Radio de curvatura y tolerancia de curvatura
La longitud desarrollada de una chapa plegada no es la suma de sus lados. En el interior de cada curvatura, el metal se estira por fuera y se comprime por dentro, y la capa neutra situada entre ambos es la que consume la longitud adicional. Esta página ofrece la fórmula, los valores del factor K, la diferencia entre tolerancia de curvatura y deducción por curvatura, y un ejemplo práctico completo.
Los cuatro valores que necesita
| Término | Símbolo | Significado |
|---|---|---|
| Espesor del material | T | Espesor nominal de la chapa que se está plegando. |
| Radio interior de curvatura | R | Radio del lado cóncavo de la curvatura. No se elige de forma independiente — es una consecuencia de las herramientas y del espesor. |
| Factor K | K | Posición del eje neutro, expresada como fracción del espesor y medida desde la cara interior. |
| Ángulo de curvatura | A | Ángulo mediante el cual se dobla el material, en grados. 90° es el caso habitual. |
El radio interior no es libre. En las herramientas estándar de plegado en frío, el radio interior alcanzable es aproximadamente un espesor del material. Solicitar un radio menor no solo aguzaría la esquina — también cambia las herramientas y la longitud plana. Las reglas de diseño se encuentran en diseño de chapa metálica.
La fórmula de la tolerancia de curvatura
La tolerancia de curvatura es la longitud del arco de material consumida por una curvatura.
La longitud del patrón plano es entonces:
Una tolerancia de curvatura por curvatura. Una pieza con cuatro curvaturas tiene cuatro tolerancias de curvatura.
Deducción por curvatura: el mismo problema, restado
La mayoría de las herramientas CAD trabajan con deducción por curvatura en lugar de tolerancia de curvatura, porque el setback exterior resulta más fácil de medir en una pieza real:
OSSB = setback exterior, la distancia desde la línea del molde hasta el exterior de la curvatura.
Invertir estas dos relaciones constituye el error más común en los patrones planos. Si un taller cotiza una longitud plana 4mm corta en una pieza con cuatro curvaturas, la causa habitual es un error de signo entre las dos convenciones — no una discrepancia en el factor K.
Factor K según el material y el radio
K no es una propiedad exclusiva del metal. Varía con el radio de curvatura y la resistencia a la tracción, porque ambos cambian la cantidad de material que queda en tracción frente a compresión.
| Material | R < 1×t | R = 1×t | R = 2×t | R = 4×t |
|---|---|---|---|---|
| Acero al carbono (Q235 / S235) | 0.32–0.38 | 0.38–0.42 | 0.42–0.46 | 0.46–0.50 |
| Acero inoxidable 304 / 316 | 0.30–0.35 | 0.36–0.40 | 0.40–0.44 | 0.44–0.48 |
| Aluminio 5052 / 6061 | 0.30–0.36 | 0.36–0.42 | 0.42–0.46 | 0.46–0.50 |
| Acero de alta resistencia (>600 MPa) | 0.22–0.28 | 0.28–0.34 | 0.34–0.40 | 0.40–0.45 |
Utilice el punto medio del intervalo para cotizar. Si el patrón plano incluye features cuya posición importa después del plegado, indique el factor K en el dibujo en lugar de dejar que cada proveedor lo elija — consulte las reglas de espaciado de agujeros para saber por qué las diferencias resultantes en milímetros son importantes.
Ejemplo práctico: acero al carbono de 2mm, curvatura de 90°
Un canal en U con dos alas de 50mm y un alma de 60mm, en acero al carbono Q235 de 2mm, formado con herramientas estándar y un radio interior de 2mm.
| Paso | Cálculo | Resultado |
|---|---|---|
| Radio interior R | Herramientas estándar a 1×t en 2mm | 2.0 mm |
| Espesor del material T | Nominal | 2.0 mm |
| Factor K K | Acero al carbono con R = 1×t, punto medio de 0.38–0.42 | 0.40 |
| Ángulo de curvatura A | Cada una de las dos curvaturas | 90° |
| Tolerancia de curvatura por curvatura | π × (2.0 + 0.40 × 2.0) × (90/180) | 4.40 mm |
| Segmentos rectos totales | 50 + 50 + 60 | 160.0 mm |
| Longitud del patrón plano | 160.0 + (2 × 4.40) | 168.80 mm |
Ahora compruebe la sensibilidad. Si el taller hubiera supuesto K = 0.33 en lugar de 0.40, la tolerancia de curvatura sería 4.18mm y la longitud plana 168.36mm — una diferencia de 0.44mm en una pieza con dos curvaturas. En una soporte con cuatro curvaturas, esa diferencia se duplica aproximadamente, y la última feature termina a cerca de 1mm de la posición indicada en el dibujo.
Recuperación elástica
La chapa metálica es elástica, por lo que recupera parte de su deformación cuando se retira la carga y la pieza se abre. Los talleres compensan sobredoblando y dejando que se estabilice, por lo que la repetibilidad de la prensa plegadora se especifica como un intervalo y no como un ángulo exacto.
| Material | Recuperación elástica prevista a 90°, R = 1×t | Tratamiento |
|---|---|---|
| Aluminio 5052 | 3° a 5° | Sobredoblar y comprobar en la primera pieza; el estado de recocido varía entre bobinas. |
| Aluminio 6061-T6 | 4° a 6° | El estado de endurecimiento importa más que la aleación. Verificar por lote. |
| Acero al carbono Q235 | 1° a 3° | Estable y permisivo; el material más fácil de plegar de forma repetible. |
| Acero inoxidable 304 / 316 | 4° a 7° | Recuperación elástica alta y mayor fuerza de conformación. El estado de recocido la modifica. |
| Acero de alta resistencia >600 MPa | 5° a 8° | Ventana de proceso estrecha; requiere un control más estricto del material entrante. |
Plegado en frío, golpeado completo y acuñado
| Método | Funcionamiento | Cuándo utilizarlo | Impacto en el coste |
|---|---|---|---|
| Plegado en frío | El punzón presiona dentro de la abertura del troquel; el material nunca toca el fondo del troquel | Predeterminado para trabajos de corte láser y plegado; prototipos y bajo volumen | El más bajo — herramientas estándar |
| Golpeado completo | El material se cierra por completo contra las esquinas del troquel | radios interiores más cerrados, repetibilidad entre lotes | — moderado requiere herramientas coincidentes |
| Embotado | Caras planas completas prensadas entre sí para controlar el espesor | Material de alta resistencia o crítico para resortes donde el espesor debe controlarse | — alto requiere herramientas dedicadas y una mayor fuerza |
Nuestro trabajo de plegado se realiza por aire con una capacidad de 100t / 3200mm y una repetibilidad de ±1°. Los radios estrechos o los espesores controlados se cotizan caso por caso.
Errores comunes
| # | Error | Consecuencia | Enfoque correcto |
|---|---|---|---|
| 1 | Usar la allowance de plegado cuando la herramienta espera la deducción de plegado | La longitud plana queda corta aproximadamente 2×OSSB por plegado | Confirme la convención con el proveedor antes de liberar la pieza plana. |
| 2 | Suponer el factor K en lugar de indicarlo | Los agujeros quedan fuera de posición; las piezas se rechazan durante el montaje | Indique K en el plano o dimensione en la condición final. |
| 3 | Añadir una allowance de plegado para un elemento con varios pliegues | El canal o la caja se colapsa; las piezas no se montan | Una allowance por pliegue, contada individualmente. |
| 4 | Ignorar el retorno elástico | La pestaña queda fuera de la pieza correspondiente | Tenga en cuenta el retorno elástico del material; verifíquelo en la primera pieza. |
| 5 | Solicitar un radio estrecho sin indicar las herramientas | Se cotiza inesperadamente un cargo por herramientas por pieza | Diseñe a 1×t o más, salvo que la apariencia exija un radio más cerrado. |
| 6 | Altura de pestaña inferior a 1×t | Interferencia de herramientas, agrietamiento en las esquinas, retrabajo | Mínimo 1.5×t; 2×t para pestañas funcionales o visibles. |
| 7 | Patrón plano sin referencia de la línea de plegado | La ubicación del pliegue es ambigua; cada pliegue queda en una posición diferente | Añada la línea de plegado como referencia dimensional en la pieza plana. |
| 8 | Redondear demasiado pronto la allowance de plegado | Error acumulado en varios pliegues | Mantenga toda la precisión durante el cálculo; redondee una sola vez al final. |
Páginas relacionadas de chapa metálica
- Diseño para chapa metálica — reglas mínimas para pestañas, radios y separación de agujeros
- Selección de materiales de chapa metálica — qué aleación especificar y por qué
- Tolerancia y acabado de superficie — cómo afecta la variación del plegado a su accumulating de tolerancias
- Servicio de fabricación de chapa metálica — capacidad de plegado y plazos de entrega
¿Tiene un patrón plano que sigue cambiando? Envíe el dibujo con la grado del material y le devolveremos la longitud desarrollada, el factor K utilizado y cualquier elemento cuya posición cambie después del plegado.
Solicite una revisión del patrón plano¿Cuál es la fórmula de la allowance de plegado?
La allowance de plegado (BA) = pi x (R + K x T) x (A / 180), donde R es el radio interior del pliegue, K es el factor K, T es el espesor del material y A es el ángulo de plegado en grados. Proporciona la longitud del arco de material consumido por un pliegue. Sume la allowance de plegado a la suma de las longitudes rectas de las pestañas y tendrá la longitud del patrón plano.
¿Qué es el factor K?
El factor K indica dónde se encuentra el eje neutro dentro del pliegue, como fracción del espesor. Un K de 0.33 significa que el eje neutro se encuentra a un tercio del espesor del material desde la cara interior; 0.5 sería el centro matemático. Varía con el radio del pliegue y la resistencia a la tracción del material: los radios más estrechos reducen K, y las aleaciones de alta resistencia lo reducen aún más porque hay menos material en tracción o compresión.
¿Qué es la deducción de plegado y en qué se diferencia de la allowance de plegado?
La deducción de plegado (BD) es lo que se resta; la allowance de plegado es lo que se suma. BD = 2 x setback exterior - BA. Usar la incorrecta es el error clásico del patrón plano. La deducción de plegado suele ser más fácil para un taller porque el setback exterior es un valor medible en la pieza final, así que cite la fórmula según la convención que use su herramienta CAD y verifíquela con la primera pieza.
¿Por qué dos talleres producen longitudes planas diferentes para el mismo dibujo?
Casi siempre se debe al supuesto del factor K. Un taller que utiliza K = 0.33 y otro que utiliza K = 0.42 en el mismo material de 2mm y con el mismo radio obtendrán una diferencia de varios milímetros en la longitud desarrollada, y cada agujero del patrón plano se moverá con ella. La solución es indicar el factor K en el plano o dimensionar los elementos en la condición final en lugar de en la pieza plana.
¿Cuánto afecta el retorno elástico al ángulo final?
El retorno elástico es la recuperación elástica del material después de liberar la carga, por lo que la pieza se abre. El acero al carbono con un radio de 1x t suele recuperar de 1 a 3 grados, las aleaciones de aluminio de 3 a 5, y el acero inoxidable o de alta resistencia de 4 a 8. Sobredoblar por el retorno elástico esperado y dejar que se relaje es una práctica estándar, por lo que la repetibilidad se cotiza como más o menos 1 grado en lugar de un valor exacto.
¿Cuál es la diferencia entre plegado por aire, laminado y embotado?
El plegado por aire hunde el punzón en la abertura del molde sin que el material toque el fondo: es el método más común, con alta flexibilidad y mayor tolerancia de radio. El laminado cierra completamente el material en las esquinas del molde para lograr un radio más estrecho con una fuerza mayor. El embotado prensa las caras planas completas entre sí para controlar el espesor con precisión, en materiales de alta resistencia o críticos para resortes. La mayoría del trabajo de corte láser y plegado se realiza por aire.
¿El radio de plegado cambia la longitud plana tanto como el espesor?
Sí, pero de forma menos evidente. En acero al carbono de 2mm a 90 grados, pasar de un radio de 1x t (2mm) a uno de 3x t (6mm) cambia la allowance de plegado de 4.40mm a 10.68mm: aproximadamente 6mm de longitud plana adicional para ese único pliegue. Esto no resulta evidente al sumar las dimensiones de los lados, y por eso los radios generosos no siempre cuestan menos: consumen longitud plana, y en una disposición anidada esa longitud es material.
¿Cómo debo dimensionar una pieza plegada para evitar disputas sobre el patrón plano?
Dimensione la pieza final, no la pieza plana. Utilice las longitudes de las pestañas medidas después del plegado, indique la línea de plegado como referencia dimensional y, si un agujero debe quedar en un lugar específico después de la conformación, indique el factor K que utiliza o traslade la operación después del plegado. Las reglas DFM correspondientes se encuentran en la página de directrices de diseño de chapa metálica.