Medición del paralelismo de productos conformados a presión

Tipos de rebote

Las causas del rebote pueden identificarse investigando las condiciones de tensión interna dentro del producto formado en la posición de punto muerto inferior de la prensa. En el punto muerto inferior durante la flexión, la tensión de tracción se produce en el exterior de la curva y la tensión de compresión se produce en el interior de la curva. La separación del troquel se produce cuando hay diferencias de tensión en la dirección del espesor de la lámina, lo que en última instancia modifica el ángulo. Los tipos típicos de rebote incluyen el cambio de ángulo o la deformación de la pared vertical en la parte redondeada del hombro del troquel, la torsión y la deformación de la línea de cresta. A continuación se explican las tensiones que provocan el rebote y ejemplos de defectos de rebote.

Cambio de ángulo:

Se trata de un defecto en el que el ángulo de curvatura cambia debido a diferencias de tensión en la dirección del espesor de la lámina.

Deformación de la pared:

Se trata de un defecto en el que la pared se deforma debido a diferencias de tensión en la dirección longitudinal.

Torsión:

Se trata de un defecto en el que toda la pieza se tuerce debido a las diferencias de tensión en la dirección del espesor de la lámina y a la tensión que actúa hacia el interior de la superficie.

Deformación de la línea de cresta:

Se trata de un defecto en el que la línea de cresta de flexión se deforma debido a las diferencias de tensión en la dirección del espesor de la lámina.

Contramedidas contra el rebote del paralelismo

Las medidas para contrarrestar el rebote suelen consistir en cambiar el diseño o la forma del troquel en la dirección opuesta a la dirección en la que se produce el rebote. Ajustando la cantidad de retroceso por muelle y la dirección del rebote en el troquel de prensado, es posible conseguir las tolerancias dimensionales.
Antes, las contramedidas contra el rebote dependían en gran medida de la intuición y la experiencia del diseñador, y la modificación del troquel se realizaba después de las pruebas. Sin embargo, dado que el retroceso elástico tiende a aumentar en proporción a la resistencia a la tracción de la lámina de acero, puede ser necesario realizar un gran número de modificaciones en el troquel en los casos en los que exista un gran rebote. Para resolver este problema, en el diseño de matrices se utilizan recientemente simulaciones mediante el método de los elementos finitos (MEF).
También existen otras contramedidas, como el "curvado en dos pasos", que realiza el curvado dos veces con una sola pasada de la máquina. Además, el "golpeado" añade salientes en ambas esquinas del filo de corte del punzón y el "mecanizado de ranuras" crea una hendidura en forma de V (muesca en V) por adelantado en la parte del material mecanizado que se curva.
Estas contramedidas pueden emplearse cuando se conoce la causa del rebote. Dado que las formas de los productos conformados a presión reales son complicadas, puede resultar muy difícil identificar la causa del rebote. Por este motivo, se necesita un método más eficaz para calcular el rebote.

Cálculo del rebote

Si se puede hacer un cálculo, aunque sea aproximado, de la cantidad de rebote, entonces será posible adoptar contramedidas antes del mecanizado. Sin embargo, la fórmula de cálculo para predecir la cantidad de rebote es complicada y, en general, se utiliza en el momento del diseño del troquel. Como referencia, la fórmula se muestra a continuación.

Δθ

Cambio de ángulo resultante del rebote

θon

Ángulo de flexión (°) al aplicar presión

θoff

Ángulo de flexión (°) después del rebote

σ_B

Resistencia de la lámina de acero (N/mm²)

R

Radio de curvatura del punzón (mm)

E

Módulo de Young de la lámina de acero (= 206,000 N/mm²)

t

Espesor de la lámina de acero (mm)

* σ_B (resistencia de la lámina de acero) y E (módulo de Young de la lámina de acero) son valores inherentes al material.

El filo de corte para el plegado se crea en función de la cantidad estimada de rebote. Es difícil seguir calculando el error resultante del rebote. En otras palabras, es más fácil ajustar el radio interior que calcular la cantidad de rebote. Además, existe un gran error entre el valor calculado y el valor real debido a los efectos de factores como la variación del espesor de la lámina y las diferencias en las especificaciones de la máquina. Por eso es necesario confirmar la tolerancia dimensional midiendo después del conformado.

Problemas en la medición del paralelismo con una máquina de medición de coordenadas

En general, para medir deformaciones con una máquina de medición de coordenadas, es necesario que el lápiz óptico entre en contacto con cuatro o más esquinas de la superficie medida del objetivo.
Por ejemplo, cuando se mide un plato, generalmente se miden entre seis y ocho puntos. Cuando el área de medición es grande, la precisión de la medición puede mejorarse aumentando el número de puntos medidos para recopilar más datos de medición.

Sin embargo, cuando se utiliza una máquina de medición de coordenadas para la medición del paralelismo surgen los siguientes problemas.

• Dado que es necesario medir por contacto puntos individuales, resulta fundamentalmente difícil identificar la forma completa.
• Dado que medir más puntos para adquirir más datos de medición requiere mucho tiempo, no es posible identificar la forma detallada de todo el objetivo.

Problemas en la medición del paralelismo con un instrumento de medición de imágenes CNC

En general, un instrumento de medición de imágenes capta el objetivo en el escenario mediante una cámara CCD y realiza la medición en 3D. La observación mediante imágenes en color es posible, pero existen los siguientes problemas cuando se utilizan para medir el paralelismo.

• La detección falsa puede producirse cuando hay protuberancias en el objetivo. Además, cuando los puntos de medición u otros ajustes son diferentes, se producen variaciones en la precisión de la medición.
• Cuando aumenta el número de elementos de medición X, Y, Z o de otro tipo, el programa se vuelve complejo y requiere tanto conocimientos avanzados de expertos como horas de trabajo para su configuración. Las horas-hombre de medición necesarias aumentan en proporción al número de objetivos de medición. Existen problemas importantes, como la necesidad de una cámara de medición, la necesidad de mantener la cámara de medición a la temperatura de referencia y el hecho de que no todos los operadores del lugar de trabajo pueden realizar mediciones precisas.

Ventaja 1 de la Serie VR: se pueden medir hasta 800,000 puntos en una sola exploración, lo que elimina la necesidad de repetir la medición.

La VR-6000 puede capturar hasta 8000 000 puntos de datos en toda una superficie (área de 12" × 6") en tan solo un segundo. Dado que la medición no se realiza mediante líneas o puntos, no es necesario repetir la medición, lo que reduce el tiempo total dedicado a realizar mediciones. La medición que requiere datos como el paralelismo o la perpendicularidad también es fácil. Los datos medidos se almacenan automáticamente, y los datos almacenados pueden compararse con otros datos o con datos de diseño en 3D.

A diferencia de una máquina de medición de coordenadas o un instrumento de medición de imágenes CNC, la Serie VR extrae las características del objetivo colocado en la plataforma y realiza automáticamente la corrección de la posición. El posicionamiento estricto que antes requería mucho tiempo y esfuerzo ya no es necesario. Esto hace posible que cualquier tipo de operador, independientemente de su nivel de experiencia, pueda realizar mediciones de forma fácil e instantánea.
Con la Serie VR, incluso el paralelismo de objetivos con formas complejas puede medirse con precisión simplemente colocando el objetivo en la plataforma y presionando un botón.

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Ventaja 2 de la Serie VR: es posible la comparación cuantitativa y el análisis de múltiples conjuntos de datos de medición.

La Serie VR puede medir la forma tridimensional de todo el objeto mediante el escaneado tridimensional de la superficie del objeto en tan solo un segundo. Esto permite medir un gran número de objetivos sin necesidad de preparar la muestra. No es necesario configurar las ubicaciones de medición ni el número de puntos de medición, ya que el sistema establecerá automáticamente las condiciones de medición por usted.
Se pueden mostrar varios conjuntos de datos de medición en una lista y aplicar el mismo contenido de análisis a todos los conjuntos de datos al mismo tiempo.
Las diferencias en los datos de forma de varios objetivos pueden confirmarse de un vistazo. Esto permite realizar análisis por lotes del paralelismo en múltiples conjuntos de datos, y realizar fácilmente una evaluación cuantitativa de cuánto se deforma una pieza NG en comparación con una pieza OK.

Una amplia variedad de herramientas de ayuda permite configurar fácilmente los contenidos de medición deseados.
Además de su fácil configuración, las herramientas de ayuda permiten incluso a los usuarios principiantes realizar mediciones de formas con rapidez y precisión. Como resultado, se puede aumentar fácilmente el número de muestras no solo para prototipos y pruebas, sino también para la medición e inspección de productos.

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