INDICE

1 INTRODUCCIÓN..........................................................................................................................2

2 PROCESOS DE CONFORMADO:...................................................................................................3

3 DOBLADO:..................................................................................................................................4

3.1 DISPOSITIVOS.....................................................................................................................4

3.2 HERRAMIENTAS..................................................................................................................4

3.3 MAQUINAS.........................................................................................................................5

3.4 PROCESO DE DOBLADO:.....................................................................................................7

3.5 Variación de forma de sección producida por el doblado:.................................................8

3.6 ANÁLISIS DE FUERZAS:......................................................................................................11

3.7 Clasificación los radios de doblado...................................................................................14

3.7.1 Plegado.....................................................................................................................14

4 Bibliografía:..............................................................................................................................18

5 Conclusiones:...........................................................................................................................19

1 INTRODUCCIÓN

En el proceso de formación de un Ingeniero Industrial, es muy importante el conocimiento de la Ciencia de los Materiales, ya que esta proporciona las herramientas necesarias para comprender el comportamiento general de cualquier material, lo cual es necesario a la hora de desarrollar adecuadamente diseños de componentes, sistemas y procesos que sean confiables y económicos.

Una de las operaciones más comunes en el conformado de metal por deformación, es el doblado, proceso que, desde una concepción básica, consiste en la fabricación de piezas con rebordes, bucles y ondulaciones, mediante una prensa.

A pesar que el doblado parece ser una operación sencilla, hoy en día la industria trae consigo retos relacionados no sólo con el trabajo de nuevos materiales, sino con la aparición de modernas herramientas (punzones y matrices) que integran diseños variados e inteligentes para la creación de piezas especiales y formas complejas.

En ese sentido, investigaciones sobre el tema de doblado, han demostrado que uno de los problemas por los que atraviesa la industria transformadora de metal, a nivel mundial, está relacionado con las exigencias de los clientes para obtener productos de mayores complejidades y con tolerancias geométricas cada vez más estrechas.

La falta de cuidado en los parámetros de doblado ocasiona defectos o fallas en las piezas elaboradas, tales como: deformaciones no deseadas, falta de precisión de los ángulos de doblado y de geometría, adelgazamiento de las paredes, aplanamiento de las superficies curvadas y la aparición de grietas y arrugas, entre otros.

Estos defectos o anomalías se pueden evitar si se estiman los parámetros o condiciones básicas del proceso de doblado, entre otras, la selección adecuada del conjunto matriz-punzón, el radio, la recuperación, la fuerza y capacidad de doblado, longitud de la chapa, y demás aspectos geométricos, de vital importancia para lograr un nivel de calidad elevado.

2 PROCESOS DE CONFORMADO:

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

3 DOBLADO:

El doblado es una transformación de materiales plásticamente deformables, en estado frio o caliente. La conformación tiene lugar sin pérdida de materia, es decir no se producen separaciones. Se conserva la integridad del material.

El doblado se utiliza para transformar chapas, alambres, barras, perfiles y tubos.

3.1 DISPOSITIVOS

Los dispositivos simples: son moldes de doblado o guarniciones cuyas superficies de apoyo sirven para doblar piezas a mano. Con dispositivos de doblado de secciones diversas se pueden realizar las operaciones de doblado mucho más fácilmente y con mayor precisión.

3.2 HERRAMIENTAS

Las herramientas de doblados: son herramientas de forma que se montan en las prensas. El movimiento activo o de doblado de la prensa se efectúa por golpes con palanca manual o mecánicamente.

3.3 MAQUINAS

Maquinas dobladoras: se distinguen las que poseen movimiento angular (plegadoras), lineal (prensas plegadoras) y las que poseen rodillos (curvadores de perfiles y de chapa).

PLEGADORAS: curvado y plegado de chapas de distintos gruesos hasta S=4mm para fabricar perfiles abiertos con y sin bigornias o apoyos.

CILINDROS DE CURVAR PARA CHAPAS: el curvado se hace entre el cilindro superior y los de apoyo. Curvados de chapas para obtener perfiles curvados o abiertos (circulares o elípticos).

CURVADO DE REDONDOS: curvados de barras para obtener anillos circulares o piezas arqueadas.

CURVADO DE PERFILES: curvado de perfiles para obtener anillos circulares o piezas arqueadas

DOBLADORA DE TUBOS: se dobla con molde. Para conservar la forma de la sección se introduce en el tubo un núcleo. Doblados de tubos con curvas de: 30°, 45° ,60° y 90°, para diámetros superior a 1 pulgada.

3.4 PROCESO DE DOBLADO:

El proceso se realiza de la siguiente forma:

1. Fase: El punzón y la parte móvil de la matriz permanecen estáticos en el punto muerto superior, mientras que en la parte inferior se posiciona una chapa plana lista para ser doblada.

2. El punzón inicia la carrera de descenso, hasta hacer contacto con la chapa e iniciar el doblado de la misma.

3. Al final de la carrera de descenso el punzón alcanza el punto muerto inferior, y la pieza queda doblada.

4. Después del doblado, la parte superior o móvil de la matriz retrocede hasta alcanzar el punto muerto superior, mientras el extractor inferior saca la pieza fuera de la boca de la matriz. En ese momento el ciclo de trabajo ha finalizado y la matriz está preparada para doblar una nueva pieza.

En el doblado las fuerzas externas actúan sobre la pieza de tal forma que las fuerzas internas no pueden oponerse a una deformación plástica permanente.

A partir del eje de doblado el material resulta recalcado por dentro y estirado por fuera. El lugar de transición entre ambas zonas recibe el nombre de fibra neutra.

El recalcado y el estirado del material se realizan por deformación de los cristales. Los iones metálicos resultan desplazados de sus sitios dentro de la red cristalina. Este desplazamiento se produce a lo largo de planos de deslizamiento. Cuantos más planos de deslizamiento posee un material más fácilmente se puede deformar.

Fa1; Fa2; Fa3: fuerzas de doblado

Fis; fuerzas internas opuestas al alargamiento

Fid: fuerzas internas opuestas al recalcadoFad: fuerzas externas opuestas al alargamientoFas: fuerzas externas opuestas al recalcado f: recuperación elástica cuando deja de actuar la carga

En la transformación plástica se sobrepasa el límite elástico del material. Cuando se desplazan muchos iones metálicos (fuerzas de doblado grandes) disminuye la cohesión en los límites de los granos .en la zona de tensión máxima (zona de doblado máximo). Se produce una extracción con agrietamiento subsiguiente.

La resistencia al doblado corresponde a la resistencia a la tracción, se designa:

La tensión de doblado disminuye hacia la fibra neutra. En sus proximidades el material se deforma solo elásticamente. Como toda deformación plástica está acompañada de una deformación elástica, después de todo doblado tiene lugar a una recuperación elástica. En todo proceso de doblado hay que tener en cuenta una recuperación que depende del tipo de material.

La tensión de doblado es mayor, cuando mayor es la distancia a la fibra neutra. También aumenta la tensión al disminuir el radio de doblado.

3.5 Variación de forma de sección producida por el doblado:

Al realizar la operación de doblado, la fibra neutra conserva su espesor, los granos en esa parte no cambian. En el lado estirado se ha produce una disminución de espesor del material mientras que en el lado recalcado un aumento.

Disposición de los planos de deslizamiento:

En

conjunto la resistencia al doblado depende de:

El tipo de material El tamaño de la sección de doblado La posición de la sección de doblado con respecto al eje de doblado. El tamaño del radio de doblado La temperatura del material.

Doblado en láminas metálicas: los más comunes son: doblados en v y doblados de borde

En el doblado en V, la lámina de metal se dobla entre un punzón y un dado en forma de V, los ángulos van desde los muy obtusos hasta los muy agudos. El doblado en V se usa generalmente para operaciones de baja producción y se realizan frecuentemente en una prensa de cortina, los correspondientes dados en V son relativamente simples y de bajo costo

El doblado de bordes: involucra una carga voladiza sobre la lámina de metal. Se usa una placa de presión, que aplica una fuerza de sujeción Fh para sujetar la lámina contra el dado, mientras el punzón fuerza la parte volada para doblarla sobre el borde del dado. En el arreglo que se ilustra en la figura, el doblado se limita a ángulos de 90º o menores. Se pueden diseñar dados deslizantes más complicados para ángulos mayores de 90º. Debido a la presión del sujetador, los dados deslizantes son más complicados y más costosos que los dados en V y se usan generalmente para trabajos de alta producción.

ANALISIS DEL DOBLADO EN LAMINA METALICA:

Algunos términos importantes del doblado de lámina metálica se identifican en la siguiente figura:

El metal, cuyo grosor es” t” se dobla a través de un ángulo, llamado ángulo de doblado “A”. El resultado es una lámina de metal con un ángulo inducido A', tal que A + A' = 180º. El radio del doblez “R” se especifica normalmente sobre la parte interna, en lugar de sobre el eje neutral. Este radio del ángulo se determina por el radio de la herramienta que se usa para ejecutar la operación. El doblado se hace sobre el ancho de la pieza de trabajo “w”.

3.6 ANÁLISIS DE FUERZAS:

Tolerancia de doblado Si el radio del doblado es pequeño con respecto al espesor del material, el metal tiende a estirarse durante el doblado. Es importante poder estimar la magnitud del estirado que ocurre, de manera que la longitud de la parte final pueda coincidir con la dimensión especificada.

El problema es determinar la longitud del eje neutro antes del doblado, para tomar en cuenta el estirado de la sección doblada final. Esta longitud se llama tolerancia de doblado y se puede estimar como sigue:

DondeBA = tolerancia de doblado en (mm);A = ángulo de doblado en grados,R = radio de doblado, (mm);t = espesor del material, (mm);Kba es un factor para estimar el estirado.

Los siguientes valores de diseño se recomiendan para Kba: si R < 2t entonces, Kba = 0.33; y si R > 2t, Kba = 0.50. Estos valores de Kba predicen que el estiramiento ocurre solamente si el radio de doblado es más pequeño en relación con el espesor de la lámina.Recuperación elástica Cuando la presión de doblado se retira, la energía elástica permanece en la parte doblada haciendo que ésta recobre parcialmente su forma original. Esta recuperación elástica es llamada recuperación elástica y se define como el incremento del ángulo comprendido por la parte doblada en relación con el ángulo comprendido por la herramienta formadora después de que ésta se retira. Esto se ilustra en la figura y se expresa como

DondeSB = recuperación elástica;

A' = ángulo comprendido por la lámina de metal, en grados;A'b = ángulo comprendido por la herramienta de doblado, en grados.

Fuerza de doblado La fuerza que se requiere para realizar el doblado depende de la geometría del punzón y del dado, así como de la resistencia, espesor y ancho de la lámina de metal que se dobla.

La fuerza máxima de doblado se puede estimar por medio de la siguiente ecuación, basada en el doblado de una viga simple:

DondeF = fuerza de doblado, (N);TS = resistencia a la tensión del metal en lámina, (MPa);w = ancho de la parte en la dirección del eje de doblez, (mm);t = espesor del material o la parte, (mm);D = dimensión del dado abierto en (mm)

En mecánica, la ecuación de fuerza de doblado mencionada anterior se basa en el doblado de una viga simple, y Kbf es una constante que considera las diferencias para un proceso real de doblado,

Su valor depende del tipo de doblado; para doblado en V, Kbf = 1.33 y para doblado de bordes,

Kbf = 0.33.

EJEMPLO: Doblado de lámina metálica

Se dobla una pieza hecha de lámina de metal como se muestra en la figura. El metal tiene un módulo de elasticidad E = 205 GPa, resistencia a la fluencia Y = 275 MPa y resistencia a la tensión TS = 448 MPa. Determine a) el tamaño inicial de la pieza y b) la fuerza de doblado, si se usa un dado en V con una abertura D = 25 mm.

Solución:

a) La pieza inicial será 44 mm de ancho. Su longitud será igual a 38 + 25 + BA. Como se muestra, para un ángulo inducido A' = 120º, el ángulo de doblado = 60, el valor de

Kba = 0.33 ya que R/t = 5/3 = 1.66 (menor que 2).

La longitud de la pieza es entonces 68.184 mm

b) La fuerza se obtiene de la ecuación, usando Kbf = 1.33.

3.7

Clasificación los radios de doblado

Según el radio de doblados se distingue entre:

PLEGADO (radios de doblado pequeños) CURVADO (radios de doblados grandes)

Ambos procedimientos se realizan a mano o mecánicamente, en estado frio o caliente. En muchos casos es necesario emplear herramientas, dispositivos y medios auxiliares especiales. Para doblar chapas, perfiles y productos huecos suelen ser necesarios preparativos que:

Permitan realizar una conformación determinada,Eviten el agrietamiento por defecto de entallas en las aristas concurrentes,Eviten una variación excesiva de la sección transversal.

3.7.1 Plegado

El plegado es un proceso mecánico de doblado, en cuyos radios de doblado son pequeños:

1. Plegado de fondo: El plegado a fondo es uno modo de plegado muy habitual porque se puede plegar con precisión con un tonelaje relativamente bajo. En la figura inferior la ‘T’ representa el espesor, la ‘V’ la anchura de la matriz y Ri el radio interior de plegado de la pieza. La anchura de la V adecuada varía con el espesor de la chapa. En la tabla podemos observar la relación de la anchura de la V con relación al espesor de la chapa. Observamos que a mayor espesor de chapa mucho mayor debe ser la V. Existen otros aspectos a tener en cuenta para escoger la V adecuada para realizar un plegado que serán comentados más adelante.

En este tipo de plegado se

ha de tener en cuenta el retorno elástico del material.

2. Plegado parcial: El nombre de plegado parcial se debe al hecho de que la chapa durante el plegado está en contacto con 3 puntos (A, B y C del dibujo inferior) del utillaje.

Con este método de plegado es posible plegar una gran variedad de ángulos.

3.7.1.1 TABLA DE PLEGADO

La tabla de plegado es un instrumento básico para realizar cualquier operación de

A continuación explicaremos la información que nos puede suministrar y la relación entre diversos parámetros que aparecen y que influyen en el plegado. La tabla de plegado nos muestra la fuerza de plegado necesaria por metro para un plegado al aire. Los valores que podemos obtener son: q Espesor (T) de la chapa expresada en mm en la columna de la izquierda. q Anchura de la V de la matriz en la primera fila expresada en mm. Se muestran las V estándar que se suelen comercializar. q Ala mínima de plegado (b) que se puede plegar. Medida exterior expresada en mm. Para realizar un plegado con precisión y seguridad es necesario que durante todo el proceso de plegado la chapa se encuentre siempre apoyada en los extremos de V de la matriz. En caso contrario la chapa se puede deslizar hacia el interior de la matriz y por tanto la línea de plegado puede cambiar y ser peligroso.

Radio interno (Ri) de plegado de la chapa que se obtendrá. Como hemos mencionado anteriormente el radio de plegado es aproximadamente una sexta parte de la anchura de la V.

Fuerza de plegado por metro necesaria para plegar acero de 45-50 Kg/mm2. Para determinar la fuerza necesaria primero se ha de determinar la V necesaria para el espesor T de la chapa que queremos plegar. Seguir en horizontal la línea del espesor de chapa hasta que se encuentre con la columna correspondiente a la V seleccionada. Por ejemplo, si escogemos una V=12 para plegar chapa de 2 mm de espesor encontraremos que la fuerza necesaria es 22 Toneladas por metro. Si el espesor T es 6 y la V=50 la fuerza necesaria será de 48 Toneladas por metro.

4 Bibliografía:

http://www.ingenieriaindustrialonline.com/herramientas-para-el-ingeniero-industrial/procesos-industriales/procesos-de-conformado/

http://books.google.com.pe/books?id=hjvnaD7RBSIC&pg=PA293&lpg=PA293&dq=deformacion+de+materiales+doblado&source=bl&ots=UVI_l78xmy&sig=mpp072mpXWmqJEvmRcv_zblG1Rg&hl=es&sa=X&ei=FRSHVIfTD4WWNvqJgZgL&ved=0CD0Q6AEwCQ#v=onepage&q=deformacion%20de%20materiales%20doblado&f=true

http://www.mecos.es/files/articulos/20070115-TEORIA-DEL-PLEGADO.pdf

5 Conclusiones:

El doblado es una conformación sin arranque de viruta con una pequeña variación transversal de la pieza sometida, según las condiciones del proceso

Tener conocimiento de las propiedades del material metálico a trabajar Existen diferentes tipos de máquinas para realizar diferentes tipos de operaciones

de doblado.