Rolado De Tubos 2i4x1h
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1. Finalidad del doblado A través de diferentes técnicas de trabajo se transforman láminas, tubos o perfiles, con el fin de preveer piezas de trabajo con formas angulares o redondeadas con una finalidad determinada.
Figura 1 Doblado El doblado se emplea en varios campos de acabado por razón de su variabilidad múltiple: Plegado: Elaboración de perfiles cortos, canales, recipientes de chapa, así como marcos y construcciones portantes de perfiles. Replegado: Elaboración de refuerzos en los bordes de recipientes, preparación de uniones dobladas. Rebordeado: Elaboración de uniones de chapas y deformaciones de los bordes en recipientes, preparación de uniones dobladas.
Doblado: Elaboración de uniones de chapa en recipientes y tubos. Acanalado: Elaboración de apuntalamientos de la chapa en recipientes y revestimientos de chapa. Redondeado: Elaboración de chapas abovedadas para recipientes y tubos, así cono de perfiles curvados. Rodadura: Elaboración de refuerzos de chapas en los bordes de los recipientes, de bisagras, de cuerpos huecos cilíndricos en perfiles planos para la toma de pasadores, de muelles en espiral. En qué consiste la finalidad del doblado? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué técnicas de trabajo se emplean para el doblado de láminas? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2. Herramientas, aparatos y máquinas seleccionadas Secciones de láminas débiles, tubos y perfiles sin una exactitud de medida muy alta pueden ser doblados con la mano, con los medios tensores apropiados. Para materiales más fuertes y más grandes se emplean las herramientas, aparatos y maquinas siguientes: Martillos:
Se emplean martillos de ajustador, martillos de metal ligero, martillos de madera y de goma, así como martillos especiales para la mecanización de chapas para el doblado manual.
Figura 2 Martillos 1 martillo de ajustador, 2 martillo de metal ligero, 3 martillo para batir, 4 martillo de contornear Pinzas: Se emplean pinzas planas y redondas para el doblado de láminas pequeñas y de perfiles débiles en el tornillo de banco o con la mano simplemente.
Figura 3 Tenazas 1 tenazas redondas, 2 tenazas planas Soplete de soldadura: Se emplean sopletes de soldadura a gas combustible y oxigeno para el calentamiento local de piezas de trabajo para el doblado en caliente.
Figura 4 Soplete de soldadura Aparato para el doblado de ángulos: Este aparato se emplea para plegar o redondear perfiles planos, cuadrados y redondos.
Figura 5 Aparato para el doblado angular 1 tensionador excéntrico, 2 mordaza de doblado movible, 3 palanca de doblado, 4 tope ajustable, 5 mordaza de doblado fija Aparato de rodadura de cinta: Este aparato se emplea para el redondeamiento y rodadura de perfiles planos, cuadrados y redondos.
Figura 6 Aparato para rodar cintas 1 cuerpo básico, 2 placa de deslizamiento regulable, 3 mandril de doblado, 4 soporte para el segmento de sujeción móvil, 5 palanca de doblado, 6 segmento de sujeción Aparato para doblar tubos: Estos aparatos de accionamiento manual o hidráulico se emplean para el redondeamiento de tubos.
Figura 7 Aparato para doblar tubos 1 mandril para doblar, 2 topes, 3 husillo para doblar
Prensa de husillo: Se emplean prensas de husillo a mano o prensas hidráulicas con diferentes juegos de husillos y de suplementos de base para el doblado de láminas y perfiles.
Figura 8 Prensa de husillo 1 juego de husillos, 2 suplementos Banco de plegado: Se emplean bancos de plegada de columna y de mesa para el plegado y en parte para el redondeado de láminas.
Figura 9 Banco de plegado 1 pesa, 2 reglón tensor, 3 manivela para el ajuste del reglón tensor superior, 4 tornillo para el ajuste del reglón tensor, 5 reglón para doblar, 6 reglón tensor inferior Banco de redondeado: Se emplean maquinas de doblar de cilindros de accionamiento manual y mecánico para redondear y rodado de láminas.
Figura 10 Banco de redondeado
1 rodillos de flexión, 2 manivela para el manejo de los reglones de doblado Maquina de rebordear y acanalar: Se emplean aparatos de accionamiento manual y mecánico y maquinas para el rebordeado y acanalado de láminas.
Figura 11 Maquinas de acanaladura y de rebordeado 1 rodillo de doblado, 2 dispositivo de ajuste, 3 manivela para el manejo de los reglones de doblado Además de los aparatos, herramientas y maquinas nombradas se necesitan los siguientes medios tensores y bases: Tornillo de banco: Se emplean tornillos de banco paralelos y tornillos de banco de tenazas con diferentes mordazas tensoras para trabajos de doblado manuales.
Figura 12 Tornillo de banco con tenazas 1 mordaza fija, 2 mordaza móvil, 3 husillo, 4 tenazas Yunque de fundición: Se emplean cuernos de hierro, cuernos redondos y cuernos planos, así como bases de golpeamiento conectables, tales como el acanalador y el mazo, hierro de replegado y de rebordeado para trabajos de doblado y martilleo.
Figura 13 Yunque de fundición (yunque con base de golpeamiento empotrada)
Figura 13 Yunque de fundición (mazo)
Através de las fuerzas de flexión que actúan se generan tensiones en el material, las cuales activan una transformación del material. En los radios exteriores de las flexiones se presentan tensiones de tracción através del estiramiento del material, en los radios interiores de las flexiones se presentan tensiones de presión através del aplastamiento del material. Entre los intervalos, donde actúan las tensiones de tracción y de presión, existe una zona de transición, en la cual no actúa ninguna tensión. Esta se denomina como fibra neutra o capa neutra.
Figura 14 Tensiones en la pieza de trabajo doblada 1 tensiones de tracción, 2 fibra neutra, 3 tensiones de presión La longitud de la fibra neutra se necesita para el calculo de la longitud de estiramiento de la pieza de trabajo que se va a doblar.
Que se entiende bajo el concepto de “fibra neutra”? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 3.1. Influencia de las propiedades del material Flexibilidad: Solamente los materiales que posibilitan un cambio de forma se dejan doblar. Materiales templados y quebradizos no se dejan doblar - con el efecto de fuerzas de flexión muy grande se rompen. Materiales de fleje tampoco se dejan doblar - luego del efecto de las fuerzas de flexión recuperan totalmente su posición inicial.
Figura 15 Aptitud de doblado de diferentes materiales
1 fuerza de flexión actúa sobre el material frágil, 2 ruptura de la pieza de trabajo, 3 fuerza de flexión actúa sobre la pieza de trabajo de fleje, 4 elasticidad recuperadora de la pieza de trabajo Elasticidad: Los materiales elásticos se encogen en una dimensión determinada luego del efecto de la fuerza - se le denomina elasticidad recuperadora. Esta medida debe ser tenida en cuenta siempre para el doblado. Los materiales duros son de más elasticidad recuperadora que los materiales blandos.
Figura 16 Elasticidad recuperadora de la pieza de trabajo luego de cada fuerza efectiva Resistencia: En el laminado de chapas se presenta una estructura fibrosa en el material (similar como las vetas en la madera), la cual se debe reconocer en la superficie de chapas aseadas. Con el fin de evitar grietas en el borde exterior de las curvaturas, el borde de flexión no puede coincidir con el recorrido de la fibra.
Figura 17 Tenida en cuenta del sentido de laminado para el doblado (A)
Figura 17 Tenida en cuenta del sentido de laminado para el doblado (B) 1 sentido de laminado Endurecimiento por conformación en frío: Con el cambio múltiple de tensiones de tracción y de presión durante el procedimiento de doblado (doblado hacia allá y hacia acá), se deforma fuertemente la estructura del material. Las tensiones interiores amplificadas conllevan a un endurecimiento en el punto de doblado. Entre mayor sea la frecuencia del cambio de tensiones, entonces el material se hará también más quebradizo. En caso de continuar la deformación se puede presentar un rompimiento.
Figura 18 Formación de grietas en puntos de flexión endurecidas por conformación en frío 1 intervalo del endurecimiento por conformación en frío Qué propiedades del material no pueden tener las piezas de doblado? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué se entiende bajo el concepto de “elasticidad recuperadora”? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué sucede cuando se dobla una chapa en un borde de curvatura que coincide con el recorrido de la fibra del sentido de laminado? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué se entiende bajo el concepto de “endurecimiento por conformación en frío”? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 3.2. Influencia del radio de doblado Con el fin de evitar grietas de doblado, se debe elegir un radio de doblado lo suficientemente grande: Entre más grande sea el radio de doblado, menor será también el peligro de agrietamiento! Entre más grueso sea el material, entonces mayor deberá ser también el radio de doblado! El radio de doblado depende también de la forma y del espesor del material, de la temperatura del proceso de doblado y del tipo de material. Para todos los metales y para muchas formas de perfiles existe por esto un radio mínimo estipulado. Los radios de doblado mínimos siguientes se pueden emplear como valores de experiencia:
Material
Radio
cobre
0,8 hasta 1,2 × espesor
latón
1 hasta 1,8 × espesor
cinc
1 hasta 2 × espesor
acero
1 hasta 3 × espesor
Qué influencia tiene el radio de doblado sobre la formación de grietas en el material? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué influencia tiene el espesor del material sobre el radio de doblado? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 3.3. Influencia del calor Entre más fuerte sea la transformación de la pieza de trabajo, mayores serán también las tensiones interiores en el material. Sobre todo en el doblado de materiales gruesos con un radio de doblado pequeño, se somete el material intensamente, de tal forma que se puede romper en el lado exterior del doblado. Con el fin de evitar la formación de estas grietas se deben calentar tales piezas de trabajo al rojo. La resistencia interior en el material disminuye con el aumento del calentamiento, de tal forma que la deformación se puede realizar sin un gasto de fuerza muy grande y sin peligro de que se formen grietas.
Figura 19 Doblado de piezas de trabajo fuertes (doblado en frío conlleva a la formación de grietas)
Figura 19 Doblado de piezas de trabajo fuertes (2 doblado en caliente posibilita un proceso de doblado exacto) Qué influencia tiene la conducción de calor en el proceso de doblado de piezas de trabajo gruesas? _________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________ ___ 4. Bases para el cálculo Cuando se dobla una pieza de trabajo, se puede variar su longitud original en una medida determinada. Por eso se debe recortar la pieza de trabajo con bastante exactitud antes del doblado. La longitud de corte necesaria se denomina como “longitud de estiramiento” y se debe calcular de la longitud de la fibra neutra.
Figura 20 Medidas en las piezas de doblado 1 longitud de estiramiento, 2 longitudes del ala, 3 radio de flexión, 4 espesor de la pieza de trabajo Cuando el radio de doblado es mayor a cinco veces el espesor de la pieza de trabajo, la fibra neutra corre en la mitad de la pieza de trabajo. Por eso se debe calcular el radio de doblado de la fibra neutra através de la fórmula siguiente: cuando
RB > 5 · S
vale
RN = RB + S/2
RN = radio de la fibra neutra RB = radio de doblado S = espesor de la pieza de trabajo Cuando el radio de doblado es menor a cinco veces el espesor de la pieza de trabajo, la fibra neutra se traslada hacia el lado interior del doblado en el proceso de curvatura. En este caso se debe calcular el radio de doblado de la fibra neutra através de la formula siguiente: para
RB < 5 · S
vale
RN = RB + S/3
Cuando se doblan las piezas de trabajo en 360°, se calcula la longitud de la flexión através de la formula para el calculo del perímetro del circulo: LB = U = D · o LB = U = 2 · RN · LB = longitud de la flexión U = longitud del perímetro del círculo D = Diámetro del círculo = constante con el valor 3,14 Para una curvatura en 180° se deriva de ello la fórmula siguiente:
o LB = RN · Para una curvatura en 90° se deriva de ello la fórmula siguiente:
Para un doblado cualquiera se debe tener en cuenta en la fórmula el ángulo de doblado:
= ángulo de doblado Qué se entiende bajo el concepto de “longitud de estiramiento”? _________________________________________________________________ _________ _________________________________________________________________ _________ _________________________________________________________________ _________ Cómo varía la posición de la fibra neutra en el doblado de piezas de trabajo en un radio de doblado que es menor a cinco veces el espesor de la pieza de trabajo? _________________________________________________________________ _________ _________________________________________________________________ _________ Ejemplo de cálculo: Se debe doblar varias veces un perfil plano. Sus medidas se deben tomar de las ilustraciones adjuntas.
Figura 21 Ejemplo de acotamiento de una pieza de doblado Para el cálculo se divide la longitud total en cuatro longitudes parciales: Longitud total = a la suma de todas las longitudes parciales
L = L1 + L2 + L3 + L4
Figura 22 División de la pieza de doblado en longitudes parciales 1 longitud parcial L1, 2 longitud parcial L2, 3 longitud parcial L3, 4 longitud parcial L4 La fibra neutra de la longitud parcial L1 se calcula como sigue: L1 = 40 mm - S - RB1 L1 = 40 mm - 6 mm - 10 mm L1 = 24 mm La fibra neutra de la longitud parcial L2 se calcula de la formula derivada para el cálculo del perímetro del círculo para una curvatura de 90°:
Como el radio de doblado RB1 es más pequeño que cinco veces el espesor del perfil, vale para RN1:
RN1 = 10 mm + 2 mm
RN1 = 12 mm
=====
Para la longitud parcial L2 significa esto:
L2 = 18,84 mm
=======
La fibra neutra de la longitud parcial L3 se calcula de la siguiente manera: L3 = 120 mm - 2 · S - RB1 - RB2
L3 = 120 mm - 12 mm - 10 mm - 35 mm
L3 = 63 mm
=====
La fibra neutra de la longitud parcial L4 se calcula de la fórmula derivada del perímetro del círculo para una curvatura de 180°: L4 = RN2 · Como el radio de doblado RB2 es mayor a cinco veces el espesor del perfil, vale entonces para RN2:
RN2 = 35 mm + 3 mm
RN2 = 38 mm
======
De ello se debe calcular ahora la fibra neutra de la longitud parcial L 4: L4 = RN2 · L4 = 38 mm · 3,14
L4 = 119,32 mm
========
A mano de las longitudes parciales calculadas se puede calcular ahora la longitud total de estiramiento del perfil plano: L = L1 + L2 + L3 + L4
L = 24 mm + 18,84 mm + 63 mm + 119.32 mm
L = 225,16 mm
=========
El valor calculado se aproxima siempre hacia arriba en milímetros, así es que la longitud de estiramiento del perfil plano es de 226 mm. Cómo se calcula la longitud de estiramiento de una pieza de trabajo, cuando se deben realizar varios doblados diferentes? __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ 5.1. Plegado de láminas Cuando se doblan láminas con un radio de doblado lo más pequeño posible, se denomina entonces este procedimiento “plegado”. En este procedimiento se elaboran ángulos de doblado hasta un tamaño de 90 en un borde de doblado fijo. La lamina debe ser tensionada de tal forma que durante el doblado, los golpes de martillo estén dirigidos siempre contra la mordaza fija del tornillo de banco! Através de esto no se esfuerza demasiado el husillo del tornillo de banco! Los trazos con la aguja de trazar de acero se deben realizar siempre en el lado interior del doblado, ya que el trazo (entalladura) se presiona conjuntamente luego del doblado y ya no tiene ningún efecto de rompimiento! La lamina esta bien tensionada solamente cuando la línea de trazo coincide con el borde superior de la mordaza fija del tornillo de banco.
Figura 23 Procedimiento de doblado en el tornillo de banco 1 línea de trazo, 2 mordaza móvil, 3 mordaza fija Las chapas delgadas largas con bordes de doblado cortos pueden ser dobladas con la mano o con suplementos. Apenas después prosiguen los golpes de martillo, los cuales van desde afuera hacia el borde de doblado. Con el fin de evitar la formación de grietas, no se debe golpear directamente sobre el doblado.
Figura 24 Doblado de chapas delgadas largas (doblado preliminar con la mano)
Figura 24 Doblado de chapas delgadas largas (doblado preliminar con suplemento)
Figura 24 Doblado de chapas delgadas largas (terminado del doblado con el martillo) Para la mayoría de los trabajos de plegado es suficiente con el martillo de madera, de goma o de metal ligero. En caso de que se necesitan golpes más fuertes para el doblado, se debe emplear entonces un martillo de ajustador conjuntamente con un suplemento de madera dura, con el fin de evitar danos en la superficie de la pieza de trabajo.
Figura 25 Doblado de una chapa gruesa con suplemento de madera dura y martillo de ajustador Chapas gruesas con bordes de doblado cortos pueden ser dobladas con el martillo de ajustador en el tornillo de banco. En las chapas duras y quebradizas se necesita un radio de doblado mínimo del doble del espesor de la chapa, con el fin de que la chapa no se rompa. Este radio se puede tener en cuenta através de suplementos ajustados. Como las láminas a partir de 8 mm de espesor se pueden doblar solamente bajo el gasto de fuerzas grandes, de forma manual, se deben doblar entonces en estado caliente! Cuando la chapa debe ser plegada varias veces, se deben emplear suplementos en este caso. Los pasos de doblado se deben fijar de tal forma, que el último paso de doblado pueda ser realizado también con buena calidad.
Figura 26 Doblado paso a paso de una pieza de trabajo con dos bordes de doblado 1 doblado del primer borde, 2 doblado del segundo borde con suplemento Las chapas con bordes de doblado cortos se pueden doblar también con la prensa de husillo a mano. Para esto se debe sentar la chapa entre el troquel y la base. Por medio de un husillo se baja el troquel, con ello se presiona la chapa en una base con la forma correspondiente. Con el fin de compensar la elasticidad recuperadora, se conforman el troquel y la base de tal forma, que la chapa se doble un poco más en el proceso.
Figura 27 Doblado de una chapa con la prensa (A) 1 troquel, 2 dispositivo de tensión de la pieza de trabajo, 3 pieza de trabajo, 4 suplemento
Figura 27 Doblado de una chapa con la prensa (B) I, II, III etapas del procedimiento de doblado Chapas delgadas blandas con bordes de doblado largos se pueden doblar manualmente por medio de una placa presora estable. El borde de doblado debe ser trazado con el lápiz y no con la aguja de trazar, con el fin de evitar la formación de grietas.
Figura 28 Doblado de una chapa blanda con una placa de impresión 1 placa de impresión, 2 chapa Chapas delgadas duras con bordes de doblado largos pueden ser dobladas con el martillo, sujetándolas en el tornillo de banco con medios tensores adicionales. En este caso es apropiada una mordaza para chapas o un perfil angular, los cuales se tensionan adicionalmente de forma exterior con tornillo de apriete. La chapa es doblada ya sea sobre un suplemento en su longitud total, o paso a paso se dan golpes de martillo del tornillo de banco hacia afuera. Finalmente se puede afinar el borde de doblado con un suplemento através de golpes de martillo uniformemente.
Figura 29 Doblado de una chapa dura en el tornillo de banco (doblado con suplemento y siempre sobre toda la longitud)
Figura 29 Doblado de una chapa dura en el tornillo de banco (doblado consecutivo con el martillo)
Figura 29 Doblado de una chapa dura en el tornillo de banco (alisamiento con suplemento y martillo) Chapas con bordes de doblado largos pueden ser dobladas muy bien en el banco de plegado. La chapa se sienta en el banco de plegado de tal forma, que la línea de trazo se vea desde arriba. Con el tornillo de apriete superior se fija la chapa. El reglón de flexión se ajusta de tal forma, que se tenga en cuenta el espesor de la chapa durante el doblado. Así se replegara el reglón de flexión de acuerdo al ángulo de doblado.
Figura 30 Doblado de una chapa larga con el banco de plegado 1 reglón superior, 2 riel de doblado cambiable, 3 chapa, 4 reglón de doblado, 5 reglón tensor inferior
Para el doblado de láminas con varios bordes de doblado se deben emplear suplementos adecuados. La secuencia de las flexiones debe ser fijada antes exactamente, de tal forma que el ultimo borde de doblado pueda ser elaborado también con buena calidad.
Figura 31 Doblado de un perfil en U de chapa con el banco de plegado (doblado del primer borde de flexión)
Figura 31 Doblado de un perfil en U de chapa con el banco de plegado (doblado del segundo borde de flexión con suplemento) Chapas con bordes de doblado largos pueden ser dobladas también con prensas de plegado. La chapa que se encuentra entre el troquel y el suplemento es presionada hacia abajo através del troquel en la escotadura correspondiente del
suplemento. De acuerdo a los radios de flexión deseados se emplean diferentes troqueles de doblado.
Figura 32 Doblado de chapas con varios bordes de doblado en la maquina de plegado (A)
Figura 32 Doblado de chapas con varios bordes de doblado en la maquina de plegado (B) 1,2,3 secuencia de los pasos de doblado Los perfiles son plegados, separando el material de la sección de aplastamiento y doblando la pieza de trabajo finalmente en el tornillo de banco. Las medidas de la sección de la pieza de trabajo que se va a cortar son fijadas de acuerdo al ángulo de doblado, de tal forma que no quede ninguna hindidura entre las superficies luego del doblado.
Figura 33 Doblado de un perfil angular 1 recorte a la sierra del intervalo aplastado, 2 doblado Hacia que lado se deben dirigir los golpes de martillo, cuando se debe plegar una chapa en el tornillo de banco? _______________________________________________________ A partir de que espesor de chapa se deben doblar las piezas de trabajo en caliente? _______________________________________________________ Que importancia tienen los suplementos de metal o de madera dura en el doblado en el tornillo de banco? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ En qué forma se deben tensionar las chapas con bordes de doblado largos en el tornillo de banco? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ Que debe suceder antes del plegado de perfiles? _______________________________________________________ _______________________________________________________ 5.2. Replegado de láminas
Cuando se deben realizar ángulos de doblado de más de 90° hasta 180°, se denomina el proceso como “replegado”, para ello se debe deformar la pieza de trabajo generalmente en varios pasos de doblado. Las chapas son replegadas cuando através de la técnica de trabajo del plegado se doblan hasta un ángulo de flexión de 90° y finalmente se llevan con el martillo o la prensa a un ángulo de flexión hasta 180°. La longitud mínima del replegado depende del espesor de la chapa En las chapas de espesor pequeño, sienta compactamente la chapa luego del replegado. En chapas de espesor grande se forma una pequeña emulsión en el punto de replegado.
Figura 34 Replegado (chapa delgada)
Figura 34 Replegado (chapa gruesa) Cómo son replegadas las láminas? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 5.3. Rebordeado de láminas Cuando se replegan los bordes de las chapas de forma vertical u horizontalmente a la superficie de la chapa, se denomina entonces este proceso como “rebordeado”. Se diferencian el rebordeado interior y rebordeado exterior, que se elaboran manualmente o con maquinas. El rebordeado manual se realiza através de la técnica de trabajo del martilleo, para ello son replegados los bordes de la chapa sobre bases de golpeamiento correspondientes (hierros de rebordeado y hierros de repliegue) con martillos. Finalmente se aplastan las arrugas con el martillo de ajustador. Estos dos procedimientos se denominan como “iniciar a rebordear” y “terminar el rebordeado”.
Figura 35 Rebordeado manual (bordeado)
Figura 35 Rebordeado manual (terminar el rebordeado) El rebordeado mecanizado se realiza con maquinas de acanalado y maquinas de rebordeado o con dispositivos de rebordeado. La chapa es replegada en varios pasos de doblado entre un par de rodillos con curvado interior y exterior, hasta obtener el borde terminado.
Figura 36 Rebordeado con máquinas (bordeado)
Figura 36 Rebordeado con máquinas (terminar el rebordeado) Cómo se realiza el rebordeado manual de chapa cilíndrica? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 5.4. Doblado de láminas Cuando se replegan o se rebordean las láminas con el fin de unirlas directamente, se denomina entonces este proceso como “doblado”. De acuerdo a la función de la unión doblada se diferencian varios tipos de doblados.
Figura 37 Tipos seleccionados de doblado 1 doblado de cerco, 2 doblado de recubrimiento, 3 doblado del piso, 4 doblado en la esquina El doblado se realiza en varias etapas de trabajo. Luego del replegado, plegado o rebordeado se lleva a cabo el enganche de las chapas. Finalmente se comprime la unión doblada conjuntamente y si se diera el caso se aplasta aun. Para la fabricación de uniones dobladas se pueden trabajar suplementos de goma o se puede soldar finalmente la unión doblada con soldadura blanda.
Figura 38 Elaboración de un doblado plano (replegado con suplemento)
Figura 38 Elaboración de un doblado plano (enganche)
Figura 38 Elaboración de un doblado plano (compactación)
Figura 38 Elaboración de un doblado plano (aplastamiento) Para las uniones dobladas se necesitan las longitudes de corte siguientes: - para el replegado simple 3 veces el ancho de doblado - para el replegado doble 5 veces el ancho de doblado Espesor de la lamina en mm
Anchura de doblado
Anchura de corte replegado simple
replegado doble
en mm
en mm
en mm
0.3 hasta 0,5
5
16
28
0,5 hasta 0,7
6
19
34
0,8 hasta 1,2
8
26
45
Laminas de acero:
Laminas de metal ligero: 0,2 hasta 0,5
6
16
34
0,6 hasta 0,7
8
26
45
0,8 hasta 1,4
10
33
56
Las uniones dobladas se pueden elaborar de forma mecanizada en el caso de cordones longitudinales con bancos de plegado y prensas de plegado, así como con aparatos de rodadura. Los cordones redondos en los recipientes se preparan con maquinas rebordeadoras y acanaladoras. Que etapas de trabajo caracterizan el doblado? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.5. Acanalado de láminas Cuando se elaboran profundizaciones en las chapas de forma de rodetes, las cuales van de borde a borde o que corren solamente en el interior de la chapa, se denomina entonces este proceso como “acanaladura”. La acanaladura manual se realiza con el martillo de acanalar, colocando la chapa sobre el tornillo de rebordear del yunque y golpeando uniformemente. El martillo golpea la chapa en las hendiduras del tornillo de acanalar.
Figura 39 Acanaladura manual 1 martillo de acanalar. 2 tornillo de acanalar, 3 yunque El acanalado mecanizado se realiza con la maquina de rebordear y de acanalar o con el dispositivo de acanaladura. La chapa se coloca entre los rodillos de acanalar y se deforma através del giro de los rodillos.
Figura 40 Acanaladura mecanizada 1 rodillo acanalador, 2 chapa, 3 pieza terminada
Qué se entiende bajo el concepto de “acanaladura”? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.6. Redondeado de láminas Cuando se doblan láminas con radio de flexión mayor al radio de flexión más pequeño posible, se denomina entonces este proceso como “redondeado” o “curvado en redondo”. Para ello se dobla la chapa al rededor de un eje de flexión retirado correspondientemente de la superficie de la pieza de trabajo. El ángulo de doblado puede ser hasta de 360°. Las chapas cortas pueden ser curvadas en redondo en el tornillo de banco, cuando la forma de doblado se tensiona individualmente o conjuntamente con la chapa, depende del tipo. El radio ya existente en una forma de flexión puede ser ampliado, cuando se coloca una chapa de suplemento sobre la forma de flexión y se dobla la pieza de trabajo sobre esa chapa.
Figura 41 Curvado en redondo con el tornillo de banco (A)
Figura 41 Curvado en redondo con el tornillo de banco (B) 1 chapa, 2 chapa intermedia para aumentar el radio de flexión, 3 forma de doblado
Las chapas pueden ser curvadas en redondo con las prensas, cuando se tienen troqueles y suplementos de acuerdo al radio de doblado. El troquel constituye la forma de doblado. En caso necesario se debe doblar en varios pasos de flexión.
Figura 42 Curvado en redondo con la prensa (A)
Figura 42 Curvado en redondo con la prensa (B) 1,2,3 secuencia de los pasos de doblado Las chapas pueden ser curvadas en redondo sobre el banco de plegado, cuando se asegura un riel de doblado (por ej: un perfil redondo) con el radio correspondiente al reglón tensor superior. El reglón de fijación inferior y el reglón de flexión deben ser ajustados de tal forma, que estén distanciados en el radio de flexión más el espesor de la chapa, del punto de giro del riel de flexión. Para los ángulos de flexión más grandes se debe doblar la chapa en varios pasos de doblado en caso de ser necesario. El ángulo de flexión es limitado por la posibilidad de ajuste del reglón de flexión y de fijación.
Figura 43 Curvado en redondo con el banco de plegado 1 reglón tensor superior, 2 riel de doblado intercambiable, 3 chapa, 4 reglón de doblado, 5 reglón tensor inferior Las chapas largas se pueden doblar en banco de redondear hasta una circunferencia completa. La fuerza de flexión es transmitida por un rodillo de presión, através de ello es presionada la chapa por el rodillo inferior y doblada al rededor del rodillo superior. De acuerdo al radio de flexión se necesitan uno o varios pasos para la flexión. Cuando se emplea el banco de redondeado de tres rodillos, se deben doblar ligeramente las puntas de la chapa, ya que de lo contrario quedan rectas en la mitad de la longitud de la distancia entre el rodillo inferior y el rodillo de presión.
Figura 44 Curvado en redondo con el banco de redondeado 1, 2, 3 secuencia de los pasos de doblado Cómo pueden ser redondeadas las láminas en el tornillo de banco? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.7. Redondeado de perfiles Perfiles redondos delgados pueden ser doblados manualmente o con aparatos para doblar. Cuando se emplean formas de flexión se debe tener en cuenta, que los radios de las formas de flexión deben ser más pequeños que los radios que exige el radio de flexión deseado, por razones de la elasticidad recuperadora. Redondeados pequeños pueden ser elaborados através del giro de la pinza redonda con la cual se ha sujetado la punta del material al rededor de la mordaza de la pinza. Redondeados mayores son doblados através de mandriles para doblar correspondientes de aparatos de flexión.
Figura 45 Curvado en redondo de perfiles redondos delgados, con la pinza redonda 1, 2, 3, 4, 5 Secuencia de pasos del doblado Perfiles planos, perfiles angulares y perfiles en T y en U pueden ser doblados en dispositivos o en maquinas para doblar perfiles. De acuerdo a la forma del perfil, se doblan las piezas de trabajo a doblar en rodillos de perfiles especiales. Los giros se impiden através de contrarodillos especiales. De acuerdo al tipo del perfil y dimensión del radio de flexión se debe doblar en estado frío o en estado caliente.
Figura 46 Curvado en redondo de perfiles angulares con la maquina para doblar perfiles
Para doblar con formas de flexión se debe sujetar la pieza de trabajo en una punta fijamente y con herramientas auxiliares o martillos se dobla al rededor de la forma de flexión. Frecuentemente se deben realizar trabajos de enderezamiento finalmente.
Figura 47 Curvado en redondo de perfiles angulares con una forma de doblado 1 forma de doblado, 2 tensionamiento, 3 intervalo de calentamiento, 4 soplete de soldadura El curvado en redondo se puede realizar también sobre formas de flexión en placas perforadas. La pieza de trabajo se sujeta fijamente a un soporte y se dobla con herramientas correspondientes al rededor de los topes.
Figura 48 Curvado en redondo de un perfil redondo sobre una placa perforada
1 placa perforada, 2 tensionamiento, 3 topes El curvado en redondo con dispositivos de flexión mecánicos es posible en las secciones cuadradas y rectangulares. La pieza de trabajo se asegura a un soporte de sujeción y con un rodillo deslizante se dobla el ángulo deseado.
Figura 49 Curvado en redondo de perfiles con dispositivos de doblado (perfil plano)
Figura 49 Curvado en redondo de perfiles con dispositivos de doblado (perfil redondo) Con que se pueden redondear los perfiles? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.8. Redondeado de tubos El curvado en redondo de tubos exige medidas especiales con el fin de evitar el presionamiento plano indeseado en el punto de la flexión. Contramedidas son:
- Calentamiento alterno local de la pared del tubo en el punto de flexión durante el proceso de doblado - Llenado del tubo (arena de cuarzo, colofonia, plomo) Los tubos de acero con un diámetro de más de 1/2 pulgada se deben doblar llenos en estado caliente. En los tubos soldados se debe prestar atención de que el cordón de soldadura se encuentre al lado del radio de flexión, ya que allí corre la fibra neutra y con ello no se pueda romper el cordón de soldadura.
Figura 50 Curvado en redondo de tubos 1 tubo de acero, 2 relleno de arena, 3 tapones. 4 posición del cordón de soldadura lateral a la flexión Para el doblado en caliente se debe emplear solamente arena seca para el relleno! Arena húmeda forma vapor de agua en el calentamiento, el cual expulsa los tapones de cierre en las bocas del tubo - peligro de lesionamiento! Los tubos rellenos pueden ser doblados manualmente de forma exacta solamente con aparatos para doblar tubos y dispositivos de flexión. Los mandriles para el doblado y los rodillos de doblado de los aparatos y dispositivos deben ser ajustados al diámetro del tubo!
Figura 51 Curvado en redondo de tubos (aparato para doblar tubos)
Figura 51 Curvado en redondo de tubos (dispositivo de doblado) Para el doblado en caliente de tubos se calienta el punto de flexión al rojo claro incandescente (aprox. 900°). En los tubos de paredes delgadas se calienta el lado interior de la flexión más que el lado exterior, de tal forma que el aplastamiento en el lado interior se puede realizar más fácilmente. En los tubos de mayores diámetros se calienta y se dobla con secuencia una parte tras otra de la sección de doblado. Indicación: Para el doblado de tubos se debe mantener un radio de doblado determinado mínimo. Valores de experiencia para tubos de acero: Para el doblado en caliente:
radio = 2 hasta × diámetro
Para el doblado en frío:
radio = 10 × diámetro
Para el doblado en caliente se debe calcular antes la longitud del arco. Esta resulta en un ángulo de flexión de 90° del perímetro del círculo con aproximadamente el 1,5 veces del radio. Ejemplo: Se debe doblar un tubo de acero con un radio de flexión de 75 mm a los 90°. Se debe calcular la longitud del arco que se debe calentar: L = 1,5 × R L = 1,5 × 75 mm L = 112,5 mm elegido 120 mm ======== La longitud del arco que se debe calentar se divide en dos campos de medición, los cuales se encuentran en una relación determinada entre si. Longitud del arco
=
ala de medida
+
ala de doblado
1
=
2/3
+
1/3
El ala de medida equivale a 2/3 de la longitud del arco, mientras que el ala de doblado equivale a 1/3 de la longitud del arco. Para recortar la longitud del arco en el tubo se debe partir de la longitud de medida del tubo. Esta representa la medida desde el comienzo del tubo hasta la mitad de la punta del tubo a doblar.
Partiendo de la longitud de medida en el tubo sin doblar, se traza de un lado el ala de medida y por el otro lado el ala de doblado. Con ello se fija la longitud del arco a calentar.
Figura 52 Medida a 90° - arco tubular 1 longitud de estiramiento, 2 longitud de medida, 3 longitud de flexión, 4 ala de medida, 5 ala de flexión, 6 longitud del arco a calentar, 7 radio de flexión Con que se pueden redondear tubos? _________________________________________________________ _________________________________________________________ Qué se debe tener en cuenta en el redondeado de tubos con un diámetro mayor a 1/2 pulgada? _________________________________________________________ _________________________________________________________ Qué se debe tener en cuenta en el redondeado de tubos soldados? _________________________________________________________ _________________________________________________________
Qué longitud se debe calcular exactamente antes del doblado en caliente? _________________________________________________________ Cómo se traza la longitud del arco? _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.9. Rodadura de láminas Cuando los bordes de las chapas se curvan en redondo hasta tal punto que obtengan un ángulo de flexión de 360º y mas, se denomina entonces este proceso como “rodadura” (o bordeo). El radio de doblado queda igualmente pequeño. Las chapas se pueden rodar con la mano através de un perfil redondo. Para ello se debe doblar previamente sobre el perfil redondo y luego se llevan a su forma definitiva con los golpes de martillo uniformemente sobre el perfil redondo. Cuando se emplea alambre como perfil redondo, queda este como suplemento en el rodete. Las chapas pueden ser rodadas mejor en dispositivos. El dispositivo se ajusta al diámetro del rodete y se coloca la regla de rodete con el diámetro correspondiente (diámetro exterior del rodete menos el doble del espesor de la chapa). Luego se empuja la chapa en la ranura de soporte de la regla del rodete y se gira la regla de rodete.
Figura 53 Rodadura de bordes de chapas con un dispositivo para rebordear 1 chapa, 2 regla de rodetear, 3 dispositivo con escala de ajuste Las chapas pueden ser rodadas con prensas, cuando el troquel toma la flexión de rodadura através del diseño correspondiente y la chapa se fija a una base fuerte. La chapa debe ser doblada previamente en una pequeña medida antes de bajar el troquel.
Figura 54 Rodadura de bordes de chapas con prensas 1 troquel, 2 chapa, 3 base Con qué se pueden rodar los bordes de las láminas? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.10. Rodadura de perfiles La rodadura de perfiles planos se lleva a cabo manualmente con mandriles para rodar o en dispositivos para rodar. Es importante que el perfil plano sea afilado ligeramente antes de rodarlo, con el fin de que la punta siente bien luego de la rodadura y se de un ojo cerrado. Luego de afilar prosigue el predoblado, luego se termina la rodadura. Estos procedimientos se deben realizar como en el rodado de chapas. Una técnica especial de trabajo de la rodadura es el arrollamiento de muelles en espiral de perfiles redondos. Para esto se emplean aceros ricos en carbono con resistencias a la tracción de 700 MPa. Se pueden producir muelles de presión o muelles de tracción. El arrollamiento se realiza mecanizadamente sobre una maquina de torno en un mandril de arrollamiento.
Figura 55 Arrollamiento mecanizado de un muelle de presión en el torno 1 plato de torno, 2 mandril de arrollamiento, 3 muelle de presión, 4 contrapunto con punta de avance El enrollamiento manual se realiza en el tornillo de banco bajo empleo de mordazas de madera y de mandriles para enrollar.
Los muelles de presión y de tracción se obtienen através del enrollamiento de alambre de muelles en espirales helicoidales sobre un mandril para enrollar. Procedimiento de la fabricación de un muelle de presión: - Introducción del alambre de muelle en el hueco del mandril para enrollar. - Tensionamiento del mandril para enrollar en la mordaza de madera en el tornillo de banco - el mandril de enrrollamiento se debe dejar girar apenas con el alambre de muelle. Cuando sale el alambre se debe levantar su tensión, - o sea se debe enrollar en sentido contrario a la tensión. - Enrollamiento del muelle - el ángulo para poner el alambre de muelle en el sentido axial lo determina la inclinación del muelle. - Abrir cuidadosamente el tornillo de banco, con el fin de evitar un salto violento del muelle. - Montaje del muelle sobre un mandril y esmerilado plano del muelle en el disco de esmerilar - las vueltas muertas recocidas se juntan a las espiras elásticas.
Figura 56 Arrollamiento manual de un muelle de presión 1 mordaza de madera, 2 tensión del alambre contraria al sentido de arrollamiento, 3 ángulo de junta, 4 mandril de arrollamiento
Figura 57 Esmerilado plano y atraque de los ángulos muertos 1 disco de esmerilar, 2 muelle, 3 mandril, 4 suplemento para el esmerilado Contrariamente a los muelles de presión, los muelles de tracción se envuelven bien estrechamente, de tal forma que las espiras se encuentren una tras otra. Para los corchetes se deben tener en cuenta dos espiras adicionalmente. Cuando sale el alambre se emplea la tensión del alambre - o sea se enrolla en sentido de la tensión.
Figura 58 Arrollamiento de un muelle de tracción en el sentido de la tensión del alambre Luego del enrollamiento se doblan los corchetes en una chapa tensora.
Figura 59 Doblado de los corchetes de muelles de tracción en la chapa de tensión Cálculo del muelle de presión: Se necesita un muelle de presión con 10 espiras activas con 22 mm de diámetro del muelle intermedio y 30 mm de longitud. El alambre del muelle tiene 2 mm de espesor.
Figura 60 Muelle de presión 1 diámetro del muelle intermedio Dm, 2 diámetro interior del muelle Di, 3 diámetro exterior del muelle, 4 diámetro del alambre del muelle D, 5 longitud de las espiras efectivas Primero se debe calcular el diámetro interior del muelle Di = Dm - D
Di = diámetro interior del muelle Dm = diámetro intermedio del muelle D = diámetro del alambre En el ejemplo de calculo significa esto: Di = Dm - D = 22 mm - 2 mm = 20 mm
=====
Luego se debe calcular el diámetro del mandril para enrollar:
Dw = 0,8 * Di
DW = diámetro del mandril de enrollamiento El mandril de enrollamiento debe ser más pequeño que el diámetro interior del muelle por razón de la elasticidad recuperadora del alambre! En el ejemplo de calculo significa esto: DW = 0,8 · Di = 0,8 · 20 mm = 16 mm
=====
Luego se debe calcular la longitud del alambre:
L
= longitud del alambre
= 3,14 (constante)
W
= cantidad de espiras efectivas
Z
= aditivo para espiras inertes = 1,5
A la cantidad de espiras efectivas se debe tener en cuenta 2 veces 0,75 espiras muertas! En el ejemplo de calculo significa esto: L = · Dm (W + Z) = 3,14 · 22 mm (10 + 1,5) = 794,5 mm
========
Con el fin de poder mantener el alambre en la garra tensora, se debe dar un aditivo a esta longitud. Calculo de un muelle de tracción: Se debe enrollar un muelle de tracción de 2 mm de alambre de muelle, con 25 mm de diámetro del muelle intermedio y 30 espiras efectivas. Para los corchetes de suspensión se necesitan 2 espiras adicionales.
Figura 61 Muelle de tracción 1 corchetes de suspensión, 2 longitud de las espiras efectivas Diámetro interior del muelle: Di = Dm - D = 25 mm - 2 mm = 23 mm
=====
Diámetro del mandril de enrollamiento: DW = 0,8 · Di = 0,8 · 23 mm = 18,4 mm
======
Longitud del alambre:
L = · Dm (W + Z) = 3,14 · 25 mm (30 + 2) = 2512 mm =======
Con qué se pueden enrollar muelles? _____________________________________________________________
Como crear un perfil personalizado para una estructura metálica en SolidWorks Martín Sáenz 20/08/2015
Los s que trabajan con estructuras metálicas en algún punto de su trabajo querrán añadir una estructura o una viga con una forma que no se incluya en la biblioteca de SolidWorks. En este tutorial aprenderemos como crear un perfil nuevo. 1. Abriremos un croquis nuevo, en éste crearemos la forma del perfil que queramos con las dimensiones que necesitemos. En este caso como estamos hablando de SolidWorks, nuestro perfil tendrá la forma de una “S”, pero tu puedes crear el que necesites.
2. Ahora lo guardaremos como archivo de perfil. Para esto nos iremos a la barra de herramientas a Archivo/Guardar como.
Nos aparecerá la siguiente ventana.
Le daremos el nombre que deseamos y la ubicación donde queramos guardarlo. Nosotros lo guardaremos en el escritorio con el nombre “PerfilS”, aun no damos clic en aceptar. En la parte de “tipo” daremos clic en expandir para ver todas las opciones y seleccionaremos “Lib Feat Part”.
Nuestro perfil ya está creado, ahora vamos a ubicarlo en la carpeta de referencias de SolidWorks.
3. Primero buscaremos la ubicación de la carpeta de nuestros perfiles. Para eso iremos a SolidWorks en la parte de Opciones/ Opciones de sistema/ Ubicaciones de archivos.
En la opción de “mostrar carpetas para” buscaremos perfiles para pieza soldada.
Ahí pondremos las direcciones de todas las carpetas, lo único que tenemos que hacer es tomar nuestro perfil que acabamos de crear y añadirlo a una de esas direcciones a una carpeta especifica.
Yo seguí una de las direcciones y añadí una carpeta la cual nombré “perfil creado”.
Y después corté y pegué mi archivo en esa carpeta
4. Ahora vamos a SolidWorks, recuerden que para crear una estructura debemos crear primero un croquis guía.
Ahora crearemos nuestra estructura. Nos vamos a la pestaña de Piezas soldadas/ Miembro estructural
En la parte de “estándar” seleccionaremos la primer carpeta que es la “iso”. En tipo seleccionaremos la carpeta donde copiamos nuestra pieza.
Y por último en tamaño aparecerán las piezas que tengamos ahí, en este caso solo esta la que acabamos de crear.
En grupos seleccionaremos nuestra línea croquis. Automáticamente se creara nuestra nueva estructura.
Asi es como se crea un perfil personalizado para nuestro trabajo de estructuras metálicas. Podemos crear cualquier tipo de perfil y añadirlo a nuestra ubicación de SolidWorks.
Figura 1 Doblado El doblado se emplea en varios campos de acabado por razón de su variabilidad múltiple: Plegado: Elaboración de perfiles cortos, canales, recipientes de chapa, así como marcos y construcciones portantes de perfiles. Replegado: Elaboración de refuerzos en los bordes de recipientes, preparación de uniones dobladas. Rebordeado: Elaboración de uniones de chapas y deformaciones de los bordes en recipientes, preparación de uniones dobladas.
Doblado: Elaboración de uniones de chapa en recipientes y tubos. Acanalado: Elaboración de apuntalamientos de la chapa en recipientes y revestimientos de chapa. Redondeado: Elaboración de chapas abovedadas para recipientes y tubos, así cono de perfiles curvados. Rodadura: Elaboración de refuerzos de chapas en los bordes de los recipientes, de bisagras, de cuerpos huecos cilíndricos en perfiles planos para la toma de pasadores, de muelles en espiral. En qué consiste la finalidad del doblado? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué técnicas de trabajo se emplean para el doblado de láminas? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 2. Herramientas, aparatos y máquinas seleccionadas Secciones de láminas débiles, tubos y perfiles sin una exactitud de medida muy alta pueden ser doblados con la mano, con los medios tensores apropiados. Para materiales más fuertes y más grandes se emplean las herramientas, aparatos y maquinas siguientes: Martillos:
Se emplean martillos de ajustador, martillos de metal ligero, martillos de madera y de goma, así como martillos especiales para la mecanización de chapas para el doblado manual.
Figura 2 Martillos 1 martillo de ajustador, 2 martillo de metal ligero, 3 martillo para batir, 4 martillo de contornear Pinzas: Se emplean pinzas planas y redondas para el doblado de láminas pequeñas y de perfiles débiles en el tornillo de banco o con la mano simplemente.
Figura 3 Tenazas 1 tenazas redondas, 2 tenazas planas Soplete de soldadura: Se emplean sopletes de soldadura a gas combustible y oxigeno para el calentamiento local de piezas de trabajo para el doblado en caliente.
Figura 4 Soplete de soldadura Aparato para el doblado de ángulos: Este aparato se emplea para plegar o redondear perfiles planos, cuadrados y redondos.
Figura 5 Aparato para el doblado angular 1 tensionador excéntrico, 2 mordaza de doblado movible, 3 palanca de doblado, 4 tope ajustable, 5 mordaza de doblado fija Aparato de rodadura de cinta: Este aparato se emplea para el redondeamiento y rodadura de perfiles planos, cuadrados y redondos.
Figura 6 Aparato para rodar cintas 1 cuerpo básico, 2 placa de deslizamiento regulable, 3 mandril de doblado, 4 soporte para el segmento de sujeción móvil, 5 palanca de doblado, 6 segmento de sujeción Aparato para doblar tubos: Estos aparatos de accionamiento manual o hidráulico se emplean para el redondeamiento de tubos.
Figura 7 Aparato para doblar tubos 1 mandril para doblar, 2 topes, 3 husillo para doblar
Prensa de husillo: Se emplean prensas de husillo a mano o prensas hidráulicas con diferentes juegos de husillos y de suplementos de base para el doblado de láminas y perfiles.
Figura 8 Prensa de husillo 1 juego de husillos, 2 suplementos Banco de plegado: Se emplean bancos de plegada de columna y de mesa para el plegado y en parte para el redondeado de láminas.
Figura 9 Banco de plegado 1 pesa, 2 reglón tensor, 3 manivela para el ajuste del reglón tensor superior, 4 tornillo para el ajuste del reglón tensor, 5 reglón para doblar, 6 reglón tensor inferior Banco de redondeado: Se emplean maquinas de doblar de cilindros de accionamiento manual y mecánico para redondear y rodado de láminas.
Figura 10 Banco de redondeado
1 rodillos de flexión, 2 manivela para el manejo de los reglones de doblado Maquina de rebordear y acanalar: Se emplean aparatos de accionamiento manual y mecánico y maquinas para el rebordeado y acanalado de láminas.
Figura 11 Maquinas de acanaladura y de rebordeado 1 rodillo de doblado, 2 dispositivo de ajuste, 3 manivela para el manejo de los reglones de doblado Además de los aparatos, herramientas y maquinas nombradas se necesitan los siguientes medios tensores y bases: Tornillo de banco: Se emplean tornillos de banco paralelos y tornillos de banco de tenazas con diferentes mordazas tensoras para trabajos de doblado manuales.
Figura 12 Tornillo de banco con tenazas 1 mordaza fija, 2 mordaza móvil, 3 husillo, 4 tenazas Yunque de fundición: Se emplean cuernos de hierro, cuernos redondos y cuernos planos, así como bases de golpeamiento conectables, tales como el acanalador y el mazo, hierro de replegado y de rebordeado para trabajos de doblado y martilleo.
Figura 13 Yunque de fundición (yunque con base de golpeamiento empotrada)
Figura 13 Yunque de fundición (mazo)
Através de las fuerzas de flexión que actúan se generan tensiones en el material, las cuales activan una transformación del material. En los radios exteriores de las flexiones se presentan tensiones de tracción através del estiramiento del material, en los radios interiores de las flexiones se presentan tensiones de presión através del aplastamiento del material. Entre los intervalos, donde actúan las tensiones de tracción y de presión, existe una zona de transición, en la cual no actúa ninguna tensión. Esta se denomina como fibra neutra o capa neutra.
Figura 14 Tensiones en la pieza de trabajo doblada 1 tensiones de tracción, 2 fibra neutra, 3 tensiones de presión La longitud de la fibra neutra se necesita para el calculo de la longitud de estiramiento de la pieza de trabajo que se va a doblar.
Que se entiende bajo el concepto de “fibra neutra”? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 3.1. Influencia de las propiedades del material Flexibilidad: Solamente los materiales que posibilitan un cambio de forma se dejan doblar. Materiales templados y quebradizos no se dejan doblar - con el efecto de fuerzas de flexión muy grande se rompen. Materiales de fleje tampoco se dejan doblar - luego del efecto de las fuerzas de flexión recuperan totalmente su posición inicial.
Figura 15 Aptitud de doblado de diferentes materiales
1 fuerza de flexión actúa sobre el material frágil, 2 ruptura de la pieza de trabajo, 3 fuerza de flexión actúa sobre la pieza de trabajo de fleje, 4 elasticidad recuperadora de la pieza de trabajo Elasticidad: Los materiales elásticos se encogen en una dimensión determinada luego del efecto de la fuerza - se le denomina elasticidad recuperadora. Esta medida debe ser tenida en cuenta siempre para el doblado. Los materiales duros son de más elasticidad recuperadora que los materiales blandos.
Figura 16 Elasticidad recuperadora de la pieza de trabajo luego de cada fuerza efectiva Resistencia: En el laminado de chapas se presenta una estructura fibrosa en el material (similar como las vetas en la madera), la cual se debe reconocer en la superficie de chapas aseadas. Con el fin de evitar grietas en el borde exterior de las curvaturas, el borde de flexión no puede coincidir con el recorrido de la fibra.
Figura 17 Tenida en cuenta del sentido de laminado para el doblado (A)
Figura 17 Tenida en cuenta del sentido de laminado para el doblado (B) 1 sentido de laminado Endurecimiento por conformación en frío: Con el cambio múltiple de tensiones de tracción y de presión durante el procedimiento de doblado (doblado hacia allá y hacia acá), se deforma fuertemente la estructura del material. Las tensiones interiores amplificadas conllevan a un endurecimiento en el punto de doblado. Entre mayor sea la frecuencia del cambio de tensiones, entonces el material se hará también más quebradizo. En caso de continuar la deformación se puede presentar un rompimiento.
Figura 18 Formación de grietas en puntos de flexión endurecidas por conformación en frío 1 intervalo del endurecimiento por conformación en frío Qué propiedades del material no pueden tener las piezas de doblado? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué se entiende bajo el concepto de “elasticidad recuperadora”? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué sucede cuando se dobla una chapa en un borde de curvatura que coincide con el recorrido de la fibra del sentido de laminado? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué se entiende bajo el concepto de “endurecimiento por conformación en frío”? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 3.2. Influencia del radio de doblado Con el fin de evitar grietas de doblado, se debe elegir un radio de doblado lo suficientemente grande: Entre más grande sea el radio de doblado, menor será también el peligro de agrietamiento! Entre más grueso sea el material, entonces mayor deberá ser también el radio de doblado! El radio de doblado depende también de la forma y del espesor del material, de la temperatura del proceso de doblado y del tipo de material. Para todos los metales y para muchas formas de perfiles existe por esto un radio mínimo estipulado. Los radios de doblado mínimos siguientes se pueden emplear como valores de experiencia:
Material
Radio
cobre
0,8 hasta 1,2 × espesor
latón
1 hasta 1,8 × espesor
cinc
1 hasta 2 × espesor
acero
1 hasta 3 × espesor
Qué influencia tiene el radio de doblado sobre la formación de grietas en el material? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ Qué influencia tiene el espesor del material sobre el radio de doblado? _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ _______________________________________________________________ 3.3. Influencia del calor Entre más fuerte sea la transformación de la pieza de trabajo, mayores serán también las tensiones interiores en el material. Sobre todo en el doblado de materiales gruesos con un radio de doblado pequeño, se somete el material intensamente, de tal forma que se puede romper en el lado exterior del doblado. Con el fin de evitar la formación de estas grietas se deben calentar tales piezas de trabajo al rojo. La resistencia interior en el material disminuye con el aumento del calentamiento, de tal forma que la deformación se puede realizar sin un gasto de fuerza muy grande y sin peligro de que se formen grietas.
Figura 19 Doblado de piezas de trabajo fuertes (doblado en frío conlleva a la formación de grietas)
Figura 19 Doblado de piezas de trabajo fuertes (2 doblado en caliente posibilita un proceso de doblado exacto) Qué influencia tiene la conducción de calor en el proceso de doblado de piezas de trabajo gruesas? _________________________________________________________________ ___ _________________________________________________________________ ___ 4. Bases para el cálculo Cuando se dobla una pieza de trabajo, se puede variar su longitud original en una medida determinada. Por eso se debe recortar la pieza de trabajo con bastante exactitud antes del doblado. La longitud de corte necesaria se denomina como “longitud de estiramiento” y se debe calcular de la longitud de la fibra neutra.
Figura 20 Medidas en las piezas de doblado 1 longitud de estiramiento, 2 longitudes del ala, 3 radio de flexión, 4 espesor de la pieza de trabajo Cuando el radio de doblado es mayor a cinco veces el espesor de la pieza de trabajo, la fibra neutra corre en la mitad de la pieza de trabajo. Por eso se debe calcular el radio de doblado de la fibra neutra através de la fórmula siguiente: cuando
RB > 5 · S
vale
RN = RB + S/2
RN = radio de la fibra neutra RB = radio de doblado S = espesor de la pieza de trabajo Cuando el radio de doblado es menor a cinco veces el espesor de la pieza de trabajo, la fibra neutra se traslada hacia el lado interior del doblado en el proceso de curvatura. En este caso se debe calcular el radio de doblado de la fibra neutra através de la formula siguiente: para
RB < 5 · S
vale
RN = RB + S/3
Cuando se doblan las piezas de trabajo en 360°, se calcula la longitud de la flexión através de la formula para el calculo del perímetro del circulo: LB = U = D · o LB = U = 2 · RN · LB = longitud de la flexión U = longitud del perímetro del círculo D = Diámetro del círculo = constante con el valor 3,14 Para una curvatura en 180° se deriva de ello la fórmula siguiente:
o LB = RN · Para una curvatura en 90° se deriva de ello la fórmula siguiente:
Para un doblado cualquiera se debe tener en cuenta en la fórmula el ángulo de doblado:
= ángulo de doblado Qué se entiende bajo el concepto de “longitud de estiramiento”? _________________________________________________________________ _________ _________________________________________________________________ _________ _________________________________________________________________ _________ Cómo varía la posición de la fibra neutra en el doblado de piezas de trabajo en un radio de doblado que es menor a cinco veces el espesor de la pieza de trabajo? _________________________________________________________________ _________ _________________________________________________________________ _________ Ejemplo de cálculo: Se debe doblar varias veces un perfil plano. Sus medidas se deben tomar de las ilustraciones adjuntas.
Figura 21 Ejemplo de acotamiento de una pieza de doblado Para el cálculo se divide la longitud total en cuatro longitudes parciales: Longitud total = a la suma de todas las longitudes parciales
L = L1 + L2 + L3 + L4
Figura 22 División de la pieza de doblado en longitudes parciales 1 longitud parcial L1, 2 longitud parcial L2, 3 longitud parcial L3, 4 longitud parcial L4 La fibra neutra de la longitud parcial L1 se calcula como sigue: L1 = 40 mm - S - RB1 L1 = 40 mm - 6 mm - 10 mm L1 = 24 mm La fibra neutra de la longitud parcial L2 se calcula de la formula derivada para el cálculo del perímetro del círculo para una curvatura de 90°:
Como el radio de doblado RB1 es más pequeño que cinco veces el espesor del perfil, vale para RN1:
RN1 = 10 mm + 2 mm
RN1 = 12 mm
=====
Para la longitud parcial L2 significa esto:
L2 = 18,84 mm
=======
La fibra neutra de la longitud parcial L3 se calcula de la siguiente manera: L3 = 120 mm - 2 · S - RB1 - RB2
L3 = 120 mm - 12 mm - 10 mm - 35 mm
L3 = 63 mm
=====
La fibra neutra de la longitud parcial L4 se calcula de la fórmula derivada del perímetro del círculo para una curvatura de 180°: L4 = RN2 · Como el radio de doblado RB2 es mayor a cinco veces el espesor del perfil, vale entonces para RN2:
RN2 = 35 mm + 3 mm
RN2 = 38 mm
======
De ello se debe calcular ahora la fibra neutra de la longitud parcial L 4: L4 = RN2 · L4 = 38 mm · 3,14
L4 = 119,32 mm
========
A mano de las longitudes parciales calculadas se puede calcular ahora la longitud total de estiramiento del perfil plano: L = L1 + L2 + L3 + L4
L = 24 mm + 18,84 mm + 63 mm + 119.32 mm
L = 225,16 mm
=========
El valor calculado se aproxima siempre hacia arriba en milímetros, así es que la longitud de estiramiento del perfil plano es de 226 mm. Cómo se calcula la longitud de estiramiento de una pieza de trabajo, cuando se deben realizar varios doblados diferentes? __________________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ 5.1. Plegado de láminas Cuando se doblan láminas con un radio de doblado lo más pequeño posible, se denomina entonces este procedimiento “plegado”. En este procedimiento se elaboran ángulos de doblado hasta un tamaño de 90 en un borde de doblado fijo. La lamina debe ser tensionada de tal forma que durante el doblado, los golpes de martillo estén dirigidos siempre contra la mordaza fija del tornillo de banco! Através de esto no se esfuerza demasiado el husillo del tornillo de banco! Los trazos con la aguja de trazar de acero se deben realizar siempre en el lado interior del doblado, ya que el trazo (entalladura) se presiona conjuntamente luego del doblado y ya no tiene ningún efecto de rompimiento! La lamina esta bien tensionada solamente cuando la línea de trazo coincide con el borde superior de la mordaza fija del tornillo de banco.
Figura 23 Procedimiento de doblado en el tornillo de banco 1 línea de trazo, 2 mordaza móvil, 3 mordaza fija Las chapas delgadas largas con bordes de doblado cortos pueden ser dobladas con la mano o con suplementos. Apenas después prosiguen los golpes de martillo, los cuales van desde afuera hacia el borde de doblado. Con el fin de evitar la formación de grietas, no se debe golpear directamente sobre el doblado.
Figura 24 Doblado de chapas delgadas largas (doblado preliminar con la mano)
Figura 24 Doblado de chapas delgadas largas (doblado preliminar con suplemento)
Figura 24 Doblado de chapas delgadas largas (terminado del doblado con el martillo) Para la mayoría de los trabajos de plegado es suficiente con el martillo de madera, de goma o de metal ligero. En caso de que se necesitan golpes más fuertes para el doblado, se debe emplear entonces un martillo de ajustador conjuntamente con un suplemento de madera dura, con el fin de evitar danos en la superficie de la pieza de trabajo.
Figura 25 Doblado de una chapa gruesa con suplemento de madera dura y martillo de ajustador Chapas gruesas con bordes de doblado cortos pueden ser dobladas con el martillo de ajustador en el tornillo de banco. En las chapas duras y quebradizas se necesita un radio de doblado mínimo del doble del espesor de la chapa, con el fin de que la chapa no se rompa. Este radio se puede tener en cuenta através de suplementos ajustados. Como las láminas a partir de 8 mm de espesor se pueden doblar solamente bajo el gasto de fuerzas grandes, de forma manual, se deben doblar entonces en estado caliente! Cuando la chapa debe ser plegada varias veces, se deben emplear suplementos en este caso. Los pasos de doblado se deben fijar de tal forma, que el último paso de doblado pueda ser realizado también con buena calidad.
Figura 26 Doblado paso a paso de una pieza de trabajo con dos bordes de doblado 1 doblado del primer borde, 2 doblado del segundo borde con suplemento Las chapas con bordes de doblado cortos se pueden doblar también con la prensa de husillo a mano. Para esto se debe sentar la chapa entre el troquel y la base. Por medio de un husillo se baja el troquel, con ello se presiona la chapa en una base con la forma correspondiente. Con el fin de compensar la elasticidad recuperadora, se conforman el troquel y la base de tal forma, que la chapa se doble un poco más en el proceso.
Figura 27 Doblado de una chapa con la prensa (A) 1 troquel, 2 dispositivo de tensión de la pieza de trabajo, 3 pieza de trabajo, 4 suplemento
Figura 27 Doblado de una chapa con la prensa (B) I, II, III etapas del procedimiento de doblado Chapas delgadas blandas con bordes de doblado largos se pueden doblar manualmente por medio de una placa presora estable. El borde de doblado debe ser trazado con el lápiz y no con la aguja de trazar, con el fin de evitar la formación de grietas.
Figura 28 Doblado de una chapa blanda con una placa de impresión 1 placa de impresión, 2 chapa Chapas delgadas duras con bordes de doblado largos pueden ser dobladas con el martillo, sujetándolas en el tornillo de banco con medios tensores adicionales. En este caso es apropiada una mordaza para chapas o un perfil angular, los cuales se tensionan adicionalmente de forma exterior con tornillo de apriete. La chapa es doblada ya sea sobre un suplemento en su longitud total, o paso a paso se dan golpes de martillo del tornillo de banco hacia afuera. Finalmente se puede afinar el borde de doblado con un suplemento através de golpes de martillo uniformemente.
Figura 29 Doblado de una chapa dura en el tornillo de banco (doblado con suplemento y siempre sobre toda la longitud)
Figura 29 Doblado de una chapa dura en el tornillo de banco (doblado consecutivo con el martillo)
Figura 29 Doblado de una chapa dura en el tornillo de banco (alisamiento con suplemento y martillo) Chapas con bordes de doblado largos pueden ser dobladas muy bien en el banco de plegado. La chapa se sienta en el banco de plegado de tal forma, que la línea de trazo se vea desde arriba. Con el tornillo de apriete superior se fija la chapa. El reglón de flexión se ajusta de tal forma, que se tenga en cuenta el espesor de la chapa durante el doblado. Así se replegara el reglón de flexión de acuerdo al ángulo de doblado.
Figura 30 Doblado de una chapa larga con el banco de plegado 1 reglón superior, 2 riel de doblado cambiable, 3 chapa, 4 reglón de doblado, 5 reglón tensor inferior
Para el doblado de láminas con varios bordes de doblado se deben emplear suplementos adecuados. La secuencia de las flexiones debe ser fijada antes exactamente, de tal forma que el ultimo borde de doblado pueda ser elaborado también con buena calidad.
Figura 31 Doblado de un perfil en U de chapa con el banco de plegado (doblado del primer borde de flexión)
Figura 31 Doblado de un perfil en U de chapa con el banco de plegado (doblado del segundo borde de flexión con suplemento) Chapas con bordes de doblado largos pueden ser dobladas también con prensas de plegado. La chapa que se encuentra entre el troquel y el suplemento es presionada hacia abajo através del troquel en la escotadura correspondiente del
suplemento. De acuerdo a los radios de flexión deseados se emplean diferentes troqueles de doblado.
Figura 32 Doblado de chapas con varios bordes de doblado en la maquina de plegado (A)
Figura 32 Doblado de chapas con varios bordes de doblado en la maquina de plegado (B) 1,2,3 secuencia de los pasos de doblado Los perfiles son plegados, separando el material de la sección de aplastamiento y doblando la pieza de trabajo finalmente en el tornillo de banco. Las medidas de la sección de la pieza de trabajo que se va a cortar son fijadas de acuerdo al ángulo de doblado, de tal forma que no quede ninguna hindidura entre las superficies luego del doblado.
Figura 33 Doblado de un perfil angular 1 recorte a la sierra del intervalo aplastado, 2 doblado Hacia que lado se deben dirigir los golpes de martillo, cuando se debe plegar una chapa en el tornillo de banco? _______________________________________________________ A partir de que espesor de chapa se deben doblar las piezas de trabajo en caliente? _______________________________________________________ Que importancia tienen los suplementos de metal o de madera dura en el doblado en el tornillo de banco? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ En qué forma se deben tensionar las chapas con bordes de doblado largos en el tornillo de banco? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ Que debe suceder antes del plegado de perfiles? _______________________________________________________ _______________________________________________________ 5.2. Replegado de láminas
Cuando se deben realizar ángulos de doblado de más de 90° hasta 180°, se denomina el proceso como “replegado”, para ello se debe deformar la pieza de trabajo generalmente en varios pasos de doblado. Las chapas son replegadas cuando através de la técnica de trabajo del plegado se doblan hasta un ángulo de flexión de 90° y finalmente se llevan con el martillo o la prensa a un ángulo de flexión hasta 180°. La longitud mínima del replegado depende del espesor de la chapa En las chapas de espesor pequeño, sienta compactamente la chapa luego del replegado. En chapas de espesor grande se forma una pequeña emulsión en el punto de replegado.
Figura 34 Replegado (chapa delgada)
Figura 34 Replegado (chapa gruesa) Cómo son replegadas las láminas? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 5.3. Rebordeado de láminas Cuando se replegan los bordes de las chapas de forma vertical u horizontalmente a la superficie de la chapa, se denomina entonces este proceso como “rebordeado”. Se diferencian el rebordeado interior y rebordeado exterior, que se elaboran manualmente o con maquinas. El rebordeado manual se realiza através de la técnica de trabajo del martilleo, para ello son replegados los bordes de la chapa sobre bases de golpeamiento correspondientes (hierros de rebordeado y hierros de repliegue) con martillos. Finalmente se aplastan las arrugas con el martillo de ajustador. Estos dos procedimientos se denominan como “iniciar a rebordear” y “terminar el rebordeado”.
Figura 35 Rebordeado manual (bordeado)
Figura 35 Rebordeado manual (terminar el rebordeado) El rebordeado mecanizado se realiza con maquinas de acanalado y maquinas de rebordeado o con dispositivos de rebordeado. La chapa es replegada en varios pasos de doblado entre un par de rodillos con curvado interior y exterior, hasta obtener el borde terminado.
Figura 36 Rebordeado con máquinas (bordeado)
Figura 36 Rebordeado con máquinas (terminar el rebordeado) Cómo se realiza el rebordeado manual de chapa cilíndrica? _______________________________________________________ _______________________________________________________ _______________________________________________________ 5.4. Doblado de láminas Cuando se replegan o se rebordean las láminas con el fin de unirlas directamente, se denomina entonces este proceso como “doblado”. De acuerdo a la función de la unión doblada se diferencian varios tipos de doblados.
Figura 37 Tipos seleccionados de doblado 1 doblado de cerco, 2 doblado de recubrimiento, 3 doblado del piso, 4 doblado en la esquina El doblado se realiza en varias etapas de trabajo. Luego del replegado, plegado o rebordeado se lleva a cabo el enganche de las chapas. Finalmente se comprime la unión doblada conjuntamente y si se diera el caso se aplasta aun. Para la fabricación de uniones dobladas se pueden trabajar suplementos de goma o se puede soldar finalmente la unión doblada con soldadura blanda.
Figura 38 Elaboración de un doblado plano (replegado con suplemento)
Figura 38 Elaboración de un doblado plano (enganche)
Figura 38 Elaboración de un doblado plano (compactación)
Figura 38 Elaboración de un doblado plano (aplastamiento) Para las uniones dobladas se necesitan las longitudes de corte siguientes: - para el replegado simple 3 veces el ancho de doblado - para el replegado doble 5 veces el ancho de doblado Espesor de la lamina en mm
Anchura de doblado
Anchura de corte replegado simple
replegado doble
en mm
en mm
en mm
0.3 hasta 0,5
5
16
28
0,5 hasta 0,7
6
19
34
0,8 hasta 1,2
8
26
45
Laminas de acero:
Laminas de metal ligero: 0,2 hasta 0,5
6
16
34
0,6 hasta 0,7
8
26
45
0,8 hasta 1,4
10
33
56
Las uniones dobladas se pueden elaborar de forma mecanizada en el caso de cordones longitudinales con bancos de plegado y prensas de plegado, así como con aparatos de rodadura. Los cordones redondos en los recipientes se preparan con maquinas rebordeadoras y acanaladoras. Que etapas de trabajo caracterizan el doblado? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.5. Acanalado de láminas Cuando se elaboran profundizaciones en las chapas de forma de rodetes, las cuales van de borde a borde o que corren solamente en el interior de la chapa, se denomina entonces este proceso como “acanaladura”. La acanaladura manual se realiza con el martillo de acanalar, colocando la chapa sobre el tornillo de rebordear del yunque y golpeando uniformemente. El martillo golpea la chapa en las hendiduras del tornillo de acanalar.
Figura 39 Acanaladura manual 1 martillo de acanalar. 2 tornillo de acanalar, 3 yunque El acanalado mecanizado se realiza con la maquina de rebordear y de acanalar o con el dispositivo de acanaladura. La chapa se coloca entre los rodillos de acanalar y se deforma através del giro de los rodillos.
Figura 40 Acanaladura mecanizada 1 rodillo acanalador, 2 chapa, 3 pieza terminada
Qué se entiende bajo el concepto de “acanaladura”? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.6. Redondeado de láminas Cuando se doblan láminas con radio de flexión mayor al radio de flexión más pequeño posible, se denomina entonces este proceso como “redondeado” o “curvado en redondo”. Para ello se dobla la chapa al rededor de un eje de flexión retirado correspondientemente de la superficie de la pieza de trabajo. El ángulo de doblado puede ser hasta de 360°. Las chapas cortas pueden ser curvadas en redondo en el tornillo de banco, cuando la forma de doblado se tensiona individualmente o conjuntamente con la chapa, depende del tipo. El radio ya existente en una forma de flexión puede ser ampliado, cuando se coloca una chapa de suplemento sobre la forma de flexión y se dobla la pieza de trabajo sobre esa chapa.
Figura 41 Curvado en redondo con el tornillo de banco (A)
Figura 41 Curvado en redondo con el tornillo de banco (B) 1 chapa, 2 chapa intermedia para aumentar el radio de flexión, 3 forma de doblado
Las chapas pueden ser curvadas en redondo con las prensas, cuando se tienen troqueles y suplementos de acuerdo al radio de doblado. El troquel constituye la forma de doblado. En caso necesario se debe doblar en varios pasos de flexión.
Figura 42 Curvado en redondo con la prensa (A)
Figura 42 Curvado en redondo con la prensa (B) 1,2,3 secuencia de los pasos de doblado Las chapas pueden ser curvadas en redondo sobre el banco de plegado, cuando se asegura un riel de doblado (por ej: un perfil redondo) con el radio correspondiente al reglón tensor superior. El reglón de fijación inferior y el reglón de flexión deben ser ajustados de tal forma, que estén distanciados en el radio de flexión más el espesor de la chapa, del punto de giro del riel de flexión. Para los ángulos de flexión más grandes se debe doblar la chapa en varios pasos de doblado en caso de ser necesario. El ángulo de flexión es limitado por la posibilidad de ajuste del reglón de flexión y de fijación.
Figura 43 Curvado en redondo con el banco de plegado 1 reglón tensor superior, 2 riel de doblado intercambiable, 3 chapa, 4 reglón de doblado, 5 reglón tensor inferior Las chapas largas se pueden doblar en banco de redondear hasta una circunferencia completa. La fuerza de flexión es transmitida por un rodillo de presión, através de ello es presionada la chapa por el rodillo inferior y doblada al rededor del rodillo superior. De acuerdo al radio de flexión se necesitan uno o varios pasos para la flexión. Cuando se emplea el banco de redondeado de tres rodillos, se deben doblar ligeramente las puntas de la chapa, ya que de lo contrario quedan rectas en la mitad de la longitud de la distancia entre el rodillo inferior y el rodillo de presión.
Figura 44 Curvado en redondo con el banco de redondeado 1, 2, 3 secuencia de los pasos de doblado Cómo pueden ser redondeadas las láminas en el tornillo de banco? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.7. Redondeado de perfiles Perfiles redondos delgados pueden ser doblados manualmente o con aparatos para doblar. Cuando se emplean formas de flexión se debe tener en cuenta, que los radios de las formas de flexión deben ser más pequeños que los radios que exige el radio de flexión deseado, por razones de la elasticidad recuperadora. Redondeados pequeños pueden ser elaborados através del giro de la pinza redonda con la cual se ha sujetado la punta del material al rededor de la mordaza de la pinza. Redondeados mayores son doblados através de mandriles para doblar correspondientes de aparatos de flexión.
Figura 45 Curvado en redondo de perfiles redondos delgados, con la pinza redonda 1, 2, 3, 4, 5 Secuencia de pasos del doblado Perfiles planos, perfiles angulares y perfiles en T y en U pueden ser doblados en dispositivos o en maquinas para doblar perfiles. De acuerdo a la forma del perfil, se doblan las piezas de trabajo a doblar en rodillos de perfiles especiales. Los giros se impiden através de contrarodillos especiales. De acuerdo al tipo del perfil y dimensión del radio de flexión se debe doblar en estado frío o en estado caliente.
Figura 46 Curvado en redondo de perfiles angulares con la maquina para doblar perfiles
Para doblar con formas de flexión se debe sujetar la pieza de trabajo en una punta fijamente y con herramientas auxiliares o martillos se dobla al rededor de la forma de flexión. Frecuentemente se deben realizar trabajos de enderezamiento finalmente.
Figura 47 Curvado en redondo de perfiles angulares con una forma de doblado 1 forma de doblado, 2 tensionamiento, 3 intervalo de calentamiento, 4 soplete de soldadura El curvado en redondo se puede realizar también sobre formas de flexión en placas perforadas. La pieza de trabajo se sujeta fijamente a un soporte y se dobla con herramientas correspondientes al rededor de los topes.
Figura 48 Curvado en redondo de un perfil redondo sobre una placa perforada
1 placa perforada, 2 tensionamiento, 3 topes El curvado en redondo con dispositivos de flexión mecánicos es posible en las secciones cuadradas y rectangulares. La pieza de trabajo se asegura a un soporte de sujeción y con un rodillo deslizante se dobla el ángulo deseado.
Figura 49 Curvado en redondo de perfiles con dispositivos de doblado (perfil plano)
Figura 49 Curvado en redondo de perfiles con dispositivos de doblado (perfil redondo) Con que se pueden redondear los perfiles? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.8. Redondeado de tubos El curvado en redondo de tubos exige medidas especiales con el fin de evitar el presionamiento plano indeseado en el punto de la flexión. Contramedidas son:
- Calentamiento alterno local de la pared del tubo en el punto de flexión durante el proceso de doblado - Llenado del tubo (arena de cuarzo, colofonia, plomo) Los tubos de acero con un diámetro de más de 1/2 pulgada se deben doblar llenos en estado caliente. En los tubos soldados se debe prestar atención de que el cordón de soldadura se encuentre al lado del radio de flexión, ya que allí corre la fibra neutra y con ello no se pueda romper el cordón de soldadura.
Figura 50 Curvado en redondo de tubos 1 tubo de acero, 2 relleno de arena, 3 tapones. 4 posición del cordón de soldadura lateral a la flexión Para el doblado en caliente se debe emplear solamente arena seca para el relleno! Arena húmeda forma vapor de agua en el calentamiento, el cual expulsa los tapones de cierre en las bocas del tubo - peligro de lesionamiento! Los tubos rellenos pueden ser doblados manualmente de forma exacta solamente con aparatos para doblar tubos y dispositivos de flexión. Los mandriles para el doblado y los rodillos de doblado de los aparatos y dispositivos deben ser ajustados al diámetro del tubo!
Figura 51 Curvado en redondo de tubos (aparato para doblar tubos)
Figura 51 Curvado en redondo de tubos (dispositivo de doblado) Para el doblado en caliente de tubos se calienta el punto de flexión al rojo claro incandescente (aprox. 900°). En los tubos de paredes delgadas se calienta el lado interior de la flexión más que el lado exterior, de tal forma que el aplastamiento en el lado interior se puede realizar más fácilmente. En los tubos de mayores diámetros se calienta y se dobla con secuencia una parte tras otra de la sección de doblado. Indicación: Para el doblado de tubos se debe mantener un radio de doblado determinado mínimo. Valores de experiencia para tubos de acero: Para el doblado en caliente:
radio = 2 hasta × diámetro
Para el doblado en frío:
radio = 10 × diámetro
Para el doblado en caliente se debe calcular antes la longitud del arco. Esta resulta en un ángulo de flexión de 90° del perímetro del círculo con aproximadamente el 1,5 veces del radio. Ejemplo: Se debe doblar un tubo de acero con un radio de flexión de 75 mm a los 90°. Se debe calcular la longitud del arco que se debe calentar: L = 1,5 × R L = 1,5 × 75 mm L = 112,5 mm elegido 120 mm ======== La longitud del arco que se debe calentar se divide en dos campos de medición, los cuales se encuentran en una relación determinada entre si. Longitud del arco
=
ala de medida
+
ala de doblado
1
=
2/3
+
1/3
El ala de medida equivale a 2/3 de la longitud del arco, mientras que el ala de doblado equivale a 1/3 de la longitud del arco. Para recortar la longitud del arco en el tubo se debe partir de la longitud de medida del tubo. Esta representa la medida desde el comienzo del tubo hasta la mitad de la punta del tubo a doblar.
Partiendo de la longitud de medida en el tubo sin doblar, se traza de un lado el ala de medida y por el otro lado el ala de doblado. Con ello se fija la longitud del arco a calentar.
Figura 52 Medida a 90° - arco tubular 1 longitud de estiramiento, 2 longitud de medida, 3 longitud de flexión, 4 ala de medida, 5 ala de flexión, 6 longitud del arco a calentar, 7 radio de flexión Con que se pueden redondear tubos? _________________________________________________________ _________________________________________________________ Qué se debe tener en cuenta en el redondeado de tubos con un diámetro mayor a 1/2 pulgada? _________________________________________________________ _________________________________________________________ Qué se debe tener en cuenta en el redondeado de tubos soldados? _________________________________________________________ _________________________________________________________
Qué longitud se debe calcular exactamente antes del doblado en caliente? _________________________________________________________ Cómo se traza la longitud del arco? _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.9. Rodadura de láminas Cuando los bordes de las chapas se curvan en redondo hasta tal punto que obtengan un ángulo de flexión de 360º y mas, se denomina entonces este proceso como “rodadura” (o bordeo). El radio de doblado queda igualmente pequeño. Las chapas se pueden rodar con la mano através de un perfil redondo. Para ello se debe doblar previamente sobre el perfil redondo y luego se llevan a su forma definitiva con los golpes de martillo uniformemente sobre el perfil redondo. Cuando se emplea alambre como perfil redondo, queda este como suplemento en el rodete. Las chapas pueden ser rodadas mejor en dispositivos. El dispositivo se ajusta al diámetro del rodete y se coloca la regla de rodete con el diámetro correspondiente (diámetro exterior del rodete menos el doble del espesor de la chapa). Luego se empuja la chapa en la ranura de soporte de la regla del rodete y se gira la regla de rodete.
Figura 53 Rodadura de bordes de chapas con un dispositivo para rebordear 1 chapa, 2 regla de rodetear, 3 dispositivo con escala de ajuste Las chapas pueden ser rodadas con prensas, cuando el troquel toma la flexión de rodadura através del diseño correspondiente y la chapa se fija a una base fuerte. La chapa debe ser doblada previamente en una pequeña medida antes de bajar el troquel.
Figura 54 Rodadura de bordes de chapas con prensas 1 troquel, 2 chapa, 3 base Con qué se pueden rodar los bordes de las láminas? _________________________________________________________ _________________________________________________________ 5.10. Rodadura de perfiles La rodadura de perfiles planos se lleva a cabo manualmente con mandriles para rodar o en dispositivos para rodar. Es importante que el perfil plano sea afilado ligeramente antes de rodarlo, con el fin de que la punta siente bien luego de la rodadura y se de un ojo cerrado. Luego de afilar prosigue el predoblado, luego se termina la rodadura. Estos procedimientos se deben realizar como en el rodado de chapas. Una técnica especial de trabajo de la rodadura es el arrollamiento de muelles en espiral de perfiles redondos. Para esto se emplean aceros ricos en carbono con resistencias a la tracción de 700 MPa. Se pueden producir muelles de presión o muelles de tracción. El arrollamiento se realiza mecanizadamente sobre una maquina de torno en un mandril de arrollamiento.
Figura 55 Arrollamiento mecanizado de un muelle de presión en el torno 1 plato de torno, 2 mandril de arrollamiento, 3 muelle de presión, 4 contrapunto con punta de avance El enrollamiento manual se realiza en el tornillo de banco bajo empleo de mordazas de madera y de mandriles para enrollar.
Los muelles de presión y de tracción se obtienen através del enrollamiento de alambre de muelles en espirales helicoidales sobre un mandril para enrollar. Procedimiento de la fabricación de un muelle de presión: - Introducción del alambre de muelle en el hueco del mandril para enrollar. - Tensionamiento del mandril para enrollar en la mordaza de madera en el tornillo de banco - el mandril de enrrollamiento se debe dejar girar apenas con el alambre de muelle. Cuando sale el alambre se debe levantar su tensión, - o sea se debe enrollar en sentido contrario a la tensión. - Enrollamiento del muelle - el ángulo para poner el alambre de muelle en el sentido axial lo determina la inclinación del muelle. - Abrir cuidadosamente el tornillo de banco, con el fin de evitar un salto violento del muelle. - Montaje del muelle sobre un mandril y esmerilado plano del muelle en el disco de esmerilar - las vueltas muertas recocidas se juntan a las espiras elásticas.
Figura 56 Arrollamiento manual de un muelle de presión 1 mordaza de madera, 2 tensión del alambre contraria al sentido de arrollamiento, 3 ángulo de junta, 4 mandril de arrollamiento
Figura 57 Esmerilado plano y atraque de los ángulos muertos 1 disco de esmerilar, 2 muelle, 3 mandril, 4 suplemento para el esmerilado Contrariamente a los muelles de presión, los muelles de tracción se envuelven bien estrechamente, de tal forma que las espiras se encuentren una tras otra. Para los corchetes se deben tener en cuenta dos espiras adicionalmente. Cuando sale el alambre se emplea la tensión del alambre - o sea se enrolla en sentido de la tensión.
Figura 58 Arrollamiento de un muelle de tracción en el sentido de la tensión del alambre Luego del enrollamiento se doblan los corchetes en una chapa tensora.
Figura 59 Doblado de los corchetes de muelles de tracción en la chapa de tensión Cálculo del muelle de presión: Se necesita un muelle de presión con 10 espiras activas con 22 mm de diámetro del muelle intermedio y 30 mm de longitud. El alambre del muelle tiene 2 mm de espesor.
Figura 60 Muelle de presión 1 diámetro del muelle intermedio Dm, 2 diámetro interior del muelle Di, 3 diámetro exterior del muelle, 4 diámetro del alambre del muelle D, 5 longitud de las espiras efectivas Primero se debe calcular el diámetro interior del muelle Di = Dm - D
Di = diámetro interior del muelle Dm = diámetro intermedio del muelle D = diámetro del alambre En el ejemplo de calculo significa esto: Di = Dm - D = 22 mm - 2 mm = 20 mm
=====
Luego se debe calcular el diámetro del mandril para enrollar:
Dw = 0,8 * Di
DW = diámetro del mandril de enrollamiento El mandril de enrollamiento debe ser más pequeño que el diámetro interior del muelle por razón de la elasticidad recuperadora del alambre! En el ejemplo de calculo significa esto: DW = 0,8 · Di = 0,8 · 20 mm = 16 mm
=====
Luego se debe calcular la longitud del alambre:
L
= longitud del alambre
= 3,14 (constante)
W
= cantidad de espiras efectivas
Z
= aditivo para espiras inertes = 1,5
A la cantidad de espiras efectivas se debe tener en cuenta 2 veces 0,75 espiras muertas! En el ejemplo de calculo significa esto: L = · Dm (W + Z) = 3,14 · 22 mm (10 + 1,5) = 794,5 mm
========
Con el fin de poder mantener el alambre en la garra tensora, se debe dar un aditivo a esta longitud. Calculo de un muelle de tracción: Se debe enrollar un muelle de tracción de 2 mm de alambre de muelle, con 25 mm de diámetro del muelle intermedio y 30 espiras efectivas. Para los corchetes de suspensión se necesitan 2 espiras adicionales.
Figura 61 Muelle de tracción 1 corchetes de suspensión, 2 longitud de las espiras efectivas Diámetro interior del muelle: Di = Dm - D = 25 mm - 2 mm = 23 mm
=====
Diámetro del mandril de enrollamiento: DW = 0,8 · Di = 0,8 · 23 mm = 18,4 mm
======
Longitud del alambre:
L = · Dm (W + Z) = 3,14 · 25 mm (30 + 2) = 2512 mm =======
Con qué se pueden enrollar muelles? _____________________________________________________________
Como crear un perfil personalizado para una estructura metálica en SolidWorks Martín Sáenz 20/08/2015
Los s que trabajan con estructuras metálicas en algún punto de su trabajo querrán añadir una estructura o una viga con una forma que no se incluya en la biblioteca de SolidWorks. En este tutorial aprenderemos como crear un perfil nuevo. 1. Abriremos un croquis nuevo, en éste crearemos la forma del perfil que queramos con las dimensiones que necesitemos. En este caso como estamos hablando de SolidWorks, nuestro perfil tendrá la forma de una “S”, pero tu puedes crear el que necesites.
2. Ahora lo guardaremos como archivo de perfil. Para esto nos iremos a la barra de herramientas a Archivo/Guardar como.
Nos aparecerá la siguiente ventana.
Le daremos el nombre que deseamos y la ubicación donde queramos guardarlo. Nosotros lo guardaremos en el escritorio con el nombre “PerfilS”, aun no damos clic en aceptar. En la parte de “tipo” daremos clic en expandir para ver todas las opciones y seleccionaremos “Lib Feat Part”.
Nuestro perfil ya está creado, ahora vamos a ubicarlo en la carpeta de referencias de SolidWorks.
3. Primero buscaremos la ubicación de la carpeta de nuestros perfiles. Para eso iremos a SolidWorks en la parte de Opciones/ Opciones de sistema/ Ubicaciones de archivos.
En la opción de “mostrar carpetas para” buscaremos perfiles para pieza soldada.
Ahí pondremos las direcciones de todas las carpetas, lo único que tenemos que hacer es tomar nuestro perfil que acabamos de crear y añadirlo a una de esas direcciones a una carpeta especifica.
Yo seguí una de las direcciones y añadí una carpeta la cual nombré “perfil creado”.
Y después corté y pegué mi archivo en esa carpeta
4. Ahora vamos a SolidWorks, recuerden que para crear una estructura debemos crear primero un croquis guía.
Ahora crearemos nuestra estructura. Nos vamos a la pestaña de Piezas soldadas/ Miembro estructural
En la parte de “estándar” seleccionaremos la primer carpeta que es la “iso”. En tipo seleccionaremos la carpeta donde copiamos nuestra pieza.
Y por último en tamaño aparecerán las piezas que tengamos ahí, en este caso solo esta la que acabamos de crear.
En grupos seleccionaremos nuestra línea croquis. Automáticamente se creara nuestra nueva estructura.
Asi es como se crea un perfil personalizado para nuestro trabajo de estructuras metálicas. Podemos crear cualquier tipo de perfil y añadirlo a nuestra ubicación de SolidWorks.
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