PLANCHAS METALICAS

DISEÑO Y MANUFACTURA ASISTIDA

Sesión Nro. 1

Profesor: David MAITA F.

 Modificación de la estructura del
material en el doblado

Fuente: Hans Appold y otros (1982) Tecnología de los Metales.

2 (Treceava Edición) Alemania. Página136.
 Dirección de laminación a plegar.

aplastamiento
Pliegues de
rmin = Radio mínimo de curvatura
(Mal) Borde de doblado en la
doblado transversal a la
dirección de laminación.
dirección de laminación.

Fuente: Hans Appold y otros (1982) Tecnología de los Metales.

3 (Treceava Edición) Alemania. Página137.
 Resistencia al Plegado

Resistencia al plegado en función del espesor del material y de la

posición de la sección

Fuente: Hans Appold y otros (1982) Tecnología de los Metales.

4 (Treceava Edición) Alemania. Página137.
 Retroceso Elástico

Fuente: Hans Appold y otros (1982) Tecnología de los Metales.

5 (Treceava Edición) Alemania. Página137.
Distrubución de la deformación interna en
pliegues formados

deformación en la
charnela, no en los
flancos

deformación en los flancos,

no en la charnela

s.n.

plegamiento de una banda elastica

 Cálculos
de
longitudes
 1. Longitud Doblada
Fibra Neutra

Longitudes Dobladas

L = longitud doblada
dm = diámetro medio
d = diámetro interior
D = diámetro exterior
S = Espesor o pared

Fuente: Siegbert Höllger (1985) Matemática aplicada para técnica mecánica

8 (Novena Edición) Alemania. Página 32. Autor
 2. Anillo Cerrado

s
Long doblada = dm * 

Fuente: Siegbert Höllger (1985) Matemática aplicada para técnica mecánica

9 (Novena Edición) Alemania. Página 32. Autor
 3. Segmento de Anillo

l1

L = dm * 3,14 *  + l1 + …
360°

Fuente: Siegbert Höllger (1985) Matemática aplicada para técnica mecánica

10 (Novena Edición) Alemania. Página 32. Autor
 4. Marco Angular L =  Long exterior – n * s

L =  Long exterior + n * s
l1

l1
l2

l2

s s

Fuente: Siegbert Höllger (1985) Matemática aplicada para técnica mecánica

11 (Novena Edición) Alemania. Página 32. Autor
 Radio mínimo para Metales no Ferrosos

Radio de curvatura permisible de piezas dobladas de metales no ferrosos

(Smallest allowable bending radius for bent parts of non-ferrous metal cf. DIN 5520 (2002-07)

(1) Parael ángulo de flexión, independientemente de la dirección de laminación.

(For bending angle  = 90°, regardless of rolling direction)

Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
Radio mínimo para Aceros Doblados en Frío

Radio mínimo admisible de flexión para el acero doblado en frío

(Smallest allowable bending radius for cold bending steel cf. DIN (1975-10)

(1) Losvalores son válidos para el ángulo de flexión  120° y flexión transversal al sentido de
laminado.
Valor del siguiente espesor de chapa metálica más grande debe ser seleccionado de
flexión longitudinal a la dirección de laminación y el ángulo de flexión  120°
(Values apply to bending angle  120° and bending transverse to rolling direction. Value of
the next larger sheet metal thickness should be selected bending longitudinal to rolling
direction and bending angle  120°)

Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 Bending radii for pipes
(radio de curvatura para tuberías) cf. DIN 25570 (2004-02)

D = outer pipe diameter in mm (diámetro del tubo exterior)

s = wall thickness in mm (espesor de la pared)
rmin = minimum bending radius in mm (radio mínimo de curvatura)

Cooper pipes Cu-DHP-R250

Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
Factor de Corrección para Angulos  = 90°

La tolerancia de curvado v para el ángulo de flexión  = 90°

(Bend allowance v for bending angle  = 90° cf. Suppplement 2 to DIN 6935)

Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 Ejercicio Nro. 1
¿Calcular la longitud total (Doblez a 90°)? cf. DIN 6935 (1975-10)

L = developed lenght (1) (Longitud desarrollada)

a, b, c = length of leg (Longitudes rectas)
s = thicknees (Espesor)
r = bending radius (Radio de curvatura)
n = number of bens (Número de curvas)
v = bend allowance (Tolerancia de curvado)

Longitud desarrollada (2)

L=a+b+c+ …-n*v
(2)Calculada las longitudes desarrolladas debe redondearse a un valor entero mm.

Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 Continua ejercicio Nro. 1
Example (see illustratión) a = 25 mm;
b = 20 mm;
c = 15 mm
n = 2;
t = 2mm;
r = 4 mm
v = Tabla 4.5 mm (from table above)
Material = S235JR

Longitud desarrollada (2)

L=a+b+c+ …-n*v
L = 25 + 20 + 15 – 2 * 4,5)
L = 51 mm
(1) Si la relación r/s > 5, la fórmula para la longitud desarrollada (página 24) se
puede utilizar.
(If the ratio r/s > 5, the formula for developed length (page 24) can be used.)

Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 ¿Por qué se presente este efecto?

Section A-A

Section B-B

El doblado de barras (espesor y ancho aproximado iguales) la distorsión de

la sección transversal es muy importante como puede apreciar.

18
 Cálculo de longitud desarrollada con Angulo  90°

Cálculo del tamaño del arco para piezas con cualquier ángulo de flexión seleccionado.
(calculation of blank size for parts with any selected bending angle.) cf. DIN 6935 (1975-10)

L = developed length (longitud desarrollada)

a,b = length of leg (longitud recta)
v = bend allowancela (tolerancia de curvado)
k = correction factor (factor de corrección)
s = thickness (espesor)
r = bending radius (Radio de curvatura)
 = aperture angle (ángulo de apertura)

Longitud desarrollada (1)

L=a+b-v
Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 Tabla de corrección: Datos para doblar:
 = 60°,
a = 16 mm,
b = 21 mm
r = 6 mm
From diagram s = 5 mm

k = 0,7

r = 6 mm = 1,2
s = 5 mm

Correction Factor
k = 0,65 + 0,5 * log r/s
k = 0,689
Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 Tabla de corrección:
Datos para doblar:
 = 60°,
Calcular: From diagram
a = 16 mm,
k = ??? r = 6 mm = 1,2 k = 0,7
b = 21 mm
v = ??? s = 5 mm Calculated by formula
r = 6 mm
L = ??? k = 0,689
s = 5 mm

v = 2 * (r + s) -  * (180° - ) * (r + s * k)
180° 2
v = 2 * (6 + 5) -  * (180° - 60°) * (6 + 5 * 0,7) v = 5,77 mm
180° 2

Longitud desarrollada
L=a+b-v L = 16 + 21 – 5,77 L = 32 mm

(1) For r/s > 5 the veleloped lenght is sufficient accuratepara.

(r /s > 5 la longitud desarrollada es suficiente exacta)
 Cálculo de longitud desarrollada con Angulo  90°
  90°
Bend allowance for = 0° to 90 (tolerancia de doblado para  = 0° to 90°)

v = 2 * (r + s) -  * (180° - ) * (r + s * k)
180° 2
Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 Cálculo de longitud desarrollada con Angulo  90°
 > 90° to 165°
Bend allowance for  = 90° to 165° (tolerancia de doblez para  = 90° to 165°)

v = 2 * (r + s) * tan180°-  _  * (180° - ) * (r + s * k)

2 180° 2
k = Correction Factor
Bending allowance for  over 165° to 180° v  (negligible).
(Asignación de flexión para  sobre 165° to 180° v  (despreciable))
Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 Retroceso Elástico
Springback in bending (recuperación elástica

1 = angle of bend before springback (on tool)

(ángulo de la curva antes de la
recuperación elástica (en la herramienta))
2 = angle of bend after springback (on
workpiece) (ángulo de la curva después
de la recuperación elástica (la pieza de
trabajo)
r1 = radius on tool (radio de herramienta)
r2 = bending radius on workpiece (radio de
flexión del material)
kr = springback factor (factor de recuperación
elástica)
s = sheet metal thickness (espesor de chapa)
Radius on tool
(Radio de curvatura) r1 = Kr * (r2 + 0,5 * s) - 0,5 * s

Angle of bend before springback 1 = 2

(ángulo de la curva antes de la recuperación elástica) Kr
 Retroceso Elástico

factor de recuperación elástica Kr para la relación r2/s

Fuente: Ulrich Fischer y otros (2011) Mechanical and metal trades Handbook
(Tercera Edición) Alemania. Página 332.
 Aplicación 2:
Datos:
- Lados A y B,
- Radio de curvatura R,
- Espesor de la chapa S,
- Longitud total L desarrollada
(hay que cortar en la chapa)

L = A + B + 2 (R + y)
4 El valor y puede tomarse de la tabla:
R/s y
En caso de que el ángulo de doblado fuese distinto de 90°, 10 0,489
la formula sería: 5 0,476
2 0,455
L = A + B + 2 * (R + y) * (180° - ) 1,5 0,437

siendo  el ángulo de doblado

360° 1 0,420
0,5 0,3775
Las cifras dadas en la segunda columna son los 0,2 0,3000
coeficientes por los que hay que multiplicar el espesor
S para obtener y.

26 http://de-duce-tu.blogspot.pe/p/5doblado-curvado-y-plegado.html
 PLANCHAS

https://www.google.com.pe/search?q=doblez+de+planc
has+metalicas&espv=2&biw=810&bih=500&source=ln
ms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwiI9PWs-
ZvLAhVJmh4KHWu-Dc0Q_AUIBigB#imgrc=hxq-
o5Hv3Pd1oM%3A
27
 CONFORMADO DE CHAPA

Corte Doblado Embutición Estampación

Operaciones en frío

Operación más sencilla de conformado de chapa

La conformabilidad de una chapa en operaciones de

doblado se especifica en términos del menor radio
que se puede conseguir sin que se rompa la chapa.

La mayor conformabilidad se obtiene siempre cuando se

dobla la chapa en su dirección transversal (línea de doblado
perpendicular a la direccción de la laminación de la chapa).
 CONFORMADO DE CHAPA

Corte Doblado Embutición Estampación

Operaciones en frío

Minimizar
pérdidas de
material

Formas sencillas Punzonado

de la matriz
Taladro
 Bobinas LAC
Denominación: BLAC A1011 Tipo B, BLAC A36

Descripción:
Bobinas de acero laminadas en caliente. Se usa en la fabricación de tubos,
perfiles plegados, así como luego de su corte en planchas, se usa para la
construcción de silos, carrocerías y construcción en general.

Normas técnicas:
- ASTM A1011 Tipo B
- ASTM A36

Presentación:
Se presenta en la calidad comercial y en la calidad estructural. Las bobinas se
entregan con peso mínimo de 5 TM.

Usos:
Se usa en la fabricación de tubos, perfiles plegados,
así como, luego de su corte en planchas, se usa para la
construcción de silos, carrocerías y construcción en general.

http://www.acerosarequipa.com/index.php?id=433
Planchas Delgadas LAC
Denominación: PDLAC A1011 Tipo B, PDLAC A36

Descripción:
Planchas de acero laminadas en caliente de espesores menores que
4.75 mm y destinadas para la construcción de silos, embarcaciones
pesqueras, vagones, estructuras y usos en general.

Normas técnicas:
- ASTM A1011 Tipo B
- ASTM A36

Presentación:
Se presenta en la calidad comercial y en la calidad estructural.

Usos:
Planchas de acero laminadas en caliente con bordes
de laminación, de espesores menores que 4.75 mm
y destinadas para la construcción de silos,
embarcaciones pesqueras, vagones, estructuras y usos en general.
 CONFORMADO DE CHAPA

Corte Doblado Embutición Estampación

Operaciones en frío

Piezas tridimensionales
(carrocería de vehículos de
transporte, cascasas de
electrodomésticos…)

Matrices y punzones de
formas adecuadas
Embutición por expansión
Embutición por compresión
Embuticiones mixtas
 Por compresión
Embutición
Por expansión

- Ductilidad
- Coeficiente de
endurecimiento por
deformación “n”

33
 CONFORMADO DE CHAPA
La capacidad de un material para ser embutido viene dada por el
coeficiente límite de embutición del material LDR (Limt Drawing Ratio).
(Depende de acuerdo RP y Rd y de la lubricación utilizada)
LDR = (D0)max / Dp ; LDR max ~ 2

Rp

Rd

Reembutición de una copa

 CONFORMADO DE CHAPA
1 de corte
Para conformar este recipiente se requieren 6 estampas: 1 de embutido
4 de reembutidos
Conformado Específicos
¿Por qué ocurren estas grietas ?

37
 PLEGADO EN ZONAS DISCONTINUAS.

Problemas derivados del diseño incorrecto:

a. La pieza es difícil de fabricar ya que el útil de plegado ha de
coincidir con el inicio del corte.
b. Se crea un punto de acumulación de tensiones y el material
se puede agrietar.
38
 PLEGADO EN ZONAS DISCONTINUAS
Recomendaciones de diseño:
a. Para evitar los problemas derivados del pliegue de chapa en zonas
discontinuas se generan unas entallas que reciben el nombre de
“desahogos”.
b. Los desahogos eliminan la acumulación de tensiones y mejoran la
manufacturabilidad de la pieza.

Desahogo
39
 PLEGADO DE ALETAS EN DIFERENTES DIRECCIONES.

Problemas derivados del diseño incorrecto:

a. Difícil de fabricar ya que se necesita una

herramienta de plegado con la misma
anchura de las aletas.

b. La fluencia del material en los vértices

durante la operación de plegado hace que las
aletas se interfieran entre ellas en la zona
de los vértices.

c. Los vértices de plegado con aristas vivas

acumulan tensiones que favorecen el
agrietamiento del material.

40
 PLEGADO DE ALETAS EN DIFERENTES DIRECCIONES.

Para un diseño correcto de la pieza

se debe:

a. Eliminar los ángulos vivos mediante

agujeros u otras formas de vaciado
del material que se colocaran sobre
la zona de los vértices.

b. Los desahogos mejoran:

 La fluencia del material en los
vértices durante el plegado.
 La manufacturabilidad de la
pieza.
 Se reduce la acumulación de
tensiones.
41
 Agujeros en la proximidad de la línea de plegado.

Diseño Diseño
incorrecto correcto

Problemas derivados del diseño incorrecto:

a. Si el agujero está situado excesivamente cerca de la línea de
plegado o del área de trabajo del útil de plegado el agujero se
deforma y dejando aristas vivas.
b. La superficie de la chapa pierde planitud en la zona del agujero.

42
 Agujeros en la proximidad de la línea de plegado.

Para un diseño correcto de la pieza se debe:

Colocar el agujero a la mayor distancia posible de la línea de plegado.

Mín. d = 2r (“r” radio de curvatura).

43
 Modificación de la sección el doblado
¿Cuándo debe hacerse el taladrado antes o después
de doblar?

44
 Eliminación de aristas cortantes

Para los pliegues de eliminación de aristas se recomienda:

1. Radio mínimo de pliegue igual al espesor.

2. Longitud del pliegue 3 - 4 veces el espesor.
3. Una distancia entre caras de 0.5 veces el espesor para
evitar el agrietamiento.

45
 Tipos de plegados de bordes

Plegado simple

Plegado replegado

Plegado con cubrejuntas

46
 El pliegue se estampa P con al contraestampa S.

47
Bibliografía - Tecsup
• Appold, Hans (1984). Tecnología de los metales. España: GTZ.
(669.9/A64)
• Alecop (1992) CNC 8025 Fresadora. Mondragón: Alecop.
(620.1/CN/A-F)
• Aviles, Rafael (2005) Análisis de fatiga en máquinas. Madrid:
(620.112/A9)
• Alecop (1992) Manejo y programación del torno. Mondragón,
Alecop. (620.1/CN/47)
• Mechanical and metal trades Handbook .Ulrich Fischer Roland
Gomeringer, Max Heinzler Roland Kilgus, Friedrich Näher Stefan
Oesterle, Heinz Paetzold Andreas Stephan.(MAN 620.1 F24 2012