sábado, mayo 18, 2024
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Que es el Spring Back en un doblez

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Es uno de los temas mas comunes en el mundo del estampado, es un efecto que sufre un material al ser doblado, tambien se puede volver un dolor de cabeza si no se logra controlar durante el diseño de la herramienta.

El efecto del Spring Back se explica en la siguiente imagen, donde por medio del color Rojo se muestra el interior del radio de doblez, mientras que en color Azul el exterior del radio del material sobre el radio de doblez, aquí se presentan dos condiciones que esta sufriendo el material al doblarse, una es la Compresión y por el lado exterior la Tensión. Una vez realizado el Doblez a 90 grados, la zona de Tensión buscara por naturaleza elástica jalar el material hacia arriba, mientras que la zona interior a Compresión ayudara a empujar hacia afuera simulando un resorte, de esta manera resulta el efecto del Spring Back.

Cada producto a estampar, es como una huella digital humana, siempre sera diferente en cada caso en particular. Considere siempre las variables adicionales como son Espesor del Material, Largo del Formado, Radio Interior y Geometría del Producto.

Que métodos se utilizan comúnmente para mitigar este efecto llamado Spring Back? Observemos las siguientes imágenes:

a) Si la altura es pequeña, digamos un máximo de 25mm, una dureza de material máxima de 250Mpa, y una geometría simple, podríamos decir que el Angulo Negativo sera suficiente.

b) Un golpe en el exterior del radio del material a doblar (radial o angular), de modo que se busque quebrar la linea neutra del material, la cual se estima no sufre alteraciones y suele estar aproximadamente a un tercio del espesor por el lado interno. Este método se recomienda prácticamente en geometrías de producto tipo canal y en espesores mayores a 2.5mm, ya que la calibración de la Altura de Cierre del troquel jugara un papel muy importante en la precisión requerida para golpear la superficie. (una prensa en mal estado con juego en las guías, así como un Off-Center no apropiado podrán dificultar esta precisión)

c) Uso del llamado Pac-Man o Ready Bender, este es un método bastante confiable y efectivo al doblar productos Tipo Canal, sobre todo cuando la altura del doblez es considerable. Aquí no hay restricciones en el espesor del material a doblar, prácticamente funciona en espesores pequeños (0.5mm) y gruesos (6mm).

d) Cuando definitivamente no queremos tener problemas mayores lo mejor es considerar una operación de Re-Calcado o Restrike mediante el uso de Camas o Compensación de Ángulos, como se muestra en la siguiente imagen.

e) Compensaciones en radios, ángulos y dobleces. Este es un tema que solo se domina con el paso de los años y las lecciones aprendidas de muchos casos, tambien dependerá del Espesor de Material, Altura de Doblez, Radio Interior, Dureza del Material, Geometría del Producto. Usualmente esto es Prueba y Error durante la fase de pruebas.

Angulo negativo en insertos de formado

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El angulo negativo en un inserto de formado es una vieja practica que sirve para mejorar el efecto del Spring Back durante el doblez considerando el típico ejemplo de una canal.

Durante el Doblez del material y la velocidad de la prensa, este angulo negativo permitirá que el material se aloje dentro del angulo negativo durante el formado a 90 grados, creando como un efecto de Over Bend o sobre doblez, con este efecto se estará mitigando el Spring Back.

Hoy en día, la dureza de los materiales se esta incrementando gradualmente, lo cual al mismo tiempo esta causando que el efecto del Spring Back sea mas agresivo. 5 grados es un valor adecuado para ayudar durante el formado. 15 grados podrían considerase en una operación de Re-calcado o Restrike mediante camas.

Veamos en la siguiente imagen el comportamiento del Spring Back en algunos dobleces de diferente altura, espesor y grado de material:

Note que el grado de material de 270Mpa y altura de 49mm genera un Spring Back de 1mm aproximadamente o bien 1.5 grados, mientras que un material de 780Mpa y altura de 59.5mm genera 6.34mm de Spring Back o bien 7.5 grados.

Penetracion inserto de formado

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La penetración de un inserto de formado considerando un simple doblez seria de 10mm como se ilustra en la imagen siguiente. La intensión es cubrir en su totalidad la altura o tamaño del producto. El Radio de flujo de material en el inserto es otro tema importante que podrás consultar en el Blog.

En el caso de ser un producto recto, la penetración en una vista Frontal o Longitudinal se vera como la siguiente imagen:

En el caso de una figura irregular, se tendrían que considerar las uniones de los insertos acorde a la geometría del producto como se ilustra en la siguiente imagen:

Tamaño para insertos de formado

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Un dato importante a tomarse en cuenta al diseñar un troquel es el conocer los tamaños de aceros disponibles en el mercado como lo es el Espesor, Ancho y Largo. Estas variables suelen variar dependiendo del tipo de acero, considerando aceros al carbón como el 1020, 1045, aceros grado herramienta como son 4140, 4150, 9840, aceros de corte, D2, M2

En el caso de los insertos de formado un dato simple y recomendable es considerar 300mm de diámetro para simular un cubo como se muestra en la siguiente imagen:

Viendo la isometria en una vista frontal analicemos la siguiente imagen:

Con esta practica podremos considerar un tamaño de inserto máximo aceptable.

Roscas de extraccion

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El tamaño para el diámetro de la rosca de extracción sera el mismo del diámetro del tornillo a utilizar en una cuchilla, punzón o porta punzón.

En la siguiente imagen de un punzón de fabricación se muestra en el lado izquierdo la cavidad para un tornillo M12 y a la izquierda la cavidad para el perno alineador, la rosca de extracción esta mostrada a un lado del perno donde se aprecia el tamaño de la rosca M12.

Las roscas de extracción tambien pueden ser utilizadas como roscas de manejo o transporte de los elementos.

Usualmente las roscas de extracción se localizaran a un lado de cada perno alineador como se muestra en la siguiente imagen.