La guía de flexión de chapa de metal tiene como objetivo reducir los costos y aumentar la eficiencia

Imagine una carcasa de chapa metálica meticulosamente diseñada que se vuelve inútil por un pequeño error de doblado. Este escenario destaca la importancia crítica del diseño de doblado en la fabricación de chapa metálica, un proceso que impacta directamente en la calidad del producto, la eficiencia de los costos y el rendimiento. Este artículo examina los principios fundamentales del diseño de doblado para ayudar a los ingenieros a evitar errores comunes y lograr resultados superiores.

El doblado de chapa metálica implica la deformación plástica de láminas de metal utilizando una prensa plegadora con punzón superior y herramientas de matriz en V inferior. Este proceso mejora la integridad estructural al mejorar la resistencia, la rigidez y la distribución de la tensión, al tiempo que permite geometrías complejas. Por ejemplo, los diseños curvos aumentan significativamente la capacidad de carga en los componentes.

El modelado eficaz de chapa metálica requiere una cuidadosa consideración de tres parámetros fundamentales: el grosor del material, el radio de curvatura y la tolerancia de curvatura.

El grosor constante del material es esencial, ya que los componentes se fabrican a partir de láminas de metal individuales. El procesamiento estándar admite grosores de 0,9 mm a 20 mm, con materiales más delgados (3 mm) como placa. Las tolerancias reales varían según los requisitos específicos de la pieza.

El radio de curvatura mínimo debe ser igual al grosor del material para evitar grietas o deformaciones. Mantener direcciones de curvatura consistentes dentro del mismo plano reduce la necesidad de reposicionamiento, lo que ahorra tiempo y costos. Los radios de curvatura uniformes en todo un componente también reducen los gastos de fabricación.

Durante el doblado, el eje neutro se desplaza hacia adentro. El factor K, que representa la relación entre la posición del eje neutro (t) y el grosor del material (T), calcula la compensación de material requerida. La siguiente tabla proporciona referencias del factor K para varios materiales y métodos de doblado:

Los alivios de curvatura, pequeñas muescas en las uniones de curvatura, mitigan la concentración de tensión que, de otro modo, podría distorsionar las características adyacentes. Aunque son pequeños, estas características son fundamentales para evitar la deformación en agujeros y ranuras.

Sin el alivio adecuado, las curvaturas adyacentes a los bordes corren el riesgo de desgarros y fallas de fabricación. Las muescas de alivio deben medir al menos el grosor del material en ancho y exceder el radio de curvatura en longitud.

Las bridas, que comprenden una cara y una curvatura de conexión, requieren tipos de alivio apropiados cuando no son adyacentes:

• Alivio Ovalado: Los extremos redondeados distribuyen la tensión de manera uniforme, lo que es particularmente beneficioso cerca de agujeros/ranuras al minimizar la distorsión de las características a través del movimiento controlado del material.
• Alivio Rectangular: Los requisitos de corte simplificados lo hacen rentable para diseños con radios de curvatura moderados y grosores de material estándar.

Las características especializadas de los bordes mejoran el rendimiento de los componentes, siendo el dobladillo y la costura los ejemplos principales.

Los dobladillos, bordes enrollados huecos, fortalecen los componentes al tiempo que eliminan los bordes afilados. El diseño óptimo del dobladillo requiere:

• Radio externo ≥ 2× grosor del material (varía según el fabricante)
• Posición de curvatura ≥ 6×(radio del dobladillo + grosor del material) desde la característica del dobladillo

Las costuras, bordes plegados en forma de U, proporcionan refuerzo estructural y capacidades de ensamblaje. Existen tres tipos principales:

• Costura Abierta: Presenta una ligera holgura (radio interno mínimo = grosor del material; longitud de retorno = 4× grosor)
• Costura Cerrada: Plegada firmemente (radio interno mínimo = grosor del material; longitud de retorno = 6× grosor)
• Costura de Gota de Lágrima: Equilibra la resistencia y la flexibilidad (radio interno mínimo = grosor del material; longitud de retorno = 4× grosor)

Las características cercanas a las curvaturas corren el riesgo de deformación durante el conformado. Distancias mínimas recomendadas:

• Borde del agujero a la curvatura: ≥ 2.5× grosor del material (T) + radio de curvatura (R)
• Borde de la ranura a la curvatura: ≥ 4× grosor del material (T) + radio de curvatura (R)

Las características cercanas a los bordes pueden causar abultamiento. Mantenga una holgura mínima de 2× grosor del material entre los agujeros extruidos y los bordes de los componentes.