La tecnología de procesamiento de chapa metálica está mejorando constantemente, especialmente en algunas aplicaciones como el doblado de acero inoxidable de precisión, el doblado de piezas decorativas de acero inoxidable, el doblado de aleación de aluminio, el doblado de piezas de aviones, el doblado de placas de cobre, etc., lo que plantea mayores exigencias sobre la calidad superficial de la pieza conformada. El proceso de doblado tradicional es más propenso a causar daños en la superficie de la pieza. La superficie en contacto con el molde formará una hendidura o rasguño evidente, lo que afectará la estética del producto final y reducirá el juicio de valor del usuario sobre el producto.

1.Razones para la indentación por doblado

Tomemos como ejemplo el doblado de una pieza en forma de V. El doblado de chapa metálica es un proceso de conformado en el que la lámina de metal primero sufre una deformación elástica y luego entra en deformación plástica bajo la presión del punzón o la matriz de la plegadora. En la etapa inicial del doblado plástico, la chapa se dobla libremente. A medida que el punzón o la matriz presionan la chapa, esta y la superficie interior de la ranura en V de la matriz se cierran gradualmente, y el radio de curvatura y el brazo de flexión disminuyen progresivamente. Continúe presurizando hasta que finalice la carrera, de modo que la matriz y la chapa estén en contacto completo en tres puntos, y en este momento se completa un doblez en V.

Durante el doblado, la lámina de metal será comprimida por el troquel de doblado y producirá deformación elástica, y el punto de contacto entre la lámina y el troquel se deslizará a medida que avance el proceso de doblado. Durante el proceso de doblado, la lámina experimentará dos etapas evidentes: deformación elástica y deformación plástica. También habrá un proceso de mantenimiento de presión durante el doblado (contacto de tres puntos entre el troquel y la lámina), por lo que se formarán tres líneas de indentación después de que se complete el proceso de doblado. Estas líneas de indentación generalmente son causadas por la extrusión y fricción entre la lámina y el hombro de la ranura en V del troquel, por lo que se denominan indentaciones de hombro. Las principales razones para la formación de indentaciones de hombro pueden clasificarse simplemente en las siguientes categorías.

1.Método de doblado

Dado que se mencionó anteriormente que la generación de la indentación en el hombro está relacionada con el contacto entre la lámina y el hombro de la ranura en V del troquel, los diferentes espacios entre el punzón y el troquel durante el proceso de doblado afectan el esfuerzo de compresión sobre la lámina, y la probabilidad y el grado de indentación también serán diferentes. Bajo las mismas condiciones de ranura en V, cuanto mayor sea el ángulo de doblado de la pieza doblada, mayor será la deformación por tracción de la lámina de metal, y más larga será la distancia de fricción de la lámina de metal en el hombro de la ranura en V; además, cuanto mayor sea el ángulo de doblado, más tiempo ejercerá presión el punzón sobre la lámina, y más evidente será la indentación causada por estos dos factores.

b.Estructura de la ranura en V del troquel

Al doblar láminas de metal de diferentes espesores, el ancho de la ranura en V seleccionado también es diferente. Bajo las mismas condiciones de punzonado, cuanto mayor es el tamaño de la ranura en V de la matriz, mayor es el tamaño del ancho de la indentación. Correspondientemente, la fricción entre la lámina de metal y el hombro de la ranura en V de la matriz es menor, y la profundidad de la indentación se reduce naturalmente. Por el contrario, cuanto más delgada es la placa, más estrecha es la ranura en V y más evidente es la indentación.

Hablando de fricción, otro factor relacionado con la fricción que debemos considerar es el coeficiente de fricción. El ángulo R del hombro de la ranura en V del troquel es diferente, y la fricción causada a la lámina durante el proceso de doblado de la lámina también es diferente. Por otro lado, desde la perspectiva de la presión ejercida por la ranura en V del troquel sobre la lámina, cuanto mayor es el ángulo R de la ranura en V del troquel, menor es la presión entre la lámina y el hombro de la ranura en V del troquel, y más ligera es la indentación, y viceversa.

c.Grado de lubricación de la ranura en V del troquel

Como se mencionó anteriormente, la superficie de la ranura en V del dado entrará en contacto con la lámina y producirá fricción. Cuando el molde se desgasta, la parte de contacto entre la ranura en V y la lámina se volverá cada vez más áspera y el coeficiente de fricción será cada vez mayor. Cuando la lámina se desliza sobre la superficie de la ranura en V, el contacto entre la ranura en V y la lámina es en realidad el contacto puntual entre innumerables puntos ásperos convexos y la superficie, por lo que la presión sobre la superficie de la lámina aumentará en consecuencia y la indentación será más evidente.

Por otro lado, si la ranura en V del troquel no se limpia antes de doblar la pieza de trabajo, los residuos en la ranura en V a menudo causan indentaciones obvias en la lámina. Esta situación generalmente ocurre cuando el equipo dobla láminas galvanizadas, láminas de acero al carbono y otras piezas de trabajo.

2. Aplicación de la Tecnología de Doblado sin Marcas

Dado que sabemos que la razón principal de la marca de doblado es la fricción entre la lámina y el hombro de la ranura en V del troquel, podemos comenzar desde el pensamiento orientado a la causa y utilizar tecnología de procesos para reducir la fricción entre la lámina y el hombro de la ranura en V del troquel. Según la fórmula de fricción f=μ·N, los factores que afectan la fricción son el coeficiente de fricción μ y la presión N, y ambos son proporcionales a la fricción. En consecuencia, se pueden formular los siguientes planes de proceso.

a.Usar materiales no metálicos para el hombro de la ranura en V del troquel

El método tradicional de simplemente aumentar el ángulo R del hombro de la ranura en V del molde no es muy efectivo para mejorar la indentación por flexión. Desde la perspectiva de reducir la presión en el par de fricción, es posible considerar cambiar el hombro de la ranura en V a un material no metálico que sea más blando que la lámina, como nailon, elastómero de PU, etc., asegurando al mismo tiempo el efecto de extrusión originalmente requerido. Teniendo en cuenta que estos materiales son fáciles de desgastar y necesitan ser reemplazados regularmente, actualmente existen varias estructuras de ranura en V que utilizan estos materiales, como se muestra en la figura.

b.Cambiar el hombro de la ranura en V del troquel a una estructura de bola y rodillo

También basado en el principio de reducir el coeficiente de fricción del par de fricción entre la lámina y la ranura en V del troquel, el par de fricción deslizante de la lámina y el hombro de la ranura en V del troquel puede transformarse en un par de fricción rodante, reduciendo así en gran medida la fuerza de fricción sobre la lámina y evitando efectivamente la aparición de hendiduras por doblado. Actualmente, este proceso ha sido ampliamente utilizado en la industria de moldes, y el molde de doblado sin bolas es un ejemplo típico de aplicación.

Para evitar la fricción rígida entre el rodillo y la ranura en V del molde de doblado sin costuras con rodamientos de bolas, y también para facilitar la rotación y lubricación del rodillo, se añaden bolas, logrando así el efecto de reducir la presión y el coeficiente de fricción al mismo tiempo. Por lo tanto, las piezas procesadas por el molde de doblado sin costuras con rodamientos de bolas pueden lograr básicamente ninguna indentación visible, pero el efecto de doblado sin costuras en placas blandas como aluminio y cobre no es bueno. Desde una perspectiva económica, dado que la estructura del molde de doblado sin costuras con rodamientos de bolas es más compleja que las estructuras de los moldes mencionados anteriormente, el costo de procesamiento es alto y el mantenimiento es difícil, esto también es un factor que los gerentes de empresas deben considerar al seleccionar.

c.El hombro de la ranura en V del troquel se cambia a una estructura de volteo

Existe otro tipo de molde en la industria que utiliza el principio de rotación del fulcro para lograr el doblado de piezas volteando el hombro del troquel. Este molde cambia la estructura tradicional de la ranura en V del troquel estereotipado y establece las superficies inclinadas a ambos lados de la ranura en V como un mecanismo de volteo. Cuando el punzón presiona la lámina, el mecanismo de volteo a ambos lados del troquel se voltea hacia adentro desde el ápice del punzón con la ayuda de la presión del punzón, de modo que la lámina se dobla y se forma. Bajo esta condición de trabajo, la lámina y el troquel no producen fricción por deslizamiento local evidente, sino que se acercan al plano de volteo y al ápice del punzón para evitar hendiduras en las piezas. La estructura de este molde es más complicada que las estructuras anteriores, con un resorte de tensión y una estructura de placa de volteo, y los costos de mantenimiento y procesamiento son más altos.

d.La ranura en V del troquel está aislada de la chapa metálica

Los métodos mencionados anteriormente se tratan de lograr un doblado sin costuras cambiando el molde de doblado. Para los gerentes de empresas, no es aconsejable desarrollar y comprar un nuevo conjunto de moldes para lograr el doblado sin costuras de piezas individuales. Desde la perspectiva del contacto por fricción, siempre que el molde y la lámina estén separados, la fricción no existe. Por lo tanto, sin cambiar el molde de doblado, se puede lograr un doblado sin costuras utilizando una película suave para evitar el contacto entre la ranura en V del troquel y la lámina. Esta película suave también se llama película de presión de doblado sin costuras, y los materiales son generalmente caucho, PVC (policloruro de vinilo), PE (polietileno), PU (poliuretano), etc. Las ventajas del caucho y el PVC son los bajos costos de las materias primas, y las desventajas son que no son resistentes a la presión, tienen un rendimiento de protección pobre y una vida útil corta; el PE y el PU son materiales de ingeniería excelentes, y la película de presión de doblado sin costuras producida con ellos como material base tiene una buena resistencia al desgarro, por lo que tiene una vida útil larga y una buena protección.

La película de protección contra el doblado desempeña principalmente un papel de amortiguación entre la pieza de trabajo y el hombro del troquel, compensando la presión entre el molde y la lámina, evitando así que la pieza de trabajo produzca hendiduras al doblarse. Al usarla, simplemente coloque la película de doblado en el troquel, lo que tiene las ventajas de bajo costo y facilidad de uso. El grosor de la película de estampado sin doblado disponible actualmente en el mercado es generalmente de 0,5 mm, y el tamaño se puede personalizar según las necesidades. La película de estampado sin doblado generalmente puede alcanzar una vida útil de aproximadamente 200 dobleces bajo una presión de 2t, y tiene una fuerte resistencia al desgaste, una gran resistencia al desgarro, un excelente rendimiento de flexión, una alta resistencia a la tracción y alargamiento en la rotura, y resistencia a los aceites lubricantes y disolventes de hidrocarburos alifáticos.

La competencia en el mercado de la industria de procesamiento de chapa es muy feroz. Si las empresas quieren ganar un lugar en el mercado, necesitan mejorar continuamente su tecnología de procesamiento. No solo se debe lograr la funcionalidad del producto, sino que también se deben considerar la procesabilidad y la estética del producto, así como la eficiencia económica del procesamiento. Al aplicar métodos de proceso más eficientes y económicos, el producto puede hacerse más fácil de procesar, más económico y más hermoso.