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Una arruga en el interior de una curva es más que un defecto cosmético: debilita la pared, atrapa líquido y, por lo general, hace que la pieza se deseche. Sin embargo, la mayoría de las arrugas se pueden evitar. La pared interior del tubo se pandea porque se comprime más de lo que puede absorber, y la solución es casi siempre una combinación de una solución de doblado , de tubos y la máquina adecuada. SLS Machinery fabrica equipos de doblado de tubos de precisión CNC y herramientas de extracción rotativa que mantienen esta compresión bajo control. Esta guía explica las 7 causas comunes de arrugas al doblar tuberías y los pasos para eliminarlas.
Esta publicación cubre: cómo el radio de curvatura y la relación D deciden si una pared se pandea; por qué el soporte del mandril y la configuración del cabezal limpiador son más importantes que cualquier otra variable; cómo los ajustes de la máquina, como la velocidad de la placa guía, , la presión, la fuerza del troquel y la velocidad de avance, crean o eliminan arrugas; y las características de la máquina dobladora de tubos por las que vale la pena pagar.
Las arrugas son una falla de compresión. Durante una curva, la pared exterior se estira bajo tensión mientras que la pared interior se comprime; el eje neutro intermedio permanece sin cambios. Cuando la compresión excede lo que el material puede soportar, la pared interior se pliega en ondas que corren perpendicularmente a la dirección de curvatura, lo que los operadores llaman flexión y arrugamiento..
Tres variables controlan si esto sucede. Primero, el radio de curvatura en relación con el diámetro del tubo: la relación D (radio de la línea central ÷ OD). Por debajo de aproximadamente 2:1, el riesgo de arrugas aumenta rápidamente a menos que se agregue soporte interno. En segundo lugar, factor de pared : diámetro exterior dividido por el espesor de la pared. Las paredes delgadas tienen poca rigidez y se pandean fácilmente. En tercer lugar, la ductilidad del material: el acero inoxidable se arruga más fácilmente que el aluminio más blando porque resiste la deformación suave bajo carga.
1) Radio de curvatura demasiado pequeño para el diámetro del tubo. Un radio inferior a 2D obliga a la pared interior a comprimirse bruscamente; Por debajo de 1,5D, las arrugas aparecen casi garantizadas sin herramientas especiales.
2) Mandril faltante o mal colocado. El mandril soporta la pared interior. Ningún mandril, o uno colocado demasiado detrás del punto tangente , deja la pared sin soporte exactamente en el punto donde comienza la compresión.
3) Fuerza de presión incorrecta del troquel. Una fuerza demasiado pequeña hace que el tubo se deslice y se arrugue; demasiado pellizca y adelgaza la pared.
4) Diseño y autorización de utillaje. Los espacios sobredimensionados en el troquel de sujeción , el troquel curvado o el troquel antiarrugas permiten que la pared se mueva libremente y se pliegue bajo compresión.
5) La separación del troquel limpiador o el rastrillo son demasiado grandes. Un troquel limpiador que se asienta demasiado atrás o con demasiado ángulo de inclinación deja un espacio donde el metal comprimido se acumula formando arrugas.
6) Velocidad de la placa guía más rápida que la matriz. Cuando la guía empuja el tubo hacia adelante más rápido de lo que gira la matriz de curvatura, la pared interior se comprime antes de que las herramientas puedan soportarla.
7) Velocidad de avance demasiado alta en curvas cerradas. Para radios inferiores a 3D, una velocidad de avance agresiva abruma las herramientas y fuerza el pandeo temprano.
Coloque el mandril correctamente. La punta del mandril debe quedar entre 0 y 0,125 pulgadas detrás del punto tangente , ajustado en pasos de ~0,010 pulgadas. Las curvas cerradas y las paredes delgadas requieren un mandril de bolas o un mandril de paso cerrado ; Para radios más grandes se puede utilizar un mandril de tapón . La separación entre el mandril y el tubo debe permanecer en el rango de 0,02 a 0,06 pulgadas; más estrecha (0,02 a 0,04 pulgadas) para trabajos en paredes delgadas.
Coloque la matriz limpiadora en una separación cercana a cero. Coloque la punta entre 0,060 y 0,300 pulgadas detrás del punto tangente con un ángulo de inclinación de 1 a 2°. Para factores de pared altos, utilice una matriz limpiadora de espalda cuadrada , que hace contacto con más superficie que un estilo de inserción.
Equilibre la presión del troquel y el impulso. Aumente la fuerza del troquel de presión hasta que el tubo permanezca bloqueado contra el troquel doblado sin adelgazarse; agregue control de impulso al inicio de la curva para ayudar a que el tubo se ajuste a la ranura del troquel.
Sincronice la velocidad de la placa guía. La velocidad de la guía ideal es igual a la velocidad circunferencial del troquel: Velocidad de la placa guía = (2 × π × Radio de curvatura × RPM) ÷ 60. Utilice un tacómetro o control digital para igualarlas.
Elija un radio mayor siempre que sea posible. Mantener la relación D igual o superior a 2:1 es la solución más sencilla para doblar tuberías . Cuando el diseño exija un radio estrecho, combine un radio más pequeño con un mandril y un soporte de matriz limpiadora en lugar de doblarse sin soporte.
Lubricar y mantener herramientas. El aceite para doblar y las superficies limpias de los troqueles reducen los picos de fricción que provocan el pandeo local; Los insertos y matrices desgastados deben reemplazarse antes de que comiencen a rasgar la superficie.
Cuando aparezca una arruga, cambie una variable a la vez y vuelva a doblar:
1. Confirme que la velocidad de la placa guía coincida con la rotación del troquel; 2. Mida la separación entre el mandril y el tubo con galgas de espesores; 3. Reduzca la velocidad de avance por debajo de 1,6 pulg./s para curvas cerradas; 4. Ajustar la fuerza del troquel de presión ; 5. Vuelva a comprobar la separación y el rastrillo del troquel limpiador; 6. Ejecute pruebas de curvatura y registre los resultados. Esta rutina sistemática de solución de problemas de doblado de tubos aísla la causa en lugar de perseguir los síntomas.
Las curvas consistentes y sin arrugas provienen de una configuración repetible. Marque y bloquee la posición del mandril, la separación del troquel limpiador y el ángulo de inclinación una vez que funcionen. Utilice correctamente el principio de doblado por estiramiento giratorio : la matriz de curvatura, la matriz de presión de , la matriz de sujeción y el limpiador deben estar alineados en la misma línea central. Para doblar tubos de pared delgada , dé prioridad a los mandriles de paso cerrado y las matrices limpiadoras de espalda cuadrada. Esté atento también a los defectos secundarios: adelgazamiento de la pared en el radio exterior, aplanamiento de la sección transversal y recuperación elástica después de la liberación; los tres responden a los mismos parámetros.
Una máquina dobladora de tubos CNC moderna elimina la mayoría de las conjeturas. Busque placa guía sincronizada y control de velocidad del troquel, ajuste fino del mandril en incrementos de 0,004 pulgadas, fuerza del troquel de presión programable y control de impulso , y monitoreo en tiempo real del espesor de la pared durante el plegado. Estas características son importantes en las líneas de escape y chasis de automóviles , marcos de muebles , pasamanos de construcción y serpentines de intercambiadores de calor , donde una curva rechazada cuesta mucho más que la característica de la máquina que lo impide.
P: ¿Qué causa las arrugas al doblar un tubo?
R: Compresión excesiva de la pared interna, generalmente debido a un radio de curvatura demasiado pequeño para el diámetro del tubo, soporte de mandril faltante o mal colocado, espacios libres para herramientas demasiado grandes o una velocidad de la placa guía que supera la matriz de curvatura.
P: ¿Cuál es el radio de curvatura mínimo para evitar arrugas?
R: Como regla general, mantenga el radio de la línea central al menos dos veces el diámetro exterior del tubo (2D) al doblar sin soporte interno. Por debajo de 2D, utilice un mandril y una matriz limpiadora.
P: ¿Cómo evito las arrugas en un tubo de pared delgada?
R: Utilice un mandril de bolas de paso cerrado colocado en el punto tangente, una matriz limpiadora de espalda cuadrada con espacio casi nulo, espacio libre más estrecho para el mandril (0,02 a 0,04 pulgadas) y una alimentación sincronizada más lenta.
P: ¿Por qué mi tubo se arruga incluso con un mandril?
R: Es posible que el mandril esté demasiado detrás del punto tangente, que la separación entre el mandril y el tubo sea demasiado grande o que la separación del troquel limpiador/ángulo de inclinación pueda estar fuera de las especificaciones; verifique los tres en ese orden.
P: ¿La velocidad de la placa guía realmente causa arrugas?
R: Sí. Si la placa guía empuja el tubo más rápido de lo que gira la matriz, la pared interior se comprime prematuramente y se pandea. Hacer coincidir las dos velocidades es una de las soluciones más económicas disponibles.
P: ¿Pueden las máquinas CNC eliminar las arrugas por completo?
R: Con herramientas correctas y parámetros sincronizados, las máquinas CNC modernas mantienen la calidad del plegado de manera repetible y reducen los desechos relacionados con las arrugas a casi cero en todas las tiradas de producción.
P: ¿Qué es una matriz limpiadora y cuándo la necesito?
R: Un troquel limpiador presiona contra el radio interior justo delante de la curvatura y alisa el material comprimido antes de doblarlo. Es esencial para radios estrechos y tubos de pared delgada.
P: ¿Qué otros defectos debo observar durante el plegado?
R: Adelgazamiento de la pared y agrietamiento en el radio exterior, aplanamiento de la sección transversal y recuperación elástica después de la liberación. Comparten las mismas causas fundamentales y responden a las mismas correcciones de configuración.
Las arrugas son la señal más clara de que la compresión está superando al soporte. Primero fije el radio de curvatura y la relación D , luego la posición del mandril, la configuración del troquel limpiador y la sincronización de velocidad. Una rutina estructurada de resolución de problemas de doblado de tubos y una máquina dobladora de tubos CNC capaz convierten un defecto costoso en un proceso controlable. SLS Machinery ofrece máquinas dobladoras de estiramiento giratorio, paquetes de herramientas y soporte de proceso para tubos, desde líneas de precisión de diámetro pequeño hasta tuberías de paredes gruesas; contáctenos con el tamaño de su tubo, el material y el radio de curvatura para obtener una configuración recomendada.
URL del canal de vídeos de maquinaria SLS: https://www.youtube.com/channel/UCBz_laOhfRZ_e00NxcyMwhQ
