La mesa de coronación garantiza una alta precisión de flexión en el freno de prensa

La mesa de coronación garantiza una alta precisión de flexión en el freno de prensa


Para garantizar resultados de conformado precisos y repetibles, es esencial compensar la desviación que ocurre inherentemente en la viga (ram) y en la mesa de la prensa cuando se aplica carga. Sin la compensación de la desviación, es probable que una pieza tenga alguna forma de deformación en su centro cuando se doble a lo largo de la prensa. Esto es especialmente cierto para los frenos de presión de 8 pies o más, 80 toneladas o más, y al doblar piezas largas o grandes, pero también puede ser el caso cuando se forman piezas de trabajo más cortas. Para mantener el ángulo de curvatura constante en toda la longitud de la pieza, una prensa de prensa necesita un sistema de coronación, ya sea en la viga, en la mesa o en ambas.

En esta era de lotes cortos, piezas complejas y respuesta rápida, la coronación garantiza eficiencia, precisión de la pieza y repetibilidad. En aplicaciones de alto tonelaje, la corona ayuda a producir curvas rectas en materiales desafiantes y de alta resistencia a la tracción.

Fundamentos de la coronación

La mayoría de los frenos de prensa modernos utilizan un sistema servo-hidráulico en el que un sistema de circuito cerrado controla la posición del ariete. En cada extremo de la viga, debajo de los pistones izquierdo y derecho, un sistema de medición de posición supervisa el movimiento y la precisión de posicionamiento de la viga. El control de la máquina procesa esta información y la utiliza para colocar el haz con una precisión de 0,01 mm. Lo hace activando las servoválvulas izquierda y derecha en la parte superior de cada pistón hidráulico.

Durante un ciclo de flexión, el sistema servo-hidráulico asegura que el pistón en cada extremo de la viga alcance la posición programada establecida en el control de la máquina, lo que resulta en el ángulo de flexión correcto. Debido a que los frenos de presión tienden a desviarse bajo carga, particularmente en el centro de la máquina entre los pistones, el ángulo en el centro de la prensa de prensa será más obtuso que el ángulo debajo del pistón. Sin intervención, esta deflexión hará que el ángulo de curvatura varíe a lo largo de la longitud de la prensa.

Para compensar, los frenos de presión pueden equiparse con un sistema de coronación que genere una fuerza opuesta, o "curva", para compensar la desviación de la viga y la mesa. El sistema de coronación garantiza que el ariete y la mesa estén paralelos durante la flexión (consulte la Figura 1 ).

La coronación se ha utilizado desde finales de los 70 y principios de los 80. La demanda de frenos de prensa de mayor tonelaje, aceros de alta resistencia a la tracción y la necesidad de doblar longitudes más largas ha impulsado la necesidad de coronación, ya que la desviación del bastidor de la máquina es mayor en estas aplicaciones.

Antes de que existiera la corona, los fabricantes de frenos de prensa debían rectificar una curva en la tabla de la prensa de freno para compensar aproximadamente el 75 por ciento de la desviación de la máquina. Hoy en día los sistemas son más avanzados. Usando sistemas de coronación programables, los operadores ingresan los datos de grosor de hoja, longitud, apertura de la matriz y resistencia a la tensión del material en el control, que determina automáticamente la deflexión real de la mesa y el ariete, y se obtiene la precarga para cada curva. Juntos, el sistema hidráulico de la prensa y la coronación logran un ángulo de curvatura preciso con la mínima intervención del operador.

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La coronación se usa generalmente en los frenos de prensa de 80 toneladas, 8 pies o más de tamaño. La corona se puede aplicar a frenos de prensa de menor tonelaje, pero esto depende de la longitud de la mesa de freno de prensa y de la aplicación. Cuanto mayor sea la distancia entre los montantes, mayor será la desviación de la máquina. Además, cuanto mayor sea el tonelaje de la máquina, mayor será la necesidad de compensación de desviación. Para doblar tanto materiales gruesos como finos, se recomienda un sistema de coronación.

La corona hidráulica y la corona mecánica tipo cuña CNC son los dos tipos más comunes de sistemas de corona. Se puede comprar un sistema de corona tipo cuña como complemento de una prensa de prensa a través del fabricante de una prensa de prensa o un proveedor de herramientas. La corona hidráulica está integrada en la máquina. El costo de estos sistemas es comparable, por lo que la selección es más una cuestión de precisión, eficiencia y aplicación.

La corona hidráulica aplica presión a los cilindros durante la carrera de curva para compensar la desviación de la máquina. La mayoría de estos sistemas no pueden aplicar la coronación en toda la cama de la máquina. En cambio, la cantidad de deflexión que ajusta el sistema de coronación depende de la ubicación del cilindro. Algunos sistemas de coronación hidráulicos utilizan solo un cilindro central o un sistema de tres cilindros, y algunos proporcionan coronación en más del 60 por ciento de la cama, pero no la longitud total de la cama.

Figura 1
Si las vigas superior e inferior no son paralelas durante la flexión, el ángulo de curvatura diferirá a lo largo de la longitud de la pieza de trabajo.

Todos los cilindros hidráulicos utilizan la misma línea hidráulica. Como resultado, ningún cilindro individual puede aplicar la fuerza de coronación completa; esta fuerza se aplica sobre todos los cilindros hidráulicos, ya sean dos, tres o 10.

Un sistema de coronación de cuña consiste en dos filas de cuñas a lo largo de la cama; una fila es fija y la otra es móvil (vea las figuras 2 y 3 ). La cuña en el medio de la cama tiene una pendiente mayor que las cuñas debajo de los pistones, y el ángulo de la pendiente disminuye hacia el ariete desde el centro de la cama.

Cuando está activada, la cuña móvil crea una curva con el punto alto en el centro de la cama y los puntos bajos en cada extremo de la cama debajo de los pistones para crear una curva spline en la tabla. El sistema de coronación, controlado automáticamente, compensa la desviación del lecho y la viga bajo diferentes fuerzas de flexión. En un sistema de tipo cuña, la mesa está diseñada para soportar una cierta carga dependiendo del tonelaje requerido. Ciertos sistemas de coronación proporcionan una precisión de programación de ± 0.01 mm y una repetibilidad de posicionamiento de ± 0.005 mm.

El sistema de cuñas representa la coronación para toda la longitud de la cama porque está mecanizado específicamente para esa cama. También puede manejar la compensación de la desviación de tonelajes más altos y longitudes de cama más cortas. La coronación se puede ajustar para que se doble en cualquier posición de la cama. Este ajuste se realiza en tiempo real a través del control, por lo que no se pierde tiempo de producción en el proceso.

En contraste, un sistema de cuña universal no es exclusivo de una prensa y está construido con un diseño de cuña estándar. Puede ser controlado por el CNC y tendrá en cuenta la deflexión, pero no es específico de la aplicación o sus materiales. Tampoco utiliza una base de datos central para factorizar la cantidad de corrección de desviación requerida, por lo que su capacidad de coronación es limitada y más compleja.

Un sistema de coronación universal se puede adaptar a una plegadora existente para mejorar sus capacidades. También se puede colocar en una prensa de bajo nivel de tonelaje, no se ofrece con corona para dar al operador más control sobre el proceso de doblado.

Una actualización del sistema de coronación puede ser beneficiosa y, a veces, es necesaria, especialmente cuando la aplicación cambia o evoluciona. Por ejemplo, si un fabricante de HVAC pasa de producir componentes residenciales que pueden formarse de manera eficiente sin coronación a fabricar componentes mucho más grandes y pesados para unidades industriales, el nuevo perfil de pieza determina la necesidad de coronación. El sistema de coronación aumentará la eficiencia al eliminar la cantidad de ajustes y configuraciones para producir las longitudes de curvatura más largas.

Desviando los desafíos de formación para la mesa de corona de freno de prensa

Al garantizar un ángulo consistente a lo largo de la curva, la coronación también reduce las operaciones de configuración, minimiza los desperdicios y elimina la necesidad de intervención del operador o de un operador de frenos de prensa altamente calificado.

Sin un sistema de coronación, la superación de la desviación de la máquina es una operación manual con cuñas o mediante el ajuste de las matrices. El cálculo de la cantidad de calzos requerida puede ser un proceso lento, a menudo de prueba y error, que produce chatarra costosa. Incluso los operadores experimentados en la configuración generarán cierta cantidad de chatarra al fabricar piezas en una máquina con un lecho de corona ajustado manualmente.

Un sistema de coronación CNC produce automáticamente estos cálculos. También reduce el nivel de habilidad necesario para operar la máquina, mejorando así la eficiencia y la productividad.

Figura 2
Este sistema de coronación tipo cuña está hecho a medida para cada freno de prensa. Los componentes asociados son ma.

Sin embargo, ningún sistema de coronación puede compensar los problemas con las herramientas, como la mala alineación del punzón y la matriz y el deslizamiento asimétrico de la pieza de trabajo. La no precisión o las herramientas desgastadas de manera desigual formarán piezas con ángulos inconsistentes. Los problemas de herramientas son en parte responsables de los problemas asociados con ángulos no uniformes a lo largo de una línea de curva.

El herramental de precisión del terreno ayuda a garantizar ángulos de flexión precisos a lo largo de toda la longitud de flexión. Las matrices tienen un radio progresivo en ambos lados de la abertura en V, lo que permite que el material fluya hacia la matriz de manera más uniforme y con menos arrastre (consulte la Figura 4 ).

Aplicaciones de alto tonelaje para una mayor flexión del freno de prensa

Un sistema de coronación CNC compensa la deflexión simétrica de la prensa. Cuando las propiedades del material son las mismas en la longitud de la pieza, la coronación estándar es suficiente. Pero cuando las propiedades del material son variables y más desafiantes, especialmente con piezas más pesadas o más largas y en materiales de alta resistencia a la tracción como S1100, S1300, Hardox® y Armox®, un sistema de coronación programable más avanzado, controlado por el CNC, proporciona Más compensación por la desviación de la máquina y, en última instancia, más flexibilidad.

Los materiales de alta resistencia a la tracción requieren más fuerza para doblarse, tienen más recuperación elástica y, por lo tanto, requieren más corona (consulte la Figura 5 ). El uso de materiales de alta resistencia está aumentando, especialmente en aplicaciones de flexión grandes (12 pies o más), ya que los fabricantes buscan reducir el peso del producto final sin poner en peligro la integridad estructural.

La corona es aún más crítica para los frenos de presión en tándem, tridem o quadem, que combinan dos, tres o cuatro frenos de prensa, respectivamente, de tonelaje similar o diferente en una configuración sincronizada. Estos sistemas sincronizan los cilindros de la máquina cada 5 milisegundos y verifican continuamente para asegurar que haya un movimiento constante en línea recta en la máquina. Algunas de estas máquinas utilizan otro tipo de sistema de coronación que incorpora una mesa de doble corona. Se trata esencialmente de dos sistemas de coronación CNC uno encima del otro con un perfil de coronación asimétrico pero complementario.