¿Qué es el factor K de la prensa plegadora y cómo calcularlo?

¿Qué es el factor K de una prensa plegadora?

El prensa plegadora El factor K, también conocido como factor de tolerancia de plegado, es un parámetro adimensional que se utiliza en el plegado de chapa metálica para determinar la cantidad de elongación del material que se produce durante el proceso de plegado. Ayuda a calcular la tolerancia de plegado, que es la longitud adicional del material necesaria para el plegado.

El factor K tiene en cuenta el espesor del material, el radio de curvatura y las características del material que se va a curvar. Básicamente, representa la relación entre la distancia desde el radio interior de la curvatura hasta el eje neutro del material y el espesor del material.

Un factor K más bajo indica un menor estiramiento del material durante el plegado, mientras que un factor K más alto indica un mayor estiramiento. El factor K es esencial para predecir con precisión el ángulo de plegado final y lograr dimensiones de plegado precisas en la fabricación de chapa metálica.

Para determinar el factor K correcto para un material específico y una configuración de plegado, a menudo es necesario experimentar o consultar las especificaciones del material. Puede variar en función de factores como el tipo de material, el espesor, las herramientas y el método de plegado. Una vez determinado, el factor K se utiliza normalmente en fórmulas de tolerancia de plegado para calcular la cantidad de elongación del material y lograr dimensiones de plegado precisas.

Doblado de una pieza de prueba

Ingeniería inversa del factor k para prensa plegadora es la única forma de determinar su valor real, o al menos uno lo más cercano posible a la perfección. Puede hacerlo ejecutando curvas de prueba, midiendo los resultados y extrayendo el factor k de la fórmula BA que incorpora los resultados que midió. Puede ser su mejor opción, especialmente si está creando una tabla.

Pero, y este es un gran pero, también hay que tener en cuenta las tolerancias del material, incluidas la tensión, la fluencia y el espesor. Es posible que se obtengan datos muy precisos del factor k de una pieza de prueba, pero el material de la pieza de prueba podría no coincidir con las propiedades del material que se dobla en la producción. En cualquier caso, si se ha encontrado el BA doblando piezas de prueba, es posible que no se necesite el factor k de todos modos.

Cálculo del factor K sin necesidad de probeta

Existe otra forma de calcular el factor k sin doblar ninguna pieza de prueba. No es perfecta, pero tampoco lo es doblar una pieza de prueba. No solo pueden cambiar las propiedades del material, sino también las propiedades exactas de las herramientas que se utilizan (diferentes cantidades de fricción) y los diferentes métodos de conformado.

Ilustración que muestra el factor k en el doblado de chapa metálica

FIGURA 1. El factor k, expresado como t/Mt, es una relación que describe el desplazamiento del eje neutro hacia adentro durante la flexión.

Dicho esto, puede comenzar graficando el factor k, como se muestra en la Figura 3. Esta muestra el valor máximo del factor k en 50% del espesor del material, indicado por la línea roja. El punto donde se unen las líneas amarilla y roja (punto 4 en el gráfico) representa un radio de curvatura interior igual a cuatro veces el espesor del material. Por encima de ese valor, calculará factores mayores que 50%, pero no debería usarlos. Como muestra el gráfico, debe mantener su factor k en ese valor máximo de 0,50.

La posición 1 en el gráfico, donde se unen las líneas azul y amarilla, es el valor del factor k para un radio interior mínimo o agudo producible para un encofrado por aire. Cualquier valor por debajo de este valor coloca la curva en un área que excede los límites físicos de compresibilidad, al menos para nuestro material de referencia, el acero dulce. Como he dicho muchas veces antes, las curvas pronunciadas son la pesadilla de la precisión del encofrado por aire.

El factor k mínimo para la formación de aire se puede expresar como (4-π)/π, o 0,27324. Restamos ese valor de nuestro valor máximo de factor k de 0,5:

0.5 – 0.27324 = 0.22676

Este resultado nos da nuestro rango de posibles factores k, como se indica en la línea amarilla del gráfico. A continuación, dividimos 0,22676 por 3:

0.2267/3 = 0.07558

Esto nos da nuestro multiplicador, es decir, el número que multiplicamos por la relación entre el radio interior de la curva y el espesor del material. Hallamos esa relación dividiendo el radio interior de la curva por el espesor del material. Usaré un radio interior de la curva de 0,093 pulgadas en un material de 0,062 pulgadas de espesor.

0.093/0.062 = 1.5

Luego multiplicamos por nuestro multiplicador, 0,07558, y sumamos el resultado al factor k mínimo de 0,273:

0,07558 × 1,5 = 0,113

Ilustración que muestra el factor k y el retroceso exterior en el doblado de metales
FIGURA 2. El factor k describe el desplazamiento del eje neutro hacia adentro durante el plegado. Ese desplazamiento hace que el metal se alargue, lo que tenemos en cuenta en nuestros cálculos de plegado.

0.113 + 0.273 = 0.386

Esto hace que nuestro factor k sea 0,386. Todo esto se puede resumir en la siguiente fórmula. Nuevamente, se deriva el factor k mínimo y el multiplicador del gráfico de la Figura 2.

Factor K = [Multiplicador × (Radio interior/Espesor del material)] + Factor K mínimo

Desglosando el margen de curvatura

Has encontrado el factor k. ¿Y ahora qué? ¿Qué hacemos con ese número? ¿Cómo se aplica y por qué debería importarte? El motivo por el que debería importarte depende de la calidad del producto que quieras producir. Entender el factor k marca una gran diferencia. Primero, mira tu fórmula BA:

BA = [(0,017453 × radio de curvatura interior) + (0,0078 × espesor del material)] × ángulo de curvatura exterior

En esta ecuación, 0,017453 es π/180, que convierte grados en radianes, o unidades de medida para ángulos basadas en el radio de un círculo. Realizamos esta conversión porque las funciones trigonométricas en los cálculos matemáticos normalmente requieren que los ángulos estén en radianes en lugar de grados. Cuando multiplicas el ángulo convertido (en radianes) por el radio, básicamente estás calculando la longitud a lo largo del arco del círculo formado por la curva. Por lo tanto, π/180 multiplicado por el radio interior representa la longitud del arco a lo largo del eje neutro para un grado de ángulo.

La segunda parte de la ecuación comienza nuevamente con la conversión de grados a radianes (π/180), que luego se multiplica por un factor k de 0,4468, lo que nos da la cifra de 0,0078 en la fórmula. Esto representa la compensación que se produce cuando el eje neutro se desplaza hacia adentro durante el plegado, lo que hace que el material se alargue y añada longitud a las dimensiones de la pieza.

Ahora conocemos la longitud total del arco y la longitud adicional creada por el desplazamiento del eje neutro. Sin embargo, hasta ahora, solo hemos calculado un grado de ángulo de curvatura. Ahora, multiplicamos el ángulo de curvatura externo total, medido desde el exterior de la curvatura. (Nota: nunca utilice el ángulo de curvatura interno al calcular el ángulo de curvatura).

Un factor entre muchos

Tenga en cuenta que muchas variables pueden alterar los valores del factor k, especialmente si los operadores eligen diferentes aberturas de matriz o utilizan diferentes métodos de conformado. Entonces, ¿cuál es la "mejor" forma de recalcular las tablas del factor k? Tal vez sea una hoja de cálculo de Excel. Tal vez pueda doblar piezas de prueba. Solo tenga en cuenta que el factor k es solo una variable entre muchas que se deben considerar.