fundamental para el plegado. Al final del proceso al liberar la pieza de la herramienta, se presenta un cambio geométrico llamado springback, el cual es la recuperación elástica del material (regresa a su forma original), afectando la precisión (exactitud de los ángulos) de la pieza.

Esta variación puede controlarse en el desarrollo de la pieza, usando software especializado que propone las secuencias de rutina de mecanizado más eficientes, indicando las posibles colisiones, detectando y compensando el springback por simulación de la operación de plegado; y por medio de sensores que miden y corrigen los ángulos durante el proceso de plegado.

Nuestras máquinas funcionan bajo el sistema ACB (Automatically Controlled Bending), plegado controlado automáticamente, para controlar, medir y corregir los ángulos de plegado, empleando dos sistemas: ACB Wireless (placas palpadoras incorporadas en el dado superior (dado macho) detectan el ángulo) y ACB Laser (un láser proyecta una línea y una cámara detecta el ángulo sin tocar la pieza).

4. Recomendaciones para el diseño de piezas.

Cuando se requieren piezas procesadas que llevan plegados, es muy importante que éstas sean diseñadas adecuadamente para que los resultados sean los óptimos, especialmente si han sido cortadas con la precisión y calidad del láser (o con agua).

El radio de plegado debe mantenerse igual en lo posible para todos los pliegues para minimizar los cambios de herramental.

  • Para la mayoría de los materiales, el radio mínimo interior debe ser al menos 1 espesor.
  • La pestaña mínima debe ser al menos 4 veces el espesor más el radio de plegado.
  • Las ranuras o perforaciones que están muy cerca del pliegue se pueden deformar, por lo que deben estar al menos a una distancia de 3 veces el espesor más el radio de plegado desde la línea de plegado. Si se requieren perforaciones más cercanas al plegado, éstas deben extenderse más allá de la línea de plegado.
  • El dimensionamiento de la pieza debe considerar la suma de tolerancias, como resultado de los plegados sucesivos.Al inspeccionar las piezas, éstas deben estar estáticas y con sujeción (restricción de movimiento) para evitar que la flexión natural de las pieza afecte el plegado.

Cálculo de desarrollos

Al plegar una pieza con un ángulo de 90°, con un ala de longitud A y otra de longitud B, se calcula el largo total de desarrollo L antes del plegado.

Donde EP es el estiramiento de plegado y se calcula en base al factor K (ubicación de la fibra neutra).

EP = Estiramiento de plegado.
R = Radio interior de plegado.
e = Espesor del material.
t = Distancia desde el interior del material hasta la fibra neutra.
K = Factor K.
A = Ángulo de plegado (en grados).

Factor K<
Radio de plegado (e = espesor) Dureza del material
Blando Medio Duro
0 hasta 1e 0.33 0.38 0.40
1e hasta 3e 0.40 0.43 0.45
Mayor a 3e 0.50 0.50 0.50