Cuando se trabaja con plegadoras, el tonelaje de trabajo tiene una gran importancia. Es la fuerza necesaria para ejercer presión sobre la chapa metálica en las operaciones de plegado para obtener las formas y ángulos deseados.
Con diferentes tipos de metales, espesores, longitudes de plegado y otros factores que afectan al tonelaje, el valor puede variar. Por eso, tras una evaluación exhaustiva y un cálculo detallado con una fórmula, puede obtener el valor adecuado para requisitos específicos.
Calcular el tonelaje correcto es vital. Garantiza que la plegadora funcione de forma segura y eficiente, produciendo resultados de plegado precisos. Pero cuando se descuidan ciertos factores, se obtienen errores sustanciales que pueden incluso dañar el utillaje y la máquina.
Entonces, ¿cómo se calcula? ¿Cuál es la fórmula y qué factores influyen en el cálculo del tonelaje? En este artículo trataremos toda esta información en detalle. Estos conocimientos ayudarán a los maquinistas e ingenieros a conseguir los tonelajes correctos para diversas tareas de plegado pequeñas y grandes.
Principales factores que afectan al tonelaje
Grosor del material
Un mayor grosor implica una mayor resistencia a la flexión. Esto significa que se requerirá más fuerza de flexión para metales más gruesos.
Por ejemplo, hay dos chapas metálicas del mismo material con distintos grosores. Una con un grosor de 1/2 pulgada y la otra con un grosor de 1/8 de pulgada. En este caso, la chapa de 1/2 pulgada de mayor grosor requerirá una fuerza de flexión mayor que la chapa de 1/8 pulgada de menor grosor.
Longitud de la curva
Luego tenemos la longitud de plegado. Cuando la plegadora ejerce presión sobre la chapa, la fuerza se divide en toda la superficie. Por lo tanto, hay un aumento de la longitud, y necesitará más tonelaje.
Tomemos el ejemplo de dos chapas metálicas con longitudes de 1 y 2 metros, respectivamente. La chapa de 2 metros necesitará un tonelaje mayor, mientras que la de 1 metro requerirá un tonelaje menor.
Anchura de apertura en V de la matriz inferior
La abertura inferior de la matriz acomoda el material cuando se punzona; debe especificarse teniendo en cuenta el grosor del material. Si no es así, la precisión del plegado se verá comprometida. La prensa plegadora necesitará más fuerza para ejercer presión. Con una abertura de matriz más ancha, el material se acomodará fácilmente. Por lo tanto, se recomienda seleccionar el tamaño de la abertura en V hasta 9-10 veces el grosor del material.
Tipo de material y resistencia a la tracción (σb)
La resistencia a la tracción de los distintos tipos de material varía. Esto significa que el tonelaje de los distintos materiales también será diferente. Normalmente se refiere al esfuerzo de tracción o estiramiento que puede soportar un material antes de deformarse. Asegúrese de que tiene el valor correcto para el material con el que está trabajando.
Método de plegado
La elección del método de curvado no sólo influye en el tonelaje necesario, sino también en los resultados finales del curvado. Así, existen tres métodos más utilizados:
- Doblado por aire: menor tonelaje requerido
- Doblando por abajo: mayor tonelaje, resultados de plegado consistentes.
- Acuñación: mayor tonelaje, curvas precisas
Radio de curvatura interior
El radio de curvatura interior afecta a la fuerza con que se dobla la chapa. Con un radio más cerrado, se requiere más tonelaje. Pero puede provocar que la superficie del material se agriete. Por el contrario, un radio mayor necesita una fuerza menor.
Otros factores
Condición del dado: Si la matriz está desgastada o dañada, puede provocar ángulos de plegado imprecisos.
Carga excéntrica: Cuando la flexión concentra la carga en un lado del ariete/cama, puede afectar al cálculo del tonelaje.
Envejecimiento a máquina: Con una máquina plegadora envejecida, varios parámetros pueden diferir, haciendo que suministre o lea la fuerza de forma diferente a la esperada.
Explicación detallada de las fórmulas de cálculo del tonelaje
Fórmula métrica común
Esta fórmula se utiliza para calcular el tonelaje:
P= 650 x S2 x L/V
donde,
P representa la fuerza de flexión (kN)
S representa el espesor del material
L significa longitud de flexión
V significa apertura del troquel en V
Breve derivación de las fórmulas
Al asumir la resistencia a la tracción del material es de 60.000 PSI, que suele ser de acero dulce. Por lo tanto, ajustar el cálculo basado en el factor de material para diferentes materiales.
Por tanto, la fórmula puede ajustarse de la siguiente manera:
P = 650 x S2 x L (Resistencia a la tracción/60.000)/V
donde,
Factor material = (Resistencia a la tracción/60.000)
Se refiere al esfuerzo de tracción comparado con el del acero dulce. Por ejemplo, la tabla siguiente representa el factor de material de dos metales diferentes:
| Material | Resistencia a la tracción | Factor material |
| Acero inoxidable | ~84.000 PSI | 1.4 (84,000 ÷ 60,000) |
| Aluminio | 3400 PSI | 0.54 (3400 ÷ 60,000) |
Factor de método: Cada método de flexión posee un factor distinto
| Método de plegado | Factor |
| Flexión por aire | 1.0 |
| Flexión inferior | 5.0+ |
| Acuñación | 10.0+ |
Factor de herramienta de doblado múltiple: Se trata del tonelaje adicional cuando se utilizan varias herramientas para las operaciones de plegado.
Por lo tanto, con el factor de material, el factor de método y el factor de herramienta de plegado múltiple incorporados en sus cálculos, puede establecer los parámetros de la máquina en consecuencia.
Comparación con las fórmulas imperiales
La fórmula estándar del tonelaje de encofrado imperial es la siguiente:
P= [1,42 x S^2 x Rm x L]/V
Dónde:
1,42 es una constante, específica para la flexión del aire, derivada de derivaciones mecánicas y conversiones de unidades.
P representa la fuerza de flexión (en toneladas)
S representa el grosor del material (en pulgadas)
S^2 significa grosor al cuadrado
Rm representa la resistencia a la tracción del material (en PSI ÷ 1000)
L representa la longitud de la curva (en pulgadas)
V significa apertura del troquel en V (en pulgadas)
Explicación de las variables de impacto:
- S^2, que representa el grosor del material, actúa como factor crítico. Incluso con un ligero error de cálculo, los resultados pueden variar sustancialmente.
- Rm, que representa la resistencia a la tracción, afecta directamente a la fuerza necesaria para la flexión. Si un material posee el doble de resistencia a la tracción (por ejemplo, algunos aceros inoxidables en comparación con el acero dulce), generalmente necesitará alrededor del doble de fuerza de prensado, siempre que las demás variables permanezcan invariables.
- L, la longitud de curvatura, es directamente proporcional al tonelaje. Duplicar la longitud significa duplicar el tonelaje.
- V, que representa la anchura de apertura del troquel en V, es inversa al tonelaje. Así, con una apertura mayor, se requerirá una fuerza de tonelaje menor, y viceversa.
Ejemplo de cálculo
Utilizando la fórmula anterior, he aquí un ejemplo de cálculo de tonelaje:
Ejemplo de curvado de acero dulce (mediante curvado por aire)
P = [1,42 x S^2 x Rm x L]/V
Espesor (S) = 0,125 pulgadas = S^2 = 0,015625 pulgadas
Longitud de la curva (L)= 4 pulgadas
Anchura de la abertura del troquel en V (V) = 0,500 pulgadas
Rm = 60.000 ÷ 1000= 60
Ahora, poniendo los valores en la fórmula imperial:
P = [1,42 x 0,015625 x 60 x 4]/ 0,500
P = 10,65 toneladas
Recomendaciones sobre el margen de seguridad
Aunque la fórmula para calcular el tonelaje es útil, al aplicarla en la práctica puede encontrar ciertas variaciones. Así que hay que hacer algunos ajustes en consecuencia.
- Cuando trabaje con un modelo de plegadora diferente, consulte siempre las directrices del fabricante.
- Durante las operaciones de doblado puede producirse cierta deformación del material. Por tanto, debe incorporarse un margen de seguridad para garantizar la precisión de los cálculos.
- El mantenimiento y la calibración de las prensas plegadoras también cumplen una tarea importante. Aumentará la longevidad del equipo y dará lugar a lecturas precisas.
Errores comunes y precauciones
Los errores más comunes son:
- Ignorando las diferencias de resistencia a la tracción de los materiales: Es lo más importante. Por tanto, una resistencia a la tracción ligeramente inexacta puede dar lugar a un cálculo incorrecto. Por lo tanto, utilice los valores de resistencia a la tracción y los datos de grado correctos. Cuando el lote sea desconocido o variable, aplique un valor conservador y añada un margen de seguridad.
- Elección de una anchura de apertura del troquel en V incorrecta: Puede provocar una distribución desigual de la carga. Por lo tanto, utilice valores de anchura de apertura del troquel en V acordes con el grosor del material. Debe ser aproximadamente 8-10 veces el espesor del material.
- Ignorar los factores del método: Cada uno de los tres métodos tiene un factor de método distinto. Si no lo aplica en sus cálculos, sobrecargará una prensa plegadora. Por tanto, aplica el valor correcto.
Conclusión
Así pues, ya dispone de toda la información necesaria para calcular el tonelaje correcto de la prensa. Sin embargo, el cálculo del tonelaje es una tarea de enormes proporciones que requiere un profundo conocimiento. No se puede negar la importancia del cálculo correcto del tonelaje, ya que un ligero error de cálculo puede dar lugar a errores sustanciales. Entre ellos se incluyen ángulos de plegado inexactos, un funcionamiento incompleto y daños en la máquina y el utillaje. Por lo tanto, es crucial comprender todos los aspectos del cálculo y los factores críticos que influyen en él. Con esta información y una plegadora de alta calidad, podrá alcanzar sus objetivos con confianza.
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