Factores que afectan la tonelada de las máquinas de plegado

Métodos de plegado

Los distintos métodos de plegado de metales requieren diferentes tonelajes. Por ejemplo, en el plegado al aire, el tonelaje puede aumentarse o reducirse cambiando el ancho de apertura de la matriz.

El radio de plegado afecta al ancho de apertura de la matriz. En este caso, debe añadirse a la fórmula el factor del método. Al utilizar plegado al fondo y acuñado, el tonelaje requerido es mayor que en el plegado al aire.

Si calcula el tonelaje para el plegado al fondo, debe multiplicar el tonelaje por pulgada del plegado al aire por al menos cinco. Si utiliza estampado, el tonelaje requerido puede ser incluso mayor que en el plegado al fondo.

Ancho de la matriz

Ya hemos aprendido que, en el plegado al aire, el tonelaje requerido disminuye a medida que aumenta el tamaño de la abertura de la matriz y aumenta a medida que disminuye el tamaño de la abertura.

Esto se debe a que el ancho de la abertura de la matriz determina el radio interior de plegado, y un radio de matriz más pequeño requiere mayor tonelaje.

En el plegado al aire, la relación de la matriz suele ser 8:1, lo que significa que la distancia de apertura de la matriz es ocho veces el espesor del material. En este caso, el espesor del material es igual al radio interior de plegado.

Fricción y velocidad

En el plegado al aire, el punzón debe pasar a través de la abertura de la matriz inferior para doblar la chapa metálica. Si la superficie de la chapa no está lubricada, aumenta la fricción entre la matriz y la chapa, lo que requiere más tonelaje para doblarla y reduce el retorno elástico del material.

Por el contrario, si la superficie de la chapa es lisa y está lubricada, disminuye la fricción entre la matriz y la chapa, reduciéndose el tonelaje necesario para doblarla. Sin embargo, esto aumentará el retorno elástico de la chapa.

La velocidad de plegado también afecta al tonelaje requerido. A medida que aumenta la velocidad de plegado, disminuye el tonelaje necesario. Aumentar la velocidad también reduce la fricción entre la matriz y la chapa, pero esto también incrementa el retorno elástico de la chapa.

Propiedades del material

El tonelaje se refiere a la fuerza que la plegadora aplica a la chapa metálica. Por lo tanto, el rango de fuerzas de plegado depende del espesor y de la resistencia a la tracción de la chapa que se va a plegar.

Tipo de material

Uno de los factores es el tipo de material que se va a plegar. Los materiales con mayor resistencia a la tracción, como el acero inoxidable o las aleaciones de alta resistencia, requieren más fuerza para doblarse que los metales más blandos, como el aluminio o el cobre. Por ejemplo

• Acero inoxidable (grado 316): resistencia a la tracción ~620 MPa; límite elástico ~290 MPa.
• Cobre: resistencia a la tracción ~210 MPa; límite elástico ~69 MPa.

Los materiales más blandos, como el aluminio, presentan menos resistencia, lo que reduce los requisitos de tonelaje, pero aumenta la posible deformación elástica de retorno.

Resistencia a la tracción y límite elástico

Distintos materiales tienen diferentes resistencias a la tracción, lo que afecta directamente a la fuerza necesaria para doblarlos. Por ejemplo, el acero inoxidable suele requerir más tonelaje que el acero dulce o el aluminio.

La resistencia a la tracción es la tensión máxima que un material puede soportar bajo una carga constante. Si esta tensión se aplica y se mantiene, el material acabará rompiéndose. El límite elástico, por otro lado, es la tensión a la que un material comienza a deformarse plásticamente.

Resistencias a la tracción típicas de algunos materiales

Espesor del material

Otro factor importante es el espesor de la chapa metálica. Cuanto más grueso es el material, mayor tonelaje se requiere, y viceversa. Los materiales más gruesos requieren varias veces más tonelaje debido a su mayor resistencia a la deformación.

Por ejemplo, duplicar el espesor de la chapa metálica duplicará la fuerza requerida. En general, cuanto más grueso es el material, mayor tonelaje o fuerza se necesita para conformarlo.

La tabla muestra que

1. A medida que aumenta el espesor del material, el tonelaje requerido para todos los materiales aumenta de forma significativa. Duplicar el espesor de 1 mm a 2 mm cuadruplica el tonelaje.
2. El aluminio requiere alrededor de un 45 % más de tonelaje que el acero dulce del mismo espesor, y el acero inoxidable requiere alrededor de un 45 % más de tonelaje que el acero dulce.
3. Reducir el radio interior de plegado manteniendo constante el espesor aumenta el tonelaje requerido. Reducir a la mitad el radio de 2 mm a 1 mm aumenta el tonelaje en un 50 %.
4. El multiplicador de tonelaje varía según el tipo de material y su resistencia a la tracción. En este ejemplo, es 1,0 para el acero dulce, 0,45 para el aluminio 5052-H32 y 1,45 para el acero inoxidable 304.

Retorno elástico

Después del plegado, los materiales tienden a recuperar ligeramente su forma original. Los materiales de alta resistencia presentan más recuperación elástica, por lo que es necesario ajustar la fuerza y la utillaje para lograr ángulos precisos.

Longitud y ángulo de plegado

Longitud de plegado

La longitud de plegado de la mesa de la plegadora es la longitud máxima que puede doblarse de una chapa metálica. La longitud de plegado de la plegadora debe ser ligeramente mayor que la del material que se va a doblar.

Si la longitud de la mesa es incorrecta, pueden producirse daños en la matriz u otros componentes. Una calculadora de carga de plegado puede ayudar a determinar la tonelaje requerida en función del espesor del material y de otros factores como la longitud de plegado y el ancho de apertura en V.

Ángulo de plegado

Cuanto mayor sea el ángulo, mayor será la tonelaje requerida debido al aumento de la compresión del material en el punto de plegado. Por el contrario, los ángulos mayores requieren menos fuerza, pero pueden dar lugar a plegados menos precisos.

Factores de utillaje

Los punzones de la plegadora también son un factor a tener en cuenta. Estos punzones también tienen límites de carga de plegado. Los punzones en V de ángulo recto pueden soportar cargas de tonaje mayores.

Dado que las matrices de ángulo agudo tienen un ángulo menor y están fabricadas con menos material, como las matrices cuello de cisne, no están tan preparadas para soportar cargas elevadas.

Al utilizar diferentes matrices, no debe superarse su fuerza máxima de plegado. Además, el radio de la matriz y el radio de plegado también afectan a los requisitos de tonaje.

Un radio de matriz mayor puede dar lugar a un aumento de la fuerza de plegado requerida. Del mismo modo, cuanto mayor sea el radio de plegado, mayor será la tonaje necesaria.

La relación entre el ancho de apertura de la matriz y el espesor del material es otro factor a considerar. Para materiales más delgados, se recomienda una relación de matriz menor (por ejemplo, 6:1).

Los materiales más gruesos pueden requerir una relación de matriz mayor (por ejemplo, 10:1 o 12:1) para reducir la fuerza de plegado y mantener la aplicación dentro de las capacidades de la plegadora.

Desgaste de la herramienta a largo plazo

• Desgaste gradual:

Con el tiempo, las operaciones repetidas a alta presión hacen que las herramientas pierdan su filo y su integridad estructural. Si no se aborda, este desgaste puede provocar plegados inconsistentes y una menor calidad de las piezas.

• Impacto en la vida útil de la herramienta:

Sobrecargar una herramienta por encima de su capacidad nominal (por ejemplo, mecanizar placa gruesa con una matriz estrecha) puede provocar microgrietas o una avería catastrófica durante el funcionamiento. Las inspecciones periódicas son esenciales para evitar paradas inesperadas o riesgos para la seguridad.

• Requisitos de mantenimiento:

Las herramientas sobrecargadas requieren un mantenimiento o reemplazo más frecuente, lo que aumenta los costos de operación. Los sistemas de monitoreo o el software de mantenimiento predictivo pueden ayudar a identificar a tiempo los patrones de desgaste y optimizar el uso de la herramienta.