Estos insertos de peine están diseñados para montarse en soportes especiales y ayudan a eliminar las arrugas en diversas aplicaciones de cigüeñales.
Un cliente solicita un trabajo de conformado de tuberías a 90 grados. Esta aplicación requiere tubería de 2 pulgadas. Diámetro exterior (DE), 0,065 pulgadas. Espesor de pared, 4 pulgadas. Radio de la línea central (CLR). El cliente necesita 200 piezas por semana durante un año.
Requisitos de matrices: matrices de doblado, matrices de sujeción, matrices de prensado, mandriles y matrices de limpieza. No hay problema. Parece que todas las herramientas necesarias para doblar algunos de los prototipos están en el almacén y listas para usar. Después de configurar el programa de la máquina, el operador carga el tubo y hace un doblado de prueba para asegurarse de que la máquina necesita ajustes. El primer doblado salió perfecto. Así, el fabricante envía varias muestras de tubos doblados al cliente, quien luego concluye un contrato, lo que seguramente conducirá a un negocio regular y rentable. Todo parece estar en orden en el mundo.
Pasaron los meses y el mismo cliente quería reducir los costos de material. Esta nueva aplicación requiere tubería de 2″ OD x 0.035″ de diámetro, espesor de pared y 3 pulgadas. CLR. La empresa tiene internamente herramientas de otra aplicación, por lo que el taller puede producir prototipos de inmediato. El operario carga todas las herramientas en la prensa plegadora y prueba a comprobar el doblado. El primer doblado salió de la máquina con pliegues en el interior. ¿Por qué? Esto se debe a un componente de la herramienta que es especialmente importante para doblar tuberías con paredes delgadas y radios pequeños: la matriz limpiadora.
Durante el proceso de doblado de un tubo de aspiración giratorio, ocurren dos cosas: la pared exterior del tubo se colapsa y se adelgaza, mientras que la pared interior se contrae y se colapsa. Los requisitos mínimos para las herramientas de doblado de tubos con brazos giratorios son una matriz de doblado alrededor de la cual se dobla el tubo y una matriz de sujeción para mantener el tubo en su lugar mientras se dobla alrededor de la matriz.
La matriz de sujeción ayuda a mantener una presión constante sobre la tubería en la tangente donde se produce la curvatura. Esto proporciona la fuerza de reacción que crea la curvatura. La longitud de la matriz depende de la curvatura de la pieza y del radio de la línea central.
La propia aplicación determinará las herramientas necesarias. En algunos casos, solo se requieren matrices de doblado, de sujeción y de prensado. Si la pieza tiene paredes gruesas que generan radios amplios, es posible que no necesite una matriz de limpieza ni un mandril. Otras aplicaciones requieren un juego completo de herramientas, que incluye una matriz de rectificado, un mandril y (en algunas máquinas) una pinza para guiar el tubo y controlar el plano de rotación durante el proceso de doblado (véase la Figura 1).
Las matrices de rasqueta ayudan a mantener y eliminar las arrugas en el radio interior de la curva. También minimizan la deformación fuera de la tubería. Las arrugas se producen cuando el mandril dentro de la tubería ya no puede proporcionar la fuerza de reacción suficiente.
Al realizar el doblado, siempre se utiliza un limpiador con un mandril insertado en el tubo. La función principal del mandril es controlar la forma del radio exterior del doblado. Los mandriles también permiten controlar los radios internos, aunque solo ofrecen soporte completo para aplicaciones que implican un rango limitado de ciertos doblados en D y relaciones de espesor de pared. El radio de curvatura D se calcula dividiendo la relación de curvatura CLR entre el diámetro exterior del tubo, y el factor de espesor de pared se calcula dividiendo el diámetro exterior del tubo entre el espesor de pared del tubo (véase la Figura 2).
Las matrices de limpieza se utilizan cuando el mandril ya no proporciona el control o soporte adecuados para el radio interior. Por regla general, se requiere una matriz de desmoldeo para doblar cualquier mandril de pared delgada. (A los mandriles de pared delgada a veces se les denomina mandriles de paso fino, y el paso es la distancia entre las bolas del mandril). La selección del mandril y la matriz depende del diámetro exterior de la tubería, el espesor de la pared y el radio de curvatura.
La correcta configuración de la matriz de rectificado cobra especial importancia cuando las aplicaciones requieren paredes más delgadas o radios más pequeños. Consideremos nuevamente el ejemplo del inicio de este artículo. Lo que funciona para 4 pulgadas, puede que no sea adecuado para 3 pulgadas. Los cambios de material que CLR y sus clientes exigen para ahorrar dinero conllevan la mayor precisión necesaria para ajustar la matriz.
Figura 1. Los componentes principales de una dobladora de tubos rotativa son la sujeción, el doblado y las matrices de sujeción. Algunas instalaciones pueden requerir la inserción de un mandril en el tubo, mientras que otras requieren el uso de un cabezal rascador de mandril. La pinza (no mencionada aquí, pero ubicada en el centro donde se inserta el tubo) ayuda a guiar el tubo durante el proceso de doblado. La distancia entre la tangente (el punto donde se produce la curvatura) y la punta del rascador se denomina desplazamiento teórico del rascador.
Seleccionar la matriz rascadora adecuada, proporcionar el soporte correcto de la matriz de doblado, la matriz y el mandril, y encontrar la posición correcta de la matriz limpiadora para eliminar los huecos que causan arrugas y deformaciones son claves para producir dobleces precisos y de alta calidad. Normalmente, la punta del peine debe estar entre 0,060 y 0,300 pulgadas de la tangente (ver la deflexión teórica del peine en la Figura 1), según el tamaño y el radio del tubo. Consulte con su proveedor de herramientas para obtener las dimensiones exactas.
Asegúrese de que la punta del cabezal limpiador esté al ras con la ranura del tubo y de que no haya ningún espacio (o protuberancia) entre la punta del cabezal limpiador y la ranura del tubo. Compruebe también la configuración de la presión del molde. Si el peine está en la posición correcta con respecto a la ranura del tubo, aplique una ligera presión a la matriz de presión para empujar el tubo hacia la matriz de curvatura y ayudar a alisar las arrugas.
Los conjuntos de limpiadores vienen en una variedad de formas y tamaños. Puede adquirir matrices de limpiadores rectangulares/cuadrados para tuberías rectangulares y cuadradas, y también puede usar limpiadores contorneados/con forma para adaptarse a formas específicas y soportar características únicas.
Los dos estilos más comunes son la matriz de limpiador de una sola pieza con respaldo cuadrado y el soporte de limpiador con cuchilla. Las matrices de limpiador con respaldo cuadrado (véase la figura 3) se utilizan para productos de paredes delgadas, curvas en D estrechas (normalmente de 1,25 D o menos), aplicaciones aeroespaciales, aplicaciones de alta estética y producción de lotes pequeños a medianos.
Para curvas menores de 2D, puede comenzar con una matriz de limpieza de respaldo cuadrado, lo que simplifica el proceso. Por ejemplo, puede comenzar con un rascador curvo de respaldo cuadrado 2D con un factor de pared de 150. Como alternativa, puede usar un soporte de rascador con una cuchilla para aplicaciones menos exigentes, como curvas 2D con un factor de pared de 25.
Las placas rascadoras de parte trasera cuadrada proporcionan el máximo soporte para el radio interior. También se pueden cortar después del desgaste de la punta, pero deberá ajustar la máquina para adaptarla al troquel rascador más corto después del corte.
Otro tipo común de soporte para cuchillas rascadoras es más económico y rentable para realizar curvas (véase la figura 4). Se pueden usar para curvas en D de moderadas a pronunciadas, así como para curvar tuberías con el mismo diámetro exterior y CLR. En cuanto note desgaste en la punta, puede reemplazarla. Al hacerlo, observará que la punta se ajusta automáticamente a la misma posición que la cuchilla anterior, lo que significa que no tendrá que ajustar el montaje del brazo del limpiador. Sin embargo, tenga en cuenta que la configuración y la ubicación de la llave de la cuchilla en el soporte de la matriz del limpiador son diferentes, por lo que debe asegurarse de que el diseño de la cuchilla coincida con el diseño del soporte del cepillo.
Los soportes de limpiador con insertos reducen el tiempo de ajuste, pero no se recomiendan para radios pequeños. Tampoco funcionan con tubos o perfiles rectangulares o cuadrados. Tanto los peines limpiadores de respaldo cuadrado como los brazos limpiadores con insertos se pueden fabricar en proximidad. Las matrices limpiadoras sin contacto están diseñadas para minimizar el desperdicio de tubería, permitiendo longitudes de trabajo más cortas al extender el accesorio detrás del limpiador y permitir que la pinza (bloque guía del tubo) se posicione más cerca de la matriz de doblado (véase la figura 5).
El objetivo es acortar la longitud de la tubería, ahorrando así material para la aplicación correcta. Si bien estos limpiaparabrisas sin contacto reducen el desperdicio, ofrecen menos soporte que los limpiaparabrisas traseros cuadrados estándar o los soportes de limpiaparabrisas estándar con cepillos.
Asegúrese de utilizar el mejor material posible para la matriz rascadora. Se recomienda usar bronce de aluminio al doblar materiales duros como acero inoxidable, titanio y aleaciones de INCONEL. Al doblar materiales más blandos como acero dulce, cobre y aluminio, utilice una matriz rascadora de acero o acero cromado (véase la figura 6).
Figura 2. En general, las aplicaciones menos agresivas no requieren un chip de limpieza. Para leer esta tabla, consulte las claves anteriores.
Cuando se utiliza un cuchillo con mango y hoja, el mango suele estar hecho de acero, pero en algunos casos puede ser necesario que tanto el mango como la punta sean de bronce de aluminio.
Ya sea que utilice un peine o un portacepillos con cuchillas, la configuración de la máquina será la misma. Sujetando el tubo firmemente, coloque el rascador sobre la curva y la parte posterior del tubo. La punta del rascador encajará en su lugar al golpear la parte posterior del conjunto de rascadores con un mazo de goma.
Si no puede usar este método, utilice la vista y una regla para instalar la matriz del limpiaparabrisas o el soporte de la escobilla. Tenga cuidado y use el dedo o la vista para asegurarse de que la punta esté recta. Asegúrese de que la punta no esté demasiado adelantada. Busque una transición suave a medida que el tubo pasa por la punta de la matriz del limpiaparabrisas. Repita el proceso según sea necesario para lograr una curvatura adecuada.
El ángulo de inclinación es el ángulo de la escobilla con respecto a la matriz. Algunas aplicaciones profesionales en la industria aeroespacial y otros campos utilizan limpiaparabrisas con poca o ninguna inclinación. Sin embargo, para la mayoría de las aplicaciones, el ángulo de inclinación suele ajustarse entre 1 y 2 grados, como se muestra en la figura 1, para proporcionar suficiente espacio libre y reducir la resistencia. Deberá determinar la pendiente exacta durante la configuración y las pruebas, aunque a veces puede ajustarla en la primera prueba.
Utilizando una matriz de limpieza estándar, coloque la punta del limpiador ligeramente detrás de la tangente. Esto deja espacio para que el operario pueda mover la punta hacia adelante a medida que se desgasta. Sin embargo, nunca monte la punta de la matriz de limpieza tangencialmente ni más allá; esto dañará la punta de la matriz.
Al doblar materiales blandos, puede usar tantos rastrillos como necesite. Sin embargo, si dobla materiales más duros, como acero inoxidable o titanio, procure que la matriz de raspado tenga una pendiente mínima. Use un material más duro para que el raspador quede lo más recto posible; esto ayudará a eliminar los pliegues en las curvas y los tramos rectos posteriores. Esta configuración también debe incluir un mandril ajustado.
Para obtener un doblado de la mejor calidad, se recomienda usar un mandril y una matriz rascadora para sostener el interior del doblez y controlar la ovalización. Si su aplicación requiere una espátula y un mandril, utilice ambos; no se arrepentirá.
Retomando el dilema inicial, intentemos ganar el próximo contrato para paredes más delgadas y mayor densidad de CLR. Con el molde del limpiador instalado, el tubo salió de la máquina sin ningún problema ni arrugas. Esto representa la calidad que la industria exige, y la calidad es lo que la industria merece.
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