¿Alguna vez se ha preguntado por qué sus proyectos de chapa metálica no siempre encajan a la perfección? La clave está en conocer el margen de plegado. Este concepto garantiza un plegado preciso y reduce el desperdicio de material. En este artículo, aprenderá a dominar los márgenes de plegado en SOLIDWORKS para que sus diseños sean precisos y eficaces. Prepárese para transformar su proceso de fabricación de chapa metálica.
Concepto de compensación por flexión
La tolerancia de plegado es un parámetro crucial en la fabricación de chapas metálicas que determina la longitud plana precisa de material necesaria para conseguir las dimensiones deseadas tras el plegado. Representa la longitud del arco de la curva medida a lo largo del eje neutro del material, una línea imaginaria dentro de la zona de la curva donde el material no se estira ni se comprime durante el proceso de plegado.
En el cálculo de la tolerancia de plegado influyen varios factores, como el grosor de la chapa metálica, el radio de plegado, las propiedades del material y el ángulo de plegado. En SOLIDWORKS, los usuarios pueden definir y manipular los valores de sobremedida de plegado para ejercer un control preciso sobre el desarrollo de piezas de chapa metálica y garantizar la precisión tanto en las fases de diseño como de fabricación.
Importancia de la compensación por flexión
El cálculo y la aplicación precisos de la tolerancia de plegado son esenciales para producir componentes de chapa metálica plegados con precisión. Garantiza que el tamaño desarrollado (plano) de la pieza coincida con la intención del diseño y que los dobleces se realicen en los ángulos y posiciones correctos. Esta precisión reduce significativamente los errores, el desperdicio de material y la repetición de trabajos en el proceso de fabricación, mejorando en última instancia la eficacia de la producción y la rentabilidad.
El conocimiento y la aplicación de los valores adecuados de tolerancia a la flexión permiten a diseñadores y fabricantes:
En SOLIDWORKS, la utilización adecuada de la tolerancia de plegado facilita simulaciones más precisas, agiliza la transición del diseño a la fabricación y permite la creación de componentes de chapa metálica más complejos y precisos. También permite una mejor integración con las máquinas de plegado CNC y otros procesos de fabricación automatizados, lo que mejora aún más las capacidades de producción y la coherencia.
Propiedades de los materiales
Las propiedades de los materiales afectan significativamente a los cálculos de la tolerancia de plegado en SolidWorks. Cada metal presenta unas características elásticas y de deformación plástica únicas que afectan directamente a su comportamiento durante el plegado. Por ejemplo, las aleaciones de aluminio suelen tener un límite elástico inferior y una elasticidad superior en comparación con el acero, lo que se traduce en diferentes efectos de recuperación elástica y valores de tolerancia a la flexión. Las calidades de acero inoxidable, conocidas por sus propiedades de endurecimiento por deformación, requieren una cuidadosa consideración para evitar un exceso o defecto de flexión. El módulo de Young, el límite elástico y el coeficiente de endurecimiento por deformación del material son parámetros cruciales que SolidWorks utiliza para determinar con precisión la tolerancia a la flexión.
Ángulo de curvatura
El ángulo de curvatura es un factor crítico en el cálculo de la tolerancia de curvatura. A medida que aumenta el ángulo, la tolerancia de flexión suele aumentar de forma no lineal debido a las complejas relaciones tensión-deformación del material. Por ejemplo, una curva de 90 grados suele requerir más tolerancia que una curva de 45 grados, pero no exactamente el doble. SolidWorks emplea algoritmos avanzados que tienen en cuenta esta relación no lineal, considerando factores como el desplazamiento del eje neutro y el adelgazamiento del material en la curva. El software permite a los diseñadores ajustar con precisión los ángulos de curvatura y recalcular automáticamente las tolerancias, lo que garantiza la precisión en ensamblajes complejos de chapa metálica.
Material Grosor
El grosor del material desempeña un papel fundamental en la determinación de la tolerancia a la flexión. Los materiales más gruesos no sólo requieren mayores tolerancias de flexión, sino que también presentan un comportamiento de flexión más complejo. A medida que aumenta el grosor, la ubicación del eje neutro se desplaza, lo que afecta a la geometría general de la curva. SolidWorks incorpora modelos sofisticados que tienen en cuenta este desplazamiento, lo que garantiza cálculos de tolerancia precisos en una amplia gama de espesores. Además, el software tiene en cuenta el factor k (una relación que representa la ubicación del eje neutro) que varía con el grosor del material y el método de flexión. Esto permite modelar con precisión materiales de poco espesor utilizados en armarios electrónicos, así como placas gruesas empleadas en componentes de maquinaria pesada.
Bend Deduction, o BD, es una terminología utilizada en fabricación de chapa metálica. Se refiere a la diferencia entre la sobremedida de plegado y el doble del retroceso exterior en el material. Este valor es una consideración clave a la hora de determinar la longitud plana total de las piezas de chapa metálica durante el proceso de plegado. Ayuda a los fabricantes a crear componentes de chapa metálica precisos que se adhieren a las dimensiones deseadas.
Al trabajar con SOLIDWORKS, los diseñadores tienen la opción de elegir entre utilizar valores de sobremedida de pliegue o de deducción de pliegue en sus diseños de chapa metálica. Ambos son útiles para determinar el patrón plano final de la pieza de chapa metálica y son esenciales para una fabricación precisa.
Permiso de curvatura es la longitud del arco del plegado medida a lo largo del eje neutro del material. Representa la longitud de la chapa que se estira o comprime durante el proceso de plegado. El eje neutro se refiere a la región del material donde no hay tensión ni deformación.
| Parámetro | Descripción |
|---|---|
| Compensación por flexión | Longitud del arco de la curva a lo largo del eje neutro del material |
| Deducción por flexión | Diferencia entre el margen de curvatura y el doble del retranqueo exterior |
| BD | Abreviatura de Bend Deduction |
Al utilizar SOLIDWORKS, es esencial introducir el valor correcto de tolerancia de pliegue o el valor de deducción de pliegue, según el método seleccionado. Esto garantiza que la pieza final de chapa metálica tendrá las dimensiones deseadas y encajará correctamente en los ensamblajes.
Ambos métodos tienen sus ventajas y sus inconvenientes. El cálculo de los márgenes de plegado ofrece una representación más precisa del proceso de plegado y tiene en cuenta el comportamiento del material durante el plegado. La deducción por flexión simplifica el proceso de cálculo y es más fácil de entender para los principiantes. diseño de chapa.
En conclusión, comprender las diferencias entre la tolerancia de pliegue y la deducción de pliegue es crucial para un diseño de chapa metálica preciso en SOLIDWORKS. La introducción precisa de estos valores garantiza que el componente final de chapa metálica cumpla las especificaciones de diseño y encaje perfectamente en el ensamblaje deseado.
Puede utilizar directamente nuestro calculadora del margen de curvatura para calcular el margen de flexión. Además, la calculadora de fabricación también puede ayudarle a calcular el factor K, el factor Y y el margen de flexión, deducción por flexiónetc.
Quizá se pregunte qué es exactamente la indemnización por doblez si nunca ha trabajado con chapa metálica antes.
Cuando se dobla una chapa en prensa plegadoraLa parte de la chapa próxima al punzón y en contacto con él se alarga para compensar la curvatura.
Si comparas la longitud de esta pieza antes y después del doblado, verás que son diferentes.
Como ingeniero, si no compensa esta variación, el producto final no tendrá unas dimensiones exactas.
Esto es más crítico para piezas en las que hay que mantener una tolerancia o precisión más ajustadas.
En este artículo trataré algunos de los problemas y principios básicos a los que hay que enfrentarse a menudo cuando se trabaja con chapa metálica.
Antes de empezar, quiero comentar algo: no existe realmente un método o fórmula científica para determinar el cálculo exacto del margen de plegado, ya que hay muchos factores en juego durante la producción de su pieza de chapa metálica.
Por ejemplo, el grosor real del material, una variedad infinita de condiciones de utillaje, métodos de conformadoetc.
Aquí hay muchas variables y, en realidad, se utilizan muchos métodos para calcular el margen de curvatura.
El método de ensayo y error es probablemente el más popular, mientras que las tablas de flexión son otra técnica muy utilizada.
Las tablas de curvado suelen estar disponibles en proveedores de metales, fabricantes y libros de texto de ingeniería. Algunas empresas desarrollan sus propias tablas de doblado basándose en sus fórmulas estándar.
Volvamos ahora a Solidworks. ¿Cómo calcula exactamente Solidworks el margen de curvatura? Solidworks utiliza dos métodos: tolerancia de pliegue y deducción de pliegue.
Voy a explicarte en qué consisten estos métodos y a mostrarte cómo se utilizan en Solidworks.
El método de ajuste de curvatura se basa en la fórmula que aparece en mi diagrama.
La longitud total de la chapa aplanada es igual a la suma de L1 (la primera longitud), L2 y la sobremedida de curvatura.
En mi diagrama, la zona de flexión se muestra en verde. Esta es la región donde se produce toda la deformación durante el proceso de doblado.
Generalmente, el margen de curvatura será diferente para cada combinación de tipo de material, espesor del material, radio de curvaturay diferentes procesos de mecanizado, tipos, velocidades, etcétera. La lista de variables potenciales es extensa.
Los proveedores de chapa metálica, los fabricantes y los libros de texto de ingeniería proporcionan el valor de la tolerancia de curvatura en tablas de curvatura. Una tabla de pliegues se parece a la siguiente hoja de cálculo de Excel.
El método de la tabla de curvatura es probablemente el más preciso para calcular la tolerancia de curvatura.
Puede introducir sus datos manualmente en una matriz del ángulo de curvatura y radio de curvatura. Si no está seguro del valor de la tolerancia de flexión, puede realizar algunas pruebas.
Necesita un trozo de exactamente la misma chapa que utilizará para fabricar su pieza y, a continuación, la dobla utilizando los mismos procesos que empleará durante el mecanizado. Basta con tomar algunas medidas antes y después del plegado y, basándose en la misma información, podrá ajustar el margen de plegado necesario.
Otro método que utiliza Solidworks es el método de deducción de pliegues.
La fórmula es la siguiente:
La longitud aplanada de las piezas, Lf, es igual a D1 más D2 menos la deducción por curvatura.
Al igual que la tolerancia a la flexión, la deducción por flexión procede de las mismas fuentes: tablas y pruebas manuales.
Como puede ver, es fácil entender cómo se relacionan estos valores entre sí a partir de la información que proporcionan estas fórmulas.
Otro método para calcular la tolerancia a la flexión utiliza el factor K.
K representa el desplazamiento del eje neutro.
El principio general de esta fórmula es el siguiente: el eje neutro (mostrado en rojo en mi diagrama) no cambia durante la proceso de plegado. Durante el proceso de plegado, el material situado dentro del eje neutro se comprimirá y el material situado fuera del eje neutro se estirará. El eje neutro estará más cerca de la curva interior (indicada en azul en el diagrama). Cuanto más se doble la pieza, más cerca estará el eje neutro del interior de la pieza.
A continuación se muestra la fórmula de cálculo de la tolerancia de curvatura con el factor K:
BA = 2πA(R+KT)/360
El factor K es igual a t, que es la distancia de desplazamiento respecto al eje neutro, dividido por T grande, que es el espesor del material.
En esta fórmula, el margen de curvatura es igual a 2 veces pi multiplicado por A (el ángulo) multiplicado por la suma de R (el radio de curvatura) y el factor K multiplicado por T (el grosor del material). A continuación, se divide todo por 360.
En teoría, el factor K puede estar entre 0 y 1, pero en la práctica suele estar entre 0,25 y 0,5.
Por ejemplo, los materiales duros como el acero tienen un factor K más alto, como 0,5, mientras que los materiales blandos como el cobre o el latón tendrán un factor K más bajo, cercano a 0.
Y no te preocupes, ésta es la última fórmula que veremos en esta lección. Puede parecer un poco confuso ahora, pero con un poco de práctica, se convertirá en algo natural.
Un último punto: veamos el ejemplo. Hay un dobladillo en esta parte que tiene un factor K de alrededor de 0,3. En cambio, una curva suave, como la curva gradual del otro lado de esta pieza, tiene un factor K más alto, de 0,5 aproximadamente. Y con esto concluimos nuestra lección sobre la tolerancia de curvatura.
Más información:
Como fundador de MachineMFG, he dedicado más de una década de mi carrera a la industria metalúrgica. Mi amplia experiencia me ha permitido convertirme en un experto en los campos de la fabricación de chapa metálica, mecanizado, ingeniería mecánica y máquinas herramienta para metales. Estoy constantemente pensando, leyendo y escribiendo sobre estos temas, esforzándome constantemente por mantenerme a la vanguardia de mi campo. Deje que mis conocimientos y experiencia sean un activo para su empresa.
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