La chapa metálica es un proceso de trabajo en frío integrado muy utilizado en la industria y en otros ámbitos. El objeto de procesamiento suele ser una chapa metálica de menos de 6 mm de espesor. El proceso incluye operaciones clave como plegado, soldadura, remachado, empalme y conformación.
Las tecnologías incluyen corte por láser, corte por plasma, corte por chorro de agua, corte por alambre, estampación, conformado de rollos, doblado de chapa metálica, forjado, unión de metales, trefilado de metales y soldadura de precisión.
Desafíos en el plegado tradicional de chapa metálica
Los procesos de doblado tradicionales revelan varios problemas, como un refinamiento inadecuado durante el desdoblado, dependencia del corte mecánico y un proceso complejo que implica tolerancias, ajustes de tamaño y la finalización del orificio o ranura.
Estos métodos a menudo dan como resultado baja precisión, uso ineficiente del material, productos inconsistentes y poca estabilidad, lo que afecta la calidad del ensamblaje posterior.
Principales beneficios del proceso moderno
El doblado moderno de chapa metálica utiliza corte por láser, Punzonado CNCy tecnología de automatización avanzada, logrando una alta precisión en el proceso de desplegado.
Esto elimina la necesidad de corte mecánico y garantiza una transición perfecta entre el doblado y el modelado.
Sin embargo, para maximizar estos beneficios, es fundamental contar con diagramas de despliegue de chapa metálica de alta precisión, lo que resalta la importancia de contar con dibujos precisos para obtener resultados óptimos.
Métodos de despliegue habituales
Los métodos de desplegado tridimensional de superficies de chapa metálica suelen ser gráficos, computacionales, experimentales y completos.
El método tradicional de desplegar una pieza de chapa doblada es el método de cálculo.
La deformación plástica durante el plegado se concentra principalmente en la zona de plegado de la chapa metálica, lo que provoca que el tamaño del diagrama de desplegado difiera de las dimensiones geométricas calculadas. Por consiguiente, los ingenieros deben realizar cálculos independientes.
Una serie de factores, como el espesor de la pieza de chapa metálica, afectan las dimensiones de despliegue de la pieza de chapa metálica doblada.
Al calcular las dimensiones de despliegue de una pieza de chapa metálica doblada convencional, una de las principales consideraciones es el ángulo de doblado como se muestra en las Figuras 1, 2, 3 y 4, y se realiza el cálculo independiente de cada pieza.
Puede calcular la dimensión de despliegue L siguiendo el procedimiento que se explica a continuación (con cifras proporcionadas).
Ángulo de flexión α.
(1) Para 0°<α<90°, L=A+B-2(R).
L=A+B-2(R+T)+(R+T/3)×(180-α)π/180
(2) En el caso de α=90°, L=A+B-0.42%.
L=A+B-0.429R-1.47T
(3) Caso 90°<α≤150°
L=A+B-2(R+T)tan[(180-α)/2]+(R+T/2)
(180-α)π/180
(4) El caso 150°<α≤180°
L=A+B
Figura 10° ≤ α < 90° ángulo de flexión Figura 2 α = 90° ángulo de flexión
Figura 390°<α≤150° ángulo de flexión Figura 4150°<α≤180° ángulo de flexión
Como se puede ver en el análisis, el método tradicional se basa principalmente en el cálculo manual, la carga de trabajo es enorme, la verificación es difícil y no se puede lograr la precisión de despliegue que cumple con los requisitos.
Método de desplegado CAD y coeficiente de flexión
Para garantizar el tamaño deseado de la pieza después del doblado final, los ingenieros de piezas de chapa metálica y los vendedores de materiales de chapa metálica utilizarán diferentes algoritmos para calcular la longitud real del material en el estado desplegado.
El método más común es la simple “regla del pellizco”, es decir, un algoritmo basado en su propia experiencia.
Generalmente estas reglas tienen en cuenta el tipo y espesor del material, el radio y ángulo de curvatura, el tipo de máquina y la velocidad de paso, etc.
El primer paso es utilizar el modelado CAD.
En primer lugar, el modelado CAD implica la construcción del modelo principal y la superficie base.
La superficie elegida para el despliegue depende principalmente del coeficiente de curvatura.
Las operaciones específicas se basan en cálculos basados en el proceso de doblado real.
Esto garantiza que se consiga un despliegue 1:1 del plano del piso.
CAD permite la salida de archivos gráficos bidimensionales multiformato para el corte láser CNC.
Estos archivos se pueden aplicar directamente a equipos de obturación.
El coeficiente de flexión es la cantidad de contracción plástica de la chapa metálica al doblarse.
En la producción real de productos es muy complejo, no es un solo por una o dos superficies, el ángulo de cambio requiere una variedad de requisitos, e incluso ensamblado a partir de varios componentes, por lo que es necesario combinar las necesidades reales del trabajo de producción diario.
Coeficientes de flexión, como se muestra en la Tabla 1.
En el proceso de doblado de piezas de chapa metálica se pueden simplificar muchos cálculos y diagramas.
Esto permite la omisión de numerosas líneas auxiliares durante el proceso.
Como resultado, la interfaz del diagrama desplegable se vuelve más concisa y conveniente.
Esto también reduce el trazado de líneas auxiliares y minimiza los errores de cálculo.
Método de desplegado de Solidwork
Para desplegar chapas metálicas en SolidWorks es necesario utilizar el módulo Chapa metálica. A continuación, se incluye una guía paso a paso:
Pasos para desplegar chapa metálica en SolidWorks:
Habilitar herramientas de chapa metálica
Vaya a Herramientas > Complementos.
Marque la casilla de SolidWorks Sheet Metal para habilitar las herramientas de Chapa metálica.
Importar o crear la pieza
Abra su pieza de chapa metálica o cree una nueva utilizando la herramienta Brida/Pestaña base en la barra de herramientas de Chapa metálica.
Asegúrese de que la pieza esté definida como chapa metálica
Si la pieza no se reconoce como chapa metálica, es necesario convertirla:
Utilice Insertar curvas o Convertir a chapa metálica (que se encuentra en la barra de herramientas Chapa metálica) para definir la pieza como chapa metálica.
Especifique parámetros como el espesor del material, el radio de curvatura y el factor K.
Acceda a la herramienta Aplanar
En la barra de herramientas Chapa metálica, busque y haga clic en Aplanar.
Esto desplegará todas las curvas de su pieza, mostrando el patrón plano.
Desplegar curvas específicas
Utilice la herramienta Desplegar si desea desplegar curvas específicas en lugar de la pieza entera:
Seleccione Desplegar en la barra de herramientas Chapa metálica.
Especifique una cara fija (la superficie de referencia).
Elige las curvas que deseas desplegar en el administrador de propiedades.
Edite el patrón plano si es necesario
Agregue cortes, orificios u otras características según sea necesario en el estado plano. Estas modificaciones se reflejarán en la parte doblada.
Doblar nuevamente la pieza
Después de realizar las modificaciones, utilice la herramienta Doblar para volver a doblar las curvas seleccionadas o haga clic en Aplanar nuevamente para volver a la vista doblada.
Exportar el patrón plano
Si necesita exportar el patrón plano para su fabricación (por ejemplo, a un archivo DXF o DWG):
Haga clic con el botón derecho en la función Patrón plano en el Árbol de funciones.
Seleccione Exportar a DXF/DWG.
Propinas
Asegúrese de que la pieza esté diseñada con un espesor de material uniforme en todas partes.
Defina el margen de curvatura correcto o factor K para garantizar patrones planos precisos.
Utilice tablas de calibre si trabaja con espesores de chapa estándar.
Fuentes de coeficientes de flexión en función del desplegado de piezas de chapa metálica.
De acuerdo con el uso de la máquina dobladora 'LVD' en la producción, las máquinas herramienta y su tabla de parámetros de máquina, en la práctica, una variedad de espesores de placa de coeficientes de doblado relativamente precisos, en ausencia de requisitos específicos de las piezas de chapa metálica para lograr una rápida expansión, con el fin de garantizar los requisitos de calidad del producto para lograr una alta eficiencia y precisión, a fin de obtener el ángulo de 90 ° de la chapa metálica. Los coeficientes de doblado para las esquinas de 90 ° de la chapa metálica se muestran en la Tabla 1.
Notas de selección:
1) La Tabla 1 muestra los coeficientes de curvatura de las esquinas de 90° en la chapa metálica.
2) Tabla 1 para la producción diaria en Bélgica según los parámetros de producción de doblado 'LVD', máquina dobladora debajo del molde como se muestra en la Figura 5.
Los parámetros resumidos de la producción diaria sí tienen alguna referencia práctica, sin especificar el ángulo de los parámetros son 90°.
ss/st- se refiere al material como acero inoxidable y acero al carbono; al- se refiere al material como aluminio; M- se refiere a la clavija métrica.
Ventajas y desventajas de este parámetro de coeficiente de flexión
Ventajas: En la producción real de formas regulares y pequeños ángulos R de piezas de chapa metálica sin requisitos especiales se puede lograr un despliegue rápido y eficiente, se puede seleccionar directamente de acuerdo con el molde y el coeficiente de doblado, la operatividad, reduciendo el método tradicional de despliegue del valor neutro del ángulo R del tedioso trabajo de cálculo y reduce el error humano en el cálculo, reduce indirectamente los costos, adecuado para piezas únicas, complejas y múltiples de producción de lotes pequeños.
Desventaja: Esta tabla no se puede seleccionar directamente para piezas de chapa metálica con requisitos especiales en ángulo R y forma.
Desplegando ejemplos de aplicaciones
En este artículo, hemos seleccionado una parte para desplegar el proceso de salida, con el fin de explicar en detalle la aplicación del coeficiente de flexión.
Consulte la Figura 6 para obtener más detalles, el proceso de despliegue se describe a continuación.
a. Analizar el dibujo antes de desplegar el estudio.
Esta chapa metálica es del número de material del material para el acero inoxidable general SUS304, espesor de 1.00 mm, el nombre de la pieza para la cubierta 'LIGHTCOVER', esta vista utiliza 'THIRDANGLEPROJECTION'.
Vista de proyección de la tercera esquina, todas las dimensiones en milímetros, rugosidad de la superficie Ra1.6, el gráfico no está dibujado a escala, notas, a menos que se especifique lo contrario, todos los chaflanes de 0.2 × 45 °, deben sujetarse manualmente con un círculo de moldura de orificio redondo pequeño de 3.2 mm.
b, elige la máquina dobladora
Para la exposición de la superficie del despliegue tridimensional de la superficie de la elección de adaptación similar del número de matriz de la máquina dobladora de acuerdo con la situación anterior, podemos elegir el número de matriz para 'V4'.
Teniendo en cuenta que debe estar más cerca del valor del R interno, la elección preferida del parámetro de coeficiente de flexión de 4° del número de matriz 'V90' es 1.5.
Debido a los agujeros de Φ3.2, el primer paso antes de desplegar es utilizar el método de cálculo de despliegue para calcular la longitud del plano desplegado y luego hacer el plano desplegado después de restar el valor de la
coeficiente de flexión por el método gráfico, con el fin de lograr la precisión de la pieza al desplegarse en un plano.
Métodos: El esquema se muestra en la Fig. 7, y la longitud obtenida por el cálculo (Ec. 1) es 11.28 mm.
L=π(d+T)-[π(d+T)/360]xα°
L=3.14(3.2+1)-[3.14(3.2+1)/360]×52
Largo=13.188-1.90
L=11.28(1)
c, calcular valor
en su conjunto antes de la expansión de la superficie gráfica menos el valor del coeficiente de flexión obtenido como se muestra en el siguiente plano.
d. Salida del archivo gráfico después del despliegue
Desde el punto de vista de las máquinas herramienta de procesamiento de chapa CNC, el despliegue de elementos irrelevantes en el dibujo incluye principalmente el tamaño de la etiqueta, la línea central de doblado, es necesario filtrar esta parte de los elementos y luego ingresarlos en formato DXF, para que pueda desplegar la programación y el corte del material.
Resumen
Procesamiento de chapa en el desarrollo de los parámetros de la elección de si la precisión del impacto directo en el éxito o el fracaso de la fabricación de piezas, lo que demuestra que el coeficiente de flexión en la producción de chapa metálica para ampliar la importancia del proceso de producción y la practicidad de la liberación del proceso de producción.
La elección correcta de los coeficientes de curvatura en el proceso de producción también ahorra mucha mano de obra, recursos materiales y tiempo, y mejora significativamente la calidad del producto.
¿Cuál es el propósito de desplegar chapa metálica en la fabricación?
El desplegado se utiliza para crear patrones planos de un diseño de chapa metálica en 3D. Estos patrones planos guían los procesos de corte, plegado y conformado.
¿Qué es un patrón plano en el diseño de chapa?
Un patrón plano es la representación 2D de una pieza de chapa metálica que incluye todas las características como cortes y líneas de curvatura antes de doblarla hasta alcanzar su forma final.
¿Qué software se utiliza habitualmente para desarrollar diseños de chapa metálica?
Los programas más populares incluyen SolidWorks, AutoCAD, Fusion 360, CATIA e Inventor, que tienen herramientas de chapa metálica dedicadas para desarrollar diseños.
¿Cómo se tienen en cuenta los márgenes de curvatura durante el desplegado?
Las tolerancias o deducciones por doblez se calculan en función del espesor del material, el ángulo de doblez y el radio de la herramienta. Estos valores garantizan dimensiones precisas del patrón plano.
¿Qué es el factor K y por qué es importante en el desplegado de chapa metálica?
El factor K es una relación que representa qué proporción del espesor de la lámina está sujeta a deformación durante el plegado. Ayuda a calcular la longitud desplegada con precisión.
¿Cuáles son los errores comunes que se deben evitar durante el desplegado de chapa?
- Ignorando el espesor del material y los radios de curvatura.
- Configuración incorrecta del factor K o del margen de curvatura.
- Pasar por alto cortes de alivio para curvas o agujeros cerca de curvas.
¿Cómo afectan los diferentes materiales al proceso de desplegado?
Materiales como el aluminio, el acero o el cobre tienen diferentes propiedades de curvatura (elasticidad, espesor y dureza), que afectan el factor K, el margen de curvatura y las herramientas.
¿Es posible desplegar diseños de chapa metálica con curvas o dobleces complejos?
Sí, pero a menudo se necesitan herramientas y técnicas CAD avanzadas para desarrollar con precisión diseños con geometrías complejas, como curvas compuestas o curvas no lineales.
¿Qué son los recortes de ayuda y por qué son necesarios?
Los cortes de alivio evitan desgarros o deformaciones en los bordes de curvatura, lo que garantiza curvas más suaves y un patrón desplegado preciso.
