Dmac2.t. 14. Plegado De Chapa. 08.01.2014 1qz3o

PLEGADO DE CHAPA Expositor: Rusber Alberto RISCO OJEDA INGENIERO MECÁNICO

PLEGADO DE CHAPA 

FICHAS TECNICAS. 1. Descripción de la plegadora. 2. Plegado básico de la chapa. 3. Tolerancias de plegado. 4. Plegado en zonas discontinuas. 5. Plegado de aletas en diferentes direcciones. 6. Agujeros en la proximidad de las líneas de plegado. 7. Esfuerzos y solicitaciones en chapas plegadas. 8. Plegado en “U”. 9. Eliminación de aristas cortantes. 10. Desarrollo de piezas de chapa. 11. Checklist

FICHA 1: DESCRIPCIÓN DE LA PLEGADORA •

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La plegadora es una herramienta de conformado de chapa por deformación. Como su nombre indica la geometría de la máquina está concebida para el plegado en línea recta de chapa. La deformación o plegado se consigue mediante la aplicación de una fuerza más o menos elevada sobre la chapa que de tal forma que produce una deformación plástica permanente. Usualmente, debido a la magnitud de la fuerza que se aplica, el sistema de empuje de la plegadora es hidráulico, aunque existen modelos basados en volantes de inercia. La longitud de trabajo de una plegadora puede oscilar de pocos cm a 15m; siendo las longitudes más habituales de 24m.

FICHA 2: DESCRIPCIÓN DE LA PLEGADORA

FICHA 3: DESCRIPCIÓN DE LA PLEGADORA EJEMPLOS DE ÚTILES DE PLEGADO

FICHA 4: PLEGADO BÁSICO DE LA CHAPA 1.

El radio de plegado “r” ha de ser superior al espesor “e”. a) Disminuye las tensiones internas. b) Evita la rotura de las fibras.

FICHA 5: TOLERANCIAS DE PLEGADO 1.

Las tolerancias recomendadas son: a)Tolerancia media a 2º b)Tolerancia fina a 1º

2.

Cualquier tolerancia superior a las indicadas encarece considerablemente la fabricación.

FICHA 6: PLEGADO EN ZONAS DISCONTINUAS Diseño incorrecto

Diseño correcto

Problemas derivados del diseño incorrecto: a. La pieza es difícil de fabricar ya que el útil de plegado ha de coincidir con el inicio del corte. b. Se crea un punto de acumulación de tensiones y el material se puede agrietar.

FICHA 7: PLEGADO EN ZONAS DISCONTINUAS Recomendaciones de diseño: a. Para evitar los problemas derivados del pliegue de chapa en zonas discontinuas se generan unas entallas que reciben el nombre de “desahogos”. b. Los desahogos eliminan la acumulación de tensiones y mejoran la manufacturabilidad de la pieza.

FICHA 8: PLEGADO DE ALETAS EN DIFERENTES DIRECCIONES Diseño incorrecto

Diseño correcto

FICHA 9: PLEGADO DE ALETAS EN DIFERENTES DIRECCIONES 

Problemas derivados del diseño incorrecto: a.

b.

c.

Difícil de fabricar ya que se necesita una herramienta de plegado con la misma anchura de las aletas. La fluencia del material en los vértices durante la operación de plegado hace que las aletas se interfieran entre ellas en la zona de los vértices. Los vértices de plegado con aristas vivas acumulan tensiones que favorecen el agrietamiento del material.

FICHA 10: PLEGADO DE ALETAS EN DIFERENTES DIRECCIONES •

Para un diseño correcto de la pieza se debe: a. Eliminar los ángulos vivos mediante agujeros u otras formas de vaciado del material que se colocaran sobre la zona de los vértices. b. Los desahogos mejoran: • La fluencia del material en los vértices durante el plegado. • La manufacturabilidad de la pieza. • Se reduce la acumulación de tensiones.

FICHA 11: AGUJEROS EN LA PROXIMIDAD DE LA LÍNEA DE PLEGADO Diseño incorrecto

Diseño correcto

FICHA 12: AGUJEROS EN LA PROXIMIDAD DE LA LÍNEA DE PLEGADO

Problemas derivados del diseño incorrecto:

a. Si el agujero está situado excesivamente cerca de la línea de plegado o del área de trabajo del útil de plegado el agujero se deforma y dejando aristas vivas. b. La superficie de la chapa pierde planitud en la zona del agujero.

FICHA 13: AGUJEROS EN LA PROXIMIDAD DE LA LÍNEA DE PLEGADO •

Para un diseño correcto de la pieza se debe: Colocar el agujero a la mayor distancia posible de la línea de plegado. Mín. d = 2r (“r” radio de curvatura).

FICHA 14: ESFUERZOS Y SOLICITACIONES EN ÁNGULOS DE CHAPA 

Problemas derivados del montaje incorrecto: a. La carga, genera unas tensiones que se suman a las tensiones internas del material, de forma que el ángulo soporta cargas menores. b. El valor de carga que puede aguantar un ángulo montado en esta posición, puede ser alrededor de la mitad del valor teórico.

FICHA 15: ESFUERZOS Y SOLICITACIONES EN ÁNGULOS DE CHAPA 

Montaje correcto: a. Las tensiones internas actúan contra las tensiones provocadas por la carga F de tal forma que el ángulo es capaz de soportar más carga que en el caso anterior. b. En los casos en que por razones constructivas no se pueda montar el perfil en esta posición se recomienda: 1. Sobredimensionar la pieza. 2. Usar perfiles estándar que han sido laminados en caliente.

FICHA 16: PLEGADO EN “U” Diseño recomendado

b

Diseño no recomendado

b rel="nofollow">a

FICHA 17: PLEGADO EN “U” 

Recomendaciones para el plegado de “U”: a. La altura b de las aletas laterales debe ser igual o menor que la anchura de la base a. b. Es posible plegar en forma de “U” sin grandes problemas de manufacturabilidad si una de las dos aletas tiene una altura b < a. c. Con las dos normas anteriores se asegura la manufacturabilidad de la pieza y un coste de fabricación más bajo. d. Se puede conseguir plegados en U en las que la altura b de las 2 aletas es superior al de a, pero esto implica que el fabricante debe poseer útiles especiales de plegado.

FICHA 18: ELIMINACIÓN DE ARISTAS CORTANTES Para los pliegues de eliminación de aristas se recomienda: 1. Radio mínimo de pliegue igual al espesor. 2. Longitud del pliegue 3 - 4 veces el espesor. 3. Una distancia entre caras de 0.5 veces el espesor para evitar el agrietamiento.

FICHA 19: DESARROLLO DE PIEZAS DE CHAPA Si bien existen normas DIN y ANSI que se explican en las siguientes páginas, lo más habitual, es que cada taller posea fórmulas empíricas para el cálculo del desarrollo de la chapa. A continuación, se detallan algunos ejemplos: 

RECAM

LASER Inoxidable 2mm Acero 2mm Aluminio 2mm

Desarrollo = Long interiores + 0.60 Desarrollo = Long interiores + 0.30 Desarrollo = Long interiores + 0.42

FICHA 20: DESARROLLO DE PIEZAS DE CHAPA Método del Factor K.  El plano en el que la longitud de la zona curvada del metal permanece invariable se conoce como “fibra neutra”, mientras que en las fibras que se encuentran situadas en planos equidistantes a la fibra neutra varia de longitud, incrementándose o encogiéndose en función del lado en que se encuentra.  La localización de la fibra neutra es relativa al grosor del material (“T”) y se describe en función de un parámetro conocido como “factor K”. La norma ANSI (American National Standard Institute) define este factor como la equidistancia de la fibra neutra respecto al grosor T de la plancha, mientras que la norma DIN (Deutsche Industrie Norm) lo define como la equidistancia de la fibra neutra respecto al grosor T/2.  En la figura siguiente se ilustran las dos convenciones: 

FICHA 21: DESARROLLO DE PIEZAS DE CHAPA 

Longitud del curvado. L: Longitud de la área doblada a lo largo de la fibra neutra. K: Factor K del material (habitualmente 0.80 para DIN). Rn: Radio de doblado a lo largo de la fibra neutra. Ri: Radio interior del doblado. Ro: Radio exterior de doblado. T: Grosor del material. : Angulo de doblado en radianes.

FICHA 22: DESARROLLO DE PIEZAS DE CHAPA Longitud del curvado.  La siguiente figura ilustra la dependencia de la longitud del doblado respecto a la “fibra neutra” de la plancha metálica. Nótese que la longitud de esta fibra permanece constante en las operaciones de doblado. Para calcular la longitud del desarrollo se aplica un factor “K”.  Para el cálculo del desarrollo se aplican las siguientes definiciones: Ro = ri + T (1) Rn = ri + k*T (2) Rn = L/ (3) Ri = L/ - k*T (4) El valor del desarrollo en la curva se obtiene de despejar el valor de L de la ecuación número 4. L = (Ri + k x T) ·  ó bien L = Rn ·  

FICHA 23: EJERCICIO DE CALCULO Ejercicio: Calcular el desarrollo de la chapa de la figura por el método DIN.

FICHA 23: EJERCICIO DE CÁLCULO Solución: Longitud de los tramos rectos: Se considera la longitud de la fibra neutra desde el inicio de la chapa o puntos de tangencia hasta el otro punto de tangencia o extremo. Longitud debida al tramo recto izquierdo: L1 = 40 - 6 = 34mm Longitud debida al tramo recto central: L2 = 39mm Longitud debida al tramo recto derecho: L1 = 32mm Longitud total debida a los tramos rectos de la fibra: Lrectos = L1 + L2 + L3 = 105mm

FICHA 23: EJERCICIO DE CALCULO Solución: Longitud en tramos curvos: RECORDAR: Los ángulos tienen que estar en radianes. Grados sexagesimales

Radianes

Valor numérico

0

0

0.00000

30

π/6

0.52359

45

π/4

0.78540

60

π/3

1.04719

90

π/2

1.57079

180

π

3.14159

360

2π

6.28319

FICHA 23: EJERCICIO DE CÁLCULO Solución: Longitud en tramos curvos: Longitud en la curva de 90º (π/2): De acuerdo con la fórmula de la ficha 22: L4 = (Ri + k x T) *  = (2 + 0.4 x 4) * 1.5717 = 5.6581mm Longitud en la curva de 30º (π/6): De acuerdo con la fórmula de la ficha 22: L5 = (Ri + k x T) *  = (2 + 0.4 x 4) * 0.5236 = 1.8849mm La longitud debida a la fibra neutra es: Lneutra = L4 + L5 = 5.6581 + 1.8849 = 7.543mm. El desarrollo total es la suma de los desarrollos: LTOTAL = Lneutra + Lrectos = 112.5431mm