El doblado y curvado de chapa es una operación mediante la cual consiste en obtener una pieza con generatrices y bordes rectilíneos, ejerciendo una fuerza de cierta intensidad, que provoca una deformación permanente de la chapa según la curvatura que se le quiera dar. Normalmente para dicho proceso utilizaremos una prensa con matriz.
Cuando realizamos un doblado podemos observar que la parte exterior de la chapa y la interior se expande o se comprime, esto se debe a que el límite de los materiales no es el mismo a tracción que a compresión, como a compresión los materiales tienen mayor límite elástico, se producirá una deformación plástica mayor al lado de fuera.
Este fenómeno provoca que el eje neutro no equidista de las dos superficies, de tal manera que este se encuentra más cerca de la superficie interna que de la externa, ya que la parte externa cede antes, debido a que su límite elástico es menos, también pudiendo depender del grosor de la pieza que estamos doblando.
Factores que intervienen en el doblado y curvado de chapa
- Elasticidad del material: Es el factor que influye en la recuperación del material, deberemos acentuar los ángulos de doblado. Por tanto, si queremos realizar un doblado tendremos que hacerlo en un valor superior al requerido para compensar dicha recuperación elástica.
- Radio de curvatura: Influye en la variación de espesor de forma decisiva. También en la aparición de grietas y posteriores roturas. Debe evitarse siempre los doblados sin radio interior.
- Sentido de las fibras: Dependerá del laminado previo a la que ha sido sometida. Por tanto, el sentido en la que están las fibras será de gran importancia porque si realizamos un doblado en contra de la dirección de las fibras, la pieza a ensayo tendrá peor comportamiento, peor calidad y una peor durabilidad que si se hubiera hecho a favor de las fibras.
Al realizar una operación de doblado, lo que estamos haciendo es una pequeña deformación del material. Un ligero desplazamiento molecular en aquella parte en la que se efectúa el doblado.
Fenómenos que se producen en el doblado y curvado de chapa
Al realizar el doblado y curvado de chapa lo que estamos haciendo es comprimir su parte interior y estirar su parte exterior. En consecuencia, las fibras del material sufren en la zona de doblado. Cuanto menor sea el radio que se pretenda conseguir, más intensas serán las solicitaciones.
Radio interior más pequeño que se puede lograr para un material determinado.
La chapa al ser comprimida o estirada por ambas partes las partículas cambian de posición. Existe una zona neutra donde las tensiones son nulas y donde no existe una deformación, llamada zona o línea neutra. La descentración del eje neutro depende en gran parte, del espesor de la pieza y del radio de doblado.
La denominación de la zona neutra será de un gran interés, ya que será fundamental para calcular la longitud de los perfiles doblados. Tiende a desplazarse hacia el interior de la curvatura cuando más pequeña sea la relación.
Desarrollo de una pieza doblada
Para calcular el desarrollo se determina la posición de la línea neutra. Por lo que el desarrollo de la pieza será la línea de la fibra neutra.
La fibra neutra denomina la zona de un elemento doblado que no sufre ninguna deformación, sus fibras no serán modificadas a consecuencia de la tracción o compresión.
La fibra neutra no siempre se encuentra en el centro de la chapa. Esta toma una posición diferente según el espesor del material y el radio de dicho doblado. El cálculo de la fibra es un elemento básico para el desarrollo a la hora de doblar los elementos.
Para calcular la fibra de una forma aproximada, hay que partir de una pieza plana con el perfil adecuado. El citado desarrollo se calcularía arreglo a la línea media de espesor de la chapa si el doblez conservase espesor.
ri= Radio interior
Recuperación elástica después del doblado y curvado de chapa
Llamado factor de retorno o recuperación elástica, a la recuperación de la chapa tan pronto como cesa la acción del punzón sobre la misma, es debido a la acción deformante a la que ha estado sometido la chapa, éste tiende a volver a su forma primitiva. Esta reacción es debido a la propiedad que poseen los cuerpos al ser elásticos.
A la hora de construir un molde de doblar se deben tener en cuenta el factor de retorno. Con la intención de construir los punzones o matrices con los ángulos y radios debidamente modificados para que la pieza fabricada quede a las medidas del plano.
La recuperación elástica varía en función de los siguientes factores:
- Tipo de material: En función de la dureza del material las deformaciones pueden variar.
- Espesor del material: A mayor espesor, menor recuperación elástica.
- Radio de curvatura: A mayor radio, mayor recuperación elástica.
- Ángulo de doblado: A mayor radio de curvatura, mayor recuperación elástica. Por el contrario, a menor radio de curvatura, menor recuperación elástica.
Métodos de doblado
Acción central: es un doblado empleado para curvar grandes perfiles
Acción lateral: se obtienen perfectos doblados, debido al pequeño brazo de palanca en el que actúa el punzón. Es el sistema más empleado para el doblado de pequeñas piezas.
Acción frontal: utilizado principalmente en perfiles para doblados cerrados o curvos.
Ejemplos de diferentes tipos de doblados para el mecanizado de piezas.
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