Fuerza de plegado de la prensa plegadora: Cómo calcular el tonelaje seguro y eficiente

El cálculo del tonelaje de la plegadora es uno de los pasos más importantes antes de doblar chapa metálica. La fuerza requerida depende de la resistencia a la tracción del material, el espesor de la chapa, la longitud de plegado, la apertura de la matriz en V y el método de conformado. Una estimación incorrecta puede provocar un plegado incompleto, una deflexión excesiva, un desgaste prematuro de las herramientas o una sobrecarga de la máquina.

Esta guía explica cómo estimar la fuerza de flexión necesaria para una curva de aire de 90°, calcular la capacidad práctica de la máquina y comprobar los factores que pueden modificar el tonelaje final requerido.

¿Qué determina el tonelaje de una prensa plegadora?

La fuerza de flexión requerida está controlada principalmente por cinco variables:

• Resistencia a la tracción del material: Los materiales de mayor resistencia requieren más fuerza que el acero dulce.
• Espesor de la lámina: La fuerza de flexión aumenta aproximadamente con el cuadrado del espesor del material.
• Longitud de flexión: Una curva más pronunciada requiere proporcionalmente más fuerza total.
• Apertura del troquel V: Una abertura más pequeña aumenta la fuerza necesaria, mientras que una abertura más grande la reduce.
• Método de conformado: El doblado al aire, el doblado inferior y el acuñado tienen requisitos de fuerza sustancialmente diferentes.

La fórmula y el ejemplo que se muestran a continuación sirven para el cálculo preliminar de una curva de 90°. La selección final de la máquina debe confirmarse siempre con la tabla de tonelaje del fabricante de la plegadora y la capacidad de carga del punzón y la matriz seleccionados.

Fórmula de la fuerza de plegado de la prensa plegadora

Cuando la resistencia a la tracción se expresa en kgf/mm², se puede utilizar la siguiente fórmula métrica para estimar la fuerza de flexión en el aire requerida:

P = (1,42 × σb × S² × L) ÷ (1000 × V)

Dónde:

• P = Fuerza de flexión requerida en toneladas métricas
• σb = Resistencia a la tracción del material en kgf/mm²
• S = Espesor de la lámina en milímetros
• L = Longitud de flexión en milímetros
• V = Abertura de la matriz en V en milímetros

Si la resistencia a la tracción se proporciona en N/mm², no introduzca el valor en la fórmula de kgf/mm² sin realizar la conversión. Una conversión práctica es:

1 kgf/mm² ≈ 9,81 N/mm²

Por ejemplo, una resistencia a la tracción de 45 kgf/mm² es aproximadamente igual a 441 N/mm². La combinación de ambos sistemas de unidades puede producir un resultado casi diez veces mayor o menor de lo esperado.

Ejemplo práctico: Acero al carbono de 3 mm

Consideremos una pieza de trabajo de acero al carbono tipo Q235 con las siguientes condiciones preliminares de doblado:

• Resistencia a la tracción del material: 45 kgf/mm²
• Espesor de la lámina: 3 mm
• Longitud de flexión: 2.000 mm
• Apertura del troquel V: 24 mm
• Método de conformado: flexión de aire de 90°

Introduce estos valores en la fórmula:

P = (1,42 × 45 × 3² × 2000) ÷ (1000 × 24)

P = 47,925 toneladas métricas

Por lo tanto, la fuerza de flexión calculada es aproximadamente 48 toneladas.

Agregar una reserva de capacidad práctica

Para el dimensionamiento preliminar de la máquina, se puede agregar una reserva práctica para la variación del material, el estado de las herramientas, la tolerancia del espesor de la chapa y la estabilidad de la producción. En este ejemplo, se utiliza una reserva 25%:

48 toneladas × 1,25 = 60 toneladas

Por lo tanto, para esta aplicación se puede considerar una prensa plegadora con una capacidad nominal de al menos 60 toneladas, siempre que la longitud de trabajo de la máquina, la capacidad de las herramientas, la distribución de la carga y la tabla de plegado del fabricante también cumplan con el requisito.

La reserva es un margen para la selección de la máquina, no una autorización para exceder la capacidad nominal de la plegadora o de las herramientas.

Cómo afecta la apertura de la matriz en V al tonelaje

Para el doblado al aire convencional de acero dulce, se suele utilizar como referencia inicial una abertura de matriz en V de aproximadamente ocho veces el espesor de la chapa:

V ≈ 8 × S

Para una lámina de 3 mm, esto da como resultado una abertura preliminar de 24 mm. Sin embargo, la abertura en V final también debe cumplir con el radio interior requerido, la longitud mínima de la brida, la ductilidad del material, el requisito de calidad de la superficie y las herramientas disponibles.

• A abertura en V más pequeña Produce un radio de curvatura más cerrado, pero requiere mayor tonelaje.
• A abertura en V más ancha Reduce la fuerza necesaria, pero aumenta el radio interior natural.
• Las aberturas muy estrechas pueden aumentar las marcas, el riesgo de agrietamiento y la carga sobre las herramientas.
• La abertura seleccionada debe ser compatible con las dimensiones de brida requeridas.

Resistencia del material y método de conformado

El ejemplo anterior utiliza acero al carbono con una resistencia a la tracción supuesta de 45 kgf/mm². El acero inoxidable, el acero de alta resistencia y las aleaciones de aluminio pueden requerir fuerzas diferentes incluso cuando el espesor de la lámina y la longitud de doblado son idénticos.

Para obtener resultados fiables, utilice el valor de resistencia a la tracción que figura en el certificado del material o en el del proveedor. Un multiplicador de material fijo solo debe utilizarse como estimación preliminar.

También debe confirmarse el método de conformado. El doblado al aire requiere menos fuerza porque la lámina no entra en contacto total con los laterales de la matriz. El doblado inferior y el acuñado requieren mucha más fuerza y no deben calcularse utilizando únicamente el resultado del doblado al aire.

Comprobaciones de seguridad antes de seleccionar una plegadora

El valor de tonelaje calculado es solo una parte de la selección de la plegadora. Antes de la producción, confirme todo lo siguiente:

• El tonelaje nominal de la máquina supera el requisito de producción calculado.
• La longitud de curvatura requerida se ajusta a la longitud de trabajo útil de la máquina.
• El punzón, la matriz, los adaptadores y el sistema de sujeción pueden soportar la carga.
• No se supera el límite de tonelaje por metro de las herramientas.
• La abertura en forma de V es adecuada para el espesor de la chapa, el radio interior y la longitud de la brida.
• La carga está distribuida correctamente y no genera una carga descentrada insegura.
• La carrera de la máquina, la apertura, la profundidad de garganta y la altura de apertura se ajustan a la pieza de trabajo.
• La compensación de la curvatura se considera para longitudes de curvatura largas.
• La pieza de trabajo y la herramienta no pueden colisionar durante la secuencia de doblado.

Para planchas pesadas, piezas largas o materiales de alta resistencia, se deben revisar la estructura del bastidor, la deflexión de la mesa, el sistema de herramientas, la manipulación del material y los requisitos de cimentación junto con el tonelaje calculado.

Selección de la prensa plegadora ZYMT adecuada

Anhui ZYMT CNC Machine Tool Co., Ltd., filial de fabricación del Grupo PREF, suministra configuraciones de prensas plegadoras para doblado convencional, producción CNC y fabricación de alta resistencia.

La selección de la máquina debe basarse en el material real, el espesor máximo, la longitud de doblado, los requisitos del plano, el volumen de producción, las herramientas y las funciones CNC necesarias, y no solo en el tonelaje.

Para la producción repetitiva y las piezas de varios pasos, revise las opciones disponibles. Máquinas plegadoras CNC. Las placas gruesas y los componentes estructurales largos pueden requerir un diseño específico. prensa plegadora de gran tonelaje.

Preguntas frecuentes

¿Una abertura de matriz en V más pequeña requiere mayor tonelaje?

Sí. Si el espesor de la chapa, el material y la longitud de plegado permanecen sin cambios, reducir la apertura de la matriz en V aumenta la fuerza de plegado necesaria. También se debe verificar la carga de la herramienta y el requisito mínimo de brida.

¿Una abertura en V con un grosor ocho veces mayor es siempre la correcta?

El valor V ≈ 8 × espesor de la chapa es un punto de partida útil para muchas aplicaciones de doblado neumático de acero dulce. El radio de curvatura requerido, la longitud de la brida, la resistencia del material, el acabado superficial y la disponibilidad de herramientas pueden requerir una abertura diferente.

¿Puede la fuerza calculada ser igual al tonelaje máximo de la máquina?

La producción continua a la capacidad máxima exacta no suele ser el método de selección preferido. Debe considerarse un margen para la variación del proceso, pero la reserva final debe evaluarse junto con el fabricante de la máquina y los límites de carga de las herramientas.

Recomendación final

El cálculo del tonelaje de la plegadora proporciona un punto de partida esencial, pero no sustituye las tablas de carga de la máquina y las herramientas. Confirme la resistencia a la tracción del material, el espesor de la chapa, la longitud de plegado, la abertura en V, el radio de curvatura, el método de conformado y la capacidad de las herramientas antes de elegir una plegadora.

Para obtener una recomendación específica para su aplicación, envíe a PREF Group el grado del material, el espesor, la longitud máxima de doblado, los planos de la pieza, los ángulos requeridos y el volumen de producción a través de página de contacto. El equipo técnico de ZYMT puede revisar el tonelaje requerido, la longitud de trabajo, las herramientas, el control CNC y la configuración opcional.