{"id":31216,"date":"2024-10-08T09:11:45","date_gmt":"2024-10-08T09:11:45","guid":{"rendered":"https:\/\/www.harsle.com\/?p=31216"},"modified":"2024-11-22T01:00:49","modified_gmt":"2024-11-22T01:00:49","slug":"design-of-gooseneck-bending-die","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.harsle.com\/es\/design-of-gooseneck-bending-die\/","title":{"rendered":"Dise\u00f1o de matriz de doblado de cuello de cisne y an\u00e1lisis de intensidad"},"content":{"rendered":"

Con la amplia aplicaci\u00f3n de la matriz de doblado de cuello de cisne<\/a> En el sector del estampado, el coste de fabricaci\u00f3n de las piezas curvadas se reduce considerablemente. Al mismo tiempo, el da\u00f1o del molde durante el uso de la matriz de doblado de cuello de cisne se ha convertido en un problema com\u00fan de inercia en el taller de producci\u00f3n. Este da\u00f1o se debe a un dise\u00f1o de molde con una resistencia insuficiente y una estructura de dise\u00f1o poco razonable.<\/p>\n\n\n\n

1. An\u00e1lisis del proceso de piezas<\/h2>\n\n\n\n

Tomando como ejemplo la columna lateral de un vag\u00f3n de mercanc\u00edas ferroviario, el proceso de dise\u00f1o y el an\u00e1lisis de fuerza de la matriz de doblado de cuello de cisne<\/a> Se describen en detalle. La Figura 1 muestra la secci\u00f3n transversal de la columna lateral del vag\u00f3n de ferrocarril de exportaci\u00f3n. El espesor es de 12 mm. El material es Q450NQR1. El acero de alta resistencia y resistente a la corrosi\u00f3n para vagones de ferrocarril tiene una longitud de 2530 mm. El flujo del proceso es: granallado, pintura \u2192 corte \u2192 corte \u2192 nivelado \u2192 doblado \u2192 almacenamiento. <\/p>\n\n\n\n

Como se muestra en la Fig. 2, el proceso de doblado se divide en 4 pasos. Durante el paso 4, el modo de doblado de cuello de cisne es importante. Por lo tanto, en el proceso de dise\u00f1o de la matriz de doblado de cuello de cisne, el dise\u00f1o de par\u00e1metros se realiza principalmente seg\u00fan el paso 4.<\/p>\n\n\n\n

2. C\u00e1lculo de la fuerza de flexi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  P\u2014\u2014fuerza de flexi\u00f3n total, N<\/p>\n\n\n\n

  B\u2014\u2014ancho de curvatura, mm<\/p>\n\n\n\n

  \u03b4\u2014\u2014espesor del material, mm<\/p>\n\n\n\n

  \u03c3b\u2014\u2014resistencia a la tracci\u00f3n, MPa<\/p>\n\n\n\n

  R\u2014\u2014radio de curvatura interior, mm<\/p>\n\n\n\n

  La fuerza de doblado necesaria para el c\u00e1lculo de la pieza es de 5930 kN, lo que significa que la matriz de doblado debe soportar 5930 kN de presi\u00f3n de la m\u00e1quina dobladora.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Figura 1\u2014\u2014Secci\u00f3n de la columna lateral<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

  3. Principio de dise\u00f1o del molde de doblado de cuello de cisne<\/h2>\n\n\n\n

  Como se muestra en el paso de doblado 4 de la Fig. 2, si no hay una estructura de cuello de cisne, la pieza interferir\u00e1 con el proceso de doblado, lo que interrumpir\u00e1 el doblado y dificultar\u00e1 su conformado. El principio de dise\u00f1o del molde de cuello de cisne consiste en utilizar la estructura de cuello de cisne para evitar que la pieza interfiera con el molde durante el proceso de conformado.<\/p>\n\n\n\n

\"Matriz
Figura 2\u2014\u2014Diagrama de pasos de flexi\u00f3n de la columna lateral<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

  4. Determinaci\u00f3n de los par\u00e1metros de la matriz de doblado de cuello de cisne<\/h2>\n\n\n\n

  Como se muestra en la Fig. 3, se muestra un diagrama esquem\u00e1tico de una matriz de doblado de cuello de cisne. La excentricidad L y el ancho t del cuello de cisne son los par\u00e1metros clave que afectan la resistencia de la matriz. Para satisfacer las necesidades de conformado de piezas, el dise\u00f1o inicial del ancho del cuello de cisne es de 50 mm, y su excentricidad L debe ser (t\/2+2,5) mm, donde t es el ancho de la secci\u00f3n del molde m\u00e1s alejada del centro de presi\u00f3n, es decir, t = 50 mm.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Figura 3\u2014\u2014Diagrama esquem\u00e1tico del an\u00e1lisis del estado de tensi\u00f3n de la secci\u00f3n AA<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

5. An\u00e1lisis de intensidad<\/h2>\n\n\n\n

Se lleva a cabo el an\u00e1lisis de resistencia de la secci\u00f3n de cuello de cisne del molde. Adem\u00e1s de la presi\u00f3n de la dobladora, el molde est\u00e1 sometido al momento de flexi\u00f3n causado por la presi\u00f3n en la secci\u00f3n de cuello de cisne. Seleccione la secci\u00f3n AA del cuello de cisne para el an\u00e1lisis de resistencia y realice el c\u00e1lculo de la ecuaci\u00f3n de columna: el an\u00e1lisis de resistencia de la secci\u00f3n de cuello de cisne del molde, adem\u00e1s de la presi\u00f3n de la dobladora, el molde tambi\u00e9n est\u00e1 sometido a presi\u00f3n en la secci\u00f3n de cuello de cisne. El momento de flexi\u00f3n. Como se muestra en la Fig. 4, el an\u00e1lisis del estado de tensi\u00f3n AA de la secci\u00f3n peligrosa de cuello de cisne muestra que el ancho de la secci\u00f3n es t, la distancia vertical entre el centro de presi\u00f3n de la dobladora y el centroide de la secci\u00f3n AA es L, y la presi\u00f3n proporcionada por la dobladora a la matriz de doblado es F, la fuerza F0 de la reacci\u00f3n de la pieza de trabajo a la matriz de doblado, el momento de flexi\u00f3n de la secci\u00f3n es M, y existe una posibilidad de rotura en el punto B de la secci\u00f3n. Despu\u00e9s del an\u00e1lisis, se dibuja un diagrama simplificado del estado de fuerza de la secci\u00f3n mostrada en la Fig. 4 AA.<\/p>\n\n\n\n

\"\"
Figura 4\u2014\u2014Condici\u00f3n de tensi\u00f3n de la secci\u00f3n AA<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n
\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  \u03c31\u2014\u2014tensi\u00f3n generada por la fuerza externa F0<\/p>\n\n\n\n

  \u03c32\u2014\u2014la tensi\u00f3n generada por el momento flector<\/p>\n\n\n\n

  En la ecuaci\u00f3n (5), W es el coeficiente de flexi\u00f3n de la secci\u00f3n. Dado que la secci\u00f3n AA es un rect\u00e1ngulo de altura t y longitud h, entonces, w = t\u00b2h\/6.<\/p>\n\n\n\n

  De la f\u00f3rmula (2), M=F0\u00d7L, y sustituimos W y M en la f\u00f3rmula:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  t\u2014\u2014el espesor de la secci\u00f3n A, mm<\/p>\n\n\n\n

  L\u2014\u2014la distancia vertical entre el centro de presi\u00f3n de la m\u00e1quina dobladora y el centroide de la secci\u00f3n A, mm<\/p>\n\n\n\n

  h\u2014\u2014la longitud de la matriz de doblado, mm<\/p>\n\n\n\n

  Sustituyendo los valores \u03c31 y \u03c32 en la ecuaci\u00f3n (3) se obtiene \u03c33 como:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  \u03c33\u2014la suma del momento flector y la tensi\u00f3n generada por M y la fuerza externa F0<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  F1\u2014\u2014Esfuerzo m\u00e1ximo que puede soportar la secci\u00f3n peligrosa AA del molde<\/p>\n\n\n\n

  \u03b4s\u2014\u2014la resistencia al rendimiento del material del modo de flexi\u00f3n<\/p>\n\n\n\n

  Sustituyendo el resultado \u03c33 de la f\u00f3rmula (7) en la f\u00f3rmula (8) para obtener F1<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  En la f\u00f3rmula (9), \u03b1 es el factor de seguridad, cuyo valor suele estar entre 1,1 y 1,2. En este c\u00e1lculo, se toma \u03b1 = 1,15 y se sustituyen los valores de \u03b1 y F1 en la f\u00f3rmula (9):<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  \u03b4s = 450 MPa, h = 2530 mm, t = 50 mm, L = 27,5 mm. Sustituido en la f\u00f3rmula (10), el valor de F2 es 1553 t, lo que significa que la secci\u00f3n AA dise\u00f1ada con una gran fuerza de flexi\u00f3n puede soportar una tensi\u00f3n de 1553 t. Este valor es mucho mayor que la fuerza de flexi\u00f3n durante el conformado de la pieza, lo que permite cumplir con los requisitos de conformado de la misma.<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  6. Optimizaci\u00f3n estructural<\/h2>\n\n\n\n

  Seg\u00fan los resultados del c\u00e1lculo anterior, la tensi\u00f3n de la secci\u00f3n peligrosa AA es de 15530 kN, que es mucho mayor que la fuerza de flexi\u00f3n de la pieza de trabajo que forma 5930 kN, lo que puede cumplir con los requisitos de moldeo de la pieza de trabajo. <\/p>\n\n\n\n

  Sin embargo, para reducir a\u00fan m\u00e1s la intensidad de mano de obra del operador y reducir el costo de fabricaci\u00f3n del molde, es necesario optimizar el dise\u00f1o del molde para que pueda satisfacer la realizaci\u00f3n del producto, reducir el <\/p>\n\n\n\n

  intensidad de trabajo del operador y reducir el costo de fabricaci\u00f3n del molde.<\/p>\n\n\n\n

  Seg\u00fan la f\u00f3rmula (10), la tensi\u00f3n experimentada por la secci\u00f3n peligrosa AA est\u00e1 relacionada con el l\u00edmite el\u00e1stico \u03c3s del material del molde, el espesor t de la secci\u00f3n A, la longitud h del modo de doblado y la distancia vertical L entre el centro de presi\u00f3n de la dobladora y el centroide de la secci\u00f3n A. Dado que el material del molde no suele variar, es decir, \u03c3s es un valor fijo; la longitud de la pieza de trabajo es de 2530 mm, que tambi\u00e9n es un valor fijo L = t\/2+2,5; por lo tanto, la variable en la f\u00f3rmula es solo t, y el valor de t se optimiza gradualmente:<\/p>\n\n\n\n

  Recalcule cambiando el valor de t de 50 a 30:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  Recalcule el valor de t de 30 a 25 para el rec\u00e1lculo:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  Recalcule cambiando el valor de t de 25 a 20:<\/p>\n\n\n\n

\"\"<\/figure>\n\n\n\n

  Seg\u00fan los resultados del c\u00e1lculo anterior, se puede observar que F32 es menor que la fuerza m\u00e1xima de flexi\u00f3n de la pieza conformada, F12 y F22 son mayores que la fuerza m\u00e1xima de flexi\u00f3n de la pieza conformada, pero el costo de fabricaci\u00f3n del molde es bajo, lo cual es conveniente para el operador para instalar y desmontar el molde, por lo que finalmente se determin\u00f3 que la secci\u00f3n peligrosa AA del molde ten\u00eda un ancho de 25 mm. El espesor de la parte de trabajo de la parte restante del molde est\u00e1 dise\u00f1ado de acuerdo con 25 mm. La curva del cuello de cisne est\u00e1 excesivamente curvada para evitar la concentraci\u00f3n de tensi\u00f3n local. El tama\u00f1o de la interfaz del molde y el equipo puede dise\u00f1arse de acuerdo con el mecanismo de sujeci\u00f3n del equipo.<\/p>\n\n\n\n

  7. Verificaci\u00f3n de efectos<\/h2>\n\n\n\n

  La pr\u00e1ctica ha demostrado que el molde puede soportar la tensi\u00f3n de la pieza doblada, y que su rigidez y resistencia satisfacen las necesidades reales de producci\u00f3n. Para adaptarse a la din\u00e1mica de los talleres actuales de fabricaci\u00f3n de piezas de alta eficiencia, bajo costo y ritmo acelerado, el dise\u00f1o del molde, como insumo de costo fuente, es un componente importante del costo de las piezas. La f\u00f3rmula y el proceso de c\u00e1lculo se pueden promover y aplicar en el proceso de dise\u00f1o de moldes de cuello de cisne.<\/p>\n\n\n\n

  8. Conclusi\u00f3n<\/h2>\n\n\n\n

  La secci\u00f3n peligrosa del troquel de doblado de cuello de cisne es la m\u00e1s alejada del centro de presi\u00f3n. En ciertas condiciones del material y la estructura del molde, la resistencia de esta secci\u00f3n es proporcional a su espesor.<\/p>\n\n\n\n

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