I. Descripción general de las herramientas para prensa plegadora
Las herramientas plegadoras, ampliamente utilizadas en la industria de fabricación de chapa, son una herramienta común para el procesamiento de chapa.
Las herramientas de plegado se pueden dividir principalmente en dos categorías: la herramienta superior (punzón) y sus accesorios, y la herramienta inferior (troquel) y sus accesorios.
Los componentes superiores de la herramienta incluyen la abrazadera superior, el punzón, el mango y el cabezal de la herramienta. Los componentes inferiores de la herramienta constan del troquel, el soporte del troquel, el asiento y las abrazaderas. Estos componentes se pueden combinar indistintamente y están fabricados a partir de materiales de herramientas.
En funcionamiento, la herramienta superior (punzón) presiona la superficie de la hoja, mientras que la herramienta inferior (troquel) la restringe, deformando la hoja en la forma deseada. Durante este proceso, la lámina se dobla y deforma, comprimiéndose el material interior del radio doblado y estirando el material exterior.
Inevitablemente, el material de la herramienta y la lámina sufrirán fricción y compresión entre sí, provocando un desgaste irreversible de la herramienta.
La superficie de contacto entre el material de la herramienta plegadora y la pieza de trabajo es generalmente una superficie nueva; la presión de contacto es extremadamente alta, superando a veces el límite elástico del material procesado.
La temperatura de la superficie de contacto puede oscilar entre 200°C y 500°C y puede alcanzar un máximo de 800-1000°C. El desgaste del material de las herramientas suele ser el resultado de una combinación de desgaste mecánico, deformación térmica y efectos químicos.
Por tanto, a la hora de elegir el material de la herramienta plegadora se deben tener en cuenta determinadas propiedades: dureza, resistencia al calor y resistencia al desgaste.
Normalmente se utiliza acero al carbono T8-T12, siendo el T10 el más popular debido a su tenacidad y resistencia al desgaste equilibradas.
Después del tratamiento térmico, su dureza puede superar los 60 HRC. Su producción es económica, pero tiene baja resistencia al templado y al calor (hasta 250°C). Este acero se utiliza a menudo para herramientas de plegadoras estándar. Para obtener un material de herramienta superior, se elige acero estructural de aleación de alta resistencia 42CrMo.
42CrMo es un acero de ultra alta resistencia con excelente resistencia y tenacidad. Después del templado, tiene un alto límite de fatiga y resistencia a múltiples impactos y puede operar por debajo de 500°C. Después del tratamiento térmico, su dureza ideal ronda los 45-48HRC.
En la actualidad, la mayoría de las herramientas plegadoras CNC están hechas de material 42CrMo. Una opción aún mejor es el acero para herramientas de trabajo en frío Cr12MoV. Enriquecido con una buena cantidad de cromo, molibdeno y vanadio ofrece mejor templado y dureza.
Después del templado, sus propiedades mecánicas generales superan a otros tipos de acero, lo que lo hace adecuado para moldes de punzonado en frío complejos, de gran sección y de uso frecuente. Las herramientas fabricadas con él tienen una alta precisión y longevidad, aunque los costes de material son sustancialmente mayores.
II. Clasificación de herramientas plegadoras.
Las herramientas de prensa plegadora son herramientas auxiliares utilizadas por las máquinas plegadoras para dar forma a láminas y procesar materiales de placas. Estas herramientas constan de varios componentes, con diferentes matrices formadas por diferentes piezas y formas.
Cambian principalmente el estado físico del material que se está moldeando, principalmente láminas de metal, a través de la presión aplicada por la plegadora. Este proceso de alteración ayuda a conseguir la forma deseada del material.
Las herramientas de plegadora se pueden clasificar estructuralmente en dos tipos principales: troqueles superiores y troqueles inferiores.
En la mayoría de los casos, el troquel superior es el activo (en movimiento), mientras que el troquel inferior permanece estacionario. Sin embargo, en algunas máquinas dobladoras con diferentes modos de funcionamiento, esto se puede invertir, pero el concepto general sigue siendo el mismo.
Desde el punto de vista de la usabilidad, los troqueles de plegadoras se pueden clasificar en troqueles estándar y troqueles especiales.
Los troqueles superiores estándar generalmente tienen ángulos de punta de aproximadamente 30 grados (ángulo real de 26 a 28 grados), 60 grados y oscilan entre 78 y 88 grados.
Por otro lado, los ángulos de ranura para troqueles inferiores son aproximadamente 30 grados, 45 grados, 60 grados y varían de 80 a 90 grados.
Si clasificamos los troqueles superiores según su forma, se pueden dividir en troqueles de hoja afilada, troqueles de arco, troqueles de hoja doblada y troqueles de formación.
Por lo general, las matrices de hojas afiladas se encuentran comúnmente con ángulos de 30 o 60 grados, con ángulos especiales ocasionales como 45 o 55 grados.
Las matrices de arco se diseñan principalmente en función del diámetro y la longitud del arco. Las matrices de cuchillas para doblar se utilizan principalmente para piezas en forma de “U” o para espacios de flexión múltiple. Las más complejas son las matrices formadoras. Estos pueden ser monolíticos o modulares.
Generalmente los troqueles modulares se diseñan, fabrican y utilizan como un conjunto, tanto superior como inferior. El costo de fabricar matrices de conformado monolítico es considerablemente mayor, especialmente para tamaños más grandes, y la precisión es más difícil de mantener. Las matrices modulares presentan importantes ventajas para proyectos grandes y complejos.
En términos de funcionalidad, los troqueles de plegadora se pueden clasificar en troqueles de función única y troqueles multifunción.
Los troqueles multifunción están diseñados para un tipo específico de pieza, mientras que los troqueles multifunción pueden procesar varios tipos. Algunos troqueles multifuncionales se pueden desmontar y volver a montar, a menudo llamados troqueles compuestos, como los troqueles escalonados y los troqueles formadores.
Para troqueles inferiores, según el número de ranuras, se pueden clasificar en troqueles en V simple, troqueles en V doble y troqueles en V múltiples. Los troqueles en V simple y doble, como sugieren los nombres, tienen una o dos ranuras respectivamente, que se encuentran comúnmente en las dobladoras CNC.
Ofrecen mayor precisión debido a su referencia fija, también conocidas como matrices concéntricas, y pueden ser intercambiables. Los troqueles Multi V generalmente tienen múltiples ranuras de varios tamaños en los cuatro lados, lo que permite doblar láminas de diferentes espesores.
Con los continuos avances sociales y la creciente demanda de productos, también aumentan los requisitos para los productos plegados y sus materiales. Las herramientas para plegadoras continúan evolucionando con la introducción de troqueles inferiores incorporados, troqueles inferiores sin marcar y troqueles inferiores de apertura ajustable, todos los cuales se utilizan ampliamente en múltiples industrias.
- Los troqueles inferiores incorporados mejoran principalmente la tasa de utilización de los materiales del troquel o se utilizan para doblar materiales especiales.
- Las variedades de troqueles inferiores sin marcar incluyen troqueles tipo bola, troqueles tipo flip y troqueles de poliuretano sin marcar. Su principal objetivo es evitar rayones superficiales, abrasiones y marcas de hendiduras en los materiales.
- Los troqueles inferiores con apertura ajustable vienen en tipo de inserción, tipo de doble inserción, tipo cuña y tipo cremallera. Además de mejorar la tasa de utilización de los materiales de los troqueles, también mejoran en gran medida la eficiencia del trabajo y reducen el tiempo y la mano de obra necesarios para cambiar los troqueles.
III. ¿Cómo seleccionar las herramientas adecuadas para las plegadoras CNC?
Una plegadora CNC es un dispositivo mecánico diseñado para procesar materiales metálicos. Al doblar metales, se pueden obtener formas y ángulos complejos. Para obtener diferentes formas de plegado se debe elegir el troquel o herramienta correcta.
Aquí discutiremos la selección basada en los requisitos de materiales, estructura y forma de la herramienta.
En primer lugar, el material de las herramientas juega un papel crucial en la selección. Los materiales comunes para herramientas incluyen acero rápido, acero aleado para herramientas y carburo de tungsteno. Cada material tiene sus características y aplicaciones únicas.
Por ejemplo, las herramientas de acero rápido presentan una alta dureza y resistencia al desgaste, ideales para procesar pequeños lotes de metal. El acero aleado para herramientas es adecuado para lotes medianos debido a su encomiable dureza y resistencia al desgaste. Por el contrario, el carburo de tungsteno, con su extrema dureza y resistencia al desgaste, es perfecto para operaciones a gran escala.
Por lo tanto, debe elegir el material de la herramienta según las demandas de producción y el tamaño del lote.
En segundo lugar, la estructura de las herramientas es otro factor vital a considerar. Las estructuras comunes de las herramientas plegadoras CNC incluyen matrices de una sola V, matrices de múltiples V y matrices de una sola V, con su área de contacto más pequeña, que se utilizan para ángulos y radios de curvatura más pequeños, adecuados para metales más pesados y delgados.
Los troqueles Multi-V se adaptan a ángulos y radios más amplios con un área de contacto más grande, lo que los hace adecuados para materiales más gruesos. Los troqueles en forma de U, diseñados para formas más complejas con mayores radios de curvatura y un área de contacto considerable, son los mejores para materiales muy gruesos.
Por lo tanto, al elegir la estructura de la herramienta, considere los requisitos de procesamiento y el espesor del metal.
Además, el requisito de forma de las herramientas es esencial. Diferentes formas de herramientas corresponden a diferentes formas de flexión. Las formas comunes incluyen matrices en ángulo recto y matrices radiales. Los troqueles de ángulo recto son precisos al procesar curvas en ángulo recto, mientras que los troqueles de radio facilitan diversas formas curvas. Por lo tanto, la forma de la herramienta debe seleccionarse en función de los requisitos de procesamiento y las formas del metal.
Además, considere la precisión y la resistencia al desgaste de las herramientas. La precisión se refiere a la exactitud dimensional y de forma durante el procesamiento. Una mayor precisión conduce a una mejor calidad y exactitud.
Resistencia al desgaste significa la durabilidad de la herramienta y su capacidad para resistir el desgaste durante un uso prolongado. La resistencia superior al desgaste puede prolongar la vida útil de la herramienta y reducir los costos de producción. Al seleccionar la herramienta, considere las necesidades de precisión y resistencia al desgaste.
En conclusión, la selección de herramientas apropiadas requiere considerar los requisitos de material, estructura y forma.
Es necesario alinear las necesidades de producción y los tamaños de los lotes al elegir los materiales, y alinear la estructura y la forma de la herramienta con los requisitos de procesamiento y el espesor del metal. Además, la precisión y la resistencia al desgaste son vitales. Al considerar estos factores de manera integral, puede seleccionar las herramientas adecuadas para lograr una calidad y eficiencia de procesamiento superiores.
4. ¿Cuáles son los problemas comunes con las herramientas plegadoras CNC?
1. Daños a las herramientas plegadoras.
Los daños a las herramientas plegadoras CNC se refieren a grietas, roturas y deformaciones. Para solucionar este problema es fundamental considerar el diseño, proceso de fabricación y uso de herramientas.
En primer lugar, es importante comprobar si el material utilizado para fabricar las herramientas es adecuado y si el proceso de tratamiento térmico correspondiente es razonable.
Normalmente, el proceso de tratamiento térmico del material de la herramienta influye mucho en su durabilidad.
Si la temperatura de endurecimiento de la herramienta es demasiado alta, o el método y la duración del endurecimiento son inadecuados, junto con la frecuencia de templado, la temperatura y la selección inadecuada del espacio del codo, la herramienta puede dañarse después de ingresar a la producción de doblado.
Si el tamaño o la profundidad del orificio de paso es insuficiente, puede provocar una obstrucción y provocar daños. Una fuerza de resorte insuficientemente diseñada o conjuntos de altura desiguales pueden causar roturas de resorte, caída, golpes superpuestos y daños a las piezas.
Una sujeción inadecuada del punzón o una fuerza inadecuada del tornillo pueden provocar que el punzón se caiga o se rompa.
Al utilizar las herramientas de plegadora se pueden producir errores en el posicionamiento de la pieza, orientación o fijación inadecuada de los tornillos. Si la altura de trabajo es demasiado baja, o hay insuficiente lubricación en las columnas guía, o hay mal funcionamiento en el equipo de alimentación y anomalías en la prensa, esto puede causar daños a la herramienta.
Continuar con la producción sin resolver problemas como la entrada de objetos extraños en las herramientas, la superposición de piezas o la obstrucción de residuos puede dañar fácilmente la placa de separación, el punzón, la plantilla inferior y las columnas de guía de herramientas.
2. Bloqueo de herramientas
Durante el proceso de plegado, si la herramienta plegadora no se cierra de manera flexible o incluso se atasca, la producción debe detenerse inmediatamente para identificar la causa y corregir el problema. De lo contrario, el problema podría empeorar y provocar daños en la herramienta.
Las principales razones del atasco de herramientas incluyen la mala orientación de la herramienta, su inclinación o la presencia de objetos extraños que impiden que los modelos se alineen planamente; Fuerza inadecuada de la herramienta o aplicación de fuerza desigual que causa deformación de la herramienta.
Por ejemplo, si la dureza o el espesor del asiento o plantilla de la herramienta es demasiado bajo, puede deformarse fácilmente con el impacto; La desalineación durante la instalación de la herramienta, las tolerancias excesivas en la posición superior e inferior de la herramienta o la mala precisión en la prensa pueden causar interferencias.
Una fuerza de punzón insuficiente o la proximidad entre punzones grandes y pequeños pueden provocar fuerzas laterales desequilibradas en la herramienta. En estos casos, es aconsejable aumentar la resistencia del punzón y mejorar la protección de la orientación de la placa de descarga.
3. Daños y reparaciones de herramientas
El costo de las herramientas para la producción de doblado es alto y generalmente representa entre 1/5 y 1/4 del costo total de las piezas fabricadas. Esto no sólo se debe a la alta complejidad de la fabricación y al coste de las herramientas, sino también a los elevados costes de reparación y mantenimiento del afilado de la hoja una vez puesta en producción.
El precio de fabricación original de las herramientas representa sólo alrededor del 40% de los costos totales de las herramientas. Por lo tanto, la reparación oportuna de las herramientas y el mantenimiento preventivo pueden reducir significativamente los gastos de herramientas para la producción de doblado.
