DOBLADORA (PRESS BRAKE) 1 INDICE 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE SEGURIDAD INDUSTRIAL 2. DOBLADORA 3. HERRAMIENTAS DE TRABAJO 4. SET UP 5. DOBLADO DE PIEZAS
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 2 1. CONCEPTOS BÁSICOS DE SEGURIDAD INDUSTRIAL La seguridad industrial, es una disciplina laboral, con el objetivo de controlar incidentes y prevenir accidentes laborales en el centro del trabajo. Se logra a través de: • Detección de peligros. • Evaluación de riesgos. • Técnicas, condiciones y medidas de seguridad para operar. Detecta el Peligro Peligro: Toda actividad o situaciones del ambiente laboral por su propiedad o condiciones tienen el potencial de ocasionar daños a los trabajadores o al centro de trabajo (Incidentes o accidentes). Tipos de actividades o situaciones • Transporte de cargas. • Manipulación de Herramientas. • Operación de maquinaria. • Ensamblado de piezas. • Intervenciones de Mantenimiento. • Canalización de tubería. • Actividades de limpieza. • Manipulación de cargas. • Limpieza. • Montaje. Evalúa el riesgo Riesgo: Correlación agente – actividad donde se expone un trabajador; con la probabilidad de causar efectos adversos al mismo o al centro de trabajo. ¿Porque se desarrollan? • Por falta de control • Por Imprudencia • Por negligencia • Por complacer • Por desconocimiento • Por Omisiones
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 3 Preventivas que debes ejecutar • Ejecutar una check list • Inspecciona tu equipo. • Inspecciona / reconoce tus herramientas. • Inspecciona tu área. • Gestiona tus documentos de seguridad. • Se preventivo, no seas reactivo. 2. DOBLADORA Primero que nada, vamos a conocer una dobladora Una dobladora es una prensa industrial que trabaja por medio de potencia hidráulica en 2 pistones. Esta máquina permite doblar piezas metálicas, regularmente planas para formar dobleces angulares precisos, con una fuerza en toneladas por área.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 4 Herramientas de la dobladora Cuida tus manos Sus manos jamás deben de estar entre el punzón Y la matriz. Jamás hacer un cambio de matriz con el pie en el accionador o con ayuda de alguien.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 5 Check list pre – uso • Inspección diaria • Nombre del equipo • Número de control • Listado de dispositivos a probar o verificar • Denotar averías o regularidades durante la operación • Reportar las mismas. Tipos de dobladoras • Existen cuatro tipos de dobladoras de lámina creadas para realizar específicas tareas en los diferentes sectores de la industria del metal. • Recordando que una dobladora de lámina es la máquina ideal para realizar trabajos pesados y plegar láminas de diferentes metales, fue diseñada con placas resistentes haciéndola ajustable para crear diversos tipos de doblez. • Cada dobladora de lámina tiene sus funciones y características particulares. ¿Cuáles son los tipos de dobladora? • Dobladora de lámina manual: usada para dobleces de bajo calibre. • Dobladora de lámina hidráulica: usada para dobleces de mediano y alto calibre. • Dobladora de lámina eléctrica: usada en la industria alimenticia. • Dobladora de lámina CNC: usada para el procesamiento de lámina rolada en frío.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 6 Diferencias entre tipos de dobladoras de lámina • Para la dobladora manual se requiere de un ajuste manual de sus dimensiones y ángulos de flexión. Incluye mesa de trabajo, soportes y placa de sujeción, perfecta para placas de metal ligeras y pequeñas. • • En la dobladora hidráulica se pueden encontrar dos cilindros hidráulicos sincronizados en los bastidores en C que dan movimiento a la viga superiorinferior. La viga móvil sube y baja, además de que puede trabajar sin que se le de supervisión constante.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 7 • Una dobladora eléctrica es empleada mayormente en obra para doblar barras de hierro. Se maneja por medio de un pedal y un mando de mano. También suele estar montada sobre un chasis con ruedas para que su desplazamiento sea más práctico. • El diferenciador de una dobladora de lámina tipo CNC es que es utilizada para el procesamiento de lámina rolada en frío. Ese proceso es aplicado en el doblado de chapa para industria automotriz, para fabricación de aviones, para contenedores, elevadores, entre más.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 8 Arranque • Para arrancar una brake primero se debe de energizar activando el switch (interruptor) que está situado en la parte lateral. • Después se desactiva el paro de emergencia • Se enciende la bomba hidráulica y se espera unos segundos. Calentamiento y referenciado • Después de arrancar la dobladora y su bomba hidráulica se debe hacer un pequeño calentamiento para lubricar el mecanismo interno y las guías de la máquina. • Algunas máquinas tienen un procedimiento ya estandarizado sobre los pasos que hay que seguir para hacer la rutina de calentamiento y referenciarían en su misma programación, mientras que otras, el mismo operador mueve los ejes manualmente para lubricar las guías y rieles de movimiento. • Por ejemplo, la brake DURMA después de energizar y arrancar la bomba hidráulica se debe presionar el botón de semiautomático1 y luego Start2 para dejar la máquina lista para trabajar.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 9 Como seleccionar las matrices • La regla de 8x es una regla empírica antigua basada en el acero laminado en frío con una resistencia a la tensión de 80,000 PSI, que establece que la mejor práctica es elegir un ancho de abertura de dado que sea 8 veces el espesor del material. Generalmente se obtienen los mejores resultados al trabajar con la regla de 8x. Se facilita el formado y se alcanza la estabilidad del ángulo de doblez al trabajar dentro de los requerimientos de tonelaje. Usted descubrirá que puede producir un radio interior aproximadamente igual al espesor del material. • Para obtener el máximo de sus herramientas, la tangente del doblez, donde empieza el radio, idealmente debería estar a la mitad de la cara del dado. En este caso, la mitad de la cara del dado es igual al reajuste exterior (OSSB), la distancia de la línea de dado exterior (planos que son paralelos a la pieza de trabajo) al punto tangente del doblez.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 10 Selección de herramental • Para lograr cierto radio, se necesita el herramental y la prensa correctos. Al final de cuentas, los anchos de abertura de dado disponibles en su biblioteca de herramientas, así como las capacidades de tonelaje de su herramental y de sus prensas, determinarán los radios de doblez interiores que se pueden lograr al doblar un material de un tipo y espesor dados. Tipos de dobleces Air Bending y Bottom Bending La regla del 20 por ciento simplemente describe el radio interior resultante al doblar con aire, y se usa para calcular las deducciones del doblez. Sin embargo, usualmente no es un medio para desarrollar una abertura de dado, porque no toma en cuenta los límites de tonelaje o la recuperación elástica. 1. Asegúrese de que el radio de doblez interior especificado sea al menos el 63 por ciento del espesor. De no ser así, el radio de doblez interior no puede lograrse físicamente, excepto estampado o embutido. Eso se debe a que a un 63 por ciento del espesor del material, el doblez se vuelve agudo, y el punzón empieza a hacer una zanja en el material. En su caso, por supuesto, usted está buscando una relación 1 a 1 para espesor del material y radio de doblez interior, lo que ciertamente es factible, siempre que su herramental y sus máquinas puedan manejar los requerimientos de tonelaje. • Esta regla del 63 por ciento también es una buena directriz para la selección de su punzón. En el doblado con aire, el radio de la punta del punzón no crea el radio de doblez interior. Sin embargo, el radio de la punta del punzón siempre debe ser al menos un 63 por ciento del espesor del material donde el doblez se vuelve agudo. Y, por supuesto, usted necesita asegurarse de que el ángulo del dado sea mayor que el ángulo del punzón.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 11 2. Seleccione la abertura del dado. Para cualquier tipo de máquina, usted generalmente no desea usarla excesivamente ni muy poco. Usted obtiene el máximo de la máquina a la mitad del valor máximo del tonelaje de operación. Dicho lo anterior, ¿la combinación de dado, punzón y material no es en realidad una “máquina”? Por supuesto que sí. Entonces, ¿cuál es la mitad del valor de operación de un dado? Bajo condiciones perfectas, ese punto ocurre a la mitad de la cara del dado. • Para encontrar la abertura de dado geométricamente perfecta—una en que el doblez ocurra a la mitad de la cara del dado—use la siguiente fórmula: (radio de doblez exterior x 0.7071) x Factor = Abertura perfecta del dado. • Para calcular su radio de doblez interior, sume el radio de doblez interior deseado al espesor del material. En su ejemplo, usted agregaría un radio interior de 0.075 pulgadas al espesor del material de 0.075 pulgadas y obtiene un radio de doblez exterior de 0.150 pulgadas. • El factor en la fórmula es un multiplicador, y un multiplicador de 4.0 le daría un valor lo más cercano posible a un valor geométricamente perfecto, hablando en términos prácticos, pero sin permitir recuperación elástica. Para considerar la recuperación elástica, incremente ligeramente el multiplicador. En espesores de material menores a 0.125 pulgadas, un multiplicador realista es 4.85. En materiales entre 0.125 y 0.250 pulgadas, el multiplicador es 5.85 pulgadas (el material de más de 0.250 pulgadas de espesor se calcula de manera diferente). Este método de selección de dados mantiene las relaciones consistentes si el radio es grande y el material delgado, o si el material es grueso y el radio es pequeño. • En su caso, usted calcularía lo siguiente: (radio de doblez exterior x 0.7071) x Factor = abertura de dado perfecta; o (0.150 pulgadas x 0.7071) x 4.85 = 0.514 pulgadas. Por supuesto, es probable que su taller no tenga un ancho de abertura de dado de 0.514 pulgadas, así que muy probablemente necesitará elegir el ancho más cercano disponible, entre un dado de 0.472 pulgadas o uno de 0.551 pulgadas. Elegir la abertura de dado disponible más cercana mantendrá su radio de doblez interior lo más cerca posible del valor calculado. Esto supone que el tonelaje en exceso no es un problema si se usa un dado menor.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 12 • (Note que usando un factor de 4.0, el valor del ancho de la abertura del dado sería 0.424 pulgadas, el cual, al menos teóricamente, es geométricamente perfecto para el trabajo, pero que, insisto, no toma en cuenta la recuperación elástica.) 2. Calcule los requerimientos de tonelaje. • Ahora que usted ha determinado la abertura ideal del dado, necesita asegurarse de que no exceda el tonelaje disponible de su prensa o de su herramental. Para calcular esto, use lo siguiente: [(575 × espesor del material2)/Abertura del dado] × Factor del material =Tonelaje por pie. • Usamos como base AISI 1035 con una resistencia a la tensión de 60,000 PSI (el tipo más común de acero laminado en frío usado), así que dale un valor de factor de material de 1. Para obtener un factor para un material específico, usted puede hacer una comparación simple de resistencias a la tensión, trabajando con un valor de 60,000 PSI como base. Si su acero inoxidable 304 está especificado con una resistencia a la tensión de 85,000 PSI, entonces divide ese valor entre 60,000 para obtener 1.4. Por lo tanto, su cálculo de tonelaje sería [(575 × 0.005625) / 0.551] × 1.4 = 8.22 toneladas por pie. Necesitará considerar la longitud del doblez también. Si usted está dentro de los límites de tonelaje de su herramental y de su prensa, entonces vamos al siguiente paso. 3. Si la abertura del dado es aceptable, calcule el radio de doblez usando la regla del 20 por ciento. • Empiece con el valor medio, Regresemos a nuestro ejemplo del acero inoxidable 304, el porcentaje medio es 21. Multiplique este porcentaje por la abertura real del dado que usará, y obtendrá el radio de doblez interior resultante: 0.551 pulgadas × 0.21 = 0.1157 pulgadas de radio de doblez interior. • El radio real será aproximadamente 0.116 pulgadas, que es lo más cercano a la relación 1 a 1 que usted puede obtener en una forma con aire. Sí, el radio es mayor que la relación 1 a 1 de radio de doblez y espesor de material, pero el dado también es más grande que el perfecto. Incluso un ancho de dado geométricamente perfecto daría un radio interior ligeramente mayor que el espesor del material. Con excepción del estampado, una relación exacta 1 a 1 no es posible sin herramental a la medida.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 13 Cálculo de Tonelaje La fuerza requerida para doblar una placa de metal delgada se calcula mediante el método de doblado en V, es decir, la placa delgada se presiona en el troquel en forma de V con un punzón en forma de V. La fuerza de flexión se puede calcular por el grosor de la hoja, la abertura del troquel, la longitud de flexión y la resistencia máxima a la tracción del material. Se puede ingresar la relación de la matriz para calcular la apertura de la matriz, generalmente de 6 a 12 veces el espesor de la lámina. Generalmente, cuando el espesor es de 0-3 mm, usamos 6 veces el espesor de la lámina. Cuando el espesor es de 3-10 mm, usamos 8 veces el espesor de la lámina. Cuando el grosor es superior a 10 mm, utilizamos 12 veces el grosor de la lámina. A continuación, puede utilizar el tonelaje calculado para seleccionar una máquina plegadora de chapa adecuada. Fórmula de cálculo aproximada de la presión de flexión: P: Fuerza de flexión (KN) S: El espesor de la placa (mm) L: El ancho de la placa (m) V: ancho en V del troquel inferior (mm) V es 6-10 veces el espesor de la placa. Reglas para la selección de punzones • Para formas en L las reglas son... No hay reglas. Casi cualquier forma de punzón funcionará. Entonces, al seleccionar punzones para un grupo de partes, siempre debe considerar al final estas partes en forma de L, teniendo en cuenta que casi cualquier forma de punzón puede hacerlas. • Al hacer estas formas en L, use un punzón que también pueda formar otras partes, en lugar a agregar herramientas innecesarias a la biblioteca. • Otras formas sí requieren reglas específicas para la selección de punzones. Por ejemplo, al hacer formas en J, las reglas son: ➢ Cuando el tramo pequeño hacia arriba es más largo que el tramo inferior, necesita un punzón de cuello de ganso. ➢ Cuando el tramo pequeño hacia arriba es menor que el tramo inferior, cualquier forma de punzón funcionará. ➢ Cuando el tramo pequeño hacia arriba es igual al tramo inferior, necesita un punzón agudo descentrado. Para muchas partes, la forma del punzón no causa restricciones de doblado.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 14 Ciertas formas en J tienen reglas de selección de punzón específicas. Cuando el tramo pequeño hacia arriba es igual al tramo inferior, necesita un punzón de descentrado agudo (que se muestra a la izquierda). Si el tramo hacia arriba es más largo que el tramo inferior, necesita un punzón de cuello de ganso (que se muestra a la derecha). SET UP • Ya seleccionadas las herramientas de trabajo (punzón y matriz) se procede a colocar la matriz sobre la bancada de la press brake sin sujetarla. • Después se procede a acomodar el/los punzón(es) al llegue sin apretar los tornillos. • Ya teniendo cargados los parámetros de las herramientas en la press brake, se baja la cortina despacio para que se auto alineen el punzón con la matriz. • Ahora si se ajustan los tornillos del punzón y los clamps de la matriz.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 15 Configuración (set up) DURMA Utilizar la instrucción de Set Up DURMA disponible en la Planta • Al conocer esta información hay que revisar, que al buscar el programa en la pantalla la matriz y el punzón estén precargados.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 16 Cotejar los parámetros contra el sketch
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 17 Se monta la matriz sobre el porta matrices cuidando que no tenga juego Probetas • Al comenzar a realizar una WO primero se deben hacer varias pruebas con probetas del mismo material, espesor y dureza. • La dureza de las piezas de aluminio está especificada según el tratamiento que se le dio (T0, T1, T2, T3) T0 siendo el más blando y maleable y T3 siendo el más duro y rígido) • Las probetas normalmente las podemos encontrar cerca del estante donde se encuentran las WO que van llegando y están identificadas. • Ya cargados y cotejados los parámetros (set up) de la máquina procedemos a realizar las primeras pruebas de doblado con las respectivas probetas. Se introduce la probeta entre el punzón y la matriz topándola contra el tope mecánico. Los topes deben de estar arriba siempre, para que no vaya a haber un impacto. Solo se deben de bajar al realizar un doblez.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 18 Dobles de probetas • Para realizar el primer doblez con los parámetros ya establecidos se debe presionar el pedal introduciendo el pie completamente y mantenerlo presionado. Medidas de Flanges
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 19 Los flanges es la medida “X” tomada desde la intersección virtual del doblez Hasta el filo de la pieza. • El punzón bajará hasta presentarse con la matriz doblando lo que esté entre ellos y retornará a la posición segura automáticamente • Se remueve la probeta y se procede a medir los flanges y los ángulos a tratar con el vernier digital Y el goniómetro digital. • En caso de que no quede alguna característica se procede a hacer un ajuste en los parámetros para realizar una 2da, 3ra, “n” pruebas necesarias antes de meter una pieza buena. La primera pieza para validación • Cuando la prensa comience a doblar la pieza debe soltar la pieza para no interferir con el proceso de doblado. • Después de cada doble se debe medir con exactitud que el resultado esté dentro de tolerancia con base al sketch.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 20 Si una pieza lleva más de 1 dobles, se tiene que analizar detenidamente la secuencia que debe llevar para que un Dobles no interfiera con otro. Incluso en algunas circunstancias es Necesario utilizar punzones y matrices especiales para ello Piezas de Material Especial • Algunas piezas de material especial como las de níquel son tan duras que requieren un proceso diferente para poder doblarlas. • Para ser más específico sin son piezas con formas irregulares, es necesario poner una probeta de soporte por debajo al doblarlas para evitar protuberancias no deseadas.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 21 3. Herramientas de trabajo Requerirá: • Vernier digital • Exacto • Escuadra • Goniómetro digital • Flenchador • Gages de radios • Llaves Allen • Martillo de goma • Martillo de madera • Fenólico • Calculadora Para el uso de los instrumentos, siga las instrucciones en sus puestos de operación, como las de: Uso del goniómetro, uso correcto de martillos, etc. Auto inspección Después de cada pieza, verificar: • Medida de ángulos, sentido de dobleces, radio y medida de flanges. • Marcas, golpes y rayones. • Embolsado de piezas con pintura.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 22 Retrabajo • Si la pieza no cumple con alguna tolerancia angular, la mayoría de las veces se puede retrabajar con un martillo, forzándola a entrar en tolerancia. • Normalmente al cambiar la forma a cualquier material éste tiene a tratar de volver a su forma original, esto se llama Springback. • A pesar de que el set up esté exacto en la máquina, es posible que por esta característica de los materiales de volver a su forma original, tengas que jugar un poco con los ajustes de la dobladora.
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 23 Limpieza • La limpieza de las piezas se debe de llevar a cabo con alcohol isopropílico y con un paño. No utilizar thinner ni acetona. Bibliografía • "Sheet Metal Forming: Processes and Applications" por Taylan Altan, Erman Tekkaya y N.K. Gupta. • "CNC Machining Handbook: Building, Programming, and Implementation" por Alan Overby. • "Metal Forming: Mechanics and Metallurgy" por William F. Hosford y Robert M. Caddell. • AMADA America: https://www.amada.com/ • TRUMPF: https://www.trumpf.com/ • The Fabricator: https://www.thefabricator.com/
DOBLADORA (PRESS BRAKE) 24 TABLA DE CONTENIDO Fecha Responsable: Revisión / Motivo de la revisión 28 enero 2022 Jonathan Torres Creación 11 julio 2023 Jonathan Torres Modificación, se agrega información sobre matrices y punzones, así como cálculos de ingeniería, ejemplos prácticos y set up. 11 julio 2023 Rodolfo Quiroz Revisión y ajustes.