Proceso de Doblado de Materiales

Capítulo 1

Introducción e información general

Todos los materiales metálicos tienen una combinación de comportamiento elástico y plástico en mayor o menor proporción. El uso de los materiales en las obras de ingeniería hace necesario el conocimiento de las propiedades físicas de aquellos, y para conocer estas propiedades es necesario llevar a cabo pruebas que permitan determinarlas. (Groover, 2000)

Los procesos de conformado de metales comprenden un amplio grupo de procesos de manufactura, en los cuales se usa la deformación plástica para cambiar las formas de las piezas metálicas.

Figura 1. Proceso de Conformado de los Metales

Capítulo 2

Objetivos, alcances y limitaciones

Objetivo General

Describir el proceso utilizado para el doblado de materiales.

Objetivos Específicos

• Detallar el proceso de doblado y las especificaciones de los materiales para poder ser doblados

• Determinar los equipos y diferentes procesos alternativos utilizados para el doblado de materiales

Alcances

Este proyecto busca analizar el proceso de doblado, así como los materiales que pueden ser doblados y cuáles son sus características.

Limitaciones

Contar con poco recurso bibliográfico para realizar la investigación.

Capítulo 3

Proceso de Doblado

El doblado es una de las operaciones más comunes del proceso de formado, tiene múltiples usos, desde la creación de piezas de automóviles y de electrodomésticos hasta un broche de papel o un archivero. El doblado no solo se usa para formar bridas, uniones y corrugados, sino también para impartir rigidez a la pieza, aumentando su momento de inercia. Según Llera, Tato Vega & Irasuegui, (1997) los procesos de doblado de metales comprenden un amplio grupo de procesos de manufactura para cambiar las formas de las piezas metálicas, en el que no existe separación de material, se realiza una deformación plástica para dar forma alrededor de un ángulo determinado. Durante la operación las fibras externas de material están en tensión, mientras que las fibras interiores están en compresión, aun así no produce cambios en el espesor del material.

Figura 2. Compresión y tensión del doblado

Debido a que el material debe ser conformado en la zona de comportamiento plástico, es necesario superar el límite de fluencia para que la deformación sea permanente. Según el ángulo o la forma que queramos dar al doblado existen matrices que nos proporcionan la forma deseada.

Figura 3. Gráfica de Esfuerzo vs Deformación Real

Equipo de Doblado

Para el conformado hay varios métodos utilizando una o varias máquinas en función de la pieza y forma que se desee obtener. Las máquinas más utilizadas para el proceso de plegado o doblado son la plegadora y la prensa hidráulica, aunque realmente la primera es un tipo de prensa lineal, la diferencia es que la prensa trabaja en dos dimensiones mientras que la plegadora solo lo hace en una.

Figura 4. Prensa Plegadora Hidráulica

La máquina ejecuta operaciones de plegado en materiales en forma de hoja, variando el espesor que puede procesar y la longitud máxima. Está formada por los siguientes elementos:

• Bancada: sobre la que se sostiene la máquina; con dos montantes laterales unidos en la parte superior formando un puente.

• Trancha: emplazada en la parte superior, realiza un desplazamiento en sentido vertical de arriba hacia abajo, para que el punzón deforme la pieza, sobre ella se colocan los útiles de plegado superiores.

• Mesa: el tablero inferior contra el que presiona la trancha, sobre ella se colocan los útiles de plegado inferiores.

• Órganos motores: son cilindros hidráulicos de doble efecto encargados de producir el movimiento de la trancha.

Según el ensayo Trabajos de chapa, (1975) cuando realizamos este proceso en una máquina plegadora el material emplazado entre el punzón y la matriz se somete a una presión progresiva, por la cual el plegado o doblado de la pieza va en función de la fuerza aplicada. En este proceso, la elasticidad del material no se elimina aunque el esfuerzo producido haya excedido el límite elástico.

Figura 5. Operación de Doblado

En relación a la fuerza aplicada, existen tres tipos diferentes:

• Plegado fondo: Permite plegar con precisión con un tonelaje relativamente bajo, para este tipo de plegado existen utillajes con diversos ángulos similares pues se debe tener en cuenta el retorno elástico del material. Es el más utilizado.

• Plegado parcial: Es denominado así porque la chapa o lámina durante el doblado se encuentra en contacto con 3 puntos del utillaje. Con este tipo de plegadoras se puede programar diferentes plegados aunque estos tengan diferentes ángulos, ya que para cada uno de ellos se debe programar la profundidad correspondiente. Además que el doblado parcial permite compensar el retorno elástico ya que solo se debe corregir la profundidad.

• Acuñado o Estampado: Con este tipo se consigue una precisión muy alta y un radio de plegado muy pequeño. Para este sistema de plegado o doblado es necesario una plegadora de gran tonelaje, entre 5 y 8 veces superior al del plegado a fondo, con lo cual se eliminan los posibles efectos del retorno elástico del material, además que la anchura de la V es aproximadamente cinco veces el espesor del mismo, con el fin de reducir la penetración de la punta del punzón en la pieza.

Capítulo 4

Métodos de doblado de metales

Prensas Mecánicas o doblado de chapa

Generalmente se utiliza una prensa que cuenta con una matriz la cual tiene dos variables, si es con estampa ésta tendrá una forma determinada, o bien un punzón, que también puede tener forma e igualmente su función es ejercer presión sobre el material.

Figura 6. Dobladora Hidráulica

Según el Ensayo de doblado de metales a la temperatura ambiente, (1950) Durante el proceso, el material situado a un lado del eje neutro se comprimirá (lo que llamaríamos la zona interior) y el situado en el lado opuesto será traccionado como consecuencia de los esfuerzos aplicados (denominado zona exterior). Esto provoca también un pequeño adelgazamiento en el codo de la lámina o chapa doblada, cosa que se acentúa en el centro de la chapa.

Como consecuencia de este estado de tracción-compresión el material tenderá a una pequeña recuperación elástica. Por tanto, si queremos realizar un doblado tendremos que hacerlo en un valor superior al requerido para compensar dicha recuperación elástica. Otra posible solución es realizar un rebaje en la zona de compresión de la chapa, de esta forma aseguramos que toda la zona está siendo sometida a deformación plástica. También podría servir estirar la chapa así aseguramos que toda la zona supera el límite elástico.

Figura 7. Tipos de doblado

De acuerdo a la forma en que se realice el proceso de doblado, se distinguen dos tipos: Doblado en borde y Doblado en V.

Figura 8. Tipos de doblado

En la figura anterior se ejemplifican los tipos de doblado, donde se aprecia D como la dimensión de la matriz que será requerida para el cálculo de la fuerza necesaria para la operación de doblado.

Prensas de Cortina

Son prensas especiales con camas muy largas, en ellas se utilizan herramientas sencillas para conformar piezas complejas por medio del doblado repetido en una lámina larga.

Figura 9. Prensa de Cortina

Un taller típico puede ejecutar 15 o más trabajos diferentes a través de una prensa de cortina en un solo turno, y el tiempo improductivo entre cada ejecución toma sentido rápidamente. A diferencia de los trabajos de producción de muchas piezas, en los cuales las economías de escala pueden crear mayor eficiencia, tamaños pequeños de lotes dejan poco espacio para error y ponen bajo la mira el tiempo improductivo innecesario y otras prácticas despilfarradoras.

Las

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