Comprensión del ranurado en V en la fabricación de chapa metálica: una guía completa

A Ranuradora en V, también conocida como máquina ranuradora en V o Fresa de ranura en VEs una herramienta especializada que se utiliza en la chapa metálica para crear ranuras o muescas precisas en forma de V a lo largo de la superficie de una lámina metálica. Estas ranuras se utilizan comúnmente para diversos fines, como doblar, plegar, soldar o decorar.

La fabricación de chapa metálica es un aspecto esencial del procesamiento mecánico, especialmente en industrias como la aeronáutica, los electrodomésticos, la automoción, los ascensores, entre otras. Las piezas de chapa metálica se utilizan ampliamente en estas industrias.

El doblado es uno de los procesos más cruciales en la fabricación de chapa metálica y se considera un proceso de conformado único.

Técnica de ranurado en V

La calidad del proceso de doblado afecta significativamente el tamaño y la apariencia del producto final.

Por lo tanto, garantizar las dimensiones y los ángulos de formación de la pieza de trabajo durante el proceso de doblado es un área crucial de investigación en la tecnología de doblado.

A medida que la economía se desarrolla y el nivel de vida de las personas mejora, sus búsquedas sensoriales se vuelven más elevadas.

Cuanto más intrincada sea la forma de las decoraciones de chapa metálica, más reflejará el nivel de habilidad y el estilo de moda del diseñador, atrayendo así la atención de la mayoría de los clientes.

Además, la pieza de trabajo debe cumplir requisitos técnicos como tener un radio de arco circular mínimo en el borde de curvatura, sin marcas de curvatura en la superficie y sin hendiduras en la superficie decorativa.

La prensa plegadora tradicional no ha logrado satisfacer requisitos técnicos específicos, lo que ha dado lugar a la tecnología de ranurado y plegado de chapa metálica.

Este artículo se centra en las características de la técnica de ranurado, los métodos para ranurar chapa metálica y las formas de garantizar la precisión en el tamaño y el ángulo durante el proceso de doblado.

Métodos tradicionales de doblado y sus limitaciones

El método de doblado tradicional en la fabricación de chapa metálica implica el uso de presión de las matrices superior e inferior de una prensa plegadora.

La chapa metálica se dobla a través de la abertura de la matriz inferior y el borde superior de la matriz superior.

La placa metálica sufre una transformación de deformación elástica a deformación plástica.

El ángulo de curvatura está determinado por la profundidad de la matriz superior en la matriz inferior, y el radio de curvatura (R) debe ser mayor o igual al espesor de la placa (t), como se muestra en la Figura 1.

Sin embargo, la demanda actual de formas de piezas es cada vez mayor. Para algunas piezas con formas complejas (como se muestra en la Figura 2), las técnicas de doblado tradicionales son insuficientes, y el método tradicional no permite controlar el radio de doblado, lo que dificulta cumplir con los requisitos técnicos para el doblado sin indentación.

Como resultado, surgió una nueva técnica de doblado llamada doblado de ranuras.

Características del doblado de ranuras

Empecemos por definir qué es el groove bending.

El ranurado es una técnica que utiliza una máquina ranuradora para crear una línea de ranuras en V en la chapa que se necesita doblar y luego doblarla en una prensa plegadora para cumplir con requisitos específicos.

Las principales características del proceso de doblado de ranuras son las siguientes:

Radio de arco pequeño y sin marcas de flexión en la pieza de trabajo

El radio máximo del arco del borde de la pieza es directamente proporcional al espesor de la placa después del plegado. Cuanto mayor sea el espesor de la placa, mayor será el radio del arco.

Sin embargo, tras ranurar en V la chapa metálica, el espesor restante se reduce a la mitad del original, o incluso a menos. Esto reduce significativamente el radio del arco tras el doblado.

Además, el menor espesor en el punto de flexión tras el ranurado reduce la fuerza de deformación durante el plegado, lo que no afecta a la zona de desdoblamiento. Esto evita las marcas de flexión en la superficie de la pieza tras el plegado.

Esta técnica puede cumplir con los requisitos técnicos de tener un radio de arco pequeño, sin marcas de curvatura y sin hendiduras en superficies decorativas en entornos de alta gama, como hoteles, bancos, centros comerciales y aeropuertos.

Reducción del tonelaje necesario para el doblado de chapas en una prensa plegadora

En el proceso de plegado, la fuerza necesaria para doblar una chapa metálica es proporcional a su espesor. Cuanto mayor sea el espesor de la chapa, mayor será la fuerza de plegado requerida y el tonelaje necesario en la prensa plegadora.

Sin embargo, al ranurar la parte doblada de la placa metálica antes de doblarla, el espesor restante se reduce significativamente. Esta reducción de espesor disminuye, en consecuencia, la fuerza de doblado requerida, lo que permite doblar la placa en una máquina dobladora de menor tonelaje.

Esto no sólo reduce el coste del equipo, sino que también ahorra energía y espacio.

Doblado de piezas de formas complejas y control de la resiliencia

La pieza que se muestra en la Figura 2 no se puede doblar ni dar forma en una máquina dobladora estándar, pero se puede hacer manualmente después de ranurar en forma de V en el punto de doblado.

Además, el control del espesor restante de la lámina se puede utilizar para gestionar la fuerza de recuperación elástica y el ángulo.

Si el espesor de la placa restante después del ranurado se mantiene en alrededor de 0,3 mm, el ángulo de recuperación elástica se puede reducir significativamente y, esencialmente, se puede ignorar esta recuperación.

Método de ranurado en V

En la producción de chapa metálica, la cepilladora de pórtico y la ranuradora de chapa metálica se utilizan comúnmente para crear ranuras en forma de V en la chapa metálica.

Ranuradora CNC horizontal en V RGHK-1500×4000
Coloque la placa doblada en la máquina ranuradora para alinearla e ingrese el espesor de la placa para el ranurado automático.

Durante el proceso de ranurado se debe prestar atención a los dos aspectos siguientes.

Profundidad de ranura y espesor restante

Para un espesor de placa dado, la profundidad de la ranura y el espesor restante tienen una relación correspondiente.

Según los requisitos de la técnica de doblado, se establece un valor de espesor residual, que normalmente se establece en 0,8 mm de forma predeterminada y no debe ser inferior a 0,3 mm como mínimo.

Luego, el número de ranuras y la profundidad de las ranuras se establecen en función del espesor de la placa.

Para controlar las rebabas metálicas y proteger las cuchillas, el avance de las cuchillas no debe ser excesivo.

Normalmente, la profundidad del primer ranurado no puede superar los 0,8 mm y el proceso de ranurado debe realizarse en al menos dos cortes. Un solo corte no es adecuado.

Por ejemplo, al ranurar una chapa de acero inoxidable de 1,2 mm de espesor, el espesor restante después del ranurado es de 0,5 mm.

Si el primer avance de ranurado se establece en 0,5 mm y el segundo avance de ranurado en 0,2 mm, el espesor restante de la chapa es de 0,5 mm con una rebaba de metal mínima, como se muestra en la Figura 3.

El ajuste del ángulo de ranurado

Se sabe por el proceso de doblado que la chapa metálica experimenta distintos grados de deformación elástica durante el doblado, lo que provoca desviaciones en el ángulo de doblado.

El proceso de ranurado en V se puede realizar correctamente garantizando que el ángulo de ranurado coincida con el ángulo de curvatura requerido de la pieza de trabajo.

Normalmente, el ángulo de ranurado en V es 1-2° mayor que el ángulo de curvatura.

Por ejemplo, al doblar una pieza de trabajo en un ángulo de 90°, el ángulo de ranurado en V se puede establecer en 92° (ver Figura 4).

De esta manera, se puede abordar de manera efectiva el error de ángulo causado por el retroceso elástico durante la flexión (ver Figura 5).

Selección de cuchillas de ranurado y ajuste de cantidad

Tipos y selección de cuchillas ranuradoras
Los tipos de cuchillas de ranurado se clasifican principalmente en cuchillas de ranurado de ángulo superior rómbico, cuchillas de ranurado cuadrado, cuchillas de ranurado triangular y cuchillas de ranurado circular, entre otras (ver Figura 6).

Se pueden seleccionar cuchillos apropiados según la forma y el ángulo de la ranura en V.

Al formar una ranura en V estándar, el ángulo de las cuchillas debe ser menor que el ángulo de la ranura en V.

Por ejemplo, si el ángulo de la ranura en V está entre 45° y 60°, se deben utilizar cuchillos rómbicos con un ángulo superior de 35°.

Para ranurar en V entre 60° y 80°, las cuchillas de ranurado triangulares son la opción preferida.

Para ranurar en V entre 80° y 90°, se deben utilizar cuchillas rómbicas con un ángulo superior de 80°.

Si el ángulo de ranurado en V es mayor a 90°, se recomienda utilizar cuchillas cuadradas.

Además, se deben utilizar cuchillos circulares para ranurar formas redondas.

El ajuste de la cantidad de cuchillos

Al ranurar láminas metálicas largas y profundas, usar una sola cuchilla continuamente puede provocar daños por calor excesivo. Esto también puede resultar en una mala calidad del ranurado, mayor cantidad de rebabas y otros problemas.

Por ejemplo, al ranurar una placa de acero inoxidable de 2 m de largo con una profundidad de 2 mm, configurar la cantidad de alimentación de la cuchilla inicial a 0,5 mm y ranurar de forma continua hará que la cuchilla genere mucho calor y se ablande, lo que provocará una menor calidad del ranurado después de 1,5 m y un mayor tamaño de rebaba.

Si la cantidad de alimentación de la cuchilla se establece en 0,2 mm, se requerirán 10 ciclos de ranurado para completar la lámina de metal de 2 mm, lo que afecta en gran medida la eficiencia de fabricación.

Por lo tanto, al ranurar placas más largas, es importante tener en cuenta no solo la cantidad de avance de la cuchilla, sino también la cantidad de cuchillas que trabajan simultáneamente.

Normalmente se utilizan de 3 a 4 cuchillos al mismo tiempo (ver Figura 7).

Cada cuchillo tiene una cantidad de avance ligeramente diferente, por ejemplo, si el primer avance es de 5 mm, el segundo, tercero y cuarto avance son de 7 mm, 9 mm y 11 mm, respectivamente.

Esto no solo garantiza la calidad del ranurado sino que también mejora la eficiencia del trabajo.

Cómo evitar desviaciones de ángulo y tamaño de curvatura

En el proceso de doblado, la calidad del doblado depende en gran medida de dos parámetros críticos: el ángulo de doblado y el tamaño.

Para garantizar un tamaño y ángulo de curvatura precisos, se deben tener en cuenta las siguientes consideraciones:

(1) Si el punzón superior y la matriz inferior no están alineados, se producirán errores en el tamaño del doblado. Para evitarlo, es necesario centrar las matrices superior e inferior antes de doblar.

(2) La posición relativa de la placa y la matriz inferior puede cambiar después de que el tope trasero se mueva hacia la izquierda o la derecha, lo que afecta el tamaño del doblado. Para solucionar esto, se debe volver a medir la distancia de posición del tope trasero antes del doblado.

(3) La falta de paralelismo entre la pieza y la matriz inferior provocará un retroceso elástico durante el doblado, lo que afectará el ángulo de doblado. El paralelismo debe medirse y ajustarse antes del doblado.

(4) Si el ángulo del primer pliegue es insuficiente, afectará los pliegues posteriores. La acumulación de errores de plegado resultará en un aumento del error en el tamaño y el ángulo de conformado de la pieza. Por lo tanto, es crucial garantizar la precisión de cada pliegue.

(5) Durante el plegado, el tamaño de la abertura en V de la matriz inferior es inversamente proporcional a la fuerza de plegado. Al procesar placas metálicas de diferentes espesores, se debe seleccionar la abertura en V adecuada de la matriz inferior según la normativa vigente. Normalmente, la mejor opción es de 6 a 8 veces el espesor de la placa.

(6) Al doblar la pieza de trabajo en una prensa plegadora después del ranurado en V, es necesario asegurarse de que el borde superior ambiguo, el borde inferior en forma de V de la pieza de trabajo y el borde inferior en forma de V de la matriz inferior estén todos en la misma superficie vertical.

⑺ Al doblar la pieza de trabajo después del ranurado, el ángulo de la matriz superior debe controlarse en alrededor de 84° para evitar que se atasque.

Cálculo de la longitud de desplegado de chapa metálica

Supongo que la mayoría de ustedes ya están familiarizados con el cálculo de la longitud de despliegue antes de realizar el ranurado.

¿Pero sabes cómo calcular la longitud de desplegado después del ranurado?

Permítanme demostrarlo con un ejemplo.

La imagen a continuación muestra las dimensiones de cada borde de la pieza. La chapa tiene un espesor de 3 mm.

Cálculo de la longitud de desplegado de la chapa metálica después del ranurado

Doblado después del ranurado:

Si el cliente solicita un radio menor y el espesor de la chapa restante es de 0,5 mm, la longitud de desdoblamiento L = (40-0,5) + (30-2×0,5) + (30-2×0,5) + (10-0,5) = 107 mm.

Doblado directo sin ranurado:

Si el doblado se realiza sin ranurado y se selecciona un factor K de 0,25, la longitud de desplegado L = (40-3+0,25) + (30-6+2×0,25) + (30-6+2×0,25) + (10-3+0,25) = 93,5 mm.

Conclusión

El ranurado es un nuevo tipo de técnica de doblado que ha sido seleccionada por el mercado.

Para producir productos de alta calidad, es esencial dominar diversas técnicas de procesamiento.

Explorar y adoptar continuamente nuevas técnicas es crucial para producir productos aún mejores.