¿Cómo calcular el springback de flexión?

Al diseñar una matriz de doblado con un arco interno, la precisión y el comportamiento del material son factores críticos que a menudo se pasan por alto en los enfoques convencionales. Muchos diseñadores ignoran por completo el springback utilizando el mismo radio (R) que el producto acabado o aplican un factor de reducción rudimentario al valor R sin tener en cuenta las complejidades de las propiedades y geometrías de los materiales.

Por ejemplo, una práctica habitual para un producto con un valor R original de 1 mm implica reducir el radio del molde convexo en un factor de 0,8 para materiales más duros o de 0,9 para materiales más blandos. Este enfoque simplista, aunque a veces resulta eficaz para aplicaciones básicas, carece de los matices necesarios para especificaciones más exigentes.

Las limitaciones de este método se hacen especialmente evidentes cuando se trata de materiales finos y radios grandes. Consideremos un producto con un grosor de 0,5 mm y un radio interno de 200 mm. En estos casos, predecir con exactitud el springback se convierte en un reto debido a la compleja interacción entre las propiedades del material, la relación grosor-radio y el ángulo de flexión.

Para abordar estas limitaciones y mejorar la precisión en el diseño de matrices, es necesario un enfoque más sofisticado. En la siguiente sección se presenta una fórmula universal de springback que tiene en cuenta diversos parámetros geométricos y de material, lo que permite realizar cálculos más precisos basados en entradas numéricas. Este método proporciona una base sólida para el diseño de matrices en una amplia gama de aplicaciones y materiales.

En la fórmula:

• r - radio del filete de la pieza (mm):
• r1 - radio del punzón (mm);
• a - el ángulo central de la longitud del arco del filete de la pieza;
• a1 - el ángulo central de la longitud del arco del filete del punzón;
• t - espesor del material;
• E - módulo elástico del material;
• σ_s - límite elástico del material.

Suponiendo 3σ_s/E=A como coeficiente de simplificación, cuyos valores figuran en la Tabla 2-27. La fórmula de cálculo del radio de la esquina de la matriz convexa durante la flexión de barras de sección circular es la siguiente:

El valor de A se indica en la tabla siguiente.

Si los materiales necesarios no están disponibles arriba, también puede consultar la tabla siguiente para encontrar el módulo de elasticidad y el límite elástico del material, y luego sustituirlos en la fórmula anterior para el cálculo.

Lo mejor es establecer una base de datos de materiales de uso común y obtener de los proveedores los parámetros físicos que falten. Si los parámetros de módulo elástico y límite elástico son correctos, la flexión y el rebote de los terminales generales de los muelles, las piezas de aspecto y los perfiles son más precisos.