OPERACIONES DE DOBLADO

En el trabajo de lminas metlicas el doblado se define como la deformacin del

metal alrededor de un eje recto, como se muestra en la Figura 1a . Durante la

operacin de doblado, el metal dentro del plano neutral se comprime, mientra s

que el metal por fuera del plano neutral se estira. Estas condiciones de

deformacin se pueden ver en la Figura 1 (b), El metal se deforma plsticamente

as que el doblez toma una forma permanente al remover los esfuerzos que lo

causaron. El doblado produ ce poco o ningn cambio en el espesor de la lmina

metlica.

FIGURA 1. (a) Doblado de lmina metlica; (b) en el doblado ocurre elongacin

a la tensin y a la compresin.

Doblado en v y doblado de bordes

Las operaciones de doblado se realizan usando com o herramientas de trabajo

diversos tipos de punzones y dados. Los dos mtodos de doblado ms comunes y

sus herramientas asociadas son el doblado en V, ejecutado con un dado en V; y

el doblado de bordes, ejecutado con un dado deslizante. Estos mtodos se

ilustran en la Figura 2.

FIGURA 2. Dos mtodos comunes de doblado: (a) doblado en V y (b) doblado de

bordes; (1) antes y (2) despus del doblado. Los smbolos v = velocidad, F = fuerza de doblado aplicada, Fh = fuerza de sujecin.

En el doblado en V , la l mina de metal se dobla entre un punzn y un dado en

forma de V, los ngulos van desde los muy obtusos hasta los muy agudos. El

doblado en V se usa generalmente para operaciones de baja produccin 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 lmina de metal. Se

usa una placa de presin, que aplica una fuerza de sujecin Fh para sujetar la

lmina contra el dado, mien tras el punzn fuerza la parte volada para doblarla

sobre el borde del dado. En e l arreglo que se ilustra en la F igura 1(b), el doblado

se limita a ngulos de 90 o menores. Se pueden disear dados deslizantes ms

complicados para ngulos mayores de 90. D ebido a la presin del sujetador, los

dados deslizantes son ms complicados y ms costosos que los dados en V y se

usan generalmente para trabajos de alta produccin.

Anlisis de ingeniera del doblado

Algunos trminos importantes del doblado se identific an en la Figura 1. El metal,

cuyo grosor es t se dobla a travs de un ngulo, llamado ngulo de doblado A. El

resultado es una lmina de metal con un ngulo inducido A' , tal que A + A' =

180. El radio del doblez R se especifica normalmente sobre la parte interna, en

lugar de sobre el eje neutral. Este radio del ngulo se determina por el radio de la

herramienta que se usa para ejecutar la operacin. El doblado se hace sobre el

ancho de la pieza de trabajo w .

Tolerancia de doblado Si el radio del doblado e s pequeo 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 dimensin especificada. El

problema es determinar la longitud del eje neutro antes del doblado, para tomar

en cuenta el estirado de la seccin doblada final. Esta longitud se llama tolerancia

de doblado y se puede estimar como sigue:

Dnde :

BA = tolerancia de doblado en (mm);

A = ngulo de doblado en grados,

R = radio de doblado, (mm);

t = espesor del material, (mm);

Kba = es un factor para estimar el estirado.

(1)

Los siguientes valores de diseo se recomiendan para Kba [2]: si R < 2t < K ba =

0.33; y si R 2t, K ba = 0.50. Estos va lores de Kba predicen que el estiramiento

ocurre solamente si el radio de doblado es ms pequeo en relacin con el

espesor de la lmina.

Recuperacin elstica Cuando la presin de doblado se retira, la energa

elstica permanece en la parte doblada hacie ndo que sta recobre parcialmente

su forma original. Esta recuperacin elstica es llamada recuperacin elstica y se

define como el incremento del ngulo comprendido por la parte doblada en

relacin con el ngulo comprendido por la herramienta formadora d espus de que

sta se retira. Esto se ilustra en la Figura 3 y se expresa como:

Donde

SB = recuperacin elstica; A' = ngulo comprendido por la lmina de metal, en grados;

A'b = ngulo comprendido por la herramienta de doblado, en grados.

FI GURA 3. La recuperacin elstica en el doblado se muestra como una

disminucin en el ngulo de doblado y un incremento del radio de Rb, doblado: (1) durante la operacin, el trabajo es forzado a tomar el radio Rb y el ngulo

incluido , ambos estn deter minados por la herramienta de doblado (punzn de doblado en V); (2) una vez que se retira el punzn, el material regresa al radio

R y al ngulo incluido A'. El smbolo F = fuerza de doblado aplicada.

(2)

Aunque no tan obvio, ocurre un incremento en el radio d e doblado debido a la

recuperacin elstica. La magnitud de la recuperacin elstica se incrementa por

el mdulo de elasticidad E y la resistencia a la fluencia Y del metal del trabajo.

Se puede lograr una compensacin para la recuperacin elstica por va rios

mtodos Dos mtodos comunes son el sobre doblado y el fondeado. En el sobre

doblado, el ngulo del punzn y su radio se fabrican ligeramente menores que el

ngulo especificado en la parte final, de manera que la lmina regrese al valor

deseado. El fon deado involucra comprimir la parte al final de la carrera

deformndola plsticamente en la regin de doblado .

Fuerza de doblado La fuerza que se requiere para realizar el doblado depende

de la geometra del punzn y del dado, as como de la resistencia, e spesor y

ancho de la lmina de metal que se dobla, La fuerza mxima de doblado se puede

estimar por medio de la siguiente ecuacin, basada en el doblado de una viga

simple:

Donde

F = fuerza de doblado, (N); TS = resistencia a la tensin del meta l en lmina, (MPa);

w = ancho de la parte en la direccin del eje de doblez, (mm); t = espesor del material o la parte, (mm);

D = dimensin del dado abierto en (mm), como se define en la F igura 4.

En mecnica, la ecuacin 3 se basa en el doblado de una vi ga 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.

(3)

FIGURA 4. Dimensin de la abertura del dado D: (a) dado en V, y (b) dado

deslizante.

EJEMPLO 1. Doblado de lmina metlica

Se dobla una pieza hecha de lmina de metal como se muestra en la F igura 5. El

metal tiene un mdulo de elasticidad E = 205 GPa, resistencia a la fluencia Y =

275 MPa y resistencia a la tensin TS = 448 MPa. Determine a) el tamao inicial

de la pieza y b) la fuerza de doblado, si se usa un dado en V con una abertura D

= 25 mm .

Figura 5. Parte de lmina del ejemplo 1.

Solucin: a) La pieza inicial ser 44 mm de ancho. Su longitud ser igual a 38 + 25 +

BA. Como se muestra, para un ngulo incluido A' = 120, el ngulo de

doblado = 60. En la ecuacin 22.6 el valor de Kba = 0.33 ya que R/t = 5/3

= 1.66 (menor que 2.0) .

La longitud de la pieza es entonces 68.184 mm.

b) La fuerza se obti ene de la ecuacin 3.49, usando Kba = 1.33.

Otras operaciones de doblado

Se dispone de otras operaciones de doblado adicional, adems de las de doblado

en V y doblado de bordes. Algunas de stas involucran el doblado sobre ejes

curvos en lugar de ejes rectos, o tienen otras caractersticas que las diferencian

de las operaciones bsicas descritas anteriormente.

Formado de bridas, doblez, engargolado y rebordeado El formado de bridas

es una operacin en la cual el filo de una lmina se dobla en un ngul o de 90

para formar un borde, Se usa frecuentemente para reforzar o dar rigidez a la

parte de lmina metlica, El borde se puede formar en un doblez sobre un e je

recto, como se ilustra en la F igura 6(a), o puede involucrar algunos estiramientos

o contracc iones del metal como en las partes (b) y (c).

FIGURA 6. Formado de bridas: (a) bridado recto, (b) bordeado estirado y (c)

bridado contrado.

El doblez involucra el doblado del borde de la lmina sobre s misma en ms de

un paso de doblado. Esto se hace frecuentemente para eliminar el filo agudo de la

pieza. Para incrementar la rigidez y para mejorar su apariencia. El engargolado o